Généralité sur la transmission sans fil

Transmettre de l’information d’un point à un autre sans fil nécessite un système de radio-mobile de communication

Les systèmes radio mobiles se situent souvent dans un environnement géométrique compliqué d𝑢̂ entre autre aux présences des obstacles qui entrainent de multiples trajets possibles entre les antennes d’émission et de réception, le déplacement de mobile ou des obstacles situé en son voisinage donneront de plus naissance à un non stationnarité du canal, le canal de transmission radio-mobile est sans doute l’un des médias de communication les plus variables et les plus incontrôlables .

Canaux de transmission

Un canal de transmission est un médium physique qui est utilisée pour la transmission d’un signal à partir d’un transmetteur jusqu’au récepteur. Il est important de différencier le canal de propagation, qui ne tient en compte que les interactions du signal émis avec l’environnement traversé et le canal de transmission, qui incluent en plus les effets induits par les antennes émettrices et réceptrice .

Canal binaire symétrique :

Le canal binaire symétrique (CBS) est un canal discret dont les alphabets d’entrée et de sortie sont finis et égaux. On considère dans ce cas que le canal comprend tous les éléments de la chaîne compris entre le codeur de canal et le décodeur .

On note respectivement 𝑎𝑘et 𝑦𝑘les éléments à l’entrée et à la sortie du CBS. Si le bruit et autres perturbations causent des erreurs statistiquement indépendantes dans la séquence binaire transmise avec une probabilité p.
Pr (𝒚𝒌 = 𝟎𝒋 𝒂𝒌 = 𝟏)=Pr(𝒚𝒌 = 𝟏𝒋 𝒂𝒌 = 𝟎)=p (I.1)
Pr (𝒚𝒌 = 𝟏𝒋𝒂𝒌 = 𝟏)=Pr (𝒚𝒌 = 𝟎𝒋 𝒂𝒌 = 𝟎) =1-p (I.2)

Canal à bruit additif blanc gaussien :

Le modèle de canal le plus fréquemment utilisé pour la simulation de transmissions numériques, qui est aussi un des plus faciles à générer et à analyser, est le canal à bruit blanc additif gaussien (BBAG). Ce bruit modélise à la fois les bruits d’origine interne (bruit thermique dû aux imperfections des équipements…) et le bruit d’origine externe (bruit d’antenne). Ce modèle est toutefois plutôt associé à une transmission filaire, puisqu’il représente une transmission quasi-parfaite de l’émetteur au récepteur. Le signal reçu s’écrit alors: [1]
r (t) = s(t) + n(t) (I.3)

Canal à évanouissements :

Dans Ce type, seuls les évanouissements qui affectent les signaux sont pris en compte. Il est donnée par l’équation suivante: 𝐫(𝐭) = 𝐡(𝐭, 𝛕) ∗ 𝐬(𝐭) (𝐈. 𝟓)

Canal à évanouissements et bruit additif blanc gaussien (canal de Rayleigh):

C’est un canal qui modélise à la fois un évanouissement et un BBGA, c’est-àdire il regroupe les deux canaux décrits précédemment. Le canal de Rayleigh est utilisé pour les canaux sélectifs en fréquence.

a distribution de Rayleigh correspond au modèle multi-trajet ou le signal reçu est constitué d’un grand nombre de trajets indirects ayant des amplitudes et phases aléatoire, indépendants et uniformément distribués. L’enveloppe de ce signal est définie par l’équation suivante : 𝐩(𝐫) = r/𝛔² e ( r²/2𝛔²) 𝐫 ≥ 0 (𝐈. 𝟔)

r estl’enveloppe du signal reçu, avec r=x+iy.
𝛔² (Variance) correspond à la puissance moyenne temporelle du signal reçu.

La phase 𝜃 de r est une variable aléatoire distribuée sue l’intervalle[−𝜋, 𝜋]

𝐩(𝛉𝐫) = 1/2𝜋

Table des matières

Introduction Générale
Chapitre I : Généralité sur la transmission sans fil
I Introduction
II Canaux de transmission
II.1 Canal binaire symétrique
II.2 Canal à bruit additif blanc gaussien
II.3 Canal à évanouissements
II.4 Canal à évanouissements et bruit additif blanc gaussien (canal de
Rayleigh)
III Canaux à évanouissement:
III.1 Les évanouissements à grande échelle
III.2 Les évanouissements à petite échelle
III.2.1 Evanouissement uniforme
III.2.2 Evanouissement rapide
III.2.3 Evanouissement lent :
III.2.4 Evanouissement Rayleigh
IV Sélectivité d’un canal de communication
IV.1 Sélectif en fréquence :
IV.2 Sélectif en temps
IV.3 Canal sélectif en temps et en fréquence
IV.4 Canal non sélectif :
V Modélisation d’un canal de propagation
V.1 Modèles déterministes
V.2 Modèles stochastiques
VI Notion de diversité :
VI.1 La diversité spatiale
VI.2 La diversité temporelle
VI.3 La diversité fréquentielle
VI.4 Diversité spatio-temporel
VI.5 Diversité de polarisation
VI.6 Diversité angulaire :
VI.7 Diversité de parcours
VI.8 Diversité transformée
VII Conclusion
Chapitre II : Techniques de modulation multi-porteuse : OFDM
I Introduction :
II Principe de L’OFDM :
III Modulation multi porteuses :
IV Avantages et inconvénients de l’OFDM :
V Conclusion :
Chapitre III : Antennes intelligente dans les systèmes de
communication mobile
I Introduction
II Réseaux d’antennes
II.1 Définition :
II.2 Réseau linéaire à gradient de phase
III Antennes intelligentes
III.1 Récepteur d’antenne intelligente :
III.2 Émetteur d’antenne intelligente
III.3 Concept d’antennes intelligentes
IV Avantage des antennes intelligentes
IV.1 Réduction de la taille du motif (RTM)
IV.2 Accès Multiple par Répartition Spatiale, AMRS (SDMA, Space Division
Multiple Access)
V Type des antennes intelligentes
V.1 Systèmes à faisceaux commutés (SBA) :
V.2 Antennes adaptatives :
VI Formation de voies et annulation d’interférents
VII Formation de voies optimales
VII.1 Techniques basées sur les directions d’arrivée de la source utile
VII.2 Technique basée sur un signal de référence
VII.3 Algorithmes adaptatifs
VIII Conclusion
Chapitre IV : Technologie MIMO
I Introduction
II Présentation des systèmes multi-antennes :
III Concept et capacité des canaux MIMO :
III.1 Système SISO
III.2 Système MISO :
III.3 Système SIMO
III.4 Système MIMO
IV Système MIMO à base de codes spatio-temporels :
IV.1 Codage spatio-temporel en treillis
IV.2 Codage spatio-temporel en blocs
V Système MIMO à base de multiplexage spatial :
V.1 Architecture D-BLAST
V.2 Architecture V-BLAST :
V.3 Architecture H-BLAST
VI MIMO beamforming :
VII Récepteurs les plus courants:
VII.1 Récepteur linéaire du Forçage à Zéro (ZF)
VII.2 Récepteur linéaire MMSE
VII.3 Récepteur à Maximum de Vraisemblance (MV)
VIII Conclusion
Chapitre V : Implémentation des algorithmes adaptatifs pour
une chaine MIMO OFDM
I Introduction
II OFDM :
II.1 Etude de la technique multi-porteuses OFDM :
II.2 Le taux d’erreurs pour le système OFDM avec différents canaux retardées
II.3 Influence de l’intervalle de garde
II.4 Etude les performances de L’OFDM associer aux modulations M-QAM et MPSK :
III MIMO Beamforming
III.1 Paramètre de simulation
III.2 Maximisation du rapport SINR basant sur l’algorithme itératif
IV MIMO Beamforming associé aux modulations multi-porteuses OFDM :
IV.1 Principe de l’association MIMO-OFDM
IV.2 Etude de système MIMO-OFDM :
IV.3 Paramètres de simulation :
IV.4 Etude des performances du système MIMO adaptatif avec les modulations
M-QAM et M-PSK
IV.5 Influence du nombre de trajets sur les performances du système :
IV.5.1 Taux d’Erreur Binaire pour le système MIMO adaptatif associé au
OFDM pour M=N= 2×2
IV.5.2 Taux d’Erreur Binaire pour le système MIMO adaptatif associé au
OFDM pour M=N= 3×3
IV.5.3 Taux d’Erreur Binaire pour le système MIMO adaptatif associé au
OFDM pour M=N= 4×4
IV.5.4 Taux d’Erreur Binaire pour le système MIMO adaptatif associé au
OFDM pour M=N= 8×8
IV.6 Influence du nombre du symbole affecté par les retards sur le système
MIMO-OFDM
V Conclusion
Conclusion Générale