Modélisation des interférences dans un système coopératif sans fil

Interference modeling of wireless cooperative systems

• Auteur / Autrice : Baha Eddine Youcef Belmekki
• Direction : Benoît Escrig, Abdelkrim Hamza
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et Télécommunication
• Date : Soutenance le 24/06/2020
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Laure Boucheret
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benoît Escrig, Abdelkrim Hamza, Daniel Roviras, Jean-Marie Gorce, Marco Di Renzo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Roviras, Jean-Marie Gorce

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radio -- Interférence

Réseaux ad hoc de véhicules

Mots clés libres

Interférence

Transmissions coopératives

NOMA

Communications véhiculaires

Intersections

Interference

Cooperative transmissions

NOMA

Vehicular communications

Intersections

Résumé

L’objectif principal de cette thèse est d’étudier l’impact des interférences dans les communications véhiculaires coopératives via des outils de la géométrie stochastique. Cette thèse propose un cadre formel d’étude d’interférences dans les communications véhiculaires coopératives. Dans un premier temps, nous étudions les effets de la dépendance des interférences sur les probabilités de coupure des transmissions, considérant plusieurs type de transmissions, différents modèles de canaux et deux modèles de mobilité. Dans un second temps, nous évaluons comment la probabilité de coupure et le débit moyen des communications véhiculaires peuvent être améliorés via l’utilisation de techniques d’accès non orthogonales (NOMA). Les résultats montrent que NOMA améliore fortement les performances. Nous établissons également les conditions mathématiques nécessaires pour que les techniques NOMA soient meilleures que les techniques orthogonales classiques (OMA) en termes de probabilité de coupure. Enfin, plusieurs autres études sont menées : 1) un protocole adaptatif et coopératif fondé sur la technique NOMA est proposé, 2) une analyse des réseaux véhiculaires à ondes millimétriques est conduite, 3) plusieurs autres extensions sont étudiées telles que plusieurs relais, plusieurs sauts ou plusieurs voies.

The main goal of this thesis is to study the impact of interference on cooperative vehicular communications (VCs) with the aid of stochastic geometry tools. This thesis also proposes a framework to model interference in cooperative VCs. First, we study the effects of interference dependence on the received node for several transmission schemes, different channel models, and two mobility models. The performance in terms of outage probability is investigated. Second, we investigate the improvement of using non-orthogonal multiple access (NOMA) in the performance in terms of outage probability and average achievable rate for several transmission schemes. The results show that NOMA improves significantly the performance. We also investigate conditions in which NOMA outperforms OMA. Finally, studies are conducted: 1) an adaptive cooperative NOMA protocol is proposed, 2) an analysis of millimeter waves (mmWave) vehicular networks is carried out, 3) extension scenarios are investigated such as multiple relays, multiple hops, or multiples lanes.