Bénéfices de la communication inter-protocoles au niveau applicatif et des ressources pour contrôler les interférences dans les communications satellites

par Vincent Boussemart

Thèse de doctorat en Réseaux, télécom, système et architecture

Sous la direction de José Radzik et de Michel Bousquet.


  • Résumé

    Cette thèse étudie les optimisations d’allocation de ressources dans le lien retour de systèmes satellites à faisceaux multipleslimités par les interférences et pouvant être vus comme des systèmes MIMO virtuels. Cette thèse se focalise sur lesinterférences générées par les utilisateurs positionnés dans différents faisceaux et transmettant en même temps et avec lamême fréquence. Le nombre de fréquences (couleurs) présent dans le système satellite modifie la bande passante et de cefait la capacité du système. Quand ce nombre est réduit, par ex. une seule couleur, le niveau d’interférences augmente maisla bande passante dans chaque faisceau est plus grande. Il y a donc un compromis entre nombre de couleurs et niveaud’interférences. L’influence du canal satellite est tout d’abord évaluée en analysant le taux d’erreur obtenu avec diversestechniques de suppression d’interférences. La thèse s’oriente ensuite vers la théorie de l’information et étudie l’impact dunombre de couleurs sur les débits totaux. La détection multi-utilisateurs est prise en compte pour dériver les débitsutilisateurs et en particulier le critère max-min est appliqué, montrant une amélioration du niveau d’équité. Les différentsrésultats sont utilisés pour optimiser l’allocation des ressources mais l’ordonnancement pour des systèmes MIMO à grandeéchelle représente une tâche difficile, le domaine de recherche étant de taille prohibitive. De ce fait cette thèse étudie aussides algorithmes heuristiques à complexité réduite, basés sur la théorie des graphes, visant à trouver des ordonnancementssous-optimaux. Enfin le nombre de faisceaux et d’utilisateurs pris en compte pour l’ordonnancement sont étudiés pourproposer de nouveaux algorithmes satisfaisant des contraintes de qualité de service.

  • Titre traduit

    On the benefits of cross-Layer - assisted interference, resource and application management in satellite-based communications


  • Résumé

    This Ph.D. investigates resource management optimisations in the return-link of interference-limited multi-beam satellitesystems which can be seen as virtual MIMO systems. It focuses on the interference that users located in different beamsgenerate towards each other, when transmitting data at the same time and on the same frequency. The number offrequencies (colours) present in the satellite system rules the overall bandwidth and therefore the system capacity. Whenthe number of colours becomes low, e.g. considering one colour, the level of interference increases dramatically but thebandwidth available in each beam gets higher. Hence there is a tradeoff between number of colours and level ofinterference. The influence of the satellite channel is first studied by analysing the BER obtained through interferencecancellation techniques. The Ph.D. then moves towards information theory and investigates the impact of the colours onthe achievable sum rates. MUD schemes are then used to derive the per-user rates, and the max-min criterion is applied tothe user rates showing an improvement of the level of fairness between users. The different outcomes are used to optimisethe resource management. However, scheduling for large scale MIMO systems, as in the return-links of satellitecommunications, represents a challenging task, since the search space is prohibitive large. For this reason this Ph.D. alsoinvestigates low complexity heuristic algorithms based on graph theory with the aim of finding sub-optimal schedules.Finally, the number of spot beams and the number of users considered for scheduling are studied so as to propose newalgorithms aiming to satisfy quality of service constraints.


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Informations

  • Détails : 2 vol. (xvi-277, xii-78 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 163-169

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  • Bibliothèque : ISAE-SUPAERO Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2013/13 BOU
  • Bibliothèque : ISAE-SUPAERO Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Bibliothèque électronique.
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