Identification semi-aveugle de canaux MIMO : algorithmes et performances

par Lamia Berriche

Thèse de doctorat en Signal et images

Sous la direction de Karim Abed-Meraim et de Jean-Claude Belfiore.

Soutenue en 2006

à Paris, ENST .


  • Résumé

    L´ utilisation des antennes multiples en émission et en réception, système MIMO, dans les applicationssans fils permet d´ augmenter les débits de transmission. La connaissance du canal au niveau du récepteur est importante pour exploiter les performances des systèmes MIMO. Premièremment, dans cette thèse, on s´ intéresse aux performances des systèmes MIMO en considérant la borne de Cramer-Rao (BCR) comme étant une mesure de performance. Un calcul de la BCR pour différent schémas de conception des séquences d'apprentissage et différentes hypothèses sur la distribution des symboles émis est effectué. La comparison des BCR nous permet ainsi de proposer le meilleur schéma de conception des symboles pilote et la méthode d´estimation appropriée. Deuxièmement, une étude des méthodes d´ estimation des canaux MIMO est élaborée en portant un intérêt spécial au cas où les symboles pilotes sont émis simultanément avec les symboles data (EMB). D´ abord, on propose une méthode d´ estimation avec séquence d´ apprentissage qu’on compare aux méthodes existantes. Une méthode d´ estimation semi-aveugle basée sur le principe du maximum de vraisemblance est suggérée et comparée à l´ estimation aveugle basée sur le même principe. Après, notre intérêt est porté aux techniques d´ estimation itératives. Cette étude est faite spécialement pour le schéma des pilotes EMB. Dans la dernière partie, notre but consistait à trouver la design des symboles pilotes approprié de point de vue capacité ergodique et capacité de outage. Ainsi, on établit une borne inférieure a l´ information mutuelle et une à la capacité ergodique qui dépend de la BCR.

  • Titre traduit

    Semi-blind MIMO channel estimation : algorithms and performance


  • Résumé

    The use of multiple transmit antennae and multiple receive antennae (MIMO) in wireless systems may offer huge increase of data transmission rate. The channel knowledge availability at the receiver side has an important impact on the MIMO system performance. First, in this thesis, we are interested in the MIMO channel estimation performance by considering the Cramer-Rao bound (CRB) as a performance measure. We calculate different CRBs for different schemes of training sequence design and different assumptions on the source signal distributions. We compare them and propose the appropriate design scheme and channel estimation method. Second, we propose estimation methods for MIMO systems and focus on a special pilot symbol design which is the embedded scheme (EMB). We suggest a training sequence based method which we compare to the existing ones. We also propose a semi-blind maximum likelihood MIMO channel estimation technique based on the use of the EMB scheme and we show that it outperforms the blind one with a large performance gain. The ML method being computationally expensive, we propose an alternative solution using iterative channel estimation and data detection for coded and uncoded MIMO channel. Precisely, we investigate the performance of these iterative methods for the EMB scheme. Finally, our aim is to find the appropriate pilot design scheme regarding both ergodic and outage capacity. So, we derive a lower bound on the mutual information which depends on the CRB. Then, we obtain a lower bound on the ergodic capacity which depends on the eigenvalues of the CRB. Also, we deduce a lower bound on the outage capacity.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (277 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 136 réf. bibliogr.

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  • Cote : 7.213 BERR
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