Affectation de pilotes dans la liaison descendante des systèmes de télécommunication sans cellule

Discipline

Sciences et technologies de l'information et de la communication

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Cell-Free Massive MIMO, Phase d’apprentissage en voie descendante, Beamforming conjugué, Contamination de pilotes en voie descendante, Charge de pilotes débit effectif par utilisateur en voie descendante, Débit DL par utilisateur, Durcissement de canal, Allocation de pilotes en voie descendante, Coloriage de graphe

Mots-clés

Systèmes de communication sans fil,

Systèmes à entrées multiples et à sorties multiples - Innovation

En systèmes « Cell-Free massive Multiple-Input-Multiple-Output (Cell-Free massive MIMO) » on distribue dans un territoire géographique un nombre massif de points d’accès, contrôlés par des unités centrales de processing (CPUs), afin de servir simultanément un nombre beaucoup moins inférieur au nombre d’équipements utilisateurs dans les mêmes ressources temporelles et fréquentielles. Contrairement aux systèmes MIMO massifs centralisés, « Cell-Free massive MIMO » est caractérisé par un durcissement de canal pas suffisamment accentué, c’est pourquoi il serait convenable d’inclure des pilotes envoyés en voie descendante afin d’estimer le canal descendant. Cette thèse met en exergue l’allocation de pilotes en voie descendante en systèmes « cell-free massive MIMO » moyennant une métrique qui prend en compte l’interférence inter-utilisateurs en voie descendante. Cette métrique nous donne une information sur le taux de sévérité du problème de «contamination de pilotes envoyés en voie descendante». Suite au calcul de cette métrique, un seuil d’interférence est déni pour déterminer les utilisateurs qui sont susceptibles de réutiliser le même pilote en voie descendante. Fixer un tel seuil vise à optimiser le nombre de pilotes envoyés en voie descendante, tout en maximisant le minimum du débit effectif par utilisateur en voie descendante. Cette approche donne lieu à un graphe de conflit, dans lequel chaque équipement utilisateur est considéré un nœud du graphe. C’est un problème d’optimisation combinatoire qui pourrait être résolu approximativement en utilisant un algorithme de coloriage. C’est un algorithme glouton dont les étapes sont les suivantes. En fixant un seuil adéquat, qui maximise le minimum du débit effectif en voie descendante par utilisateur, un graphe de conflit est ainsi construit. Il modélise l’interférence susceptible d’être présente parmi les équipements utilisateurs interférents, où chaque équipement utilisateur représente un noeud du graphe de conflit. Ensuite, la méthode de coloriage proposée permet de mitiger l’interférence inter-utilisateurs par l’affectation de différents pilotes en voie descendante aux équipements utilisateurs directement connectés dans le graphe de conflit, caractérisés par une interférence considérable et le même pilote aux utilisateurs, non directement connectés dans le graphe de conflit, présentent avec une interférence moins prédominante dans le graphe de conflit. Ce processus de coloriage s’effectue en accord à des règles bien déterminées. Les résultats de simulation démontrent que la méthode proposée présente des performances, en termes de débit effectif par utilisateur en voie descendante, mieux que celles des méthodes existantes à l’instar de la méthode celle qui s’appuie sur la connaissance de la statistique du canal « statistical channel state information », l’allocation orthogonale et aléatoire de pilotes en voie descendante. De surcroît, notre analyse met l’accent également sur la réduction de la charge de pilotes en voie descendante en utilisant l’allocation de pilotes en voie descendante reposant sur notre méthode proposée comparativement aux méthodes conventionnelles susmentionnés.