Le modèle du canal de propagation

Le modèle du canal de propagation

Introduction générale

Ces dernières années ont connu un essor sans précédent dans les nouvelles technologies de communications et ceci notamment grâce à la démocratisation de l’accès à Internet. L’accès à l’Internet est devenu vital, aussi nécessaire que l’eau et l’électricité. Dans ce contexte, l’utilisateur a pu bénéficier de l’accroissement du nombre et du type de terminaux et exige à présent que ses services soient accessibles n’importe où et n’importe quand. Les progrès technologiques dans le domaine des communications sans fil ont permis de faire face à l’explosion de la demande d’accès au haut débit et notamment dans les situations de mobilité. En effet, les instances de standardisation ont développé différentes alternatives pour la fourniture de l’accès au haut débit sans fil. Parmi les différentes technologies le WiMAX, qui est basé sur les standards IEEE 802.16x. L’objectif du WiMAX est de fournir un accès à internet haut débit aux zones non couvertes par les technologies filaires classiques. Il a été montré qu’en théorie, cette technologie permet d’obtenir des débits montants et descendants de 70 Mbit/s avec une portée de 50 kilomètres [1] . Pour une meilleure qualité de service, la technologie WiMAX est associée à des modulations haut débit telle que l’OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). L’utilisation de WiMAX est très semblable à celle d’un modem ADSL, si ce n’est qu’au lieu d’un câble téléphonique on utilise la voie hertzienne. C’est pourquoi l’on parle de WDSL (Wireless DSL) pour décrire la solution WiMAX fixe. En ce qui concerne la version mobile, son utilisation est identique celle d’un ADSL mobile. L’objectif de ce projet de fin d’études est d’étudier la couche physique du WiMAX/IEEE 802.16 en utilisant Matlab afin d’avoir une meilleure compréhension de la norme et de mesurer les performances de ce système. Cela implique d’étudier, grâce à la simulation, les différents types de modulations, codages et entrelacement en termes de taux d’erreur binaire (BER) pour différents modèles de références du canal

Présentation de la technologie Bluetooth

Le Bluetooth (déposé à l’IEEE, sous le nom de 802.15) constitue donc une technologie de réseau personnel ou PAN (Personal Area Network). C’est une technologie non protégée gérant les connexions sans fil de type onde radio utilisant la bande des 2,45 GHz, d’un débit de 1 Mbps, d’une portée de 10 m et offrant un balayage de 360°, tout en s’affranchissant des obstacles les plus courants. Cette technologie concurrence fortement IrDA. Ce système radio à courte distance permet à la fois les échanges voix et données. En effet, un appareil Bluetooth peut fonctionner en mode commutation de paquets IP (sous forme de données avec un débit montant de 57,6 kbit/s et en descendant de 721 kbit/s : connexion asynchrone) ou commutation de circuit (sous forme de voix avec un débit de 64 kbit/s : connexion synchrone) et même les deux simultanément [4]. De plus la zone de réception du signal, extrêmement limité, constitue une sécurité plus importante que celle du Wireless Fidelity qui nécessite la mise en place de moyens plus importants de contrôle d’accès à l’information.

Intérêts et caractéristiques du Bluetooth

L’objectif du Bluetooth est de permettre de transmettre des données ou de la voix entre des équipement possédant des circuits radio de faible cout, sur un rayon de l’ordre d’une dizaine de mètres à un peu moins d’une centaine de mètres et avec une faible consommation électrique. Ainsi, la technologie Bluetooth est principalement prévus pour relier entre eux des périphériques sans utiliser une liaison filaire. Le Bluetooth permet d’obtenir des débits de l’ordre de 1MBps correspondant à 1600 échanges par seconde en full-duplex, avec une portée d’une dizaine de mètres environs avec un émetteur de classe II, et un peu moins d’une centaine de mètres avec un émetteur de classe I. Le standard Bluetooth définit en effet trois classes d’émetteurs proposant des portées différentes en fonction de leurs puissances d’émission

Présentation de la technologie

Avant l’arrivée des technologies radio comme le Wi-Fi et le Bluetooth, il était malgré tout possible de transférer des données sans fil entre deux appareils, grâce à l’infrarouge. L’IrDA est une technologie qui a été très utilisée dans les années 90 et début des années 2000, surtout sur les téléphones, les PDA et les PC portables. L’IrDA utilise un signal infrarouge, de la même façon que les télécommandes de télévision par exemple, pour effectuer des transferts entre deux périphériques. Le fonctionnement est simple : une lampe émet un rayonnement dans l’infrarouge (invisible pour les humains) avec une fréquence qui permet de travailler en binaire. L’infrarouge a plusieurs défauts : la portée est limitée (entre 59 et 1 mètre), il est nécessaire d’aligner les périphériques (dans un cône de 15° environ) et aucun obstacle ne doit séparer les deux appareils. Actuellement, les usages informatiques ont presque totalement disparu, mais beaucoup de sociétés utilisent encore de l’infrarouge pour leurs télécommandes (l’infrarouge est omniprésent dans le monde audio/vidéo). La raison est simple : la technologie est bien maîtrisée, efficace et consomme peu.

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Table des matières

Remerciement
Résumé
Abstract
Table des matières
Liste des figures
Liste des tableaux
Introduction générale
Chapitre I : Généralités sur les réseaux sans fils
I.1 Introduction
I.2 Catégories des réseaux sans fils
I.3 Les Réseaux personnels sans fil (WPAN)
I.3.1 Le Bluetooth
I.3.1.1 Présentation de la technologie Bluetooth
I.3.1.2 Intérêts et caractéristiques du Bluetooth
I.3.1.3 Le principe de fonctionnement du Bluetooth
I.3.2 L’infrarouge
I.3.2.1 Présentation de la technologie
I.3.2.2 Principe de fonctionnement de l’infrarouge
I.3.3 Le ZigBee
I.3.3.1 Présentation de la technologie
I.3.3.2 Le principe de fonctionnement de ZigBee
I.4 Les réseaux locaux sans fil (WLAN)
I.4.1 Le Wi-Fi
I.4.1.1 Présentation du Wi-Fi (802.11)
I.4.1.2 Les modes de fonctionnement de la norme IEEE 802.11
I.4.2 L’HiperLAN
I.4.2.1 Présentation de L’HiperLAN
I.4.2.2 Le principe de fonctionnement de la norme HiperLAN
I.5 Les réseaux métropolitains sans fils (WMAN)
I.5.1 Catégories du WiMAX
I.5.2 Fonctionnement du WiMAX
I.6 Les réseaux étendus sans fil (WWAN)
I.6.1 Le GSM
I.6.1.1 Présentation du GSM
I.6.1.2 Principe de fonctionnement du GSM
I.6.2 Le GPRS
I.6.2.1 Présentation du GPRS
I.6.2.2 Fonctionnement du GPRS
I.6.3 L’UMTS
I.6.3.1 Présentation de la technologie
I.6.3.2 Le fonctionnement de l’UMTS
I.7 Conclusion :
Chapitre II : La Technologie WiMAX : Évolution et Architecture
II.1 Introduction
II.2 Généralités sur le réseau WiMAX
II.2.1 Le Forum WiMAX
II.2.2 Objectif de WIMAX
II.3 Normalisation et le standard IEEE802.16
II.3.1 Caractéristiques de la norme IEEE 802.16 :
II.3.2 L’évolution du standard IEEE802.16
II.3.2.1 IEEE 802.16-2001
II.3.2.2 IEEE 802.16c-2002
II.3.2.3 IEEE 802.16a-2003
II.3.2.4 IEEE 802.16-2004
II.3.2.5 IEEE 802.16e
II.4 Les Bandes de fréquences supportées
II.4.1 La bande 10-66 GHz
II.4.2 La bande 2-11 GHz
II.5 Architecture du réseau WiMAX
II.6 Structure en couches
II.6.1 La couche MAC
II.6.1.1 La sous-couche CS (Convergence Sub-layer)
II.6.1.2 La sous couche CPS
II.6.1.3 La sous couche SS
II.6.2 La couche physique
II.6.2.1 Types des couches physiques
II.6.2.2 Techniques de Duplexage
II.6.3 Topologies WiMAX
II.6.3.1 Le Mode PMP
II.6.3.2 Le mode Mesh
II.7 Conclusion
Chapitre III : Modèle de simulation (Chaine de communication)
III.1 Introduction
III.2 WirelessMan-OFDM
III.2.1 Structure des symboles
III.2.2 La structure des trames
III.3 La chaine d’émission
III.3.1 Le codage du canal
III.3.1.1 L’embrouillage
III.3.1.2 Codage correcteur d’erreurs
III.3.1.3 L’entrelacement
III.3.2 La modulation
III.3.3 IFFT
III.4 La chaine de réception
III.4.1 Démodulation OFDM
III.4.1.1 FFT
III.4.1.2 Désassemblage
III.4.1.3 Estimation de canal et égalisation
III.4.2 Décodage de canal
III.4.2.1 Désentrelacement
III.4.2.2 Décodage correcteur d’erreurs
III.5 Le modèle du canal de propagation
III.6 Conclusion
Chapitre IV : Simulation et résultats
IV.1 Introduction
IV.2 Le simulateur
IV.3 Représentations des courbes BER en fonction du SNR
IV.3.1 Les modulations
IV.3.2 Le codage
IV.3.3 Le préfixe cyclique
IV.3.4 Les canaux SUI
IV.3.5 La bande passante
Conclusion générale
Bibliographie