Nicolas DE ARAUJO MOREIRA

Soutenance de thèse
11/07/2019
Amphithéâtre IEMN

Résumé :

L’Internet des Objets représente un défi technique pour la communication 5G à cause de sa hétérogénéité caractéristique: la bande 2.4 GHz ISM, par exemple, est partagée entre différentes types de technologies, comme Wifi, Bluetooth et Zigbee. En plus de la perte de qualité de communication, des études récents montrent que l’interférence augmente de façon significative la consommation d’énergie. Donc, traiter l’interférence devient un tâche important pour assurer la réussite de la transmission de donnés. Cette thèse s’approche de deux aspects différents des réseaux hétérogènes. La première partie présente un étude expérimentale sur la nature de l’interférence entre dispositifs IEEE 802.11 et 802.15.4, ses impacts dans la fiabilité de la communication et propose une description statistique. La conclusion principale est que, dans ce contexte, l’interférence présente un comportement non-Gaussien, plus précisément, impulsif. Des travaux théoriques récents alliés avec ces résultats expérimentaux montrent que la distribution alpha-stable est plus convenable pour représenter bruits impulsives. Cela signifie que, une fois optimal, les architectures de communication classiques basé sur assomption Gaussienne, particulièrement le méthode des moindres carrés et le récepteur linéaire, ne sont plus optimales et présentent une perte de performance significative. La deuxième partie présente une architecture MIMO basé sur codage Alamouti, estimation de canal supervisée basé sur méthode Least Absolute Deviation et récepteur p-norme avec une estimation de p. L’architecture proposé présente une performance supérieure au méthode classique.

Abstract :

Internet of Things represents a technical challenge for 5G communications due to is characteristic heterogeneity: the 2.4 GHz ISM band, for example, is shared between different kind of technologies, such Wifi, Bluetooth and Zigbee. In addition to the loss of quality of communication, recent studies shows that interference increases significantly the energy consumption. So, dealing with interference becomes an important task to ensure successfull data transmission. The present thesis approaches two aspects of heterogeneous networks. The first part presents an experimental study on the nature of interference between IEEE 802.11 and IEEE 802.15.4 devices, its impacts on the communication reliability and proposes an statistical description of it. The main conclusion of this part is that, on this context, the interference may present a non-Gaussian behavior, more precisely, an impulsive behavior. Recent theoretical works allied with these experimental results show that the alpha-stable distribution is more adequate to represent impulsive noises. It means that the, once optimal, classical communication architectures based on the Gaussian assumption, particularly the Least Squares based channel estimation and linear receiver, are not optimal anymore present a significant loss of performance. The second part presents a robust MIMO architecutre based on Alamouti coding, supervised channel estimation based on Least Absolute Deviation and p-norm receiver with an estimator for p. The proposed approach outperforms the classical method.

JURY :

– Laurent CLAVIER, IMT Lille-Douai, Directeur de thèse

– Olivier BERDER, IRISA – Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires, Rapporteur

– Jean-Yves BAUDAIS, IETR/INSA Rennes, Rapporteur

– Virginie DEGARDIN, IEMN, Examinateur

– Leonardo CARDOSO, INSA-Lyon, Examinateur

– Nathalie  MITTON, INRIA Lille-Nord Europe / FUN, Examinateur

– Ahcène BOUNCEUR, Université de Bretagne Occidentale, Examinateur