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7 mars 2017

PhD Thesis CNES/IRT Saint Exupery, Toulouse, France


Catégorie : Doctorant


Open position for a PhD in cooperation with CNES and IRT Saint-Exupery (http://www.irt-saintexupery.com/).

The subject and application form can be found here: https://cnes.fr/fr/les-ressources-humaines-du-cnes/faster-nyquist-ftn-pour-les-communications-par-satellite-du-scenario Do not hesitate to contact us for any information regarding this position charly.poulliat@enseeiht.fr or marie-laure.boucheret@enseeiht.fr deadline: 31/03/17

 

FASTER-THAN-NYQUIST (FTN) POUR LES COMMUNICATIONS PAR SATELLITE: DU SCÉNARIO MONO-PORTEUSE AU MULTI-PORTEUSES. RÉCEPTEURS À COMPLEXITÉ RÉDUITE EFFICACES POUR LE RÉGIME SATURÉ ET RÉSISTANCE AUX ACI

Description

Les télécommunications par satellite s’orientent vers des applications nécessitant des débits en perpétuelle augmentation. La VoIP, la diffusion de télévision en UHD ou encore l’internet très haut débit demandent le transit de beaucoup d’information au travers d’une ressource, les bandes de fréquence, dont l’expansion n’est pas indéfiniment possible. La dernière évolution du standard Digital Video Brodcasting (DVB-S2X dit « DVB-S2 révolution ») a offert au domaine des satcoms une augmentation de l’efficacité spectrale de près de 15% [1]. Pour cela, deux évolutions majeures: D’une part, des roll-offs plus faibles optimisant l’exploitation de la bande allouée à l’utilisateur (5%, 10%). D’autre part, des modulations à fort nombre d’états permettant de communiquer davantage de bits avec un même symbole (64APSK, 128APSK, 256APSK). Pour autant, ces innovations sont moins robustes au bruit AWGN présent dans les chaines de télécommunications, ainsi leur emploi n’est possible qu’à fort rapport signal à bruit. Paradoxalement, un fort signal rapport à bruit nécessite une forte puissance sur le lien descendant de la voie aller de notre communication. Pour se faire, il est nécessaire d’opérer le transpondeur de la charge utile au plus près de la saturation, introduisant des distorsions non-linéaires dans notre canal. Et ces mêmes innovations, faibles roll-offs et modulations à fort nombre d’états ont une robustesse aux non-linéarités amoindries. Elles ne peuvent donc être employées que dans des scénarios favorables bien précis et ne couvrent pas l’ensemble des communications auxquelles font face les opérateurs.

Sur le projet ALBS, les activités de recherche liées au futur des SatComs se penchent sur deux aspects majeurs, le traitement des non-linéarités ainsi que de nouvelles formes d’onde à haute efficacité spectrale. D’une part, les techniques de linéarisation des amplificateurs, de pré-distorsion ainsi que d’égalisation qui offrent la possibilité d’employer les nouveautés du DVB-S2X proches de la saturation y sont traitées. D’autre part, et c’est dans ce cadre que s’inscrit la thèse, de nouvelles formes d’ondes sont investiguées, permettant une amélioration de l’efficacité spectrale du canal satellite à fortes contraintes. SC-OFDM, Time Frequency Packing (TFP) et FTN sont traitées au sein du lot 2 du projet.

Objectifs de la thèse

Dans les travaux évoqués précédemment, les nombreux gains mis en exergue ne sont viables qu’en supposant des algorithmes de détection optimaux de type MAP ou quasi-optimaux, indépendamment de leur coût réel d’implémentation matérielle. Le principal problème est que l’on à une perte asymptotique qui peut être assez importante à forte efficacité spectrale pour des solutions de type (turbo) MMSE. Il faut donc étudier plus en avant le compromis performance-complexité Ainsi, différentes méthodes de réduction de complexité des algorithmes employés pourront être étudiées. Les égaliseurs employés dans les travaux antérieurs ne sont pas les seuls existants et d’autres détecteurs pourront être pris en considération (algorithmes sur les graphes de type BP étendu ou graph based LMMSE, etc…) afin de trouver le récepteur offrant le meilleur compromis performance/faisabilité. Le but est d’atteindre des performances comparables au MAP sans la dure pénalité imposé par des approches de type M*/M-BCJR dont les performances varient énormément en fonction des conditions de compression. Des approches hybrides de type non-linéaire basées sur du turbo Block DFE fréquentiel ou non pourront être considérées. Les approches sur les graphes permettent quant à elles de considérées des approches conjointes de détection et décodage en considérant une seule et même structure pour le détecteur et le décodeur canal.

Une fois levés ces aspects complexité, on s’intéressera au cas du FTN dans un cadre « multi-porteuses ». En effet, il est nécessaire de prendre en compte les interférences des porteuses adjacentes lorsque l’on se trouve sur la voie aller d’une télécommunication par satellite type « Diffusion ». L’ensemble des points d’étude abordés dans le cadre mono-porteuse pourront alors être traité dans ce cadre généralisé : synchronisation, détection conjointe ou disjointe dans le régime de saturation, design et optimisation pour le FTN pour la gestion des ACI, des interférences propres et du pré-codage éventuellement conjoint ou non.

L’objectif de cette thèse réside donc dans la proposition de traitements moins complexes à la réception tout en prenant en compte les aspects multi-porteuses dans le cadre de transmission FTN.

Profil

Candidat Ecole Ingénieur spécialité Electronique/Télécom/Signal, Candidat MASTER 2 Réseaux et Télécommunications.

Pour postuler à cette offre, nous vous invitons à vous rapprocher du directeur/rice de thèse et compléter avec son aide la partie cofinancement du formulaire en ligne (Répondre à l’offre) pour le 31 mars 2017. (charly.poulliat@enseeiht.fr ou marie-laure.boucheret@enseeiht.fr)

https://cnes.fr/fr/les-ressources-humaines-du-cnes/faster-nyquist-ftn-pour-les-communications-par-satellite-du-scenario

 

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