Дисертації з теми "Relais coopératif"

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre général du problème de la coopération dans les réseaux multiutilisateur. L’objectif de la coopération pouvant être, en particulier, d’accroître les débits de communication des utilisateurs et/ou d’augmenter la fiabilité des communications. Nous avons adopté une approche théorique et une approche pratique du problème. En théorie de Shannon, nous nous intéressons tout d’abord au modèle de base de réseau coopératif qu’est le canal à relais pour lequel nous élaborons un théorème de codage simple. Par la suite nous compliquons les modèles de réseau coopératif étudiés. Ainsi, dans un premier temps, nous nous intéressons au canal à interférence à relais (IRC) pour lequel nous donnons des théorèmes de codage basés sur les stratégies de Cover et El Gamal (decode-and-forward et estimate-and-forward). Ensuite, afin de quantifier les gains liés aux possibilités de re-exploitation du spectre en fréquence que permet la radio cognitive, nous introduisons un nouveau canal consistant en un canal à interférence en parallèle avec un IRC que nous analysons sous l’angle de la théorie des jeux (existence inconditionnelle et unicité garantie d’un état prédictible stable du réseau : équilibre de Nash). Nous nous sommes également fiés aux protocoles pratiques de relayage et à la recombinaison de signaux dans les canaux coopératifs avec orthogonalité aux nœuds destination tout en mettant l’accent sur la complexité que nous souhaitons maintenir à un niveau bas. D’une part, nous élaborons deux protocoles dénommés quantize-and-forward et amplify-and-forward. D’autre part, vu les performances médiocres du combineur du maximum ratio combining (MRC), nous proposons de nouveaux combineurs adaptés à différents protocoles de relayage afin de tirer profit de la coopération en termes de gain en puissance ou de diversité quelques soient les conditions en SNR de canal
This thesis addresses the study of the user cooperation in wireless networks. The goal of the user cooperation is to increase user data rates and/or to improve communications efficiency. We have adopted both a Shannon theoretical approach and a practical approach. Our results in Shannon theory are obtained on some models of cooperative networks. We start with the basic model of cooperative network which is the relay channel and we derive a simple coding theorem for it. Remember that the main results on this channel model are due to Cover and El Gamal. Next we consider more elaborated cooperative networks in order to analyse the impact of inter-user interference. In a first time we consider the interference relay channel (IRC) for which we generalize the results of Cover and El Gamal on relaying strategies. Thereafter, in order to quantify the gain due to the degree of freedom that the cognitive radio allows in the use of the radio frequency spectrum, we introduce a new channel consisting of an IRC in parallel with an interference channel. For this later channel we adopt a game theoretical approach (existence and uniqueness of a predictable and stable state of the network: Nash equilibrium). For the practical approach of the user cooperation, in a first time, we propose two relaying protocols with low complexity levels namely Quantize-and-Forward and Clipped Amplify-and-Forward. Next, for cooperative networks with orthogonality at the receiver node, in order to mitigate the possible performance loss due to the use of the Maximum Ratio Combiner (MRC) and to take advantage (power gain or diversity gain) of the cooperation whatever is the SNR configuration of the network, we develop several new combining schemes

Les systèmes cellulaires modiles WiMAX ont pour objectif de fournir des services multimédias à haut débit à n'importe quel moment, n'importe quel endroit avec un prix abordable. La combinaison d'orthogonale accès multiples (OFDMA) et le relais en Wimax donnent plusieurs opportunités pour des réseaux moins coûteux et plus performances. La norme Wimax 802.16j élargit non seulement la couverture de la cellule, mais aussi augmente le débit moyen des utilisateurs. Plusieurs recherches de cette norme ont été publiées afin d'optimiser la performance du réseau. Cependant, lorsque nous étudions les architectures existantes du Wimax 802.16j standard et leur rendement, nous nous sommes aperçus que le débit du système pourrait être encore amélioré à l'aide de la réutilisation de fréquence. Dans la première partie de ce travail de recherche, nous avons examiné l'architecture existante de la norme 802.16j. Le débit total du système est légèrement plus élevé dans ces architectures que dans la norme sans relais. Afin d'améliorer le rendement du système de cette norme, nous avons proposé une nouvelle architecture de cette norme avec réutilisation de fréquence et de la technique de sectorisation. Le débit total augmente fortement dans notre approche comparant aux études existantes. Dans la deuxième partie, nous avons étudié l'impact de l'interférence dans notre modèle de relais. Les résultats de simulation montrent que les SINR de station mobile augmentent très légèrement. Cet impact d'interférence est assez faible et pourrait être négligeable. Nous concluons que notre proposition fournit toujours une meilleure performance. Dans la troisième partie, nous avons proposé une nouvelle approche d'allocation de ressources en liaison descendante afin de garantir les mêmes qualités de service pour les utilisateurs en maintenant un haut débit total. Les résultats de simulation montrent qu'il existe un compromis entre l'équité de la qualité de service et le débit total du système.

Cette thèse traite de l'estimation d'un canal de communication radio-mobile multi-bond. La communication entre l'émetteur et le récepteur est ainsi faite par l'intermédiaire de relais (de type « Amplify and-Forward ») en série. Les différents éléments (émetteurs, relais, récepteurs) peuvent être fixes ou mobiles. Chaque lien de communication (chaque bond) est modélisé par un canal de Rayleigh à évanouissements plats, avec un spectre Doppler issu de deux environnements possibles de diffusion : en deux dimensions (2D, amenant le spectre en U de Jakes), ou en trois dimensions (3D, amenant un spectre Doppler plat). L'objectif majeur de la thèse est l'estimation dynamique du canal global issue de la cascade des différents liens. A cette fin, la cascade de canaux est approchée par une modèle auto-régressif du premier ordre (AR (1)), et l'estimation est réalisée à l'aide d'un algorithme standard, le filtre de Kalman. La méthode couramment utilisée dans la littérature pour fixer le paramètre du modèle AR(1) est basée sur un critère de « corrélation matching » (CM). Cependant, nous montrons que pour des canaux à variations lentes, un autre critère basé sur la minimisation de la variance asymptotique (MAV) de la sortie du filtre de Kalman est plus approprié. Pour les deux critères, CM et MAV, cette thèse donne une justification analytique en fournissant des formules approchées de la variance d'estimation par le filtre de Kalman, ainsi que du réglage optimal du paramètre du modèle AR(1). Ces formules analytiques sont données en fonctions des fréquences Doppler et du rapport signal sur bruit, pour les environnements de diffusion 2D et 3D, quel que soit le nombre et le type de bonds (fixe-mobile ou mobile-mobile). Les résultats de simulations montrent un gain considérable en termes de l'erreur quadratique moyenne (MSE) de l'estimateur de canal bien réglé, en particulier pour le scénario le plus courant de canal à évanouissements lents
This thesis deals with the estimation of the multihop Amplify-and-Forward relay communications. The various objects (transmitter, relays, receivers) can be fixed or mobile. Each link is modeled by a flat fading Rayleigh channel, with a Doppler spectrum resulting from two-dimensional (2D, leading to the U-shape Dopller spectrum) or three-dimensional (3D, leading to a flat Doppler spectrum) scattering environments. The cascade of channel hops is approximated by a first-order autoregressive (AR(1)) model and is tracked by a standard estimation algorithm, the Kalman Filter (KF). The common method used in the literature to tune the parameter of the AR(1) model is based on a Correlation Matching (CM) criterion. However, for slow fading variations, another criterion based on the off-line Minimization of the Asymptotic Variance (MAV) of the KF is shown to be more appropriate. For both the CM and MAV criteria, this thesis gives analytic justification by providing approximated closed-form expressions of the estimation variance in output of the Kalman filter, and of the optimal AR(1) parameter. The analytical results are calculated for given Doppler frequencies and Signal-to-Noise Ratio for both scattering environments, whatever the number and type of transmission hops (Fixed-to-Mobile or Mobile-to-Mobile). The simulation results show a considerable gain in terms of the Mean Square Error (MSE) of the well tuned Kalman-based channel estimator, especially for the most common scenario of slow-fading channel

Dans cette thèse, nous nous sommes concentrés sur deux problèmes majeurs de la couche PHY et de la couche d'application: les attaques jamming de radiofréquence et les attaques Sybil. En particulier, nous avons adopté trois méthodes différentes de machine learning pour la détection des nœuds Sybil: Distance based clustering, Support Vector Machine (SVM) et k-nearest neighbours (kNN). Basé sur la base de la variation entre les véhicules légitimes et les nœuds Sybil dans leurs formes de conduite, les nœuds virtuels inexistants peuvent être détectés. Pour les attaques jamming de radiofréquence, nous nous sommes concentrés sur la conception de contremesures pour le problème de brouillage du canal de contrôle dans les réseaux véhiculaires, ce qui est d'une importance vitale pour la sécurité des communications I2V. Ainsi, nous avons étendu les problèmes de jamming dans les scénarios RSU multi-antennes, dans lesquels la RSU peut desservir plusieurs groupes de véhicules simultanément à l'aide de la technique de beamforming multi-groupe et multi-cast . En guise de solution, nous proposons un système anti-jamming en deux étapes. Les véhicules qui ont décodé avec succès le signal reçu dans la première étape seront sélectionnés en tant que relais pour desservir en coopération les véhicules victimes dans la deuxième étape en utilisant les techniques coordonnées de beamforming sur une canal de service sans blocage
This thesis has been dedicated to addressing the misbehaviour detection problem in vehicular networks. Specifically, we focus on two major issues in PHY layer and application layer respectively: Radio Frequency (RF) Jamming attacks and Sybil attacks. Specifically, we adopted three different machine learning methods including Distance based clustering, Support Vector Machine (SVM) and k-nearest neighbours (kNN) in Sybil nodes detection. Based on variation between benign vehicles and Sybil nodes in their driving patterns, the non-existent virtual nodes can be detected. For RF jamming attacks, we focused on the design of countermeasure for the control channel jamming issue in vehicular networks, which is of vital importance to the safety of I2V communications. We proposed to adopt the cooperative relaying techniques to address the control channel jamming problem in vehicular networks, which is based on the idea that the vehicles outside of the jamming area can serve as relays to help forward the control channel signal to the victim vehicles through other the jamming-free service channels. Thus, we extended the jamming issues in multi-antenna RSU scenarios, where the RSU can serve multiple groups of vehicles simultaneously using the multi-group multicast beamforming technique. As a solution, we propose a two stage anti-jamming scheme, whereby the vehicles who have successfully decoded the signal received in the first stage will be selected as relays to cooperatively serve the victim vehicles in the second stage using the coordinated beamforming techniques over a jamming-free service channel

La demande en moyens de communications toujours plus rapides et plus ables est en augmentation permanente. Pour répondre à cela, les chercheurs doivent faire face à de nombreux dés. Les systèmes coopératifs sont reconnus comme une solution performante pour améliorer la qualité de transmission des systèmes existants. Parmi les différentes stratégies de transmission coopérative, l'utilisation conjointe de plusieurs relais est considérée comme une voie prometteuse. Ce document de thèse traite du calcul des précodeurs aux relais pour améliorer la performance de systèmes multi-relais multiutilisateurs. Le précodage est utilisé pour annuler le plus possible les interférences multiutilisateurs, maximiser le rapport signal à bruit à la réception, et optimiser l'allocation de puissance aux relais
The demand for high speed reliable communication systems will never stop increasing. Many challenges face researchers trying to provide such systems and schemes. Cooperative networks have been successfully used to enhance the performance of telecommunication systems. Among different cooperative strategies, distributed cooperative relaying have shown to be a promising scheme. This dissertation addresses the problem of optimizing the precoding vectors in order to improve the system performance of multi-user multi-relay cooperative networks. Precoding vectors are used to cancel out the multiple access interference, maximize the signal to noise ratio at the destination, and optimize the power allocation at relaying stations

Les réseaux de capteurs ont connu un grand essor ces dix dernières années. Ils interviennent dans tous les domaines de notre vie quotidienne et la rendent plus aisée. Malgré ce grand succès des réseaux de capteurs, plusieurs problèmes restent encore ouverts. La capacité énergétique et la fragilité du canal radio des réseaux de capteurs affectent gravement leurs performances. La communication coopérative représente une solution efficace pour lutter contre l'instabilité du canal radio et afin d'économiser plus d'énergie. Nous proposons dans ce manuscrit, d'utiliser la communication coopérative, en premier lieu, au niveau de la couche MAC afin de mettre en place un accès au canal coopératif et non égoïste. En second lieu, nous utilisons la communication coopérative au niveau de la couche réseau dans le but d'établir des chemins de routage plus stables et plus robustes
Wireless sensor networks (WSN) have known a great development during the last decade. They intervene in all the domain of our everyday life to make it easier. Despite the success of WSN several problems have to be solved. The restricted energy capacity and the randomness of the wireless channel seriously affect the performances of the WSN. Cooperative communication represents an efficient solution to reduce the instability of the wireless channel and to optimize energy. In this thesis we propose to use cooperative communications at the MAC and network layer in order to set up a cooperative access to the channel and to establish more robust routing paths

Dans cette thèse, les réseaux coopératifs sont étudiés sous cette hypothèse que la source est incertain par rapport le canal en opération. Dans le premier chapitre, des stratégies coopératives sont développées pour les canaux à relais simultanés (SRC) lesquelles se composent d'un ensemble de deux canaux à relais parmi lesquels le canal en opération est choisi. Cela est équivalent au canal de diffusion à relais (BRC). Les bornes sur la région de capacité de BRC général sont dérivées. Les résultats de capacité sont obtenus pour les cas particuliers du canal à relais simultané semi-dégradé et dégradé Gaussien. Dans le deuxième chapitre, le canal à relais composite est considéré où le canal est tiré aléatoirement d'un ensemble de la distribution conditionnelle. Le débit est fixé en dépit du canal actuel et la probabilité d'erreur (EP) asymptotique est caractérisée. Une nouvelle stratégie de codage sélectif (SCS) est introduit permettant aux relais de choisir -selon leur mesurage du canal - la meilleur schéma de codage entre Décoder-et-Transmettre (DF) et Comprimer-et-Transmettre (CF). Les théorèmes de codage de réseau bruit généralisées sont démontrés pour le cas de réseau unicast général où les relais utilisent soit DF soit CF. Dans le troisième chapitre, le spectre asymptotique de EP est introduit en tant que nouvelle mesure de performance pour réseaux composites. Il est démontré que chaque code avec le débit hors de la borne cut-set, abouti à EP égal à un et le spectre asymptotique de EP coïncide avec la probabilité d'outage pour les réseaux satisfaisant la converse forte.

Dans les systèmes de communications sans fils, l'allocation de ressources reste toujours un défi considérable afin de satisfaire les demandes des utilisateurs et de fournir de bonnes performances avec une perpétuelle demande en applications gourmandes en ressources. Les techniques multiporteuses essentiellement les techniques dérivant de l'OFDM sont généralement utilisées pour transmettre les données dans des sous-porteuses orthogonales. De plus, de nouvelles stratégies de relayage sont proposées pour améliorer les performances en bordures de cellules. Plusieurs types de relais peuvent être sollicités comme les relais fixes faisant partie de l'infrastructure du système ou les relais mobiles qui ne nécessitent pas un coût additionnel de déploiement.Dans cette thèse, nous étudions principalement l'allocation des ressources pour le sens montant d'un système cellulaire OFDMA assurant les exigences de qualité de service et l'équité entre les utilisateurs. Les algorithmes d'allocation de ressources les plus utilisés sont présentés et un nouvel algorithme se basant sur l'équité proportionnelle pondérée (WPF) est proposé afin d'approcher les bornes supérieures de débit et d'équité. L'algorithme WPF propose un poids variable par utilisateur permettant d'allouer un nombre plus élevé de sous-porteuses au centre de la cellule qu'en bordure tout en gardant une bonne équité entre les utilisateurs. Nous établissons une étude théorique afin de comparer l'algorithme proposé à l'algorithme classique d'équité proportionnelle (PF). Nous étendons ensuite l'algorithme WPF à un système multi-cellulaire où l'interférence inter-cellulaire (ICI) dégrade les performances du système. Enfin, nous étudions les stratégies d'annulation de l'ICI et proposons une nouvelle méthode pour réduire l'ICI en se basant sur la coopération entre les stations de base (BSs) et sur les indicateurs d'interférence. Nous proposons un nouvel indicateur d'interférence (EII) à valeurs entières échangé par les BSs pour indiquer les niveaux d'interférence des sous-porteuses. En prenant en compte les valeurs de EII échangées, chaque BS alloue dynamiquement les sous-porteuses de manière à éviter de fortes valeurs d'ICI.Dans un deuxième temps, nous étudions la communication coopérative en utilisant des relais mobiles. Pour cela, de simples utilisateurs mobiles ayant des positions avantageuses peuvent relayer d'autres utilisateurs en bordure de cellule en plus de transmettre leurs propres données. Un relai utilisant le protocole DF multiplexe ainsi ses propres données aux données relayées avant de transmettre à la BS. L'allocation de ressource est formulée sous forme d'un problème d'optimisation dont le but est de minimiser la puissance totale d'émission du système tout en assurant un débit cible par utilisateur. Dans un premier temps, nous proposons une méthode de sélection des relais comme phase d'initialisation et offrons une heuristique itérative pour optimiser l'allocation de puissance et des blocs de ressources radio (RBs). Dans un second temps, nous traitons la sélection des relais comme une variable d'optimisation additionnelle. Pour la résolution, la décomposition de Lagrange et la méthode duale sont utilisées et le problème global est divisé en sous problèmes résolus de manière itérative afin d'approcher la solution optimale. Enfin, nous étendons ce modèle coopératif à un modèle à antennes multiples (MIMO) afin d'étudier l'influence des antennes multiples sur la puissance totale de transmission. Les paramètres à optimiser sont la sélection des relais, l'allocation des puissances et l'allocation des RBs. Afin d'allouer la puissance sur les antennes d'un utilisateur, nous avons étudié la répartition égale des puissance (EPA) et le beamforming. Les expressions théoriques correspondantes sont établies et les résultats de simulation sont présentés pour comparer le modèle avec EPA et le modèle avec beamforming au modèle non coopératif
In wireless systems, resource allocation is still an important challenge to satisfy user requirements and to ensure good system performances with always greedy data applications. Multicarrier techniques especially the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) techniques are generally used to carry data into orthogonal subcarriers. Furthermore, relaying strategies are used to enhance cell edge performances. Many types of relays can be investigated as fix relays being part of the network infrastructure or mobile relays without additional deployment cost.In this thesis, we mainly consider the resource allocation for an uplink Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) system for a cellular system model ensuring Quality of Service (QoS) requirements and fairness between users. The most used resource allocation algorithms are presented and a novel Weighted Proportional Fair (WPF) algorithm is proposed to approach upper bounds of both throughput and fairness. The WPF algorithm considers user weights to allocate more subcarriers in the cell center than in the cell edge keeping sufficient fairness between users. We establish a theoretical analysis to compare the behavior of the proposed WPF algorithm to the classical Proportional Fair (PF) algorithm. Then, we extend this WPF algorithm to a multi-cell system model where the Inter-Cell Interference (ICI) limits the system performance. Moreover, we study ICI mitigation strategies and propose a novel method to reduce the ICI based on Base Station (BS) cooperation and interference indicators. We propose the Enhanced Interference Indicator (EII) with integer values to be exchanged by the BSs indicating interference levels for the subcarriers. Function of these communicated EII values, each BS allocates dynamically subcarriers in order to reduce the ICI. Our contributions in the multi-cell system model are the WPF and the EII.Moreover, we investigate in this dissertation the cooperative communication using mobile relays and propose multiple contributions. For this, simple mobile users with advantageous positions can relay cell edge users to carry data to the BS in addition to their own data. A Decode and Forward (DF) relay multiplex then its own data and relayed data before transmitting to the BS. The resource allocation is formulated as an optimization problem aiming to minimize the system transmit power and respecting a required target data rate per user constraint. In a first time, we propose an initialization method for the paring step to associate source-relay pairs and propose an iterative heuristic to optimize both power and Resource Blocks (RB) allocations. In a second time, we consider the relay selection as an optimization variable in addition of power and RB allocations. For resolution, Lagrangian decomposition and Dual method are used and the global problem is divided into subproblems iterativelly resolved to approach the optimal solution. Finally, we extend this cooperative system model to a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system model to study the influence of multiple antennas on the system transmit power. The features to optimize are relay selection, power and RBs allocation. Moreover, to allocate power in the different antennas for each user, both Equal Power Allocation (EPA) and beamforming are studied. Theoretical expressions are established and simulations results are presented to compare EPA, beamforming and non-cooperative system

Une des spécificités des communications coopératives par relais sans fil est l’asynchronisme des transmissions. A cause de ces transmissions asynchrones, les méthodes de conception traditionnelles des codes espace-temps distribués sont à revoir si on veut conserver des codes à gains de diversité maximale. Pour éviter ce décalage de synchronisation certains auteurs ont proposé l'utilisation de bandes de garde entre les transmissions successives. Cette technique peut être applicable pour les codes de longueur courte, mais pour de longs mots de code, l'utilisation de bandes de garde réduit considérablement le taux de codage. En travaillant sur cette contrainte de délai pour les codes TAST, Damen et Hammons ont introduit une nouvelle classe de codes TAST qui sont robustes en terme de retards et donc adaptés aux réseaux coopératifs asynchrones. Ces codes préservent leur propriété de rang plein pour des retards arbitraires en réception sur les différentes lignes de la matrice de codage. Bien que les codes distribués TAST mis en place par Damen et Hammons peuvent atteindre le maximum de diversité pour un profil de délai arbitraire, leur longueur temporelle n’est pas optimisée et peut s’avérer prohibitive. Pour aller plus loin dans le travail de Damen et Hammons, notre travail principal de cette thèse a consisté à construire des codes distribués TAST qui pourraient absorber des retards arbitraires et offrir de meilleurs taux de codage avec une longueur minimale. Nos codes proposés sont simples à construire, tolérants en terme de retard, et possèdent une longueur minimale au regard de la taille de la constellation et du nombre d'antennes d’émission et de réception. Nous présentons différentes techniques pour la construction de codes TAST tolérants en retard. Les analyses mathématiques suivies par des simulations réalisées confirment que nos codes à longueur minimale dépassent les performances des codes existants dans la littérature sans pour autant sacrifier la complexité de décodage
One of the recent discussed problems of the cooperative communication is the asynchronization of the relaying nodes. Due to the asynchronous transmissions all traditionally designed structure of distributed space-time codes are destroyed at the reception and they loose their reliability (viz. Diversity and coding gain). To avoid this destructive effect some authors have proposed the use of guard bands between successive transmissions. This technique may be applicable for short length codes, but for lengthy codewords, the use of guard bands drastically reduces the code rate. Working on delay constraint of TAST codes, Damen and Hammons introduced a new class of TAST codes which are delay resistant and hence suitable for unsynchronized cooperative network. These codes preserve their rank under arbitrary delays at the reception of different rows of the codeword matrices. Although the distributed TAST codes introduced by Damen and Hammons can achieve maximum diversity under arbitrary delay profile but their delay time is not gnarly. Extending the work of Damen and Hammons, our principal work in this thesis is to build distributed TAST codes which could absorb arbitrary delays and offer better code rates. Our proposed codes are simple in construction, delay tolerant under arbitrary delays, better in rates, feasible in term of constellation size, number of receive/transmit antennas, and decoding complexity. We introduce different techniques for constructing delay tolerant TAST codes. Mathematical analyses followed by computer simulations confirm that our codes with minimum code lengths outperform the existing codes in the literature without sacrificing decoding complexity and other nice characteristics

Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et à la conception pratique de schémas de codage conjoint réseau/canal adaptés à différents scénarii de communications dans les réseaux sans fil. Contrairement aux hypothèses conventionnelles retenues dans la littérature (accès multiple orthogonal, absence d'erreurs sur certains liens), les caractéristiques de diffusion et de superposition des signaux propres au canal radio et la présence d'évanouissements lents et de bruit sur tous les liens sont prises en compte dans la formulation du problème et exploitées. Différentes stratégies de coopération au niveau du ou des relais sont examinées et comparées. Le point commun entre toutes ces stratégies est que le système doit fonctionner même en absence de coopération. Seuls le ou les relais et la destination sont informés d'une coopération. Ni les sources, ni le ou les relais ne connaissent l'état du canal à l'émission.
Le premier volet de la thèse porte sur le canal à accès multiple avec relais unique (slow fading MARC). Le problème du codage et décodage conjoint canal/réseau (JNCC/JNCD) est étudié sur un plan théorique et pratique. Différentes hypothèses au niveau de l'accès multiple (semi-orthogonal et non-orthogonal) et différents modes de fonctionnement du relais (half-duplex et full-duplex) sont envisagés. Une nouvelle stratégie de coopération adaptative (SDF pour selective decode and forward) est définie dans laquelle le relais calcule et retransmet une fonction déterministe des messages de sources qu'il a pu décoder sans erreur. Le ré-encodage, défini sur un corps fini (corps binaire), est également conçu de manière à assurer que la performance finale au niveau de la destination atteint bien un ordre de diversité 2.
Le modèle de canal MARC est par la suite étendu à plusieurs relais (slow fading MAMRC). Une analyse théorique est conduite et des nouveaux schémas JNCC/JNCD permettant de s'approcher des limites théoriques sont décrits. Afin d'assurer la diversité pleine, nous proposons de combiner un codage canal binaire et un codage réseau non-binaire.
Pour les deux types de canaux, nous montrons que l'interférence naturellement induite par la diffusion des signaux dans un environnement sans fil, n'est pas un inconvénient mais bien un avantage dès lors qu'on est en mesure de la traiter via des techniques de codage et de décodage sophistiquées (turbo codes et leur décodage, turbo détection). Les gains en termes de capacité (rapportée à une certaine probabilité de coupure) obtenus avec un accès multiple semi-orthogonal ou non-orthogonal sont substantiels comparés à un accès multiple orthogonal (référence).
Dans la dernière partie de la thèse, la stratégie de coopération SDF est comparée à deux autres stratégies de coopération s'appuyant sur un procédé de décodage-et-retransmission "souple" (sans prise de décisions intermédiaires) : l'une basée sur les rapports logarithmiques de probabilité a posteriori sur les bits codés et l'autre basée sur l'estimation de l'erreur quadratique moyenne (MSE). Nous vérifions que la stratégie de coopération SDF fonctionne bien dans la plupart des configurations, les stratégies de coopération souples n'améliorant légèrement les performances que dans certains cas extrêmes.

Dans les communications coopératives, deux ou plusieurs terminaux de transmissionsont combinés pour accroître la diversité et/ou la puissance des signaux arrivant à un récepteur. Récemment, l'analyse tensorielle s'est avérée une approche efficace pour l'estimation de canaux dans les systèmes coopératifs. Cependant, parmi les quelques travaux consacrés à cette tâche, l'utilisation de la décomposition tensorielle PARAFAC pour modéliser les signaux reçus ne permet pas l'estimation conjointe des symboles et des canaux de communication. Afin d'éviter l'utilisation de séquences de symboles pilotes, l'objectif de cette thèse est de fournir de nouvelles approches tensorielles, en termes de systèmes de transmission et de récepteurs semi-aveugles, pour des systèmes de communication MIMO avec relai mono-directionnels, à deux sauts. Deux systèmes de transmission sont proposés en utilisant un codage spatio-temporel du type Khatri-Rao et deux stratégies de traitement Amplify-and-Forward (AF) au relai. Pour ces systèmes, appelés PT2-AF et NP-AF, les signaux reçus au niveau de la destination satisfont respectivement des modèles tensoriels du type PARATUCK2 et nested PARAFAC. En exploitant les propriétés d'unicité de ces modèles tensoriels établies dans la thèse, plusieurs récepteurs semi-aveugles sont dérivés. Certains de ces récepteurs sont du type ALS, tandis que d'autres sont des solutions non itératives basées sur des factorisations de produits de Khatri-Rao. Des résultats de simulation sont présentés pour illustrer les performances des récepteurs proposés qui sont comparés à des estimateurs supervisés
In cooperative communication systems, two or more transmitting terminals arecombined to increase the diversity and/or the power of the signals arriving at aparticular receiver. Recently, the so-called tensor analysis has been an efficient approach for channel estimation in systems with cooperative diversity. However, among the few works devoted to this task, the utilization of the PARAFAC tensor decomposition for modeling the received signals did not allow the development of techniques for joint symbol and channel estimation. Aiming to avoid the use of pilot-based sequences, the objective of this thesis is to provide new tensor-based strategies, including transmission systems and semi-blind receivers, for one-way two-hop relaying systems. Based on a Khatri-Rao space-time coding at the source and two different Amplify-and-Forward (AF) relaying strategies, two transmission systems are proposed. For these systems, named PT2-AF and NP-AF, the received signals at the destination node follow respectively a PARATUCK2 and a nested PARAFAC tensor model. Exploiting uniqueness properties of these tensor models which are established in the thesis, several semi-blind receivers are derived. Some of these receivers are of iterative form using an ALS algorithm, whereas some other ones are close-form solutions associated with Khatri-Rao factorizations. Some simulation results are finally presented to illustrate the performance of the proposed receivers which are compared to some state-of-the-art supervised techniques

La coopération “amplify-and-forward” (AF) est une stratégie attrayante probablement en raison de sa basse complexité de relayage et de sa nature de linéarité. Dans cette thèse, nous montrons qu’elle est en effet efficace et optimale dans divers scénarios en ce qui concerne la diversité dans un canal à évanouissement. Employant le compromis diversité-multiplexage (DMT) en tant que notre outil d’évaluation, deux scénarios sont considérées : le scénario de grand réseau et le scénario de petit réseau. Dans les grands réseaux, exigeant les relais de décoder le message de source impose une contrainte dure et limite le gain de multiplexage réalisable en général, particulièrement quand la source et la destination ont des antennes multiples. La stratégie AF naïf est un traitement spatial qui attain le gain de multiplexage maximal mais souffre de la perte de gain de diversité. En a joutant un traitement temporel simple, la statégie “flip-and-forward” (FF) réalise le gain de diversité maximal et le gain de multiplexage maximal fournis par le canal. C’est le schéma coopératif le plus performant à jour dans ce scénario, en termes de DMT. Dans les petits réseaux, la statégie AF non-orthogonal (NAF) est d’abord étudiée. Elle est généralisée au cas d’antennes multiples, où des bornes supérieures et inférieures sur le DMT de NAF sont dérivées. Nous proposons ensuite une stratégie FF non-orthogonal qui réalise la diversité maximale du canal. Toutes protocoles semi-duplex de coopération connus, y compris la classe des protocoles “decode-and-forward” et “amplify-and-forward”, sont inefficaces dans le régime de gain de multiplexage élevé. Avec les relais multiples, nous prouvons que le gain de diversité peut être amélioré en laissant autant le signal de source que possible être expédié par les relais. On propose un protocole “slotted amplify-and-forward” (SAF). Il est montré que ce protocole tend vers la borne “cut-set” dans quelques cas particuliers quand le nombre de fentes va à l’infini. Les protocoles de coopération proposés dans cette thèse ont la structure equvalent aux systèmes à entrée-multiple sortie-multiple (MIMO) équivalent. Le critère de construction et l’implémentation des codes approximativement universels sont développés. La construction est alors appliquée aux canaux coopératifs étudiés
Amplify-and-forward cooperation is an attractive scheme probably because of its low relaying complexity and its nature of linearity. In this thesis, we show that it is indeed efficient and optimal in various scenarios as far as the diversity is concerned. Using the diversity-multiplexing tradeoff (DMT) as our evaluation tool, two scenarios are considered : the large network scenario and the small network scenario. In large networks, requiring the relay terminals to decode the source message imposes a harsh constraint and limits the achievable multiplexing gain in general, especially when the source and the destination have multiple antennas. A naive amplify-and-forward scheme is space-only processing that achieves the maximum multiplexing gain but suffers from diversity loss. By introducing a simple temporal processing, a flip-and-forward scheme achieves both the maximum diversity and maximum multiplexing gain provided by the channel. It is the best known cooperative scheme in this scenario, in terms of the DMT. In small networks, the non-orthogonal amplify-and-forward (NAF) scheme is first studied. It is generalized to the MIMO case, where upper and lower bounds on the DMT the NAF scheme are derived. We then propose a non-orthogonal flip-and-forward scheme that achieves the maximum diversity of the channel. All the known half-duplex cooperation schemes, including both the class of decode-and-forward and amplify-and-forward schemes, are inefficient in the high multiplexing gain regime. With multiple relays, we show that the diversity gain can be improved by letting as much the source signal as possible be forwarded by the relays. A simple sequential slotted amplify-and-forward scheme is proposed. It is shown that this scheme tends to the cut-set bound in some particular cases when the number of slots goes to infinity. The proposed cooperation schemes in this thesis have equivalent MIMO or parallel MIMO channels. Both construction criterion and implementation of approximately universal codes are developed. The construction is then applied to studied cooperative channels

Une qualité de service uniforme pour les utilisateurs mobiles et une utilisation distribuée du spectre représentent les ingrédients clés des réseaux cellulaires de prochaine génération. Dans ce but, la coopération au niveau de la couche physique entre les nœuds de l’infrastructure et les nœuds du réseau sans fil a émergé comme une technique à fort potentiel. La coopération s’appuie sur les propriétés de diffusion du canal sans fil, c’est-à-dire que la même transmission peut être entendue par plusieurs nœuds, ouvrant ainsi la possibilité pour les nœuds de s’aider à transmettre les messages à leur destination finale. La coopération promet aussi d’offrir une façon nouvelle et intelligente de gérer les interférences, au lieu de simplement les ignorer et les traiter comme du bruit. Comprendre comment concevoir ces systèmes radio coopératifs, afin que les ressources disponibles soient pleinement utilisées, est d’une importance fondamentale. L’objectif de cette thèse est de mener une étude du point de vue de la théorie de l’information, pour des systèmes sans fil pertinents dans la pratique, où les nœuds de l’infrastructure coopèrent en essayant d’améliorer les performances du réseau. Les systèmes radio avec des relais semi-duplex ainsi que les scénarios où une station de base aide à servir les utilisateurs mobiles associés à une autre station de base, sont les réseaux sans fil coopératifs étudiés dans cette thèse. Le but principal est la progression vers la caractérisation de la capacité de ces systèmes sans fil au moyen de dérivation de nouvelles bornes supérieures pour les performances et la conception de nouvelles stratégies de transmission permettant de les atteindre
A uniform mobile user quality of service and a distributed use of the spectrum represent the key-ingredients for next generation cellular networks. Toward this end, physical layer cooperation among the network infrastructure and the wireless nodes has emerged as a potential technique. Cooperation leverages the broadcast nature of the wireless medium, that is, the same transmission can be heard by multiple nodes, thus opening up the possibility that nodes help one another to convey the messages to their intended destination. Cooperation also promises to offer novel and smart ways to manage interference, instead of just simply disregarding it and treating it as noise. Understanding how to properly design such cooperative wireless systems so that the available resources are fully utilized is of fundamental importance.The objective of this thesis is to conduct an information theoretic study on practically relevant wireless systems where the network infrastructure nodes cooperate among themselves in an attempt to enhance the network performance in many critical aspects, such as throughput, robustness and coverage. Wireless systems with half-duplex relay stations as well as scenarios where a base station overhears another base station and consequently helps serving this other base station's associated mobile users, represent the wireless cooperative networks under investigation in this thesis. The prior focus is to make progress towards characterizing the capacity of such wireless systems by means of derivation of novel outer bounds and design of new provably optimal transmission strategies

In this thesis, we have explored the problem of relay assignment in cooperative networks. The performance of different relay assignment schemes is statistically analyzed, new schemes are proposed to achieve diversity and some algorithms are proposed to find the optimum, permutation based on some existing criteria. As a means for our analysis, first we considered different scenarios where the PDF of the relaying channels' SNR involves order statistics. In the following three sections, we have considered the problem of relay assignment in cooperative networks based on dif­ferent criteria. Each criterion has its own pros and cons, and some are suitable for some network configurations but not for other configurations. We considered each criterion in a suitable network configuration and analyzed its performance. As the performance metric, we calculated the PDF of the end-to-end SNR, the diversity order and the BER. The mentioned criteria are sequential relay assignment (Chapter 4), relay assignment based on max-min criterion (Chapter 5), and relay assignment based on max-sum criterion (Chapter 6). In the last chapter of this thesis, we have proposed a new scheme to achieve diversity in relay channels where we only used the CSI of the source-relay channels. The proposed scheme is based on a distributed implementation of linear block codes or convolutional codes
Dans cette thèse, nous explorons le problème de l'affectation des relais dans les réseaux coopératifs. La performance des différents schémas d'affectation de relais est analysée statistiquement. De nouveaux schémas sont proposés pour atteindre la diversité maximale, et certains algorithmes sont proposés pour trouver la permuta­tion optimale basée sur certains critères existants. Dans notre analyse, tout d'abord nous avons considéré différents scénarios où le SNR équivalent source-relais-destination est considéré comme une variable aléatoire. Dans les trois sections suivantes, nous avons considéré le problème de l'affectation de relais dans les réseaux coopératif basés sur différents critères. Nous avons considéré chaque critère dans une configuration de roseau appropriée et analysé sa performance. Comme indicateur de performance, nous avons calculé la PDF du SNR équivalent total, l'ordre de la diversité et le TEB (Taux d'Erreur Binaire). Les critères utilisés sont l'affectation de relais séquentiel (chapitre 4), l'affectation de relais sur la base du critère max-min (chapitre 5), et l'affectation de relais sur la base du critère max-somme (chapitre 6). Dans le dernier chapitre de cette thèse, nous avons proposé un nouveau schéma pour réaliser la diversité dans les canaux de relais où nous avons seulement utilisé la CSI des canaux source-relais. Le schéma proposé est basé sur l’implémentation distribuée de codes linéaires en bloc: ou des codes convolutifs

Dans un réseau coopératif, différents noeuds coopèrent afin de créer un réseau d’antennes virtuel et exploiter la diversité spatio-temporelle. On s’intéresse d'abord au canal à relai. Afin d'améliorer les performances à bas SNR, on propose une stratégie adaptative pour les protocoles ”amplify-and-forward” (AF) et ”decode-and-forward (DF) qui détermine la meilleure technique de transmission en fonction du canal. Afin de définir un protocole DF à la fois performant et facile à implémenter, on propose ensuite d'utiliser un décodage incomplet aux relais. Cette technique permet d’atteindre les gains de multiplexage et de diversité maximaux, son DMT est le même que celui du protocol AF non-orthogonal (NAF). Pour réduire la complexité aux relais, deux nouvelles méthodes de décodage sont proposées, basées pour l’une sur la structure des codes TAST, et pour l’autre sur une approximation diophantienne. Dans le cas où plusieurs sources transmettent simultanément, on parle de canal coopératif à accès multiple (CMA). Une implémentation pratique et deux améliorations du protocole CMA-NAF sont proposées, ainsi qu’une variante utilisant une stratégie DF. Ces protocoles permettent d’atteindre de meilleures performances asymptotiques et leur DMT est plus proche de la borne MISO. Enfin, si le lien direct entre source et destination est inutilisable, on utilise une stratégie multi-saut. Dans cette thèse, on propose un protocole pour le canal ”K-parallel-path” (KPP), basé sur la sélection de chemin combinée avec un code spatio-temporel de faible dimension. Ce protocole permet d’atteindre les limites théoriques du canal tout en ayant une complexité limitée
In cooperative networks, multiple nodes cooperate to form a virtual antenna array and exploit space-time diversity. The relay channel is first investigated. In order to improve performance at low SNRs, an adaptive strategy is proposed for both amplify-and-forward (AF) and decode-and-forward (DF) protocols. This strategy chooses the best transmission scheme in term of mutual information for each channel realization. To define an easily implementable and efficient DF protocol, we propose to use an incomplete decoding at relays. This technique provides both full rate and full diversity. Its DMT is similar to the one of the well-known non-orthogonal AF (NAF). In order to reduce the decoding complexity at relays, we also propose two decoding methods based on the space-time block code (STBC) structure and diophantine approximation, respectively. When several sources need to transmit simultaneously, a cooperative multiple access (CMA) channel has to be considered. A practical implementation and two modifications of the CMA-NAF protocol defined by Azarian et al. Are proposed, as well as a DF variant, the CMA-IDF. These protocols provide better asymptotic performance and their DMT is closer to the MISO bound. Finally, if the direct link between source and destination is nonexistent or experiences too much fading, a multihop strategy has to be used. In this thesis, a protocol is proposed for the K-parallel-path (KPP) network, based on path selection combined with a small STBC. This protocol achieves the optimal DMT of the KPP channel with a limited complexity

De nos jours, les communications mobiles sont caractérisées par une demande croissante de services basés sur Internet. Les services vidéo représentent une grande partie du trafic Internet aujourd'hui. Selon Cisco, 75% du trafic mondial de données mobiles sera constitué par données vidéo d'ici 2020. Cette demande toujours croissante a été le principal moteur du développement du réseau cellulaire numérique 4G, où les services numériques à commutation de paquet sont la principale brique de conception. En particulier, le système global doit assurer à la fois hauts et bas débit de transmission, et fournir des garanties de temps réel, par exemple dans le cas du streaming vidéo ou des jeux en ligne. Cela a motivé, dans la dernière décennie, un intérêt renouvelé dans la technologie d'accès radio. Le canal sans fil est affecté par divers phénomènes physiques, comme les Chemins multiples, le shadowing, l'évanouissement, l'interférence, etc. Dans les technologies les plus récentes, ces effets sont contrastés en utilisant le protocole ARQ (Automatic Repeat reQuest), qui consiste à retransmettre le même signal depuis la source. Le protocole ARQ est généralement combiné avec des codes de canal au niveau de la couche physique, qui est connu comme HARQ (Hybrid ARQ). Une autre technique pour améliorer la communication entre une source et une destination est la communication coopérative, où un relais est utilisé comme nœud intermédiaire. La communication coopérative et le HARQ, si appliquées individuellement, améliorent considérablement les performances du système de communication. Une question ouverte est de savoir si leur combinaison apporterait la somme des améliorations singulières, ou si ne serait que marginalement bénéfique. Dans la littérature on peut trouver de nombreuses études sur la combinaison de ces deux techniques, mais dans notre thèse, nous nous concentrons principalement sur cette interaction à niveau de la couche physique (PHY) et de la couche de contrôle d'accès (MAC). Nous utilisons des exemples de protocoles sur un réseau composé de trois noeuds (source, destination et relais). Pour l'analyse théorique nous nous concentrons sur les Chaînes de Markov à états finis (FSMC). Nous abordons le cas où le relais fonctionne en mode Decode-and-Forward (DCF), très commun dans la littérature, mais notre analyse se concentre de manière plus accentuée sur le cas où le relais fonctionne en mode Demodulate-and-Forward (DMF), en raison de sa simplicité d'implémentation et de son efficacité. Ce cas est beaucoup plus rarement abordé dans la littérature disponible, à cause de la complexité supérieure demandée par son analyse. Habituellement, l'interaction entre les deux techniques a été étudiée dans le cas de protocoles déterministes, mais dans notre analyse, nous nous concentrerons sur les protocoles déterministes et probabilistes. Jusqu'à présent, les protocoles probabilistes, où le noeud retransmetteur est choisi selon un modèle probabiliste, ont été principalement proposés pour des couches supérieures du système de communication. Au contraire, cette thèse étudie des protocoles probabilistes sur la couche PHY et sur la couche MAC, qui permet de mieux analyser et optimiser les performances. Le protocole probabiliste ne contient que deux paramètres, qui peut être optimisé pour de meilleures performances. Ces paramètres peuvent être calculés pour imiter le comportement d'un protocole déterministe donné, et ses performances optimisées ne peuvent que s'améliorer par rapport à celui-ci. De plus, les performances du protocole probabiliste est comparées aux résultats présent en littérature, et la comparaison montre que notre protocole fonctionne mieux. Enfin, la question de la sélection des relais est également abordée. Nous proposons un critère pour opérer le choix du relais à utiliser, en cas de plusieurs candidats. La performance obtenue par ce critère est comparée à celle obtenue avec les critères de référence dans la littérature
Nowadays, mobile communications are characterized by a fast-increasing demand for internet-based services (voice, video data). Video services constitutes a large fraction of the internet traffic today. According to a report by Cisco, 75% of the world's mobile data traffic will be video-based by 2020. This ever-increasing demand in delivering internet-based services, has been the main driver for the development of the 4G digital cellular network, where packet- switched services are the primary design target. In particular, the overall system needs to ensure high peak data rates to the user and low delay in the delivery of the content, in order to support real time applications such as video streaming and gaming. This has motivated, in the last decade, a renewed and raising interest and research in wireless radio access technology. Wireless channel suffers from various physical phenomena like path-loss, shadowing, fading, interference, etc. In the most recent technologies, these effects are contrasted using Automatic Repeat re-Quest (ARQ) protocol, which consist on the retransmission of the same signal from the same node. ARQ protocol is usually combined with channel codes at the physical layer, which is known as Hybrid Automatic Repeat re-Quest (HARQ) protocol. Another improvement for communications over wireless channels is achieved when Relays are used as intermediate nodes for helping the communication between a Source and a Destination, which is known as cooperative communication. Both techniques, cooperation and HARQ, if individually applied, significantly improve the performance of the communication system. One open question is whether their combination would bring the sum of the singular improvements, or be only marginally beneficial. In the literature we can find many studies for the combination of these two techniques, but in our thesis we focus mainly on this interaction at the level of the physical layer (PHY) and the medium access control layer (MAC). We use example protocols on a network of three nodes (Source, Destination and Relay). For the theoretical analysis of these systems we focus on Finite State Markov Chains (FSMC). We discuss the case where Relay works in Decode-and-Forward (DCF) mode, which is very common in the literature, but our analysis focuses more strongly on the case where the Relay works in Demodulate-and-Forward (DMF) mode, because of its simplicity of implementation and its efficiency. This case is much more rarely addressed in the available literature, because of the higher complexity required by its analysis. Usually, the interaction between the two techniques has been studied using deterministic protocols, but in our analysis we will focus on both, deterministic and probabilistic protocols. So far, probabilistic protocols, where the retransmitting node is chosen with a given probability, have been mainly proposed for higher layers of communication systems, but, in contrast, this thesis studies probabilistic protocols on the physical layer and MAC layer, which give more insight on the analysis and performance optimization. The probabilistic protocols contains very few parameters (only 2) that can be optimized for best performance. Note that these parameters can be computed to mimic the behavior of a given deterministic protocol, and the result of the probabilistic protocol after optimization can only improve over this one. Moreover, the performance of our optimized probabilistic protocol is checked against results of the literature, and the comparison shows that our protocol performs better. In the end, there is also discussed the issue of relay selection. In a scenario of several candidate Relays, we propose a criterion for choosing the best Relay. The performance obtained by this criterion is compared to that obtained with the reference criteria in the literature

La thèse est consacrée à l'étude de jeux dynamiques dans le domaine climatique. Pour lutter contre l'accumulation de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, la mise en place d'une taxe carbone est une solution possible. Toutefois on suppose ici que cette taxe carbone a pour les pays consommateurs d'énergie fossile des motivations qui ne se limitent pas à l'internalisation du dommage environnemental : il s'agit par un comportement stratégique d'essayer de capturer une partie de la rente des producteurs. On aboutit à la possibilité d'une taxe carbone à finalité Pigouvienne mais aussi stratégique. Des jeux dynamiques non coopératifs entre pays producteurs supposés cartellisés et pays consommateurs supposés également cartellisés peuvent être alors être envisagés dans ce contexte. Une littérature de jeux différentiels non coopératifs s'est d'ailleurs développée depuis une vingtaine d'années autour de cette idée d'une taxe carbone à visée stratégique. Dans l'introduction on rappelle le cadre économique de ces jeux, leur cadre analytique (jeux différentiels) et la littérature théorique afférente. On présente trois jeux qui forment le corps de la thèse. Chacun des trois chapitres suivants est consacré à un jeu différentiel original. Le premier jeu est un jeu non coopératif entre un bloc de consommateurs et un bloc de producteurs avec un plafond de pollution comme contrainte environnementale principale. L'existence de ce plafond modifie les conclusions classiques de ce type de jeu. Dans le deuxième jeu il y a également un jeu non coopératif entre un bloc de consommateurs (pays riches) et un bloc de producteurs mais il y a en plus un second bloc de consommateurs (pays pauvres et émergents), qui ne joue pas dans le jeu mais met en place la taxe carbone résultant à chaque instant du jeu en contrepartie d'un transfert de la part du premier bloc de consommateurs. Il apparaît que sous certaines conditions le second bloc a intérêt à ce schéma « taxe carbone contre transfert ». Dans le troisième jeu il y a aussi deux zones de consommation mais elles jouent maintenant un jeu non coopératif entre elles, les producteurs étant passifs. Il y a une taxe carbone par bloc et pas mondiale et pourtant le jeu fait apparaître sous certaines conditions une situation meil1eure pour les blocs de consommation qu'une situation de passivité face aux producteurs. La conclusion d'ensemble de ces trois jeux est que sous certaines conditions les pays consommateurs peuvent avoir intérêt à un comportement stratégique et pas seulement Pigouvien en matière de taxe carbone
The world we are in : dynamic games relative to climate change. In these games the setting up of a carbon tax has Pigouvian grounds (to take into account the damage resulting of the accumulation of Green House Gas in the atmosphere due to the consumption of fossil energy) but it has also other aims that are strategic. For fossil energy consuming countries, indeed, a carbon tax can be a way to "eat" a part of the producing countries' rent. Then the resulting carbon tax has a Pigouvian part but also a strategic part. The literature developed during the last twenty years in this field is all about non cooperative games between an area of cartelized consuming countries and an area of cartelized producing countries. In the introduction, we lay out the economic framework of this type of games, their analytical framework (differential games) and the theoretical literature. Then the three original games that make up the bulk of the present work are introduced. Each of the three following chapters is devoted to one of these three games. The first one is a non-cooperative game between an area of consuming countries and an area of producing countries but with an upper limit of atmospheric carbon concentration as the main environmental constraint. This new type of constraint changes the classical results of this type of game. The second one is also a non-cooperative game between an area of consuming countries (here the old rich countries) and an area of producing countries but there is also another area of consuming countries (poor and emergent countries) that does not play the game while it sets up the tax resulting of the game. The setting up of such a tax in this area is the consequence of a transfer from the other consuming area. The conclusion is that under specific conditions this area (but also the financing area) wins some welfare in this framework versus a passive behavior in front of the producers. In the last game, there are also two consuming areas but now they play a non-cooperative game between themselves, while the producing area is passive. In consequence there is not a worldwide carbon tax but two regional carbon taxes. However, under some specific conditions, this framework is better for the two consuming areas than the passive attitude in front of the producers. The main conclusion of the three games is that in some circumstances the consuming countries can get some extra welfare from a strategic stance when setting up a carbon tax

Dans cette thèse, nous avons proposé un nouveau schéma de transmission basé sur l'échange de données entre relais (fDSTC). Via des simulations numériques et des analyses mathématiques, le protocole fDSTC est comparé en termes de taux d'erreur, de probabilité de coupure, de diversité et d'efficacité énergétique avec les schémas plus classiques de codes spatio-temporel distribués (cDSTC), en utilisant des relais non-régénératif (NR-relais) et des relais régénératif (R-relais). De plus, le protocole fDSTC est exploité dans un système multi-antennes et son efficacité énergétique est montrée en utilisant un modèle d'énergie typique largement utilisé dans la littérature, ainsi qu' un modèle réaliste basé sur la plate-forme de réseaux de capteurs PowWow. Bien que peu considéré dans la littérature sur les techniques de relais coopératifs , le protocole MAC a une grande influence sur la consommation d'énergie totale des réseaux. Cela conduit à une grande motivation pour concevoir un protocole MAC coopératif, MAC-RIC, en combinant les techniques d'échantillonnage de préambule et relais coopératifs. Les résultats analytiques confirment encore l'intérêt d'utiliser les techniques de relais coopératif, mais leur efficacité énergétique peut être affectée par les charges de trafic et la latence désirée
In this thesis, a new cooperative transmission scheme based on the data exchange between relays (fDSTC) is proposed. Thorough comparisons of this fDSTC protocol and more classical distributed space-time codes (cDSTC) protocols in case of non-regenerative relays (NR-relays) and regenerative relays (R-relays) are considered in terms of error performance, outage probability, diversity order and energy consumption via both numerical simulations and mathematical analysis. In addition, the fDSTC protocol is applied to multi-antenna systems and shown to be more energy-efficient than the cDSTC protocol using either a typical energy model widely-used in the literature or a realistic energy model based on the PowWow platform. Besides, a mathematical analysis in terms of energy consumption is complementarily given to show how to choose the best cooperative models to prolong the lifetime of WSNs. As MAC protocols have a great influence on the total energy consumption of the networks, that leads to a big motivation to design a cooperative MAC protocol, RIC-MAC, by combining preamble sampling and cooperative relay techniques. The analytic results still confirm the interest of using cooperative relay techniques, but their energy efficiency may be affected by the MAC protocol design, the traffic loads of the networks and the desired latency

Avec la croissance rapide des appareils et des applications mobiles, les besoins en débit et en connectivité dans les réseaux sans fil augmentent rapidement. Il est prouvé que les communications coopératives peuvent augmenter significativement l’efficacité spectrale et la fiabilité des transmissions entre les nœuds extrémaux. Le concept de coopération dans un réseau sans fil compte parmi les sujets de recherche les plus actifs en télécommunications, le but étant d'identifier les stratégies de coopération qui maximiseraient les gains en efficacité spectrale et en puissance d'émission. Pour coopérer, les nœuds du réseau partagent leurs ressources (énergie, bande de fréquence, etc. ...) pour améliorer mutuellement leurs transmissions et leurs réceptions. Dans les réseaux sans fil avec relais, les relais sont des nœuds dédiés à améliorer la qualité de la communication entre les nœuds sources et destination.Dans la première partie de la thèse, nous nous concentrons sur un réseau sans fil avec relais spécifique où l'ensemble de sources (mobiles) veulent communiquer leurs messages à une destination commune (station de base) avec l'aide d'un ensemble de relais (contexte cellulaire, sens montant). Nous étudions, sur les plans théorique et pratique, un schéma coopératif dans lequel les relais, après une durée d'écoute fixée a priori, essayent de décoder les messages des sources et commencent à transmettre des signaux utiles pour ceux qui sont décodés correctement. Ces signaux utiles sont le résultat d'un codage canal-réseau conjoint.Une des limitations du système coopératif précédent est précisément que le temps d'écoute des relais est figé et ne peut pas être adapté à la qualité fluctuante (aléatoire) des liens instantanés sources-relais. Pour pallier cette difficulté, nous proposons et analysons, dans une seconde partie de la thèse, un schéma de coopération plus avancé où le temps d'écoute de chaque relais peut être dynamique. Dans ces conditions, un relais bénéficiant d'une meilleure qualité de réception des sources peut commencer à coopérer plus tôt que d'autres relais ayant une qualité de réception moindre.Enfin, dans la troisième et dernière partie de la thèse, nous considérons la présence d'une information de retour limitée (limited feedback) entre la destination et les sources et les relais, et tentons de caractériser l'efficacité spectrale d'un tel système
With the rapid growth of wireless technologies, devices and mobile applications, the quest of high throughput and omnipresent connectivity in wireless networks increases rapidly as well. It is well known that cooperation increases significantly the spectral efficiency (coding gain) and the reliability (diversity gain) of the transmission between the nodes. The concept of cooperation in wireless relays network is still one of the most active research topics in wireless communication, scientists are still searching for the optimal cooperation strategies that make the possible gains at the maximum. Cooperation results when nodes in a network share their power and/or bandwidth resources to mutually enhance their transmissions and receptions. In wireless relay networks, the relays are special nodes that are used to improve the quality of communication between the source nodes and the destination nodes. In particular, the use of relays guarantees more efficient and reliable networks. In this work, we focus on a special wireless relay network where a set of sources (mobiles) want to communicate their messages to a common destination (base station) with the help of a set of relaysAt the beginning of this work, we focused on the cooperative scheme where the relay, after a fixed portion of time, tries to understand (decode) the source’s messages and forwards helpful signals for the correctly decoded ones. One of the limitations of the previous cooperative scheme is the fixe listening time of the relays, which cannot be adapted to the quality of the instantaneous sources-relays links. To solve this problem we propose a more advanced cooperative scheme where the listening time of each relay can be dynamic and not fixed in advanced. So the relay that has strong links with the sources can start cooperating earlier than the other relays with weak links. Currently, we are investigating other directions of possible improvements, for example, how can we use feedback signals to improve the efficiency of the network

Cette thèse interroge les effets combinés des enjeux d’un urbanisme durable et d’un impératif participatif grandissant des habitants – usagers – citoyens, dans le cadre de la fabrication métropolitaine contemporaine. Depuis le début des années 2000, des expériences alternatives d’habitat émergent en France sous l’impulsion de revendications sociales portées par la société civile. Le terme générique d’« habitat participatif », définit récemment par la loi pour l’Accès au Logement et à un Urbanisme Négocié (ALUR), publiée au Journal Officiel le 26 mars 2014, rassemble ainsi d’une même voix la variété de ces initiatives à l’œuvre, contribuant à pérenniser les dynamiques de structuration et de diffusion d’un mouvement de l’habitat participatif. Faisant référence aux expressions citoyennes contestataires des années 1970-1980, avec la critique d’un urbanisme moderne et des politiques publiques, les projets actuels marquent la renaissance des questionnements autour de la place de la maîtrise d’usage – incarnée par les habitants-usagers – dans la chaîne de production des logements et, plus largement, dans les processus décisionnels d’aménagement des territoires. Porteuse de pratiques participatives innovantes, la résurgence de l’habitat participatif révèle des logiques diverses d’engagements citoyens, militants ou professionnels, et des formes négociées de fabrication de l’habitat. Dès lors, s’opposent des dynamiques « bottom-up » – illustrées par des demandes et des initiatives habitantes, et des dynamiques « top-down » – portées par des instances politico-institutionnelles en plein renouvellement de leurs modes d’action et savoir-faire. Supportée par une trame multidimensionnelle de négociations, la thèse propose alors une analyse des interactions et des formes d’hybridation de cette production collective en cours à travers trois dimensions : la dimension valorielle, pour fixer le socle des transactions sociales ; la dimension organisationnelle et relationnelle, pour observer la micropolitique des groupes-projets ; la dimension processuelle, pour saisir les temporalités du projet et les moments clés de la négociation sur l’ensemble du processus. Pour cela, nous nous appuyons sur deux cas d’étude dans l’agglomération bordelaise, en pleine métropolisation : le cas de la coopérative d’habitants HNord, sur l’îlot Dupaty à Bordeaux ; et celui d’un projet d’habitat participatif multi-partenarial, La Ruche, sur la commune de Bègles au sein de l’Opération d’Intérêt National (OIN) Bordeaux-Euratlantique. Encadrée par un dispositif CIFRE avec l’Etablissement Public d’Aménagement Bordeaux-Euratlantique (EPA), la recherche repose sur une approche ethnographique, basée sur de nombreuses situations d’observation participante, des entretiens d’acteurs cibles et une analyse documentaire. Les enquêtes menées à différentes échelles offrent une vision macro, méso et microsociale des processus de production et de diffusion de l’habitat participatif. Les résultats de la thèse mettent alors en évidence les modalités de partenariats entre différentes sphères d’acteurs – les habitants, les institutions et les experts – dans la production de l’habitat participatif conduisant à un changement de paradigme sociétal et professionnel à travers le renouvellement des modes d’habiter, des savoirs et savoir-faire. Ainsi, nous proposons une réflexion sur les moyens et possibilités d’intégration de cette dynamique collective et citoyenne au sein des processus décisionnels d’aménagement urbain pour la fabrication métropolitaine et, de voir en quoi ce phénomène participatif et collaboratif peut-il constituer un outil de management territorial novateur préfigurant le futur de nos cités
This PhD thesis questions the combined effects of the challenges of sustainable urban development and a growing priority for inhabitants – users – citizens, to participate in contemporary metropolitan production. Since the early 2000s, there is in France an emergence of alternative housing experiences as a result of social demands. The generic term of « participative housing », recently defined by the bill for access to housing and urban renovation (ALUR), published in the Official Journal on March 26, 2014, gathers with one voice, the variety of these initiatives at work, contributing to ensure the dynamic structuring and dissemination of the participative housing movement. Referring to the civil protests of 1970-1980, criticizing modern urban planning and public policy, the current projects tackle once again of how to combine the inhabitants expertise with professional expertise in the production of housing, and more broadly in the decision-making processes of regional planning. Producing innovative participatory practices, the resurgence of participative housing reveals different logics of social commitments on the part of citizens, activists and professionals, and negotiated forms of housing production. As a consequence, the « bottom-up » dynamic, based on the demands and initiatives of the inhabitants, opposes the « top-down » dynamic, based on the initiative of politico-institutional bodies in full renewal of their modes of action and know-how. Supported by a multi-dimensional framework of negotiations, the thesis analyzes the interactions and forms of hybridization of this ongoing collective production through a three dimensional approach : the value related dimension, to set the base of social transactions ; the organizational and relational dimension to observe the micro-political groups-projects ; the procedural dimension to grasp the temporality of the project and the key moments of negotiation of the whole process. For this, we build on two case studies in the Bordeaux area, being subject to processes of metropolization : the case of the residents cooperative HNord in the Dupaty housing block in Bordeaux ; and the multi-partnered participative housing project, La Ruche, in the town of Bègles within the framework of the « Operation of National Interest » (OIN) Bordeaux-Euratlantique. Governed by a CIFRE program with the « Local Planning and Development authority » (EPA) Bordeaux-Euratlantique, the research is based on an ethnographic approach : participant observation, interviews with target stakeholders and a literature review. The investigations conducted at different scales offer a macro, meso and micro-social understanding of the process of participative housing production and dissemination. The results of the thesis highlight the partnership conditions between different groups of stakeholders – inhabitants, institutions and expertsn – in the production of participative housing leading to a societal and professional paradigm shift through a renewal of ways of living, knowledge and expertise. Thus, we propose a reflection on ways and possibilities how to integrate this collective and civic dynamics in the decision-making processes of urban planning for metropolitan production and to see how this participatory and collaborative phenomenon can serve as an innovative tool in territorial management for our future cities

Dans cette thèse, nous avons proposé un nouveau schéma de transmission basé sur l'échange de données entre relais (fDSTC). Via des simulations numériques et des analyses mathématiques, le protocole fDSTC est comparé en termes de taux d'erreur, de probabilité de coupure, de diversité et d'efficacité énergétique avec les schémas plus classiques de codes spatio-temporel distribués (cDSTC), en utilisant des relais non-régénératif (NR-relais) et des relais régénératif (R-relais). De plus, le protocole fDSTC est exploité dans un système multi-antennes et son efficacité énergétique est montrée en utilisant un modèle d'énergie typique largement utilisé dans la littérature, ainsi qu' un modèle réaliste basé sur la plate-forme de réseaux de capteurs PowWow. Bien que peu considéré dans la littérature sur les techniques de relais coopératifs , le protocole MAC a une grande influence sur la consommation d'énergie totale des réseaux. Cela conduit à une grande motivation pour concevoir un protocole MAC coopératif, MAC-RIC, en combinant les techniques d'échantillonnage de préambule et relais coopératifs. Les résultats analytiques confirment encore l'intérêt d'utiliser les techniques de relais coopératif, mais leur efficacité énergétique peut être affectée par les charges de trafic et la latence désirée.

L'objectif de cette thèse est d'étudier certains aspects des réseaux coopératifs sans fils à l'aide de la géométrie stochastique. Ça permets de considérer la distribution spatiale aléatoire des utilisateurs et les effets adverses de leur interaction, comme l’interférence.Nous étudions la performance, évaluée par la probabilité d'outage, atteignable dans un canal de relai full-duplex quand les nœuds opèrent dans un grand réseau sans fils où les émetteurs interférants sont modelés avec un processus ponctuel de Poisson homogène. Nous trouvons la probabilité d'outage des protocoles décodez-et-renvoyez (decode-and-forward, DF), et comprimez-et-renvoyez (compress-and-forward) et nous faisons une comparaison avec une transmission point à point et un protocole DF half-duplex. Ensuite, nous étudions une situation plus générale dans laquelle les émetteurs qui causent l'interférence peuvent aussi utiliser un relai ou faire des transmissions point à point. Nous étudions la relation entre les avantages de la cooperation et l'interférence qu'elle même génère.Dans la deuxième partie nous étudions la performance des stratégies de partage de vidéos par communications entre dispositifs mobiles (device-to-device, D2D) hors de la bande des communications cellulaires. Nous étudions la fraction des demandes de vidéos qui peuvent être satisfaites par D2D, c’est-à-dire, par le biais des émissions locales, plutôt que par la station de base. Pour étudier ce problème, nous introduisons un modèle de processus ponctuel, qui considère la stratégie de stockage dans les utilisateurs, le problème de comment lier les utilisateurs et les problèmes de la transmission et coordination entre les utilisateurs
The main goal of this work is to study cooperative aspects of large wireless networks from the perspective of stochastic geometry. This allows the consideration of important effects such as the random spatial distribution of nodes, as well as the effects of interference and interference correlation at receivers, which are not possible when a single link is considered in isolation.First, some aspects of the performance of the relay channel in the context of a large wireless network are considered. Mainly, the performance, in terms of outage probability (OP), of a single full-duplex relay channel utilizing decode-and-forward (DF) or compress-and-forward, when the interference is generated by uniform spatial deployment of nodes, modeled as a Poisson point process. The OP performance of these two protocols is compared with a point-to-point transmission and with a half-duplex DF protocol. Afterwards, the case in which more than one transmitter in the network may use a relay is considered. The effects of cooperation versus interference are studied, when the users use either full-duplex DF, or point-to-point transmissions. In a second phase, this work explores the advantages that could be obtained through out-of-band device-to-device (D2D) video file exchanges in cellular networks. These advantages are measured in terms of the fraction of requests that can be served in a time-block through D2D, thus avoiding a downlink file transfer from the base station. For this, a stochastic geometry framework is introduced, in which the user file-caching policy, user pairing strategy, and link quality and scheduling issues are considered

La performance de l’alliance est une thématique largement abordée dans la littérature mais demeure controversée. Une difficulté majeure dans l’évaluation du succès des alliances est principalement liée à la définition du concept de performance de l’alliance, au problème de sa mesure ainsi qu’aux facteurs qui lui sont associés. Cette recherche se propose d’explorer le concept de performance de l’alliance, d’identifier ses déterminants parmi les facteurs spécifiques aux partenaires, les facteurs comportementaux ainsi que les mécanismes à travers lesquels il serait influencé. Un modèle conceptuel a été développé à partir d’une revue de la littérature et a été testé sur un échantillon de 136 entreprises tunisiennes du secteur industriel, engagées dans des alliances avec des firmes européennes et américaines. Les résultats ont démontré que pour les facteurs spécifiques aux partenaires, seule la proximité culturelle possède un impact positif et direct sur la performance de l’alliance. La complémentarité des ressources et l’expérience d’un partenaire particulier agissent indirectement sur la performance de l’alliance à travers les dimensions confiance et communication du capital relationnel. Ces dernières jouent un rôle central pour assurer la performance de l’alliance. Par ailleurs, seule la dimension communication du capital relationnel affecte positivement la coopération. En revanche, les résultats ont souligné un effet non significatif de la proximité organisationnelle, de l’engagement et de la coopération sur la performance de l’alliance. La recherche a également contribué à la validation empirique d’un construit de second ordre pour la performance de l’alliance
Alliance performance is a topic that is widely discussed in the literature but remains controversial. A major difficulty in assessing alliance success is mainly related to the definition of alliance performance concept, to the problem of its measurement and to the factors associated with it. This research aims to explore the alliance performance concept, to identify its determinants among partner specific factors, behavioral attributes and the mechanisms through which it would be influenced. A conceptual model was developed based on a literature review and was tested on a sample of 136 Tunisian companies in the industrial sector, engaged in alliances with European and American firms. The results showed that for partner-specific factors, only the cultural proximity has a direct and a positive impact on alliance performance. Complementary resources and partner specific experience act indirectly on alliance performance through trust and communication, dimensions of the relational capital. The latter play a central role in ensuring alliance performance. Moreover, only the dimension communication of relational capital affects positively cooperation. On the other hand, the results underlined a non-significant effect of organizational proximity, commitment and cooperation on alliance performance. The research has also contributed to the empirical validation of a second order construct for alliance performance in a Tunisian context

Dans cette thèse, les réseaux coopératifs sont étudiés sous cette hypothèse que la source est incertain par rapport le canal en opération. Dans le premier chapitre, des stratégies coopératives sont développées pour les canaux à relais simultanés (SRC) lesquelles se composent d'un ensemble de deux canaux à relais parmi lesquels le canal en opération est choisi. Cela est équivalent au canal de diffusion à relais (BRC). Les bornes sur la région de capacité de BRC général sont dérivées. Les résultats de capacité sont obtenus pour les cas particuliers du canal à relais simultané semi-dégradé et dégradé Gaussien. Dans le deuxième chapitre, le canal à relais composite est considéré où le canal est tiré aléatoirement d'un ensemble de la distribution conditionnelle. Le débit est fixé en dépit du canal actuel et la probabilité d'erreur (EP) asymptotique est caractérisée. Une nouvelle stratégie de codage sélectif (SCS) est introduit permettant aux relais de choisir -selon leur mesurage du canal – la meilleur schéma de codage entre Décoder-et-Transmettre (DF) et Comprimer-et-Transmettre (CF). Les théorèmes de codage de réseau bruit généralisées sont démontrés pour le cas de réseau unicast général où les relais utilisent soit DF soit CF. Dans le troisième chapitre, le spectre asymptotique de EP est introduit en tant que nouvelle mesure de performance pour réseaux composites. Il est démontré que chaque code avec le débit hors de la borne cut-set, abouti à EP égal à un et le spectre asymptotique de EP coïncide avec la probabilité d'outage pour les réseaux satisfaisant la converse forte
In this thesis, cooperative networks are studied under the assumption that the source is uncertain about the channel in operation. In the first chapter, cooperative strategies are developed for simultaneous relay channels (SRC) which consist of a set of two single relay channels out of which the channel in operation is chosen. This is equivalent to the broadcast relay channel (BRC). Bounds on the capacity region of the general BRC with two helper relays are derived. Capacity results are obtained for specific cases of semi-degraded and degraded Gaussian simultaneous relay channels. In the second chapter, the composite relay channel is considered where the channel is randomly drawn from a set of conditional distributions according to a given distribution. The transmission rate is fixed regardless of the current channel and the asymptotic error probability (EP) is characterized. A novel selective coding strategy (SCS) is introduced which enables relays to select –based on their channel measurement– the best coding scheme between Compress-and-Forward (CF) and Decode-and-Forward (DF). Generalized Noisy Network Coding theorems are shown for the case of unicast general networks where the relays use either DF or CF scheme. In the third chapter, the asymptotic behavior of EP is studied for composite multiterminal networks. The asymptotic spectrum of EP is introduced as a novel performance measure for composite networks. It is shown that every code with rate outside cut-set bound, yields EP equal to one and for the networks satisfying strong converse condition, the asymptotic spectrum of EP coincides with the outage probability

Cette thèse a pour but d'évaluer la performance théorique des approches coopératives pour la fiabilisation des transmissions dans les réseaux autour du corps humain. Ces réseaux sont formés d'un nombre limité de capteurs communicants disposés sur et dans le corps. Les techniques de coopération dans les réseaux de cette taille sont extrêmement dépendantes de l'information disponible quand à la qualité des canaux de communication au moment de la transmission. Sous une hypothèse de connaissance de la valeur moyenne à moyen et long terme de l'affaiblissement de ces canaux, nous dérivons une approximation du taux d'erreur paquet de bout en bout pour des techniques de relayage. Nous présentons également, pour certains de ces modèles, une allocation de puissance asymptotiquement optimale, fournissant un gain sur une large plage des puissances d'émission. En supposant ensuite que les noeuds ont une connaissance parfaite de l'état du réseau, nous étudions la capacité de Shannon sur des canaux à relais, et des canaux comprenant deux émetteurs coopérant entre eux. Pour ces deux modèles, nous montrons que lorsque l'on cherche à optimiser la répartition de puissance totale disponible à l'émission, l'étude se réduit à celle d'un modèle de canal équivalent simplifiant grandement l'analyse de la capacité et fournissant des solutions analytiques aux problèmes d'allocation de ressources. Nous présentons enfin une plate-forme de mesures pour les réseaux autour du corps humain, permettant de relever de manière quasi-simultanée l'intégralité des affaiblissements des liens entre les nœuds du réseau. Cette plateforme nous permet de traiter de la stabilité de ces liens et de la validité de l'hypothèse de réciprocité. Nous évaluons également la corrélation spatiale de l'affaiblissement des liens et nous montrons en particulier que celle-ci varie fortement au cours du mouvement, mais de façon suffisamment lente pour être estimée au fil de l'eau.

Cette thèse a pour but d'évaluer la performance théorique des approches coopératives pour la fiabilisation des transmissions dans les réseaux autour du corps humain. Ces réseaux sont formés d'un nombre limité de capteurs communiquants disposés sur et dans le corps. Les techniques de coopération dans les réseaux de cette taille sont extrêmement dépendantes de l'information disponible quant à la qualité des canaux de communication au moment de la transmission. Sous une hypothèse de connaissance de la valeur moyenne à moyen et long terme de l'affaiblissement de ces canaux, nous dérivons une approximation du taux d'erreur paquet de bout en bout pour des techniques de relayage. Nous présentons également, pour certains de ces modèles, une allocation de puissance asymptotiquement optimale, fournissant néanmoins un gain en performance sur une large plage de puissances d'émission. En supposant ensuite que les noeuds ont une connaissance parfaite de l'état du réseau, nous étudions la capacité de Shannon sur des canaux à relais et des canaux comprenant deux émetteurs coopérant entre eux. Pour ces deux modèles, nous montrons que lorsque l'on cherche à optimiser la répartition de la puissance totale disponible à l'émission, l'étude se réduit à celle d'un modèle de canal équivalent, simplifiant grandement l'analyse de la région de capacité. Nous dérivons ensuite l'allocation de ressources optimale ou de bonnes approximations pour des protocoles de coopération adaptés à ces deux modèles. Nous présentons enfin une plate-forme de mesures pour les réseaux autour du corps humain nous permettant de relever de manière quasi-simultanée l'intégralité des affaiblissements des liens entre les noeuds du réseau. Cette plate-forme nous permet de traiter de la stabilité de la qualité des liens et de la validité de l'hypothèse de réciprocité de chaque lien. De plus, nous évaluons aussi la corrélation spatiale de l'affaiblissement des liens, et nous montrons en particulier que celle-ci varie fortement au cours du mouvement, mais de manière suffisament lente pour être estimée au fil de l'eau.