Alignement d'interférence Opportuniste avec des Terminaux Multi-antennes

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Pour citer ce document :
URI: http://hdl.handle.net/2042/28956
Title: Alignement d'interférence Opportuniste avec des Terminaux Multi-antennes
Author: MEDINA PERLAZA, Samir; FAWAZ, Nadia; LASAULCE, Samson; DEBBAH, Merouane
Abstract: Nous considérons le cas de deux liaisons radio multi-entrée multi-sorties (MIMO) point-à-point ayant des priorités différentes et utilisant la même bande de fréquence. Les contraintes que nous nous imposons sont les suivantes: premièrement, la liaison primaire (haute priorité) ne tolère aucune interférence de la part de la liaison secondaire (faible priorité) et doit atteindre son débit maximal; deuxièmement, nous considérons que les émetteurs ne peuvent pas coopérer. Nous présentons une nouvelle technique d'alignement d'interférence non-coopérative qui permet à une liaison opportuniste MIMO point-à-point d'exister de manière transparente avec une liaison primaire. L'idée-clé proposée ici est de remarquer que même si la liaison primaire maximise son débit au sens de Shannon, la stratégie de "water-filling" correspondante, conduit l'émetteur primaire à laisser vacants certains modes singuliers qui peuvent être recyclés par une liaison secondaire. L'émetteur secondaire peut alors exploiter les degrés de liberté correspondant, en utilisant une matrice de précodage appropriée, telle que l'interference générée par la transmission secondaire n'affecte que les directions non-utilisées par la liaison primaire: cette stratégie est nommée alignement d'interférence opportuniste. Contrairement aux techniques de formation de voie, notre technique peut être utilisée même dans le cas où tous les términaux primaires et secondaires utilisent le même nombre d'antennes et les récepteur sont localisés au même endroit dans l'espace. Cet article présente une contribution double. D'une part,nous déterminons la matrice de précodage permettant d'effectuer l'alignement d'interférence opportuniste, ainsi que la méthode d'allocation de puissance correspondante et permettant de maximisant le débit de la liaison secondaire. D'autre part, en utilisant des outils de la théorie des matrices aléatoires et des probabilités libres, nous présentons une analyse asymptotique du débit de la liaison opportuniste lorsque tous les dispositifs sont équipés du même nombre d'antennes et que ce nombre tend vers l'infini. L'analyse montre que le débit converge vers une valeur non-aléatoire prédictible et indépendente de la réalisation instantanée des canaux. Enfin, nous montrons que pour une petite différence de nombre d'antennes entre l'émetteur et le récepteur et dans le régime de rapport signal à bruit (RSB) moyen (typiquement $ inférieur à 5$dB), notre technique permet d'obtenir un débit plus élevé que celui des techniques de formation de voie.
Publisher: GRETSI, Groupe d’Etudes du Traitement du Signal et des Images
Date: 2009

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