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16 Chapitre 2. Antenne multi-capteurs en émissiondescendant. Voir [26] pour une description plus détaillée de cette technique.– Méthode basée sur la transformée de Fourier [22] – l’idée de base decette technique est l’expansion en série de Fourier de la MCS du canal montantet descendant, de sorte que les coefficients de la série de Fourier sont calculésà partir de la MCS du canal montant et sont utilisés pour fabriquer la MCSdu canal descendant. Un inconvénient de cette technique est que la qualitéde la transposition dépend de la distance de chaque élément de la MCS à ladiagonale [27]. En conséquence, pour une antenne linéaire, les éléments plusproches de la diagonale seront bien transposés tandis que ceux qui se trouventplus éloignés de la diagonale montreront d’avantage de discordance par rapportà la valeur attendue, aussi bien en module qu’en phase.Étant donné que le sujet principal de cette thèse n’est pas la transposition desmatrices MCS, par la suite on considère que la MCS du canal descendant est connue àla SB. On présente, dans la suite, les techniques de formation de voie mono-utilisateuret multi-utilisateurs.2.5 Techniques de FV mono-utilisateurLe but ultime du traitement de signal appliqué aux systèmes de communicationnumériques est la réduction du Taux d’Erreur Bit (TEB) pour une puissanced’émission fixée ou, de façon analogue, la diminution de la puissance d’émission pourun TEB fixé. Étant donné que l’obtention du TEB passe par une fonction non-linéairedont la manipulation mathématique reste assez complexe, on peut alternativementutiliser le RSB comme critère, vu qu’il y a une relation entre le RSB et le TEB. Le butdu traitement d’antenne se traduit alors comme la maximisation du RSB à puissanced’émission fixée ou la minimisation de la puissance d’émission à RSB fixé.2.5.1 Modèle de signalOn considère la voie descendante d’une cellule d’un système de communicationradio-mobile. La SB est équipée avec une antenne à M capteurs et l’utilisateur mobile(UM) à un seul capteur. Ici, on ne considère la transmission que vers un utilisateur,en supposant que la technique d’accès multiple employée assure qu’il n’y a pas d’interférenceentre utilisateurs, i.e., interférence co-canal. D’autre part, on considère quele signal est émis par blocs de taille N B , de façon que la variation du canal pendantun bloc soit négligeable. Par contre, le canal peut varier d’un bloc à l’autre, ce quicaractérise un canal fading par bloc (block-fading channel, en anglais). Ce modèle estsuffisamment général pour représenter la plupart des cas pratiques. Pour cela, il suffitde jouer sur la taille des blocs et sur le type de variation du canal d’un bloc à l’autre.De plus, ce modèle est bien adapté à la transmission par paquets, ce qui sembleêtre une tendance pour la quatrième génération (4G) des systèmes de communicationradio-mobiles [15].
2.5. Techniques de FV mono-utilisateur 17À partir des figures 2.1 et 2.2, on peut écrire le modèle mono-utilisateur entre lesignal émis s(b, n) et le signal reçu par l’utilisateur y(b, n), où b représente l’indicedu bloc et n l’indice temporel à l’intérieur d’un bloc. Ici on suppose que le canal detransmission est plat en fréquence, ce qui veut dire que le lien entre chaque capteur del’antenne à la SB et l’antenne du mobile est représenté par un coefficient complexeh m (b). On traite le cas des canaux sélectifs en fréquence dans la section 3.5.1.Le signal en sortie du m-ième capteur est donné parx m (b, n) = w ∗ ms(b, n) , (2.1)où w m sont les coefficients du filtre purement spatial responsable de la formation devoie en émission. Le signal reçu par le mobile, après le canal, s’exprime alors commey(b, n) =M∑h m (b)x m (b, n) + ν(b, n) , (2.2)m=1où h m (b) est le coefficient complexe qui lie le capteur m à l’antenne de l’UM et ν(b, n)est l’échantillon de bruit additif gaussien présent à l’antenne de l’UM.En combinant (2.1) et (2.2), on peut écrire le signal reçu par le mobile comme( M)∑y(b, n) = wmh ∗ m (b) s(b, n) + ν(b, n) , (2.3)m=1où la quantité entre parenthèses est le gain du canal équivalent entre la SB et l’UM.Cette quantité peut être exprimée sous forme vectorielle comme un produit scalaire.Ce qui nous amène ày(b, n) = w H h(b)s(b, n) + ν(b, n) , (2.4)[] Tavec les vecteurs colonnes w et h(b) définis comme w = w 1 w 2 · · · w M et[] T.h(b) = h 1 (b) h 2 (b) · · · h M (b) On considère que le filtre w est normalisé,i.e., ∥ ∥w ∥ ∥ = 1.En remarquant que le premier terme de l’équation (2.4) correspond au signal utileet que le deuxième terme correspond au bruit, on peut écrire la puissance moyennedu signal utile reçue par l’UM pendant le bloc b comme{}P(b) = Ew H h(b)s(b, n)s ∗ (b, n)h(b) H w{ }= w H h(b) E s(b, n)s ∗ (b, n) h(b) H w .(2.5)Supposons maintenant, sans { perte de généralité, } que les symboles s(b, n) possèdentune puissance P TX . Ainsi, E s(b, n)s ∗ (b, n) = P TX et l’équation (2.5) devientP(b) = P TX w H h(b)h(b) H w = P TX w H R(b)w , (2.6)
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2.5. Techniques de FV mono-utilisateur 17À partir des figures 2.1 et 2.2, on peut écrire le modèle mono-utilisateur entre lesignal émis s(b, n) et le signal reçu par l’utilisateur y(b, n), où b représente l’indicedu bloc et n l’indice temporel à l’intérieur d’un bloc. Ici on suppose que le canal detransmission est plat en fréquence, ce qui veut dire que le lien entre chaque capteur del’antenne à la SB et l’antenne du mobile est représenté par un coefficient complexeh m (b). On traite le cas des canaux sélectifs en fréquence dans la section 3.5.1.Le signal en sortie du m-ième capteur est donné parx m (b, n) = w ∗ ms(b, n) , (2.1)où w m sont les coefficients du filtre purement spatial responsable de la formation devoie en émission. Le signal reçu par le mobile, après le canal, s’exprime alors commey(b, n) =M∑h m (b)x m (b, n) + ν(b, n) , (2.2)m=1où h m (b) est le coefficient complexe qui lie le capteur m à l’antenne de l’UM et ν(b, n)est l’échantillon de bruit additif gaussien présent à l’antenne de l’UM.En combinant (2.1) et (2.2), on peut écrire le signal reçu par le mobile comme( M)∑y(b, n) = wmh ∗ m (b) s(b, n) + ν(b, n) , (2.3)m=1où la quantité entre parenthèses est le gain du canal équivalent entre la SB et l’UM.Cette quantité peut être exprimée sous forme vectorielle comme un produit scalaire.Ce qui nous amène ày(b, n) = w H h(b)s(b, n) + ν(b, n) , (2.4)[] Tavec les vecteurs colonnes w et h(b) définis comme w = w 1 w 2 · · · w M et[] T.h(b) = h 1 (b) h 2 (b) · · · h M (b) On considère que le filtre w est normalisé,i.e., ∥ ∥w ∥ ∥ = 1.En remarquant que le premier terme de l’équation (2.4) correspond au signal utileet que le deuxième terme correspond au bruit, on peut écrire la puissance moyennedu signal utile reçue par l’UM pendant le bloc b comme{}P(b) = Ew H h(b)s(b, n)s ∗ (b, n)h(b) H w{ }= w H h(b) E s(b, n)s ∗ (b, n) h(b) H w .(2.5)Supposons maintenant, sans { perte de généralité, } que les symboles s(b, n) possèdentune puissance P TX . Ainsi, E s(b, n)s ∗ (b, n) = P TX et l’équation (2.5) devientP(b) = P TX w H h(b)h(b) H w = P TX w H R(b)w , (2.6)