Optimisation de précodeurs linéaires pour les systèmes MIMO à récepteurs itératifs

Optimization of linear precoders for coded MIMO systems with iterative receivers

• Auteur / Autrice : Nhat-Quang Nhan
• Direction : Emanuel Rădoi, Karine Cavalec-Amis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Communications numériques
• Date : Soutenance le 05/10/2016
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire en sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance
• Jury : Président / Présidente : Olivier Berder
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emanuel Rădoi, Karine Cavalec-Amis, Olivier Berder, Benoît Geller, Charly Poulliat, Philippe Rostaing, Telex Magloire Ngatched Nkouatchah
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benoît Geller, Charly Poulliat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Codage

Systèmes à entrées multiples et à sorties multiples

Mots clés libres

Précodage linéaire MIMO

Information mutuelle

Mapping des symboles

Turbo-détection

Turbo-égalisation

Codes LDPC non-binaires

Diagrammes EXIT

Linear MIMO precoding

Mutual information

Symbol mapping

Turbo-detection

Turbo-equalization

Iterative receiver

NB-LDPC codes

EXIT charts

Résumé

Les standards « Long-term evolution » (LTE) et LTE-Advanced (LTE-A) devraient influencer fortement l’avenir de la cinquième génération (5G) des réseaux mobiles. Ces normes exigent de hauts débits de données et une qualité de service de très bon niveau, ce qui permet d’assurer un faible taux d’erreur, avec une faible latence. Par ailleurs, la complexité doit être limitée. Dans le but de déterminer des solutions technologiques modernes qui satisfont ces contraintes fortes, nous étudions dans la thèse des systèmes de communication sans fil MIMO codés. D’abord, nous imposons un simple code convolutif récursif systématique (RSC) pour limiter la complexité et la latence. En considérant des récepteurs itératifs, nous optimisons alors la performance en termes de taux d’erreur de ces systèmes en définissant un précodage linéaire MIMO et des techniques de mapping appropriées. Dans la deuxième partie de la thèse, nous remplaçons le RSC par un LDPC non-binaire (NB-LDPC). Nous proposons d’utiliser les techniques de précodage MIMO afin de réduire la complexité des récepteurs des systèmes MIMO intégrant des codes NB-LDPC. Enfin, nous proposons également un nouvel algorithme de décodage itératif à faible complexité adapté aux codes NB-LDPC.

The long-term evolution (LTE) and the LTE-Advanced (LTE-A) standardizations are predicted to play essential roles in the future fifth-generation (5G) mobile networks. These standardizations require high data rate and high quality of service, which assures low error-rate and low latency. Besides, as discussed in the recent surveys, low complexity communication systems are also essential in the next 5G mobile networks. To adapt to the modern trend of technology, in this PhD thesis, we investigate the multiple-input multiple-output (MIMO) wireless communication schemes. In the first part of this thesis, low-complex forward error correction (FEC) codes are used for low complexity and latency. By considering iterative receivers at the receiver side, we exploit MIMO linear precoding and mapping methods to optimize the error-rate performance of these systems. In the second part of this thesis, non-binary low density parity check (NB-LDPC) codes are investigated. We propose to use MIMO precoders to reduce the complexity for NB-LDPC encoded MIMO systems. A novel low complexity decoding algorithm for NB-LDPC codes is also proposed at the end of this thesis.