Etudes de Propagation et de Rayonnement pour le Développement des Futurs Systèmes de Communication - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2008

Propagation and Radiation Studies for the Development of Future Communication Systems

Etudes de Propagation et de Rayonnement pour le Développement des Futurs Systèmes de Communication

Résumé

Le développement croissant des systèmes de communication sans fil pour des applications médicales (imagerie), radar (surveillance, détection, localisation), radiomobiles (navigation, sur- veillance) et réseaux (WLAN,WPAN) nécessite l'introduction de nouvelles technologies. Depuis peu, un intérêt particulier s'est porté sur des applications courtes distances, très hauts débits (supérieurs à 100 Mbit/s), multi-utilisateurs et faible puissance (inférieure à 1 mW). Dans ce contexte, la technologie Ultra-Large Bande (ULB ou UWB) a récemment attiré l'attention de la communauté scientifique et des industriels. Alors que les technologies bande étroite sont fondées sur une étude dans le domaine fréquentiel, la technologie ULB se prête mieux à une étude dans le domaine temporel puisqu'elle utilise des signaux temporels très brefs, de spectre extrêmement large, de grande période de répétition et de faible puissance. Le développement de cette approche, considérée comme une évolution majeure des technologies traditionnelles bande étroite, induit des problématiques nouvelles au sein d'environnements intra-bâtiment. Ces problématiques nécessitent la réalisation préalable d'études approfondies de modélisation et de caractérisation du canal de propagation pour dimensionner les paramètres du système de transmission.
Dans le cadre de l'élaboration d'outils de prédiction déterministe de la propagation à l'in-
térieur de bâtiments, entrepris à l'ESYCOM (Marne-La-Vallée) en bande étroite et à l'IETR
(Rennes) en ultra-large bande, nous avons cherché à développer une documentation précise
associée aux comportements de deux éléments du canal de propagation, les matériaux et les
antennes ; l'implémentation de cette documentation dans les simulateurs de canal nécessitera
encore un peu de temps. Notre travail a consisté à développer deux modules particulièrement
originaux traitant, dans les domaines fréquentiel et temporel, de modélisations analytique et
numérique, ainsi que de la caractérisation des matériaux et des antennes à l'aide de bancs de
mesure spéciÞquement réalisés. La spéciÞcité des études conduites tient à la modélisation des
réponses de ces éléments dans le domaine temporel; notamment, nous avons montré que l'ex-
citation d'un matériau par une impulsion génère des échos successifs déformés et atténués dont
l'allure dépend de sa structure (porosité, dimension des grains,...) et des conditions initiales
(température, humidité, ...). Aussi, l'excitation d'une antenne de type résonante produit des
signaux, qui au premier ordre, ont l'allure de la dérivée du signal incident mais ayant subi une
distorsion qui dépend de l'angle d'observation. Ainsi, nous avons remarqué que la largeur de
l'impulsion d'excitation influe non seulement sur l'allure des impulsions rayonnées dans l'espace,
mais aussi sur la direction du maximum de rayonnement. Cette propriété remarquable permet
d'envisager la focalisation d'une antenne ULB dans une direction particulière en modifiant la
durée et la forme de l'impulsion d'excitation. En prévision de l'analyse des trajets multiples d'un canal de propagation ultra-large bande, nous avons abordé leur identiÞcation à l'aide d'al-
gorithmes Haute Résolution (HR) en considérant le canal généré par un matériau du bâtiment.
Les algorithmes, MUSIC modiÞé et Faisceau de matrices, sont fondés sur l'analyse spectrale
paramétrique des données et prennent en compte la dispersion fréquentielle. Ils ont permis de
reconstruire la réponse impulsionnelle de matériaux caractérisés en réflexion.
La modélisation d'une chaîne de transmission a été de plus abordée dans le cadre d'études de
faisabilité du projet "internet-pêche" qui vise à doter des ßotilles de pêche de longueur inférieure
à 25 mètres d'une connexion internet par liaison sans Þl aux fréquences MF-HF ([2 ; 30] MHz).
Une modélisation statistique de la surface de la mer, remuée par le vent, pour un profil de relief
sous-marin donné, a été proposée. Puis, nous avons implémenté le modèle de propagation du
terrain irrégulier afin de rendre compte de la présence d'ondes de sol se propageant sur une
surface de mer considérée comme rugueuse.
Fichier principal
Vignette du fichier
HDR_F.Sagnard_23_03_05.pdf (13.3 Mo) Télécharger le fichier

Dates et versions

tel-00340853 , version 1 (22-11-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00340853 , version 1

Citer

Florence Sagnard. Etudes de Propagation et de Rayonnement pour le Développement des Futurs Systèmes de Communication. Matériaux. Université de Marne la Vallée, 2008. ⟨tel-00340853⟩
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