Gestion des interf´erences avec r´etroaction di↵´er´e

re-tard´e CSIT), une perc´ee r´ecente [41] a montr´e que mˆeme les ´evaluations de canal compl`etement d´epass´ee est toujours utile. Ce r´esultat surprenant est bas´e sur l’id´ee de l’alignement d’interf´erence r´etrospective (aussi connu comme“l’alignement de MAT”) qui permet `a la reconstruire de l’´emetteur et retransmettre l’interf´erence entendu au r´ecepteurs dans le pass´e par r´etrospec-tion la CSIT retard´e, de sorte que les r´ecepteurs peuvent aligner l’ing´erence parfaitement et r´ecup´erer souhait´e symboles avec succ`es, ce qui en fait un r´egime optimal en termes de DoF dans le r´egime de SNR infinie. Bien inspirant et fascinant d’un point de vue conceptuel, ce r´esultat est sujet `a am´elioration. Il peut ˆetre consid´er´e comme optimiste en ce qu’il met l’accent sur le comportement intrins`eque de SNR asymptotique, en laissant de cˆot´e en particulier la question de savoir comment serait pr´ecodage ˆetre fait en utilisant pratiquement CSIT vici´e au SNR finie. Mais il peut aussi ˆetre

consid´er´e qu’il assume le canal est ind´ependant et identiquement distribu´ees (i.i.d) dans le temps, o`u retard´ee CSIT porte aucune corr´elation avec les r´ealisations de canaux actuels. La th`ese ´etudiera les deux probl`emes suivants bas´es sur un tel cadre de r´etroaction retard´e:

• Pouvons-nous faire mieux au SNR finie? Comment retard´e CSIT peux am´eliorer la performance de taux de somme?

• Pouvons-nous faire mieux si le canal pr´esente une corr´elation dans le temps? Comment ne corr´elation temporelle a↵ecte la r´egion DoF du cas g´en´eral MIMO?

Pr´ecodage avec CSIT di↵´er´e: le cas fini SNR

Dans le chapitre 3, nous formulerons un probl`eme similaire avec le r´eglage de la CSIT retard´e, mais au SNR finie. Nous proposons une premi`ere construc-tion pour le pr´ecodeur qui correspond aux r´esultats pr´ec´edents au infinie SNR encore atteint un bon compromis entre l’alignement d’interf´erence et l’am´elioration du signal au finie SNR, permettant l’am´elioration sig-nificative des performances dans des contextes pratiques. Nous allons pr´esenter deux m´ethodes de pr´ecodage g´en´erales avec nombre arbitraire d’utilisateurs au moyen de MMSE virtuelle et l’optimisation de l’information mutuelle, parvenir `a un bon compromis entre l’am´elioration du signal et l’alignement d’interf´erence. En particulier, en optimisant le rapprochement de l’information mutuelle, nous arrivons `a une solution de forme ferm´ee pratique, qui o↵re un remarquable bon compromis entre l’alignement d’interf´erence et l’am´elioration du signal. Ces r´esultats pr´esent´es dans le chapitre 3 ont ´et´e publi´es dans

• Xinping Yi and David Gesbert, “Precoding methods for the MISO broadcast channel with delayed CSIT,” IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 12, no. 5, pp. 2344–2354, May 2013.

• Xinping Yi and David Gesbert, “Precoding on the broadcast MIMO channel with delayed CSIT: The finite SNR case,” in Proc. of IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP’12), Kyoto, Japan, March 2012.

Les r´eseaux MIMO avec CSIT di↵´er´e: Le cas corr´el´e Temps En raison du comportement d’´etalement Doppler fini de canaux `a ´evanouisse-ment, c’est le cas dans de nombreuses situations de la vie r´eelle que les

r´ealisations de canal derni`eres peuvent fournir des informations sur les actuels.

Avec retard CSIT, le b´en´efice de courant imparfaite tels CSIT a ´et´e exploit´ee d’abord dans [53] pour la MISO BC lequel un sch´ema de transmission roman a ´et´e propos´e qui am´eliore l’alignement sur MAT pur dans la construction pr´ecodeurs bas´e sur retard´ee et estim´ee CSIT actuelle. La caract´erisation compl`ete de la DoF optimale pour cette CSIT mixte a ´et´e rapport´e plus tard dans [54, 55] pour MISO avant BC sous ce param`etre.

Malheureusement, l’extension au cas MIMO avec des configurations d’antenne arbitraires n’est pas une ´etape triviale, mˆeme avec la courante hypoth`ese de la qualit´e de la CSIT sym´etrique. Les principaux d´efis sont de deux ordres: (a) la dimension spatiale suppl´ementaire au cˆot´e r´ecepteur introduit un compromis non n´egligeable entre le signal utile et les interf´erences mutuelles, et (b) l’asym´etrie de recevoir des configurations d’antenne r´esultats de l’´ecart de commune message capacit´e de d´ecodage `a di↵´erents r´ecepteurs.

En particulier, le nombre total de flux qui peuvent ˆetre livr´es sous forme de messages communs aux deux r´ecepteurs est in´evitablement limit´ee par la faible une (c’est `a dire, avec moins d’antennes).

Dans le chapitre 4, nous allons consid´erer les r´eseaux MIMO corr´el´ees dans le temps (la BC et IC) o`u l’´emetteur (s) a/ont une) retard´e CSI obtenu

`a partir d’un canal de r´etroaction de latence sujettes ainsi que 2) imparfaite actuelle CSIT, obtenu, par exemple, `a partir de pr´ediction sur la base de ces derniers ´echantillons de canaux selon l’une corr´elation temporelle. Les r´egions DoF pour la di↵usion et l’interf´erence des r´eseaux MIMO-deux utilisateurs avec des configurations d’antenne g´en´erale dans de telles conditions sont enti`erement caract´eris´ees, en fonction de l’indicateur de qualit´e de pr´ediction.

Plus pr´ecis´ement, un cadre unifi´e simple est propos´ee, ce qui nous permet d’atteindre la r´egion optimale DoF pour les configurations d’antenne g´en´erales et qualit´es actuelles de la CSIT. Ce cadre se appuie sur le codage bloc-Markov avec une interf´erence quantification, combinant de mani`ere optimale l’utilisation des deux CSIT jour et instantan´ee. Une caract´eristique frappante de notre travail est que, en faisant varier la r´epartition du pouvoir, chaque point dans la r´egion DoF peut ˆetre r´ealis´e avec un seul syst`eme.

Nous ´etablissons aussi des limites ext´erieures de la r´egion DoF MIMO BC et IC en fonction de l’exposant courant de la qualit´e de la CSIT. En introduisant un signal virtuel re¸cu pour l’IC, nous relions le bien externe li´e `a celui de la BC, arriv´e `a un r´esultat consolid´e externe similaire pour les deux cas. En plus des techniques de d´elimitation g´enie-assist´ee et l’application de l’in´egalit´e extr´emal, nous d´eveloppons un ensemble de limites sup´erieure et inf´erieure de la capacit´e ergodique pour les canaux MIMO, qui est essentiel pour le cas MIMO mais pas extensible de MISO. Dans la suite, nous proposons

une nouvelle fa¸con syst´ematique pour prouver la faisabilit´e, au lieu de v´erifier la faisabilit´e de chaque point de la r´egion borne ext´erieure de coin, comme cela se fait habituellement dans la litt´erature. Cela contraste avec la plupart des preuves existantes dans la litt´erature o`u la faisabilit´e de chaque point d’angle est coch´ee. Ces r´esultats pr´esent´es au chapitre 4 ont ´et´e publi´es dans

• Xinping Yi, Sheng Yang, David Gesbert, and Mari Kobayashi, “The degrees of freedom region of temporally-correlated MIMO networks with delayed CSIT,”IEEE Transactions on Information Theory, vol.

60, no. 1, pp. 594-614, January 2014.

• Xinping Yi, David Gesbert, Sheng Yang, and Mari Kobayashi, “Degrees of freedom of time-correlated broadcast channels with delayed CSIT:

The MIMO case,” in Proc. of IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT’13), Istanbul, Turkey, July 2013.

• Xinping Yi, David Gesbert, Sheng Yang, and Mari Kobayashi, “On the DoF of the multiple-antenna time correlated interference channel with delayed CSIT,” in Proc. Asilomar Conference on Signals and Systems (Invited Paper), Pacific Grove, CA, USA, November 2012. (long version arXiv: 1204.3046)

Les articles ci-dessus constituent des g´en´eralisations de certains de nos travaux pr´ec´edents portant sur MISO seulement les r´esultats, qui ne sont pas pr´esent´es dans cette th`ese.

• Sheng Yang, Mari Kobayashi, David Gesbert, and Xinping Yi, “Degrees of freedom of time correlated MISO broadcast channels with delayed CSIT,”IEEE Transactions on Information Theory, vol. 59, no. 1, pp.

315-328, January 2013.

• Sheng Yang, Mari Kobayashi, David Gesbert, and Xinping Yi, “De-grees of Freedom of MISO broadcast channel with perfect delayed and imperfect current CSIT,” in Proc. IEEE Information Theory Workshop (ITW’12), Lausanne, Switzerland, September 2012.

• Mari Kobayashi, Sheng Yang, David Gesbert, and Xinping Yi, “On the Degrees of freedom of time correlated MISO broadcast channel with delayed CSIT,” in Proc. of IEEE Intern. Symposium on Information Theory (ISIT’12), Cambridge, MA, USA, July 2012.

1.4.2 Gestion des interf´erences avec r´etroaction topologique