Les constellations tournées pour les réseaux sans fil et l'internet des objets sous-marins

La croissance exponentielle du nombre d’objets communicants et la demande accrue pour les services sans fil d’une part, et le besoin de réduire le coût énergétique des communications radio et les émissions associées de gaz à effet de serre, rendent les techniques qui sont efficaces à la fois en terme de ressources spectrales et en terme de ressources énergétiques, comme les constellations tournées, particulièrement intéressantes. En effet, les constellations tournées donnent de meilleures performances théoriques que les constellations conventionnelles sur les canaux à évanouissements grâce à un ordre de diversité implicite.Néanmoins, plusieurs problèmes liés au déploiement de cette technique constituent un frein pour une adoption plus large de cette modulation dans la pratique. Pour cela, dans cette thèse, nous proposons plusieurs solutions originales pour faire face à ces limitations.Tout d’abord, nous avons étudié les propriétés structurelles des constellations M-QAM tournées avec une série particulière d’angles de rotation α=arctan⁡(1/√M) afin de mettre en œuvre une méthode de détection de faible complexité pour les canaux à évanouissements avec ou sans effacements.Ensuite, nous avons proposé deux techniques distinctes et originales pour la réduction du PAPR pour les systèmes OFDM utilisant les constellations tournées ; d’abord, une technique SLM aveugle est proposée pour laquelle deux angles de rotation sont sélectionnés de façon à optimiser conjointement le taux d’erreur binaire des constellations et les performances théoriques de décodage aveugle. De surcroît, une technique d’entrelacement aveugle est proposée. Afin de réduire la complexité de décodage aveugle pour cette technique, nous nous basons à nouveau sur les propriétés des constellations M-QAM tournées avec α=arctan⁡(1/√M), pour concevoir un estimateur à faible complexité.Enfin, nous avons proposé un estimateur original de synchronisation de phase par lissage à faible complexité inspiré de l’approche Maximum a Posteriori (MAP). Cet estimateur permet d’estimer le décalage de phase variable aléatoirement dans le temps, à travers deux boucles d’aller-retour. L’estimateur proposé prend en compte de façon inhérente les caractéristiques des constellations tournées, contrairement aux estimateurs conventionnels, ce qui lui permet d’approcher la borne de Cramèr-Rao que nous avons développée.