Institut d'Électronique et de Télécommunications de Rennes
UMR CNRS 6164

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Etude de futurs systèmes utilisant les techniques Massive MIMO à des fréquences millimétriques pour les "small cells". Optimisation système et forme d’onde.

Doctorant : Antoine ROZE.

Directeurs de thèse : Maryline HELARD, Matthieu CRUSSIERE.

Thèse débutée le : 01/10/2013.

L’étude menée dans cette thèse s’inscrit dans le cadre des communications à grand nombre d’antennes pour les futurs systèmes sans fils, connus sous les appellations : "large MIMO", "massive MIMO" ou "large scale antennas systems". Ces systèmes prévoient jusqu’à plusieurs centaines d’antennes à l’émission et quelques dizaines d’utilisateurs, dépassant ainsi de loin les configurations prévues par le LTE-advanced où les configurations les plus ambitieuses concernent des systèmes à 8 antennes d’émission et 8 antennes de réception.

Après une phase de définition des scénarios (indoor et small outdoor), de choix des largeurs de bandes de fréquences et longueur d’ondes (millimétriques ou autre), de choix des modes de transmission (Time Division Duplex, Frequency Division Duplex), les études menées dans le cadre de cette thèse vont permettre :

  • d’étudier les formes d’ondes ou schémas de modulation les plus adaptés aux scénarios envisagés : modulations multiporteuses (OFDM ou autres), modulations spatiales... Si la plupart des systèmes normalisés ces dernières années s’appuient sur l’association des techniques MIMO et des techniques OFDM, il est nécessaire aujourd’hui d’aller au-delà. Les modulations spatiales nouvellement proposées peuvent s’avérer d’un intérêt fort prometteur d’un point de vue simplicité de mise en oeuvre.
  • De comparer les techniques de précodage (beamforming, Maximum Ratio Combining (MCR), retournement temporel...) en fonction de la disponibilité, de la quantité et de la qualité de la connaissance de la réponse du canal à l’émission et à la réception. L’optimisation de la qualité et de la quantité d’information nécessaire à l’estimation de chaque voie est primordiale.
  • D’étudier la mise en oeuvre de l’estimation de canal selon les modes de transmission TDD ou FDD. Si le mode TDD semble a priori plus adapté aux systèmes à très grand nombre d’antennes à l’émission, grâce à l’exploitation de la réciprocité du canal, celle-ci n’est néanmoins pas toujours vérifiée lorsqu’on prend en compte les aspects RF. Lorsque le nombre global d’antennes de réception et d’émission augmente le mode FDD peut se caractériser par une diminution significative de l’efficacité spectrale due à l’utilisation de symboles pilotes. L’optimisation du nombre de pilotes, le choix des algorithmes d’estimation de canal aveugles ou non, les techniques MIMO différentielles sont autant de paramètres ou de techniques à envisager.
  • De définir des modèles de canaux dans les bandes millimétriques d’intérêt (60 GHz, voire 120 GHz) et réaliser les simulateurs logiciels associés.
  • D’optimiser les ressources spectrales, en relation notamment avec l’estimation du canal, et la couche MAC dans un contexte multi-utilisateurs.

Page du doctorant.






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