Schémas pratiques pour la diffusion (sécurisée) sur les canaux sans fils / Zeina Mheich ; sous la direction de Pierre Duhamel et de Florence Alberge

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Information, Théorie de l'

Données -- Transmission

HARQ (télécommunications)

Couche physique (informatique)

Systèmes de communication sans fil -- Mesures de sécurité

Duhamel, Pierre (1953-.... ; professeur de physique) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Alberge, Florence (Directeur de thèse / thesis advisor)

Loubaton, Philippe (1958-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Fijalkow, Inbar (19..-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Rekaya Ben Othman, Ghaya (19..-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Bloch, Immanuel (Membre du jury / opponent)

Weidmann , Claudio (Membre du jury / opponent)

Université Paris-Sud (1970-2019) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Ecole doctorale Sciences et Technologies de l'Information, des Télécommunications et des Systèmes (Orsay, Essonne ; 2000-2015) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire des signaux et systèmes (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1974-....) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Dans cette thèse, on s'est intéressé à l'étude des canaux de diffusion avec des contraintes de transmission pratiques. Tout d'abord, on a étudié l'impact de la contrainte pratique de l'utilisation d'un alphabet fini à l'entrée du canal de diffusion Gaussien avec deux utilisateurs. Deux modèles de canaux de diffusion sont considérés lorsqu'il y a, en plus d'un message commun pour les deux utilisateurs, (i) un message privé pour l'un des deux utilisateurs sans contrainte de sécurité (ii) un message confidentiel pour l'un des deux utilisateurs qui doit être totalement caché de l'autre utilisateur. On a présenté plusieurs stratégies de diffusion distinguées par leur complexité d'implémentation. Plus précisément, on a étudié les régions des débits atteignables en utilisant le partage de temps, la superposition de modulation et le codage par superposition. Pour la superposition de modulation et le cas général du codage par superposition, les régions des débits atteignables maximales sont obtenues en maximisant par rapport aux positions des symboles dans la constellation et la distribution de probabilité jointe. On a étudié le compromis entre la complexité d'implémentation des stratégies de transmission et leurs efficacités en termes de gains en débits atteignables. On a étudié aussi l'impact de la contrainte de sécurité sur la communication en comparant les débits atteignables avec et sans cette contrainte. Enfin, on a étudié les performances du système avec des schémas d'accusés de réception hybrides (HARQ) pour un canal à écoute à évanouissement par blocs lorsque l'émetteur n'a pas une information parfaite sur l'état instantané du canal mais connait seulement les statistiques. On a considéré un schéma adaptatif pour la communication sécurisée en utilisant des canaux de retour à niveaux multiples vers l'émetteur pour changer la longueur des sous mots de code à chaque retransmission afin que le débit utile secret soit maximisé sous des contraintes d'"outages".

Résumé / Abstract : In this thesis, we aim to study broadcast channels with practical transmission constraints. First, we study the impact of finite input alphabet constraint on the achievable rates for the Gaussian broadcast channel with two users. We consider two models of broadcast channels, when there is in addition of a common message for two users, (i) a private message for one of them without secrecy constraint (ii) a confidential message for one of them which should be totally hidden from the other user. We present several broadcast strategies distinguished by their complexity of implementation. More precisely, we study achievable rate regions using time sharing, superposition modulation and superposition coding. For superposition modulation and superposition coding strategies, maximal achievable rate regions are obtained by maximizing over both symbol positions in the constellation and the joint probability distribution. We study the tradeoff between the complexity of implementation of the transmission strategies and their efficiency in terms of gains in achievable rates. We study also the impact of the secrecy constraint on communication by comparing the achievable rates with and without this constraint. Finally, we study the system performance using HARQ schemes for the block-fading wiretap channel when the transmitter has no instantaneous channel state information but knows channel statistics. We consider an adaptive-rate scheme for the secure communication by using multilevel feedback channels to change sub-codeword lengths at each retransmission, in order to maximize the secrecy throughput under outage probabilities constraints.