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50 Chapitre 3. Techniques mono-utilisateur⎡. .où W = ⎢⎣w(1) w(2) · · ·⎤.w(L) ⎥⎦ est la matrice de précodage, aussi appelée préco-. . .deur. Ce précodeur est normalisé de façon que ∥ ∥W ∥ F= 1 ou, de façon équivalente,L∑∥∥ w(l) 2= 1. Cette normalisation assure que la puissance délivrée à l’antennel=1multi-capteur est la même que la puissance du signal s(b, n).D’après (3.4), on peut voir le précodeur W comme une transformation appliquéeau canal h(b). En posant ˘h(b) = W H h(b) comme le canal virtuel qui lie les capteursvirtuels au mobile, on aboutit àoù ˘h(b) =[ ] T.˘h1 (b) ˘h2 (b) · · · ˘hL (b)y(b, n) = ˘s(b, n) T ˘h(b) + ν(b, n) , (3.5)Ainsi, la MCS instantanée du canal virtuel ˘h(b) s’exprime comme˘R(b) = ˘h(b)˘h(b) H = W H [h(b)h(b) H ]W = W H R(b)W , (3.6)et la MCS (moyenne) vaut{ } { }˘R = E ˘R(b) = W H E R(b) W = W H RW , (3.7)où R(b) et R sont la MCS instantanée et moyenne du canal h(b), respectivement.L’équation (3.7) montre que la matrice ˘R est le résultat de la transformation de lamatrice R par la matrice de précodage W. Alors, il se pose la question de commentchoisir cette matrice de précodage. Pour répondre à cette question, étudions d’abordplus en détail la diversité de transmission et comment elle contribue à l’améliorationdes performances du système.3.2.1 Diversité de transmissionPartons du cas général où les capteurs virtuels ont une certaine corrélation et latransmittance de chaque canal virtuel ˘h l (b) est différente, c’est-à-dire que le canalest corrélé et déséquilibré. Supposons que la technique de diversité de transmissionemployée soit capable d’atteindre la full diversity (diversité maximale), c’est-à-direque, après réception, le canal équivalent entre les symboles s(b, n) émis et les symbolesreçus est donné par∑˘h eq (b) = √ L ∣∣˘hl (b) ∣ ∑2 = √ L ∣ w(l)H h(b) ∣ 2 . (3.8)l=1l=1
3.2. Précodeur et diversité de transmission 51La couche l du précodeur, w(l), joue deux rôles dans la transformation des capteursréels. Le premier, c’est la combinaison des M capteurs réels pour obtenirchaque capteur virtuel l. Le deuxième rôle, c’est la répartition de puissance entre lesdifférentes couches. Pour mettre en évidence le double rôle des couches, on réécrit (3.8)comme∑˘h eq (b) =√ L ∥ ∥ w(l) 2w(l) H2∥ ∣∥ w(l) h(b). (3.9)∣l=1Posons p l = ∥ ∥w(l) ∥ 2 normcomme la puissance relative associée à la couche l et ˘h l (b) =w(l) H∥∥ w(l) h(b) comme le canal virtuel l normalisé. De façon à respecter la normalisationde W pour conserver la puissance d’émission, il faut queFinalement, on peut écrire le canal équivalent commeL∑p l = 1 . (3.10)l=1∑˘h eq (b) = √ L ∣p ∣˘hnorm l l(b) ∣ 2 . (3.11)l=1Ainsi, le RSB au niveau du mobile vautγ fd (b) = P TXL∑l=1∣ ∣˘hnorm l (b) ∣ 2p lσν2, (3.12)où P TX est la puissance d’émission à la SB. On remarque que chaque signal virtuel˘s l (b, n) présente une puissance P TX .∣On remarque que le terme∣˘hnorm l (b) ∣ 2 /σ ν 2 correspond au RSB normalisé1 relatifau canal l, que l’on appellera g l (b) par la suite. Les RSB normalisés g l (b) sont desvariables aléatoires en b dont la distribution dépend des distributions des coefficientsh m (b). Par exemple, pour le cas de canaux de Rayleigh, la distribution de g l (b) estune χ 2 à 2 degrés de liberté.Le RSB moyen du lien est donné par{γ fd = E γ fd (b)}= P TXL∑l=1p lσ 2˘hlσ 2 ν, (3.13)1 On appelle RSB normalisé le rapport entre la transmittance du canal et le bruit en réception.Ça serait le RSB obtenu pour une puissance d’émission unité.
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50 Chapitre 3. Techniques mono-utilisateur⎡. .où W = ⎢⎣w(1) w(2) · · ·⎤.w(L) ⎥⎦ est la matrice de précodage, aussi appelée préco-. . .deur. Ce précodeur est normalisé de façon que ∥ ∥W ∥ F= 1 ou, de façon équivalente,L∑∥∥ w(l) 2= 1. Cette normalisation assure que la puissance délivrée à l’antennel=1multi-capteur est la même que la puissance du signal s(b, n).D’après (3.4), on peut voir le précodeur W comme une transformation appliquéeau canal h(b). En posant ˘h(b) = W H h(b) comme le canal virtuel qui lie les capteursvirtuels au mobile, on aboutit àoù ˘h(b) =[ ] T.˘h1 (b) ˘h2 (b) · · · ˘hL (b)y(b, n) = ˘s(b, n) T ˘h(b) + ν(b, n) , (3.5)Ainsi, la MCS instantanée du canal virtuel ˘h(b) s’exprime comme˘R(b) = ˘h(b)˘h(b) H = W H [h(b)h(b) H ]W = W H R(b)W , (3.6)et la MCS (moyenne) vaut{ } { }˘R = E ˘R(b) = W H E R(b) W = W H RW , (3.7)où R(b) et R sont la MCS instantanée et moyenne du canal h(b), respectivement.L’équation (3.7) montre que la matrice ˘R est le résultat de la transformation de lamatrice R par la matrice de précodage W. Alors, il se pose la question de commentchoisir cette matrice de précodage. Pour répondre à cette question, étudions d’abordplus en détail la diversité de transmission et comment elle contribue à l’améliorationdes performances du système.3.2.1 Diversité de transmissionPartons du cas général où les capteurs virtuels ont une certaine corrélation et latransmittance de chaque canal virtuel ˘h l (b) est différente, c’est-à-dire que le canalest corrélé et déséquilibré. Supposons que la technique de diversité de transmissionemployée soit capable d’atteindre la full diversity (diversité maximale), c’est-à-direque, après réception, le canal équivalent entre les symboles s(b, n) émis et les symbolesreçus est donné par∑˘h eq (b) = √ L ∣∣˘hl (b) ∣ ∑2 = √ L ∣ w(l)H h(b) ∣ 2 . (3.8)l=1l=1