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Le réseau d’antennes Ultra-Large-Bande présenté ici est constitué de 4 antennes à double polarisation linéaire alimentées spécifiquement pour créer une structuration symétrique nécessaire à l’obtention d’un fort niveau d’isolation (SIC) en champ proche entre les parties émission et réception. Ce système constitue ainsi l’étage antennaire d’un dispositif « In-Band Full-Duplex » à même d’émettre et de recevoir simultanément sur la même bande de fréquences. Deux autres innovations ont également été développées pour cette application : 2 baluns de 1 vers 4 pour alimenter les parties RX et TX et une nouvelle méthode d’alimentation identique et symétrique pour les deux polarisations. Les simulations du système complet montrent une bonne adaptation de 2 à 20 GHz avec un gain effectif moyen de 11 dBi et une annulation de l’auto-interférence de 120dB en simulation et attendue à 40-50dB en pratique.

National audience; Dans cet article, plusieurs topologies d’annulation d’auto-inférence au niveau RF/antennaire pour communications Full-Duplex (FD) sont comparées. L’importance du premier niveau de réduction de la Self-Interférence (couplage de l’émission TX vers la réception RX) au niveau antennaire/RF est mise en avant pour différentes applications. Ainsi, plusieurs configurations multi-antennaires sont comparées en mettant en évidence leurs avantages/inconvénients respectifs dans le but d’identifier les techniques les plus pertinentes pour la mise en oeuvre d’une liaison FD ISL (Inter-Satellite-Link) entre nano-satellites.

In this work of thesis, we propose new channel estimation approaches for a full-duplex system dédicated to vehicular communications. Both the self-interference (SI) and intended (SOI) channel are estimated. We propose different estimation méthods according to whether the pilots of the signals are transmitted jointly or separately. In the separate transmission, an estimation based on a new pilot configuration is proposed as well as a hybrid method which use both pilot configuration and training sequences.We also propose an optimisation of the conventional training-based method.It consists of improving the estimation of each training symbole. In the joint transmission, we propose two algorithms that aims to improve the estimation performances compared to the existing methods. In the first proposed method, the two channels are first estimated in the frequency domain using the Landweber iterations. The second proposition consists of using a projection matrix to manipulate only the pilots and avoid the noise that is caused by the SOI unknown datas. Finally, we propose a time and frequency-selective channel estimation for low and medium doppler frequency. Some of the proposed estimators are implemented on a real Full Duplex communication system which use Multi-reconfigurable antennas to perform the passive cancellation.; Dans ces travaux de thèse, nous proposons de nouvelles méthodes d’estimation de canal pour un système full-duplex dédié aux communications véhiculaires. Les deux canaux relatifs au signal utile (SOI) et au signal interférant (SI) sont estimés. Les méthodes que nous proposons sont classées selon si les pilotes des deux signaux sont envoyés séparément ou simultanément. Dans le cas de la transmission séparée des pilotes, nous proposons un algorithme se basant sur un positionnement dynamique des pilotes ainsi qu’une méthode hybride qui combine l’approche du changement de position des pilotes avec l’emploi des séquences d’apprentissage en début de trame. Nous proposons également une méthode visant à optimiser l’estimation classique qui se base sur un séquence d’apprentissage en amélioration l’estimation au niveau de chaque symbole préambule. Dans le contexte d’une transmission simultanée des pilotes, nous proposons deux algorithmes visant à améliorer les performances d’estimation par rapport aux méthodes existantes. Dans la première méthode proposée, les deux canaux SI et SOI sont estimés dans le domaine fréquentiel à l’aide des itérations de Landweber. La seconde proposition consiste à utiliser une matrice de projectionafin d’éviter le bruit engendré par les données inconnues du signal SOI lors de l’estimation. Finalement, nous proposons une méthode d’estimation de canal sélectif en temps et en fréquence pour des fréquences doppler faibles à modérées. Certaines méthodes proposées sont implémentées dans un système full-duplex expérimental qui a recours aux antennes reconfigurables pour réaliser l’annulation passive.

In this work of thesis, we propose new channel estimation approaches for a full-duplex system dédicated to vehicular communications. Both the self-interference (SI) and intended (SOI) channel are estimated. We propose different estimation méthods according to whether the pilots of the signals are transmitted jointly or separately. In the separate transmission, an estimation based on a new pilot configuration is proposed as well as a hybrid method which use both pilot configuration and training sequences.We also propose an optimisation of the conventional training-based method.It consists of improving the estimation of each training symbole. In the joint transmission, we propose two algorithms that aims to improve the estimation performances compared to the existing methods. In the first proposed method, the two channels are first estimated in the frequency domain using the Landweber iterations. The second proposition consists of using a projection matrix to manipulate only the pilots and avoid the noise that is caused by the SOI unknown datas. Finally, we propose a time and frequency-selective channel estimation for low and medium doppler frequency. Some of the proposed estimators are implemented on a real Full Duplex communication system which use Multi-reconfigurable antennas to perform the passive cancellation.; Dans ces travaux de thèse, nous proposons de nouvelles méthodes d’estimation de canal pour un système full-duplex dédié aux communications véhiculaires. Les deux canaux relatifs au signal utile (SOI) et au signal interférant (SI) sont estimés. Les méthodes que nous proposons sont classées selon si les pilotes des deux signaux sont envoyés séparément ou simultanément. Dans le cas de la transmission séparée des pilotes, nous proposons un algorithme se basant sur un positionnement dynamique des pilotes ainsi qu’une méthode hybride qui combine l’approche du changement de position des pilotes avec l’emploi des séquences d’apprentissage en début de trame. Nous proposons également une méthode visant à optimiser l’estimation classique qui se base sur un séquence d’apprentissage en amélioration l’estimation au niveau de chaque symbole préambule. Dans le contexte d’une transmission simultanée des pilotes, nous proposons deux algorithmes visant à améliorer les performances d’estimation par rapport aux méthodes existantes. Dans la première méthode proposée, les deux canaux SI et SOI sont estimés dans le domaine fréquentiel à l’aide des itérations de Landweber. La seconde proposition consiste à utiliser une matrice de projectionafin d’éviter le bruit engendré par les données inconnues du signal SOI lors de l’estimation. Finalement, nous proposons une méthode d’estimation de canal sélectif en temps et en fréquence pour des fréquences doppler faibles à modérées. Certaines méthodes proposées sont implémentées dans un système full-duplex expérimental qui a recours aux antennes reconfigurables pour réaliser l’annulation passive.

International audience; Ce papier présente une nouvelle technique de sécurisation d’un lien radio, très peu abordée jusqu’ici, intervenant au niveau de la couche physique RF du système de transmission. Cette technique basée sur l’utilisation d’un système Full-duplex s’avère parfaitement complémentaire à l’emploi de clés de chiffrement. Un scénario d’utilisation d’une telle technique dans un contexte militaire opérationnel est présenté. Enfin, un état de l’art décrivant les différentes parties nécessaires au bon fonctionnement d’une communication FD est également proposé.

This article presents an overview of the challenges of increasing development of wireless links to enable a more consistent and transparent interconnection between people and the digital world. These issues are in the domain of high performance architectures for conventional applications of wireless Internet, but also in the field of sensor networks and connected objects. Beyond the constraints of the various applications push to develop architectures with high digital capabilities like software defined radio. In each of these categories, examples of approaches proposed by INRIA Socrate team are presented., Comment: in French