Présentation
La formation présente un panorama de la chaîne de transmission des systèmes de communication sans fil. Elle est articulé en 3 parties, avec l'organisation suivante :
- Mécanismes de propagation d’ondes radio, modèles et bilan de liaison
- Modulation/Démodulation
- Architecture radio, performances, dimensionnement et limitations
Objectifs
- Expliquer les mécanismes de propagation des ondes radio et les modèles associés
- Étudier un bilan de liaison
- Identifier le rôle des dispositifs d’une chaîne de communication numérique
- Caractériser les types de modulation
- Établir la relation entre débit et bande occupée
- Expliquer l’intérêt des modulations multi-porteuses (OFDM – Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)
- Différencier les structures d’égalisation
- Expliquer les rôles des dispositifs analogiques et des impacts de leurs caractéristiques et spécifications sur les performances d’une chaîne de communication numérique
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Programme
Introduction
Propagation des ondes radio, modèles et bilan de liaison
- Principes de modélisation
- Ondes électromagnétiques (EM)
- Antennes et rayonnement
- Propagation des ondes électromagnétiques dans l'environnement
- Trajets multiples, variabilité, canal multi-antennes (MIMO – Multiple-Input, Multiple Output)
- Exemple de modélisation
- Modèles d'affaiblissement
- Modèles déterministes type lancé/tracé des rayons
- Modèles statistiques large bande
- Notion de dimensionnement
- Techniques de mesures du canal radio
- Mesures bande étroite et large bande
- Caractérisation spatio-temporelle
Modulation/Démodulation
- Présentation des modulations mono porteuse (M-PSK/M-QAM/MFSK/GMSK)
- Filtrage adapté et critère de Nyquist
- Démodulation cohérente
- Égalisation (Zéro forcing/MMSE/Aveugle)
- Principe de l'OFDM : PAPR/Synchro
- Inconvénients de l'OFDM : PAPR/Syncho
- Ouverture sur les MIMO
Architecture radio, performances, dimensionnement et limitations
- Amplification
- Caractéristiques générales d'un amplificateur
- Gain et facteur de bruit
- Compression et rendement (IIP3 – application de la norme au RX du GSM (C/(N+1))
- Amplification de puissance (technologies, classes de fonctionnement (A, B, etc.)
- Dimensionnement d'un amplificateur (formes des signaux et paramètres (PEP, PAPR, CCDF, ACPR, EVM) ; Exemples : WiFi et liaison par satellite
- FDMA, TDMA, CDMA, FDD, TDD
- CDMA, OFDM
- FDMA, TDMA, FDD, TDD (exemple avec le GSM)
- Architecture matérielle (Rx et Tx)
- Circuit mélangeur
- Fréquence image et filtrage (ex : GSM)
- Facteur de bruit DSB/SSB : BLU et modulateur/démodulateur IQ (FI '0'), architecture FI '0' ou FI non nulle – discussions Tx & Rx, Inversion du spectre, etc. ou pas, double hétérodyne, supradyne
- Oscillateur local (PLL programmable, etc. temps d'acquisition & bruit), incidence du bruit
- ADC et signal reçu (DAC), fonctionnement d'un AGC, impact de chaque élément sur les performances
Synthèse et conclusion
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Points forts
Vision global de la chaîne de transmission d’un système de communication sans fil, illustré de nombreux exemples.
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Modalités pédagogiques
Des exemples illustrent les concepts théoriques.
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Public cible et prérequis
Cadres techniques, techniciens, ingénieurs, souhaitant mieux comprendre les problématiques liées à la propagation des ondes radioélectriques.
Des connaissances en filtrage (analogique et numérique), probabilités (variable aléatoire discrète et continue, densité de probabilité, espérance mathématique, variance, etc.), traitement du signal déterministe et aléatoire (Transformée de Fourier, autocorrélation, densité spectrale de puissance, Transformée en Z, Parseval, Inégalité de Schwartz, etc.), théorie des circuits, sont nécessaires pour tirer le meilleur profit de cette formation. -
Responsables
Daniel BOURREAU
Enseignant-chercheur au département Micro-Ondes d'IMT Atlantique. Ses domaines d’activité sont les suivants : systèmes (radiofréquences, hyperfréquences, millimétriques et optoélectroniques), dispositifs et circuits micro-ondes (amplificateur, mélangeur, oscillateur et synthétiseur de fréquence), électromagnétisme, bancs de test et techniques de mesure.
Patrice PAJUSCO
Enseignant-chercheur au département Micro-ondes d'IMT Atlantique, il a été précédemment responsable de l'équipe de modélisation de la propagation pour l’étude et le déploiement de systèmes radio à Orange Labs. Ses recherches au sein du Lab-STICC portent sur la modélisation et la caractérisation spatio-temporelle des canaux de propagation.
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