Techniques MIMO et allocation de ressources pour les systèmes CPL domestiques

Since the beginning of the 20th century, many efforts from academic institutions as well as manufacturers have been done to make power lines a transmission medium in in-home networks. Information data exchanges are expected to grow exponentially in the next decade and PLC technology should be complement to wireless technologies to manage the demand. To that purpose, the PLC technology has still to progress on two key aspects: data-rate increase and robustness. One challenging task for the purpose of high data-rates is to optimize the resource allocation (e.g. rate maximization, consumed power minimization) in PLC systems. We have addressed this problem with and without self-interference and proposed algorithms to solve it. In both cases, we have theoretically proved that the proposed solutions can yield the global optimum or at least a local optimum that is close to the global optimum. Moreover, in view of practical implementations, we have demonstrated that our algorithms are simple and low-complexity as compared to other solutions existing in the literature. Finally, the joint problem between bit allocation and guard interval adaptation has been also investigated and efficiently solved by a low-complexity and practical approach. Another task is to optimize the MIMO technique adaptation, among which the MIMO precoding. The maximum number of transmitter ports available in PLC systems is only two. In the literature, the singular value decomposition (SVD) is usually proposed to create independent streams and then transmit data on these streams. The orthogonal spatial multiplexing (OSM) is another well-known scheme of the state-of-art which outperforms the SVD scheme in terms of error rate for OFDM-based systems. We have compared both schemes for purpose of a practical implementation in MIMO-PLC systems.Depuis le début du 20e siècle, de nombreux efforts de la part des institutions universitaires ainsi que des fabricants ont été fait pour rendre les lignes électriques comme un médium de transmission dans les réseaux domestiques. Les échanges de données d'information devraient croître de façon exponentielle dans la prochaine décennie et la technologie PLC doit être compléter à les technologies sans fil pour gérer la demande. A cet effet, la technologie PLC doit encore progresser sur deux aspects clés: augmentation des taux de données et de robustesse. Une tâche difficile pour le but de hauts débits de données est d'optimiser l'allocation de ressources (par exemple, la maximisation de débit, la minimisation de puissance consommée) dans des systèmes CPL. Nous avons abordé ce problème dans le cas avec/sans interférence et aussi proposé des algorithmes pour les résoudre. Dans les deux cas, nous avons théoriquement prouvé que les solutions proposées peuvent donner l'un optimum local qui est proche de l'optimum global. En outre, compte tenu des mises en ¿uvre pratiques, nous avons démontré que les algorithmes sont simples et de faible complexité par rapport aux autres solutions existantes dans la littérature. Enfin, le problème commun entre allocation de bits et l'adaptation intervalle de garde a été également étudié et efficacement résolu par une approche pratique avec faible complexité. Une autre tâche est l'adaptation de la technique MIMO aux systèmes CPL domestques, parmi lesquels le précodage MIMO. Le nombre maximal de ports d'émission disponibles dans les systèmes PLC est à seulement deux. Dans la littérature, la décomposition en valeurs singulières (SVD) est habituellement proposée de créer des flux indépendants, puis transmettre les données sur ces flux. Le multiplexage spatial orthogonal (OSM) est un autre schéma bien connu de l'état de l'art, qui surpasse le régime SVD en termes de taux d'erreur pour les systèmes OFDM. Nous avons comparé deux régimes à des fins d'une mise en ¿uvre pratique dans les systèmes MIMO-CPL