Avis de Soutenance
Monsieur Juan Carlos RUIZ SICILIA
Sciences du traitement du signal et des images
Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés
“Degrés de Liberté des Communications MIMO en Visibilité Directe”
dirigés par Monsieur Merouane DEBBAH et Monsieur Marco DI RENZO
Soutenance prévue le mercredi 11 décembre 2024 à 10h00
Lieu : Online
URL salle virtuelle :
https://teams.microsoft.com/l/meetup-join/19%3afdd4c5ee27fe432885cb6823bcfaa943%40thread.tacv2/1733809331488?context=%7b%22Tid%22%3a%2261f3e3b8-9b52-433a-a4eb-c67334ce54d5%22%2c%22Oid%22%3a%22a2d46e8d-cd4d-414c-a4dc-d2692f22daaf%22%7d
Composition du jury proposé
M. Josep VIDAL Universitat Politènica de Catalunya Rapporteur
M. Trung DUONG Memorial University of Newfoundland / Queen’s University Belfast Rapporteur
Mme Boya DI Peking University Examinatrice
M. Chau YUEN Nanyang Technological University Examinateur
M. Sheng YANG CentraleSupélec – Université Paris-Saclay Examinateur
Mots-clés : MIMO,Champ proche,Visibilité directe,Multiplexage spatial,MIMO holographique,Degrés de liberté,
Résumé :
Les futurs réseaux sans fil sont envisagés pour prendre en charge de nouvelles applications telles que l’internet industriel des objets (IIoT), qui exige des niveaux sans précédent de débit, de fiabilité, de nombre d’appareils pris en charge et de faible consommation d’énergie. Les tendances actuelles pour répondre à certaines de ces exigences comprennent la densification des cellules, la communication avancée à entrées et sorties multiples (MIMO) et l’utilisation de bandes de fréquences plus élevées, telles que les ondes millimétriques (mmWaves) et les fréquences térahertz (THz). L’intégration de ces technologies implique que les cas d’utilisation pratiques sont principalement des liaisons à courte distance entre des émetteurs-récepteurs multi-antennes de grande taille électrique dans lesquels les composants de la ligne de vue sont prédominants. Dans de tels cas, les cadres conventionnels d’analyse et de conception des systèmes de communication MIMO basés sur la propagation en champ lointain ne sont plus applicables. Inversement, il est nécessaire de développer de nouveaux cadres et de nouvelles conceptions pour la communication en champ proche basée sur la propagation du front d’onde sphérique. Cette thèse évalue les capacités de multiplexage spatial des systèmes de communication MIMO en champ proche. Tout d’abord, elle introduit un cadre analytique pour analyser un lien de communication en champ proche entre deux surfaces holographiques (HoloSs). Ce cadre est obtenu en utilisant une approximation quartique pour la propagation du front d’onde pour les déploiements paraxiaux. Il est également étendu aux déploiements non paraxiaux en divisant les grandes surfaces en sous-surfaces suffisamment petites qui s’inscrivent dans le régime paraxial. Sur la base des théorèmes des valeurs propres de Landau, on obtient une expression de forme fermée pour le nombre de degrés de liberté (DoF), c’est-à-dire le nombre de modes de communication hautement couplés, et l’intensité de ces modes est caractérisée. En outre, pour des déploiements pratiques spécifiques, des expressions analytiques pour les formes d’onde optimales pour le codage et le décodage des données sont obtenues. Ensuite, les expressions analytiques obtenues pour la communication entre les HoloS sont utilisées pour développer une conception peu complexe afin d’optimiser un système de communication MIMO assisté par une surface intelligente reconfigurable (RIS). Des implémentations basées sur des RIS diagonales et non diagonales sont envisagées. Sur les canaux en visibilité directe, les performances obtenues par les schémas proposés sont proches de celles obtenues à l’aide de méthodes numériques complexes. Enfin, le cadre utilisé pour les HoloS spatialement continus est adapté au cas des réseaux d’antennes discrets, en particulier pour les réseaux d’antennes mobiles planaires et linéaires. Il permet d’optimiser la conception du réseau d’antennes afin de maximiser le gain de multiplexage spatial sans augmenter la consommation d’énergie. Pour les configurations paraxiales, le cadre fournit des conditions suffisantes pour la conception optimale exprimée en termes de paramètres de conception clés, qui sont plus faciles à interpréter que ceux disponibles dans la littérature. Le cadre est étendu aux configurations non paraxiales en adoptant une architecture de réseaux de sous-réseaux pour les configurations non paraxiales. Dans le cas des réseaux linéaires, il est démontré que la conception optimale peut être atteinte pour certaines configurations spécifiques si un ensemble de conditions suffisantes sont remplies.
