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Efficacité énergétique des architectures de
communication sans fil IR-UWB pour les réseaux de
capteurs sans fil
Régulations des technologies UWB
Le strict respect de la réglementation concernant le spectre d‟émission est nécessaire pour définir la largeur de bande des signaux UWB. En effet, de nombreux systèmes licenciés ou non sont présents dans les bandes UHF et SHF propices au déploiement de systèmes radio. Pour permettre l‟utilisation de signaux UWB sur plusieurs gigahertz, les autorités de régulation doivent imposer une limitation sur la puissance d‟émission.
Technologies UWB entre 3,1 GHz et 10,6 GHz
En mai 2000, une première proposition de régulation est publiée (Notice of Proposed Rule Making), qui aboutit au texte de régulation Report & Order actuel, daté de février 2002 où la FCC a introduit des régulations à la technologie UWB pour les bandes de fréquence de 3,1 – 10,6 GHz. Les règles de régulation du spectre UWB par la FCC permettent d‟émettre des signaux principalement sur la bande 3,1 GHz – 10,6 GHz, en respectant une densité spectrale de puissance inférieure aux règles déjà en place pour les émissions radio non intentionnelles. Une Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente (PIRE) de -43,3 dBm/MHz et une bande passante minimale de 500 MHz sont autorisées sur cette technologie de communication [3]. 17 Autrement dit, dans toute bande de 1 MHz comprise entre 3,1 et 10,6 GHz, la puissance moyennée sur une durée inférieure à une milliseconde ne doit pas excéder −41,3 dBm/MHz. On trouve que dans les territoires Européen et Asiatique la bande autorisée est réduite jusqu‟à 3 GHz de bande alors que Canada par exemple est plus souple au niveau de ces régulation en comparant avec les Etats-Unis. Au Japon, le ministère de l‟intérieur et de la communication (MIC) en charge de la réglementation des télécommunications a autorisé en 2006 l‟émission de signaux UWB sans licence [19]. Afin d‟assurer la cohabitation avec les services sans fil existants et avec les systèmes de communications futurs, les systèmes UWB doivent se doter de techniques de détection, d‟évitement ou de gestion des signaux présents dans les mêmes bandes de fréquences. Donc, suivant les régions, on peut transmettre en UWB dans toutes les bandes de fréquence avec une puissance inférieure à 41dBm/MHz, tandis que dans d‟autres, les systèmes UWB doivent intégrés des techniques de détection et d‟évitement de collision afin d‟éviter d‟engendre des perturbations sur cette bande (Figure I8) Figure I-8: Régulation UWB entre 3,1 GHz et 10,6 GHz suivant les territoires
Technologies UWB à 60 GHz
L‟évolution des technologies de la micro-électronique comme les technologies CMOS a permis de réaliser des circuits intégrés pour la communication à bas coût et à une grande fréquence ce qui a permis d‟utiliser une bande passante plus large et donc l‟introduction de l‟utilisation de la bande à 60 GHz. Suite à cela la FCC a ouvert une bande de 57 GHz à 64 18 GHz non licenciée pour les systèmes ISM en 2001 [20]. Des signaux UWB peuvent y être utilisés grâce à largeur de bande passante. De plus les problèmes d‟interférence sur les bandes à 60 GHz sont quasiment nuls car celle-ci se situe très loin des bandes ISM actuellement surchargées par les différents services radio. Les communications portent sur une faible zone permettant ainsi une faible distance de réutilisation des fréquences et donc une forte densité de déploiement des systèmes de communications UWB à 60 GHz [10]. Aux Etats-Unis le spectre autorisé est une bande sans licence de 7GHz se situant entre 57 et 64 GHz avec une puissance PIRE maximale autorisée de 43 dBm. Les spécificités du canal radio a permis une limite en puissance beaucoup moins contraignante à 60 GHz. Pour l‟Europe le spectre autorisé est bien plus grand avec 9 GHz disponible entre 57 GHz et 66 GHz avec une puissance PIRE maximale de 40 dBm. Dans le reste du monde comme le Japon et l‟Australie possède un spectre entre 59 GHz et 66 GHz et 59,4 et 62,9 GHz respectivement avec une PIRE limite de 57dBm et 40 dBm.
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