16 janvier 2024
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Amel Tibhirt, « Réduction de l'interférence des liens croisés pour les systèmes MIMO TDD Dynamique dans les réseaux 5G+ », HAL-SHS : sciences de l'information, de la communication et des bibliothèques, ID : 10670/1.the0hn
Le TDD dynamique joue un rôle crucial dans les réseaux 5G, adaptant les ressources aux besoins variés. Il améliore l'efficacité spectrale en allouant dynamiquement des créneaux horaires pour les transmissions montantes et descendantes en fonction de la demande de trafic et des conditions de canal. Cette allocation dynamique de fréquence assure une utilisation efficace du spectre et prend en charge une connectivité massive, une latence faible et les exigences de la qualité de service. Son rôle dans l'agrégation de porteuses maximise les débits de données et la capacité du réseau, soulignant son importance dans les technologies de communication sans fil avancées.Cependant, le TDD dynamique est confronté à un défi majeur : l'Interférence des liens croisés. Ce type d'interférence se produit lorsque les transmissions montantes et descendantes partagent les mêmes bandes de fréquences, provoquant des interférences.Cette interférence comprend l'interférence de Station de Base à Station de Base (BS-to-BS) ou du lien descendant au lien montant (DL-to-UL) ainsi que l'interférence d'Équipement Utilisateur à Équipement Utilisateur (UE-to-UE) ou du lien montant vers le lien descendant (UL- to-DL). Dans l'interférence DL-to-UL, les transmissions descendantes débordent dans les bandes des transmissions montantes, dégradant la communication montante. À l'inverse, l'interférence UL-to-DL se produit lorsque les transmissions montantes interfèrent avec la réception des transmissions descendantes.Gérer efficacement ces interférences est crucial pour la performance et la fiabilité d'un système TDD dynamique.Ce mémoire vise à libérer tout le potentiel du TDD dynamique en surmontant les défis posés par les interférences des liens croisés grâce à une analyse rigoureuse et des méthodologies innovantes. La recherche ne se contente pas de faire progresser la technologie TDD dynamique, elle pionnière des solutions applicables à divers contextes de communication, stimulant des stratégies innovantes d'alignement d'interférence dans des scénarios variés.Le mémoire se divise en plusieurs parties. La première pose les bases avec la définition du problème et les concepts théoriques essentiels. La deuxième partie examine les conditions de faisabilité de l'alignement des interférences. Ces conditions sont exprimées en fonction de la dimension du problème et établissent le degré de liberté (DoF) atteignable, représentant le nombre de flux de données possibles. Elle explore l'alignement d'interférence dans des scénarios centralisés, en considérant à la fois les canaux MIMO en rang complet et réduit, et aborde des complexités du monde réel. De plus, elle étend l'exploration à un scénario distribué, offrant une compréhension réaliste des complexités de la communication. La troisième partie se concentre sur les techniques d'optimisation, en particulier le beamforming. Elle introduit le Zero Forcing (ZF) beamforming pour les utilisateurs, alignant l'interférence dans les systèmes TDD dynamique. Elle met l'accent sur l'impact de l'interférence des liens croisés entre utilisateurs et présente les améliorations apportées par les algorithmes WMMSE. De plus, elle explore l'optimisation de l'allocation de puissance en utilisant l'algorithme Water-Filling, évaluant la performance du Zero Forcing Beamforming et de l'algorithme WMMSE en fonction de cette approche d'optimisation de puissance.