Contribution à la caractérisation et à la modélisation des canaux MIMO

par Abdelmottaleb Nasr

Thèse de doctorat en Microondes et microtechnologies

Sous la direction de Martine Liénard.

Soutenue le 10-06-2009

à Lille 1 .


  • Résumé

    MIMO, ou Multiple-Input Multiple-output, est une technique de communication radio qui repose sur l'utilisation conjointe de réseaux , d'antennes à l'émission et à la réception, Elle permet d'améliorer le débit ou la robustesse d'un lien radio sans augmenter la puissance d'émission et la bande de fréquence allouée. Cependant, les performances de cette technique sont largement dépendantes des propriétés du canal de propagation, Elle n'apporte une amélioration substantielle par rapport aux techniques mono-antennes classiques que si le canal de propagation est suffisamment riche en trajets multiples, Ainsi, la caractérisation et la modélisation du canal de propagation MIMO sont deux étapes indispensables pour un déploiement optimal des systèmes MIMO. Les résultats publiés ces dernières années montrent que les modèles de propagation existants dédiés aux communications MIMO comme par exemple celui basé sur une approche géométrique stochastique sont très complexes à mettre en œuvre, L'objectif de ce travail est de proposer une nouvelle méthode simple et originale de modélisation basée sur la décomposition en matrice diagonale par bloc de la matrice de transfert du canal. L'approche proposée nécessite des estimations précises des caractéristiques du canal. C'est la raison pour laquelle des algorithmes de pré traitement des données ont également été développés pour l'estimation du nombre de sources et des puissances des composantes cohérentes et diffuses contenues dans le signal reçu. Les résultats de la caractérisation des canaux MIMO en Gare, Halle, tunnel et environnement de bureaux permettront d'illustrer les différents points soulevés dans l'étude théorique.

  • Titre traduit

    Contribution to MIMO channel characterization and modelling


  • Résumé

    Multiple- Input Multiple-output (MIMO) is a radio communication technique that is based on the use of antenna arrays at both the receiver and transmitter. This tedmique yields a higher throughput and robustness without increasing the ernitting power and allocated bandwidth, Nonetheless, the performance of this technique is strongly dependent to the channel propagation properties. Hence, improvement is only obtained with respect to classical mono-antennas for the case where a large number of paths are embedded within the propagation channel. Therefore, the characterization and modelling of the MIMO channel are the two critical steps necessary to alleviate the deployment ofMIMO systems. CUITent MIMO channel models such as the geometrical-based stochastic model have been shawn ta be difficult to exploit. The work aims at proposing a novel yet simple modelling scheme based on the decomposition of the channel transfer matrix into block-diagonal matrices. Because an accurate estimation of the channel characteristics is required, dedicated post-processing algorithms were developed ta estimate the number of sources, power of the coherent and diffuse components of the measured propagating paths. MIMO channel measurements were performed in train station, atrium, tunnels and office environments to validate the proposed scheme.


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