Etude des techniques MIMO pour la transmission et l'allocation de ...

TITRE DE LA THESEEtude des techniques MIMO pour la transmission et l’allocation de ressourcedes systèmes PLCRESPONSABLES DE LA THESEKarine AMIS (institut Mines Télécom - Télécom Bretagne, Département Signal et Communications),Pierre SIOHAN (Orange Labs, RESA/WASA)DOCTORANT :Profil recherché : Titulaire d’un Master Recherche en Traitement du Signal et/ou TélécommunicationsFinancement envisagé : CDDEQUIPE(S) D’ACCUEIL OU SE DEROULERA LA THESEDépartement Signal et Communications, institut Mines Télécom - Télécom BretagneDATE LIMITE DE DEPOT DES CANDIDATURES (CV, lettre de motivation, recommandations, relevéde notes) : 1/05/2012DEBUT DE LA THESE : 01/10/2012Contact : karine.amis@telecom-bretagne.eu, pierre.siohan@orange.comMOTS CLESSystèmes de communication, Transmission par courant porteur en ligne, Systèmes MIMO, SystèmesMultiusagers, Techniques d’accès multipleRESUME :La transmission par courant porteur en ligne (PLC) a progressé très rapidement ces dernières années etavec, d’une part, le fort développement des applications multimédias dans le contexte du « home network » et,d’autre part, l’essor du « smart grid »[1], au sein même du réseau, cette progression devrait s’accélérer. Toutefois,pour apporter une alternative de poids aux moyens de communication sans fil, la technologie PLC doit encoreprogresser sur deux aspects essentiels, l’augmentation des débits et la robustesse. A titre d’exemple, dans unenvironnement indoor les débits actuels pics du PLC sont de l’ordre de 200 Mbps sur la couche physique etchutent considérablement suivant le type de configuration et de qualité du réseau électrique. Pour faire face auxbesoins futurs, des débits pics de l’ordre du Gigabit seront nécessaires ainsi que la garantie d’un débit de quelquesMbps pour les liaisons les moins bien desservies. Deux facteurs seront déterminants pour atteindre ces objectifs.D’une part, l’accroissement de la bande de fréquence qui pourrait s’étendre jusqu’à 87-88 MHz, au lieu des 30MHz actuels et, d’autre, part, la mise en œuvre, de la technique de transmission MIMO avec l’utilisation des 3 filsdes installations électriques [2-3].L’objectif dans cette thèse sera d’étudier les possibilités supplémentaires offertes par les différentesapproches MIMO en particulier celles actuellement étudiées, au sein de l’alliance HomePlug avec la spécificationHPAV2 [4]. Les travaux envisagés vont concerner à la fois la couche physique et aussi la couche MAC, ce quiamènera à poser et résoudre un certain nombre de problème d’optimisations de type « cross-layer » dans unenvironnement PLC de type multi-usagers. Pour ce qui concerne la couche physique, il s’agira, par exemple,d’évaluer théoriquement, pour différents schémas MIMO, les capacités et débits atteignables pour différentsmodèles PLC de canaux et de bruits répertoriés dans la littérature [5-6]. Par rapport aux études sur la coucheMAC, il s’agira d’étendre au cas MIMO des méthodes mises au point au sein des Orange Labs pour un certainnombre de scénarios spécifiques (exemple transmission SISO point à multipoint [7]). Les analyses précédentesayant aussi montré les limites des systèmes PLC basés sur les spécifications et normes actuelles, la thèse auraégalement pour but de proposer de nouvelles approches de type cross-layer permettant de concevoir des futurssystèmes PLC de complexité acceptable mais globalement plus performants que ceux existants, tout en étantcompatibles.

Phase 2 : Développement d’algorithmes MIMO PLC avec et sans codage correcteur d’erreurPhase 3 : Etudes de stratégies d’allocation de ressource en multi-usagersRéférences bibliographiques[1] S. Galli, A. Scaglione, Z. Wang, “For the grid and Through the Grid: The Role of PowerLine Communications in the Smart Grid”, Proceedings of the IEEE, vol. 99, n°6, June 2011[2]A. Schwager et al.,``MIMO PLC : Theory, Measurements and System Setup’’, ISPLC,Udine, Italy, April 2011.[3] A. Schwager, “Power line Communications: Significant Technologies to become ready forIntegration”, Ph.D. dissertation, Universität Duisburg-Essen, 2010[4] HomePlug AV white paper, available at http://www.homeplug.org/tech/whitepapers/HPAV-White-Paper_050818.pdf.[5] R. Hashmat et al,``A channel model for multiple input multiple output in-home power linenetworksp’’, ISPLC, Udine, Italy, April 2011.[6] F. Versolatto and A. Tonello,``A MIMO PLC random generator and capacity analysis’’,ISPLC, Udine, Italy, April 2011.[7] P. Achaichia, M. Le Bot and P. Siohan, ``Frequency Division Multiplexing Analysis forPoint-to-Multipoint Transmissions in Power Line Networks’’, ICC 2012[8] D. Schneider, A. Schwager, W. Bäschlin, P. Pagani, “European MIMO PLC FieldMeasurements: Channel Analysis”, ISPLC, March 2012[9] H. Gascanin, “Inter-domain Bi-directional Access in G.hn with Network Coding at thePhysical -layer”, ISPLC, March 2012