Techniques de coopération dans les réseaux à radio cognitive : conception et évaluation des performances

La technologie de radio cognitive permet aux usagers sans licence (appelés usagers secondaires) de transmettre dans les bandes de fréquences avec licence, sans dégrader la qualité de service des transmissions des usagers avec licence (appelés usagers primaires). Afin d'éviter l'interférence indésirable aux récepteurs primaires, les émetteurs secondaires doivent réduire leurs puissances de transmission. Cette limitation de puissance génère généralement des performances secondaires dégradées. Combiner la technologie à radio cognitive à d'autres technologies de transmission émergentes comme la coopération et la technologie des antennes multiples pourrait bénéficier aux transmissions primaires et secondaires. Dans cette thèse, nous proposons et étudions différentes techniques de coopération pour le réseau à radio cognitive. Certaines techniques exploitent la sélection d'antennes ou bien le pré-codage à un seul relai à plusieurs antennes, alors que d'autres utilisent la sélection de relai(s) lorsque plusieurs relais à une seule antenne sont disponibles pour assister la transmission primaire, la transmission secondaire ou les deux simultanément. Le problème d'allocation de puissance ou de pré-codage associé est étudié, et les expressions exactes des probabilités de blocage primaire et/ou secondaire ou de capacité ergodique secondaire sont dérivées. Pour certaines des techniques proposées, la connaissance imparfaite des canaux de transmission est prise en compte, modifiant ainsi la résolution du problème d'allocation de puissance ou de pré-codage associé. Nous montrons par analyse et simulation que chacune des techniques de coopération proposée est capable d'améliorer considérablement la performance secondaire, tout en respectant la qualité de service primaire. Ces performances dépassent d'une manière significative celles des techniques de transmission conventionnelles (techniques coopératives ou non) utilisées dans le contexte du réseau à radio cognitive.