Comparaison entre les Technologies 60 GHz, UWB et 802.11n

Comparaison entre les Technologies 60 GHz, UWB et 802.11n

Le problème des chercheurs est de réutiliser les fréquences d ‘une bande, en particulier dans les réseaux sans fil tels que les réseaux locaux.

L’ultra large bande (UWB) et 60 GHz sont deux exemples prometteurs. L’inconvénient potentiel de l’UWB par rapport à la bande de 60 GHz est la faible transmission des niveaux de puissance.

Les dispositifs UWB attribuent en principe dans la bande de 3,1 GHz -13 10,6 GHz, qui se chevauche avec de nombreux systèmes traditionnels de communication à bande étroite et à large bande tels que les réseaux locaux sans fil WLANs. Ainsi, afin d’éviter les interférences, la puissance maximale allouée est maintenue très bas (-43 dBm 1 MHz). D’un autre coté, la bande de 60 GHz , offre la meilleure alternative possible en termes d’allocation de bande passante de canal et la puissance d’émission allouée. Ceci, cependant, a un prix et certains obstacles doivent être surmontés avant que cette technologie d’être mise en place.

Depuis, il est nécessaire de distinguer entre les différentes normes pour une large exploitation du marché, les normes relatives à 60 GHz sont en mesure d’offrir des taux gigabit et des bandes de fonctionnements plus larges que les systèmes ULB, mais plus courtes que celle des systèmes WLANs.

Applications potentielles

Les caractéristiques de propagation dans la bande 60 GHz limitent quelques applications comme les systèmes « Mobile Broadband » (ordinateurs et cellulaires). Les systèmes pour des communications extérieures très haut débit entre bâtiments en LOS sur une distance de 2 km sont les premières applications apparues dans cette bande. L’utilisation d’antennes avec des gains de 40-46 dBi est requise, afin d’atteindre des débits sur de telles distances.

Les réseaux personnels sans fil connus sous le nom WP AN (Wireless Personal Area Network) visent la communication de données en rapport direct entre l’individu et son entourage immédiat, ne dépassant pas quelques mètres. Ce type de réseau est généralement point à point et sert à relier des périphériques (imprimante, téléphone portable, appareils, télécommande) ou assistants personnels (PDA) avec un ordinateur ou la set top box du domicile. Les technologies infrarouges, Zigbee ou la technologie Bluetooth répondent à ce genre d’applications, mais ne permettent pas d’obtenir des débits élevés et donc d’augmenter le transfert de fichiers de taille conséquente comme les fichiers vidéo et audio. C’est pour cette raison que la technologie 60 GHz est devenue très répandue, car elle satisfait ce type d’applications. La technologie concurrente UWB n’a pas réussi à imposer son standard, due à son débit maximum qui ne dépasse pas 480 Mb/s, et sa bande passante limitée. Donc, la technologie 60 GHz a répondue à ces exigences et permet de remplacer les technologies filaires telles que l’USB, l’IEEE 1394 et le Gigabit Ethenet .

Canal de propagation

Un canal de propagation c’est un système de transmission radioélectrique qui permet de transformer un signal électrique émis e(t) en un signal électrique reçu s(t) en faisant passer le signal entre e(t) et s(t) à l’aide d’ondes électromagnétiques et en tenant compte des interactions entre ces dernières ,A ce stade, il convient de faire la distinction entre le canal de propagation, qui représente les transformations des ondes électromagnétiques lors de leur  propagation, et le canal de transmission, qui inclut également le diagramme de rayonnement des antennes utilisées.

Parfois, le canal de transmission peut être similaire au canal de propagation lors des analyses de canaux à entrées et sorties multiples, ou Multiple Input Multiple Output (MIMO) .

Propagation par trajets multiples dans un environnement confiné minier

Comme on a pu voir, le modèle de propagation en espace libre est un cas idéal et ne peut pas être appliqué dans la réalité. En effet, la transmission d’un signal dans un tel environnement peut emprunter en plus d’un trajet direct, plusieurs trajets de propagation. Ces trajets sont en nombre variable et subissent différents effets, le signal obtenu à l’antenne de réception est alors la combinaison de tous ces ondes qui ont subi un affaiblissement et une rotation de phase différents, et qui arrivent au récepteur avec un retard lié à la longueur du trajet de propagation.

Dans l’environnement minier, on remarque que l’aspect physique des parois est très irrégulier. Ce qui souligne ce qu’on a vu précédemment, les réflexions de l’onde et ainsi multiplie le nombre de trajets.

On distingue deux types de trajets :trajet direct ou Line of Sight (LOS) qui n’est pas toujours disponible et les trajets indirects ou non Line of Sight (NLOS) qui permettent d’établir la communication radio. Dans le cas de notre projet, on parle d’un milieu minier, ainsi par la suite la disposition des galeries les unes par rapport aux autres ne permettent pas toujours d’avoir des trajets LOS ..

Différentes familles de modèles de Propagation

Les exigences relatives à la modélisation de différents types de canaux de propagation sans fil ont donné lieu à un grand nombre de différentes approches de modélisation. Le phénomène complexe par lequel un signal transmis se propage à travers le canal sans fil et arrive au niveau du récepteur, typiquement via différents chemins, est appelé trajets multiples. Pendant ce processus, le signal subit différents mécanismes de propagation tels que la réflexion sur le mur, de diffusion autour des meubles et/ou diffraction autour des coins de bâtiments. Par conséquent, de nombreux types de simplifications et approximations peuvent être utilisés pour modéliser les communications sans fil canaux, en fonction de leur utilisation.

En général, les modèles de canaux de propagation peuvent être divisés en deux grandes catégories, à savoir déterministes et stochastiques. Ces catégories différées en fonction de leur utilisation et le type de données sous-jacent utilisé dans les dérivants.

Modéliser un canal peut être appliqué en général soit pour :

Optimiser l’emplacement de la station de base (BS) en fournissant une base de données pour les concepteurs des réseaux sans fil afin d’utiliser l’information sur le modèle de canal extrait de la base de données.

Connaitre les difficultés des systèmes sans fil pour la conception ou les tests de ces derniers.

Table des matières

Chapitre 1: Introduction générale
1.1 Problématique de la Recherche
1.2 Objectif de la Recherche
1.3 Méthodologie de la Recherche
1.4 Plan de l’étude
Chapitre 2: Technologie 60 GHz
2.1 Introduction
2.2 Régulation et normalisation
2.2.1 IEEE 802.15.3c
2.2.2 ECMA 387
2.2.3 Wireless HD
2.2.4 WiGig Alliance
2.3 Les Caractéristiques de la Technologie 60 GHz
2.4 Comparaison entre les Technologies 60 GHz, UWB et 802.11n
2.5 Applications potentielles
2.6 Conclusion
Chapitre 3: Canal de propagation 
3.1 Introduction
3.2 Définition
3.3 Propagation en espace libre
3.4 Propagation par trajets multiples dans un environnement confiné minier
3.4.1 Évanouissements
3.5 Différentes familles de modèles de Propagation
3.5.1 Modélisation déterministe
3.5.2 Modélisation stochastique
3.5.3 Différents modèles existants
3.5.4 Travaux antérieurs sur la modélisation d’un canal de propagation à 60 GHz
3.6 Description de l’environnement souterrain minier
3.7 Conclusion
Chapitre 4: Réseaux de neurones
4.1 Introduction
4.2 Neurone biologique
4.2.1 Structure
4.2.2 Fonctionnement
4.3 Bref historique
4.4 Généralités
4.4.1 Neurone formel
4.4.2 Réseaux de neurones artificiels
4.4.3 Différentes configurations de réseaux
4.4.4 Avantages et Applications
4.4.5 Apprentissage des réseaux de Neurones
4.5 Réseaux de Neurones perceptron multicouches
4.5.1 Méthode d’apprentissage du réseau MLP
4.6 Conclusion
Chapitre 5 : Résultats et Analyse
5.1 Introduction
5.2 Modélisation du canal minier
5.2.1 Modélisation de la fonction du transfert du canal
5.2.2 Modélisation dans le domaine temporelle
5.3 Conclusion
Chapitre 6: Conclusion générale et perspective

Télécharger le rapport complet