Soutenance mémoire
Un réseau sans fil est un système de communication permettant de véhiculer les informations sans contraintes de câblage. Les réseaux sans fil se sont développés au départ essentiellement pour répondre aux deux besoins suivants : mettre en place des transmissions dans les endroits où la pose de câble est difficile, voire impossible (par exemple, transmission entre deux bâtiments), et assurer la transmission de données pour des applications mobiles. Là où le câblage est difficile, les réseaux sans fil répondent à la motivation classique de l’économie des coûts.
En plus, l’installation des réseaux sans fil est assez facile à mettre en place, ce qm a valu des progrès et du développement rapides dans le domaine de la communication au cours des dernières années grâce à la forte demande de la population et de l’industrie.
Les réseaux sans fil sont basés sur une liaison utilisant des ondes électromagnétiques (radio ou infrarouges), et constituent une solution de remplacement aux réseaux câblés. Ils permettent de relier très facilement des équipements distants de quelques mètres à plusieurs kilomètres. Plusieurs technologies existent et elles se distinguent par la fréquence d’émission, le débit et la portée des transmissions.
Parmi ces technologies sans fil, on distingue la technologie de radiocommunication à très large bande (Ultra-WideBand, UWB) qui fait l’ objet actuellement des travaux et des développements importants, elle a été employée pour des applications multiples et variées, telles que les applications de communications commerciales, le système de surveillance, les applications médicales, la localisation, les applications militaires et dans les réseaux personnels sans fil.
Dans les mines, les systèmes de communications sont nécessaires pour des applications telles que la surveillance, le contrôle à distance, la gestion de production et pour assurer un moyen de communication entre les mineurs. À cause du déficit des technologies fiables ou les coûts d’installation, les systèmes de communication sans fil étaient quasi-inexistants dans les mines souterraines, jusqu’à la fin des années 1980. La communication utilisée se basait sur des communications en câblage coaxial ou câblage fuyant, mais ces systèmes sont devenus inefficaces dans les situations d’urgences telles que les incendies, les explosions ou les inondations, d’où la nécessité de l’utilisation des systèmes de communications sans fil qui ont une meilleure chance de ne pas tomber en panne durant des situations critiques.
TECHNOLOGIE ULTRA-LARGE BANDE (UWB)
Définition
Le développement récent des technologies numériques dans le domaine des capteurs civils et militaires (radar, sonar, sismographe, instrument d’ observation de la terre et de l’espace, etc.) associés à celui des télécommunications (Wifi/WiMAX, WLAN, GPS), démontre que de nombreux degrés de liberté et une plus grande agilité dans le contrôle dynamique des formes d’onde émises permettent d’optimiser l’utilisation des bandes de fréquences allouées.
La technologie UWB est une technique de transmission radio qui consiste à utiliser des signaux dont le spectre s’étale sur une large bande de fréquences. Elle est considérée comme une vieille technologie, elle a fait ses débuts dans les années 1890 grâce au système de transmission Spark-Gap de Marconi et Hertz . Elle peut être exploitée à très faible densité de puissance pour la communication à des débits de données élevés sur de courtes distances.
Cette technologie apparait depuis une dizaine d’années comme une solution prometteuse pour de nouveaux types de réseaux sans fil. L’expression relative aux signaux à ultra large bande (UWB) est extraite d’un contexte lié à la guerre froide où, pour désigner l’UWB, on aurait pu aussi bien employer les termes et les expressions suivantes « impulsions sans porteuse, bande de bases, domaine temporel, signaux non sinusoïdaux, fonction orthogonale et signaux radio ou radar à largeur de bande relativement large ».
Bandes d’exploitation de l’UWB
Dans l’ensemble du spectre des fréquences radioélectriques, la bande des fréquences inférieure à 2,7 GHz est réservée aux systèmes cellulaires. Le GPS est exploité à 1,6 GHz, le PCS à 1,9 GHz. La bande des fréquences allouées à l’UWB par la FCC s’étend de 3, 1 GHz à 10,6 GHz, en mono bande ou en multibandes, à l’exception de la bande de 5 à 6 GHz, dévaluée aux essais industriels, scientifiques et médicaux. La norme IEEE 802.20 appartient à la catégorie des W AN de la 3G. La technologie UWB est adaptable aux supports PCL, WLAN, PAN (réseaux personnels) et à ceux des réseaux câblés.
Au Japon, les fréquences de l’UWB ne sont pas définies. Aux États-Unis, la FCC a réservé des bandes de fréquences entre 3, 1 et 10,6 GHz pour L ‘usage des équipements UWB. Par contre en Europe, la puissance est limitée et les fréquences sont réduites à la bande comprise entre 6 et 10 GHz (3 GHz de moins qu’aux ÉtatsUnis).
Comme les signaux UWB occupent une très grande partie dans le spectre, ils ont besoin de coexister avec les systèmes en place sans causer des interférences considérables. En effet, de nombreux systèmes licenciés ou non sont présents dans les bandes UHF el SHF el sont propices au déploiement des sy.;tèmes tadio. On remarque plusietm: systèmes occupant des bandes résetvées comme les standards de téléphonie cellulaire GSM (900 MHz), DCS (1,8 GHz) et UMTS (2 GHz). Pour permellre l’utilisation de signaux UWB sur plusieurs GHz et limiter les effets des sigttaux UWB sur les autres systèmes tadio, un ensemble de règlements sont implsés sur les sy.;tèmes ltanSmeHanl des signaux UWB.
Applications de la technologie UWB
Les applications potentielles de la technologie radio UWB concernent deux niches techniques : les systèmes à très haut débit et à courte portée (typiquement 200 Mbit/s jusqu’à 10 rn), et les systèmes à bas débit et à longue portée (typiquement 200 kbit/s à 100 rn). Ces deux modes d ‘utilisation du spectre radio UWB permettent d’envisager un certain nombre d’applications typiques pour les systèmes UWB.
La technologie UWB a été mtse au point à l’origine pour des applications militaires et on a commencé à l’utiliser dans des applications civiles. Les dispositifs UWB utilisent généralement des impulsions de très courte durée, de sorte qu’elles occupent de très grandes largeurs de bande d’émission.
La technologie UWB peut être intégrée à une grande variété d’applications, notamment aux systèmes d’imagerie radar. Le pouvoir d’un signal UWB à pénétrer dans le sol ou dans un mur et même le traverser permet la détection de ce qui est caché. n permet aussi de mesurer les distances avec précision. Le même principe s’applique pour le corps humain. Par conséquent, la technologie UWB peut être utilisée dans les applications militaires pour localiser les objets ennemis, et être considérée une excellente solution pour la localisation des objets mobiles à l’intérieur avec une précision de quelques centimètres.
Conclusion
Ce projet présente les principales caractéristiques de la technologie UWB, une comparaison brève avec d’autres technologies est faite. En plus, les avantages et les inconvénients sont cités et ses applications dans différents domaines sont mentionnées. Les propriétés uniques caractérisant l’UWB en termes de débit et de pmssance la rendent une technologie intéressante à être déployée dans un environnement de propagation où la propagation d’un signal est complexe.
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Table des matières
Chapitre 1 Introduction
1.1 Introduction
1.2 Problématique
1.3 But de la recherche
1.4 Méthodologie et plan du mémoire
CHAPITRE 2 TECHNOLOGIE ULTRA-LARGE BANDE (UWB)
2.1 Définition
2.2 Bandes d ‘exploitation de l’UWB
2.3 Comparaison entre l’UWB et d’autres technologies sans fil
2.4 Avantages et inconvénients de la technologie UWB
2.4.1 Avantages
2.4.2 Inconvénients
2.5 Applications de la technologie UWB
2.6 Con clusion
CHAPITRE 3 CANAL DE PROPAGATION UWB
3.1 Définition
3.2 Propagation en espace libre
3.3 Propagation en Multitrajets
3.3.1 Phénomènes affectant la transmission d’un signal
3.3.2 Phénomènes à grande échelle et à petite échelle
3.4 Représentation d’un canal de propagation
3.5 Caractéristiques de propagation
3.6 Concept de sélectivité
3. 7 Types de modélisations
3.7.1 Modèles du canal UWB
3.8 Environnement souterrain et mesures
3.8.1 Description de l’environnement souterrain
3.8.2 Techniques de mesure
3.9 Conclusion
CHAPITRE 4 RÉSEAUX DE NEURONES
4.1 Introduction
4.2 Neurone biologique
4 .2.1 Structure
4 .2.2 Fonctionnement
4.3 Historique
4.4 Concept
4. 5 Neurones et modèles de réseau
4.5.1 Neurone formel
4.5.2 Architecture du réseau de neurones artificiels
4.5.3 Avantages des réseaux de neurones
4.6 Apprentissage des réseaux de neurones
4.6.1 Types d’apprentissage
4.6.2 Règles d’apprentissage
4. 7 Applications
4.8 Réseaux à fonctions de base radiales (RBF)
4.8.1 Présentation
4.8.2 Apprentissage des modèles RBF
4. 8 Conclusion
CHAPITRE 5 RÉSULTATS ET ANALYSE
5.1 Description du modèle et entrainement
5.2 Modélisation du canal minier à 70 rn en LOS
5.2.1 Modélisation de l’affaiblissement de parcours au niveau 70m en LOS
5.2.2 Modélisation de la phase au niveau 70m en LOS
5.3 Test de la performance au niveau 40 rn en LOS
5.3.1 Prédiction de l’affaiblissement de parcours au niveau 40 m en LOS
5.3.2 Prédiction de la phase au niveau 40 m en LOS
5.4 Modélisation du canal minier à 70 rn en NLOS
5.4.1 Modélisation de l’affaiblissement de parcours à 70 m en NLOS
5.4.2 Modélisation de la phase à 70 m en N LOS
5.5 Test de la performance au niveau 40 rn en NLOS
5.5.1 Prédiction de l’affaiblissement de parcours au niveau 40 men NLOS
5.5.2 Prédiction de la phase au niveau 40 m en N LOS
5.6 Apprentissage mixte
5.6.1 Apprentissage mixte en LOS
5.6.2 Apprentissage mixte en NLOS
5. 7 Capacité du canal
5.8 Conclusion
CHAPITRE 6 CONCLUSION
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