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Nouvelles techniques avancées de modération des effets de l’interférence sur des réseaux LTE hétérogènes à très hauts gains en débits de transmission.

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Nasri, Raouia (2015). Nouvelles techniques avancées de modération des effets de l’interférence sur des réseaux LTE hétérogènes à très hauts gains en débits de transmission. Thèse. Québec, Doctorat en télécommunications, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 154 p.

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Résumé

Dans cette thèse, on étudie un système LTE afin d’évaluer sa performance et sa conformité aux exigences cités par l’UIT. Par la suite, on considère un réseau hétérogène HetNet (Heterogeneous Network) pour un système LTE à spectre partagé. Notre HetNet est composé de cellules femto à faible puissance déployées conjointement avec les cellules macro. Cette nouvelle structure en couches génère de l’interférence qui dégrade la performance du réseau. Pour résoudre ce problème dans les HetNets, on propose une stratégie d’annulation et une stratégie d’évitement de l’interférence pour la réduire au niveau de l’usager. Pour exploiter les résultats obtenus par les deux stratégies proposées quand elles sont appliquées séparément, on applique les deux stratégies conjointement pour bénéficier de leurs avantages respectifs. La stratégie qui en résulte, MUCICA pour Mitigation through Uncoordinated Interference Cancellation and Avoidance, a pour objectif d’améliorer la capacité du système tout en réduisant sa complexité. D’un côté, on considère une nouvelle stratégie d’annulation d’interférence sur le lien descendant (DL-IC) qui réduit l’interférence au niveau de l’usager en optimisant son SINR reçu (signal to interference plus noise ratio). D’un autre côté, on propose une stratégie d’évitement d’interférence où les cellules macro se voient réduire leur puissance de transmission durant certaines sous-trames pour réduire l’effet de l’interférence sur le lien descendant sur les cellules macro et femto voisines. On l’appelle low-power almost blank subframes (LP-ABS). Les deux stratégies, DL-IC et LP-ABS, permettent d’améliorer, séparément, la capacité totale du système ainsi que le SINR reçu par l’usager. Quand elles sont appliquées conjointement sous la forme MUCICA, la performance est remarquablement améliorée: on obtient un gain important en termes de débit total ainsi qu’une réduction significative en termes de complexité.

Abstract

In this thesis, we study an LTE system to evaluate its performance and its conformity to ITU requirements. Then, we consider an LTE spectrum-sharing heterogeneous network (HetNet) with low-power femtocells that are deployed jointly with macrocells. This new cell layer generates interference that degrades network performance. To mitigate this critical issue in HetNets, we proposed interference mitigation and cancellation strategies to reduce the resulting interference at the user equipment. To go beyond the results obtained using our two proposed strategies when applied separately, we proposed to combine both interference cancellation and avoidance techniques to benefit from their respective advantages. The resulting strategy, MUCICA for Mitigation through Uncoordinated Interference Cancellation and Avoidance, aims at enhancing the overall system capacity at relatively low complexity. On one hand, we consider a new downlink interference cancellation (DL-IC) strategy for spectrum-sharing LTE (Long Term Evolution) HetNet that reduces the interference impact on users by optimizing their received signal to interference plus noise ratio (SINR). On the other hand, we propose an interference avoidance strategy with macrocells’ reduced power subframes referred to as low-power almost blank subframes (LP-ABS). The latter instructs macrocells to transmit with reduced power during some specific subframes to minimize the effect of downlink interference on femtocells and neighboring macrocells. When implementing DL-IC and LP-ABS separately, systemlevel simulations do suggest that both global network performance and user experience in terms of total throughput and received SNR or link-level throughput, respectively, are significantly enhanced, indeed. However, much more significant gains both in performance and complexity can be achieved by combining both newly proposed DL-IC and LP-ABS interference mitigation strategies.

Type de document: Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Affes, Sofiène
Co-directeurs de mémoire/thèse: Stéphenne, Alex
Mots-clés libres: LTE; HetNet; femtocell; macrocell; interférence; évitement; annulation; simulations; niveau lien; niveau système; interference; avoidance; cancellation; system level simulations; link level simulations
Centre: Centre Énergie Matériaux Télécommunications
Date de dépôt: 23 oct. 2020 18:33
Dernière modification: 23 oct. 2020 18:33
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/10425

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