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20 mai 2020

Systèmes de Communication Faster-Than-Nyquist pour canaux sélectifs en fréquence


Catégorie : Doctorant


Détails du sujet disponible ici : http://cedric.cnam.fr/lab/wp-content/uploads/2020/05/SMI-FTN.pdf

 

Le développement croissant des communications numériques, qu'elles soient mobiles ou fixes, civiles ou militaires, conjointement aux nouveaux services proposés tels que, par exemple, la transmission d'images ou de videos à très haute résolution ou la télésurveillance, engendre un besoin d'augmentation substantielle des débits transmis.

Les moyens classiques d'accroissement des débits de transmission correspondent, pour les liaisons dites SISO (Single Input - Single Output) utilisant une seule antenne à l'émission et à la réception, à une augmentation de la bande passante des liaisons et/ou à une augmentation de la puissance des signaux transmis. Toutefois, la pénurie de bande passante disponible dans les gammes de fréquence dédiées aux services les plus standards (réseaux cellulaires, télécommunications par satellite, radiocommunications HF etc...) conjointement aux contraintes d'efficacité énergétique des liaisons, engendre la nécessité de développer d'autres solutions pour accroître le débit des liaisons SISO.

La compression de la durée symbole, c'est-à-dire l'augmentation du débit symbole ou débit baud, à bande passante et à puissance émise constante, constitue une alternative prometteuse aux techniques classiques pour augmenter le débit de transmission. Les liaisons utilisant cette technique sont appelées liaisons Faster Than Nyquist (FTN), pour des raisons présentées ci-après. La thèse proposée vise à évaluer l'intérêt des liaisons FTN dans le contexte des communications numériques pour des canaux de propagation à trajets multiples, dits sélectifs en fréquence, inhérents aux transmissions dans les gammes HF, VHF, UHF, SHF et aux communications mobiles cellulaires en particulier. Des formes d'onde aussi bien mono que multi-porteuses seront considérées pour des systèmes aussi bien mono (SISO) que multi-antennes en réception (SIMO ou Single Input Multiple Output), en émission (MISO ou Multiple Input - Single Output) ou en émission et en réception (MIMO ou Multiple Input - Multiple Output).

Une approche globale multicritères, prenant en compte des critères opérationnels majeurs tels que l'efficacité spectrale de la liaison, le bilan énergétique, la qualité de la liaison, la robustesse aux interférences (involontaires ou volontaires), la complexité des récepteurs associés... sera conduite afin d’appréhender au mieux les avantages/inconvénients des méthodes proposées par rapport aux liaisons classiques dite Nyquist.

Ce travail d’investigation sera mené dans le cadre d’une collaboration entre le l'équipe LAETITIA du laboratoire CEDRIC du CNAM et le laboratoire IMS (Intégration du Matériau au Système) de Talence. La thèse sera co-encadrée par les professeurs Pascal Chevalier, Professeur du CNAM sur la chaire d'Electronique, Guillaume Ferre, Maitre de Conférences HDR et Romain Tajan, Maitre de Conférences, à l'Université de Bordeaux. Une expertise industrielle de la société Thales, acteur majeur du secteur des communications numériques en particulier et impliquée depuis quelques années dans l'analyse des liaisons FTN (expert Sylvain Traverso), pourra accompagner les travaux menés durant cette thèse.

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