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    Contribution à l’étude des systèmes Ultra Large Bande TH-UWB coopératifs
    (2018-07-02) OUARDAS Asma; Encadreur: ELAHMAR Sid Ahmed
    Résumé (Français et/ou Anglais) : Français Le travail de cette thèse, s’inscrit dans le cadre des réseaux de relais coopératifs dans les communications ultra large bande (UWB). Cette combinaison nommée communication UWB Coopérative (C-UWB) peut booster les performances des systèmes UWB et aider à augmenter la couverture du réseau sans nécessiter une transmission accrue. Cependant, la plupart des modèles des canaux UWB présentent une très longue réponse impulsionnelle ce qui rend le récepteur Rake plus complexe et irréalisable. Par conséquent, nous proposons une nouvelle structure basée sur l’introduction d’un égaliseur de raccourcissement du canal (CSE) au réseau UWB coopératif, avant le récepteur Rake au niveau du relai et à la destination. Cette méthode a pour but d’immuniser le système UWB coopératif contre les interférences entre symbole (ISI) et de réduire la complexité du récepteur Rake. Le travail effectué dans cette thèse porte sur: - L’introduction de l'état de l'art sur la communication UWB et conception des impulsions luttant contre les interférences à bande étroite (NBI). - L’étude de la communication coopérative en présentant son intérêt et ses protocoles de relayages conventionnels, ainsi que la stratégie de sélection d’antenne/ relai. - L’évaluation des performances des systèmes Time-Hopping UWB coopératifs à relais multiples utilisant le protocole de relayage « Decode and Forward », dans différents environnements de canaux UWB IEEE 802.15.4a et en présence des interférences d’accès multiples (MAI). - La proposition et l’évaluation des performances d’une nouvelle structure basée sur la combinaison du CSE avec le système UWB coopératif à relai équipé de multiple antennes et utilise la stratégie de sélection de la meilleure antenne (AS). Les résultats de simulation en termes de BER confirment l'efficacité de la méthode proposée non seulement pour combattre les erreurs du canal telle que l'ISI mais aussi pour réduire la complexité du récepteur et rendre le système plus robuste. Ainsi, la stratégie de sélection d'antenne peut atteindre la diversité complète (FD) avec une complexité du système réduite. Anglais The work of this thesis is part of the cooperative networks in ultra wide band (UWB) communications. This combination called UWB Cooperative Communication (C-UWB) can boost the performance of UWB systems and help in increasing the network coverage without necessitating increased transmission. However, most models of UWB channels have a very long impulse response which makes the Rake receiver more complex and unrealizable. Therefore, we propose a new structure based on the introduction of a channel shortening equalizer (CSE) to the cooperative UWB network, before the Rake receiver at the relay node and at the destination. This method aims to immunize the cooperative UWB system against inter-symbols interference (ISI) and to reduce the complexity of the Rake receiver. The work done in this thesis focuses on: - The presentation of UWB communication and design of some pulses for narrow-band interference avoidance (NBI). - The study of the cooperative communication by presenting its interest and its conventional relaying protocols, as well as the strategy of selection of antenna / relay. - The evaluation of the performance of multi-relay Cooperative Time Hopping UWB systems using the Decode and Forward relay protocol, in different UWB IEEE 802.15.4a channel environments and in the presence of multiple access interferences (MAI). - The proposal and performance evaluation of a new structure based on the combination of the CSE with the cooperative UWB system, using relay equipped with multiple antennas and the best antenna selection strategy is performed (AS). The simulation results in terms of BER confirm the effectiveness of the proposed method not only to combat channel errors such as ISI but also to reduce the complexity of the receiver and make the system more robust. Thus, the antenna selection strategy can achieve full diversity (FD) with reduced system complexity.
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    Nouvel algorithme pour le raccourcissement de canal UWB
    (2017-02-16) BENOTMANE BENAMARA NourEddine; Encadreur: ELAHMAR Sid Ahmed
    الملخص (بالعربية) : تقنية النطاقات الموجية الفائقة الاتساع (UWB: Ultra WideBand) هي تقنية البث الإذاعي الذي يستخدم الإشارات الممتدة على نطاق واسع من الترددات، عادة في حدود 500 ميغاهرتز(Mhz) لعدة جيغاهرتز (Ghz). وقد استخدمت لأول مرة في تطبيقات الرادار ومن ثم نقلت إلى تطبيقات الاتصالات السلكية واللاسلكية، وبالتالي إثارة اهتمام متزايد في الأوساط الأكاديمية والصناعية. الخصائص الرئيسية لهذه التكنولوجيا تعطيها صفة مرشح واعد لأنظمة الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى عالية السرعة. هذه الأطروحة هي جزء من دراسة تطبيق طريقة المعادل لتقصير قناة (CSE: Channel Shortening Equalizer) على تقنية UWB تسمى (MSSNR: Maximum Shortening SNR). التى تعتمد على تعظيم نسبة الإشارة على الضوضاء بحيث يتم تحصين النظام UWB ضد التداخل بين الرموز ) Interference (ISI: Intersymbolوتساعد على تقليل تعقيد المستقبل (Rake receiver) . هذه الأطروحة تتناول: - تحليل إشارة UWB، الخصائص الرئيسية وتطبيقاتها. - عرض نماذج المختلفة للقناة المستخدمة في UWB، تقنيات CSE التي تقلل من آثار التداخل (ISI) وبالتالي زيادة أداء نظام نقل التوصل المتعدد TH-UWB. - اقتراح خوارزمية جديدة تقوم على تركيز طاقة القناة دفعة فعالة (قناة-CSE) للاستجابة في المجال المطلوب باستخدام طريقة " قيمة التحلل المفرد (SVD)". هذا الأسلوب يعطي أداء BER أفضل بالمقارنة مع طريقة MSSNR الأمثل وزيادة يقلل من التعقيد الحسابي من المستقبل الجزئي (P-Rake)مقارنة مع المستقبل الانتقائى (S-Rake)والمستقبل الكلي (A-Rake). - اقتراح طريقة أخرى لتعظيم الاستفادة من التعادل CSE على أساس تعظيم النسبة بين إشارة مفيدة ومجموع الضوضاء، والتداخل ISI)) وتداخل التوصل المتعدد بين مختلف المستعملين (MAI). ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : The Ultra Wide Band (UWB) is a radio transmission technique that uses signals whose spectrum extends over a wide band of frequencies, typically in the range of 500 MHz to several GHz. It was first used for radar applications and then transposed to telecommunications applications, thus arousing a growing interest in the academic and industrial community. The main features of this technology give it the status of a promising candidate for high-speed short-range radio communications systems. This thesis is part of the study of the application of the Channel Shortening Equalizer (CSE) method to the Ultra Wide Band called the Maximum Shortening Signal to Noise Ratio (MSSNR). The latter consists in maximizing the signal-to-noise ratio so that the UWB system is immunized against intersymbol interference (ISI) and the complexity of the Rake receiver is reduced. This thesis deals with: - The analysis of the UWB signal, the main characteristics and their applications. - The presentation of the different channel models used in the UWB, the CSE equalization techniques that reduce the effects of interference and thus increase the performance of the multi-access TH-UWB transmission system. - Proposition of a new algorithm based on the energy concentration of the effective channel impulse response (Channel-CSE) in a desired window using the optimization method "Singular Value Decomposition (SVD)". This method gives better BER performance compared to the optimal MSSNR method and further reduces the computational complexity of the P-Rake receiver compared to the S-Rake and All-Rake receivers. - Proposal of another method of optimization of a CSE equalizer based on the maximization of the ratio between the useful signal and the sum of the noise, the ISI and the multiple access interference (MAI).