[ANGLÈS] Recent research developments show that the concept of bidirectional relaying significantly improves the performance and coverage in wireless networks. Further, the efficient implementation of multiple services at the physical layer has been identified as a promising research direction. In this thesis we consider physical layer service integration in bidirectional relay networks, in which a relay node establishes a bidirectional communication between two other nodes using a decode-and-forward protocol. In the broadcast phase the relay efficiently integrates an additional private message for one node which requires the study of the bidirectional broadcast channel with additional private message. The corresponding capacity regions for discrete memoryless, Gaussian and multi-antenna Gaussian channels are derived. Finally, we study the case of the MISO Gaussian channel, where the receiving nodes have only one antenna. For this case, the boundaries of the corresponding capacity region are characterized by a convex optimization problem. We represent them graphically and compare them with the TDMA approach.

[CASTELLÀ] Investigaciones recientes muestran que el concepto de la retransmisión bidireccional mejora significativamente el rendimiento y la cobertura en las redes inalámbricas. Además, la implementación eficiente de múltiples servicios de la capa física se ha identificado como una línea de investigación prometedora. En esta tesis tenemos en cuenta la integración de servicio de capa física en redes bidireccionales de relé, en el que un nodo de retransmisión establece una comunicación bidireccional entre otros dos nodos que utilizan un protocolo de decodificación y reenvío. En la fase de emisión en el relé integra de manera eficiente un mensaje privado adicional para un nodo que requiere el estudio de la canal de difusión bidireccional con el mensaje privado adicional. Las regiones de capacidad correspondientes para canales discretos sin memoria, gaussiano y multi-antena gaussianos són derivados. Por último, se estudia el caso de la canal gaussiano MISO, donde los nodos de recepción tienen una sola antena. Para este caso, los límites de la región de capacidad correspondiente se caracterizan por un problema de optimización convexa. Nosotros los representamos gráficamente y compararmos con el enfoque TDMA.

[CATALÀ] L'evolució recent de la investigació mostren que el concepte de retransmissió bidireccional millora significativament el rendiment i la cobertura de les xarxes sense fils. A més, l'aplicació eficient de múltiples serveis a la capa física s'ha identificat com una adreça de recerca prometedora. En aquesta tesi es consideri l'integració física a la capa de servei xarxes bidireccionals de relé, en què un node de retransmissió estableix una comunicació bidireccional entre dos nodes d'altres utilitzant un protocol de descodificació i reenviament. En la fase d'emissió del relé integra eficientment un missatge privat addicional per a un node que requereix l'estudi del canal de difusió bidireccional amb el missatge privat addicional. Les regions de capacitat corresponents als canals sense memòria discreta, Gaussian i multi-antena gaussians són derivats. Finalment, s'estudia el cas del canal MISO gaussià, on els nodes receptors tenen només una antena. Per aquest cas, els límits de la regió de capacitat corresponent es caracteritzen per un problema d'optimització convexa. Els representem gràficament i els comparem amb l'enfocament de TDMA.