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Métodos estatísticos multi-percursos para a identificação cega de canais da fonte de aplicações às comunicações sem fio High-order statistical methods for blind channel identification and source detection with applications to wireless communications

by Rolim Fernandes, Carlos Estevão

Abstract (Summary)
Les systémes de télécommunications modernes exigent des débits de transmission trés élevés. Dans ce cadre, le probléme d?identification de canaux est un enjeu majeur.L?utilisation de techniques aveugles est d?un grand intérét pour avoir le meilleur compromis entre un taux binaire adéquat et la qualité de l?information récupérée. En utilisant les propriétés des cumulants d?ordre 4 des signaux de sortie du canal, cette thése introduit denouvelles méthodes de traitement du signal tensoriel avec des applications pour les systémes de communication radio-mobiles. En utilisant la structure symétrique des cumulants de sortie, nous traitons le probléme de l?identification aveugle de canaux en introduisant un mod`ele multilinéaire pour le tenseur des cumulants d?ordre 4, basé sur une décomposition de type Parafac. Dans le cas SISO, les composantes du modéle tensoriel ont une structure de Hankel. Dans le cas de canaux MIMO instantanés, la redondance des facteurs tensoriels est exploitée pour l?estimation des coefficients du canal.Dans ce contexte, nous développons des algorithmes d?identification aveugle basés sur une minimisation de type moindres carrés à pas unique (SS-LS). Les méthodes proposées exploitent la structure multilinéaire du tenseur de cumulants aussi bien que les relations de symétrie et deredondance, ce qui permet d?éviter toute sorte de traitement au préalable. En effet, l?approcheSS-LS induit une solution basée sur une seule et unique procédure d?optimisation, sans les étapes intermédiaires requises par la majorité des méthodes existant dans la littérature. En exploitant seulement les cumulants d?ordre 4 et le concept de réseau virtuel, nous abordons aussile probléme de la localisation de sources dans le cadre d?un réseau d?antennes multiutilisateur. Une contribution originale consiste à augmenter le nombre de capteurs virtuels en exploitant un arrangement particulier du tenseur de cumulants, de maniére à améliorer la résolution du réseau, dont la structure équivaut à celle qui est typiquement issue de l?utilisation des statistiquesd?ordre 6. Nous traitons par ailleurs le probléme de l?estimation des paramétres physiques d?un canal de communication de type MIMO à trajets multiples. Dans un premier temps, nous consid´erons le canal à trajets multiples comme un modèle MIMO convolutif et proposons unenouvelle technique d?estimation des coefficients. Cette technique non-paramétrique généralise les mèthodes proposées dans les chapitres précédents pour les cas SISO et MIMO instantané. En représentant le canal multi-trajet à l?aide d?un formalisme tensoriel, les paramètres physiques sont obtenus en utilisant une technique combinée de type ALS-MUSIC, basée sur un algorithme de sous-espaces. Enfin, nous considérons le problème de la d´etermination d?ordre de canaux de type RIF, dans le contexte des systèmes MISO. Nous introduisons une procédure complète qui combine la détection des signaux avec l?estimation des canaux de communication MISO sélectifs en fréquence. Ce nouvel algorithme, basé sur une technique de déflation, est capable de détectersuccessivement les sources, de déterminer l?ordre de chaque canal de transmission et d?estimer les coefficients associ´es.
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Bibliographical Information:

Advisor:Francisco Rodrigo Porto Cavalcanti; Guilherme de Alencar Barreto; João César Moura Mota; Gérard Favier; Charles Casimiro Cavalcante; Pierre Comon; João Marcos Traveassos Romano; Eric Moreau; Luc Deneire

School:Universidade Federal do Ceará

School Location:Brazil

Source Type:Master's Thesis

Keywords:teleinformatica canais de multi percursos mimo decomposição parafac determinação ordem estimação identificação cega localização fontes sistemas comunicação sem fio tensores blind channel identification order determination multipath estimation decomposition source localization tensors wireless communication systems

ISBN:

Date of Publication:05/30/2008

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