MIMO Channel Sounder DevelopmentThe Radio Propagation Channel Characterisation from the Directional and Double Directional Point-of-View
Conception d'un sondeur de canal MIMO - Caractérisation du canal de propagation d'un point de vue directionnel et doublement directionnel
Résumé
Since the appearance of the first analogue cellular radiomobile networks at the beginning of the 70s, the demand for wireless communication systems has boomed. The services concerned by the wireless telecommunications have then been extended to data transmission and multimedia applications. Regarding the necessity of high rates transmission while guaranteeing a certain quality of service, MIMO systems (Multiple Input - Multiple Output) seem very promising. By using several antennas simultaneously at the both sites of communication link, these systems exploit the spatial dimension to transmit information. Thus, the implementation of these techniques permits to achieve a substantial improvement of data rates and digital link performances. As in all system studies, a thorough analysis of the transmission channel and the associated propagation mechanisms proves to be essential. If in a classical context, the channel characterization and modelling can be limited to the time domain, it is then necessary for the MIMO systems to consider the spatial dimension at the same level as the time dimension. A precise and realistic channel modelling in the spatial domain is essential in the MIMO context, because the gain with regard to a classical system in term of rate and/or performance is widely dependent on spatial channel properties. This is the context in which the work is presented in this document. This thesis deals with the design and the realisation of a powerful measurement system allowing a precise characterization of the MIMO propagation channel knowledge for the UMTS application.
Depuis l'apparition des premiers réseaux radiomobiles cellulaires analogiques au d´ebut des années 70, nous avons assisté à une explosion de la demande en systèmes de communication sans fil. Les services concernés par les télécommunications sans fil se sont depuis étendus à la transmission de données et aux applications multimédia. Devant la nécessité d'avoir des débits élevés tout en garantissant une certaine qualit´e de service, les techniques MIMO (Multiple Input - Multiple Output) apparaissent comme très prometteuses. En utilisant plusieurs antennes simultanément en émission et en réception, ces systèmes exploitent la dimension spatiale pour la transmission de l'information. Ainsi la mise en oeuvre de ces techniques permet d'aboutir à une amélioration substantielle des débits et/ou des performances des liaisons numériques. Comme dans toutes les études systèmes, une analyse approfondie du canal de transmission et des mécanismes de propagation associés s'avère indispensable. Si dans un contexte classique, la caractérisation et la modélisation du canal peuvent se limiter au domaine temporel, il est n´ecessaire pour les systèmes MIMO de considérer la dimension spatiale au même niveau que la dimension temporelle. Une modélisation précise et réaliste du canal dans le domaine spatial est d'autant plus importante dans un contexte MIMO, puisque le gain par rapport à un système classique en terme de débit et/ou de performance est largement tributaire des propriétés spatiales du canal. C'est dans ce contexte que s'inscrit le travail présenté dans ce document. Cette thèse a pour objectif la conception d'un système de mesure performant permettant d'approfondir la connaissance du canal de propagation MIMO pour la bande UMTS.
Mots clés
Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)systems
Radioelectric propagation
multipaths
wireless communication systems
MIMO transmission channel
space-time characterization
multiple-input multiple-output measurement system
high résolution algorithms
ESP
Systèmes Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)
Propagation radioélectrique
trajets multiples
communications sans fil
communication numérique
canal de transmission MIMO
caractérisation spatio-temporelle
mesures de propagation
algorithme haute résolution
ESPRIT
SAGE
réseaux d'antennes
calibrage spatial