L2-orthogonal space-time code design for continuous phase modulation

par Matthias Hesse

Thèse de doctorat en Automatique, traitement du signal et des images

Sous la direction de Jérôme Lebrun et de Luc Deneire.

  • Titre traduit

    Codes spatio-temporels orthogonaux au sens L2 pour les modulations à phase continue


  • Résumé

    Les codes spatio-temporels orthogonaux par blocs (OSTBC) sont devenus populaires en ce qu'ils permettent de construire des systèmes de communications sans-fil à diversité maximale et à décodage simplifié par maximum de vraisemblance découplé. Cependant, ces codes reposent en général sur une orthogonalité ponctuelle, ce qui entraîne une dégradation bien connue du débit de transmission pour les systèmes à plus de deux antennes d'émission. Nous introduisons dans cette thèse le concept d'orthogonalité L2 pour les codes spatio-temporel (STC). Cette approche permet de généraliser naturellement la propriété d'orthogonalité ponctuelle pour des systèmes à codages spatio-temporels non-linéaires. Il devient alors possible de construire de nouveaux systèmes multi-antennes (MIMO) à faible complexité de décodage et gain de diversité maximal. De plus, contrairement aux systèmes reposant sur des codes linéaires orthogonaux, ces nouveaux systèmes ne présentent plus de limitation du débit de transmission pour plus de deux antennes. Nous détaillons la construction générale de diverses familles de codes spatio-temporels L2 à débit maximal reposant sur des modulations de phase continue (CPM) et ceci pour n'importe quel nombre d'antennes d'émission. L'orthogonalité L2 des systèmes construits est obtenue par un banc de fonctions de correction de phase qui induit la diversité par décalage en fréquence tout en maintenant la continuité de la phase pour chaque antenne. L'étude de ces codes permet de démontrer que les systèmes MIMO à décodage simplifié ainsi obtenus sont à diversité maximale et débit optimal. Enfin, notons que la construction de ces codes n'introduit aucune contrainte supplémentaire sur les paramètres des modulations de phase continue utilisées.


  • Résumé

    Orthogonal Space-Time block codes (STBC) have been a popular way to implement wireless communications systems with full diversity and simple decoupled maximum-likelihood decoding. However, all these codes rely on pointwise orthogonality which leads to a well-known degradation of data rate for more than two antennas. In this thesis, we introduce the concept of L2-orthogonality for non-linear Space-Time codes (STC). Our approach generalizes code design based on pointwise orthogonality. Hence, we are able to derive new codes with the same advantages as pointwise orthogonal STBC, i. E. Low decoding complexity and diversity gain. At the same time, we are no longer limited by the restrictions of pointwise orthogonal codes, namely the reduction in data rate. Actually, we show how to construct full rate codes for any arbitrary number of transmit antennas. More precisely, a family of codes for continuous phase modulation (CPM) is detailed. The L2-orthogonality of these codes is ensured by a bank of phase correction functions which maintains the phase continuity but also introduces frequency offsets. We prove that these codes achieve full diversity and have full rate. Moreover, these codes don't put any restriction on the CPM parameters.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (xvi-138 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [125]-138. Résumés en français et en anglais

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  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 10NICE4008
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