La thèse s'est déroulée dans les laboratoires de recherche et développement de France Télécom, sur les sites de Belfort et d'Issy les Moulineaux. Cette thèse a été réalisée dans les laboratoires FTR&D des sites de Belfort et d'Issy les Moulineaux, dans le cadre de l'Ecole Doctorale ENST.
Introduction
Contexte de l’étude
L’intercorrélation des masques
Plus l'angle µ est aigu, plus la propagation sur les deux canaux est comparable, et plus la corrélation des masques peut être forte. Dans les cas limites où RdB est nul, le mobile se déplace le long de la bissectrice du segment formé par les deux stations.
Quelques perspectives
Par définition, les zones où la macrodiversité est mise en œuvre sont celles où les termes d'atténuation moyens sont de même ampleur sur les deux routes. La macrodiversité est d'autant plus efficace que les masques dans les deux canaux sont indépendants, ce qui correspond à une ouverture minimale de l'angle, par exemple >40±.
Simulations
- Mise en oeuvre des simulations
- Extraction des masques
- Résultats de simulation
Nous avons d'abord réalisé les simulations à Paris, en raison de la qualité de la base de données et du nombre d'itinéraires déjà numérisés dont nous disposions. Les coefficients a et b sont obtenus par régression linéaire de l'ensemble ou d'une partie de la campagne.
Expérimentations sur Mulhouse
- En bref
- L’émission
HENTON
ARC 04B
- La réception
- Procédure qualité des mesures
- Calendrier des mesures
- Traitement des mesures
- Moyennage et contrôle des mesures
- Extraction et intercorrélation des masques : une première approcheapproche
- Une seconde approche
- Une troisième approche
Le tableau 1.8 résume les coefficients de corrélation trouvés en fonction de l'angle d'ouverture µ. Pour ce faire, nous avons divisé les parcours en petites sections d'environ 400 mètres chacune.
TONARC
Expérimentations sur Paris
- Présentation
- Traitement des mesures
Cette démarche reste tout à fait suffisante, même si la fonction d'autocorrélation des masques est probablement moins répandue à Paris qu'à Mulhouse,… Graphique 1.20. Ils nous en disent également davantage sur le comportement des masques entre les gares, zones qui étaient délaissées à Mulhouse faute de mesures.
Introduction
Modélisation des masques
- Propriétés des masques à simuler
- Synthèse des masques
Ces coefficients dépendent de l'environnement et de la disposition géométrique des stations par rapport au téléphone mobile. En supposant que le coefficient d'autocorrélation des masques...est fixé à une valeur ¯, on a sur n'importe quelle voie, à tout instant kT, et pour tout offset T 6= 0. Cette corrélation vaut le produit de l'autocorrélation d'un masque mesurée entre les instantsskT et (k+`)T et la corrélation mutuelle entre les liens numérotés i j.
E¤et de l’intercorrélation des masques sur la Ma- crodiversité
- Quelques notions sur les sytèmes cellulaires à étalement de spectrespectre
- Le handover
- Prise en compte des corrélations des masques dans le G-STB
Dans le cas (très théorique) de deux émetteurs, on peut par ex. s'accordent sur le fait que la macrodiversité commence dès que la différence entre les deux canaux est inférieure à une marge d'entrée de 6 dB. La macrodiversité est initiée dès que l'écart (en valeur absolue) est inférieur à une certaine marge d'entrée, par ex. 6 dB : cela se produit avec la probabilité d'entrée. La macrodiversité est abandonnée dès que la différence (en valeur absolue) est supérieure à une certaine marge de sortie, m_output, par exemple 10 dB.
E¤ets de l’intercorrélation des masques sur le C/I
Ainsi, plus la corrélation mutuelle des masques est élevée, plus il est facile pour le mobile d’entrer dans la situation de macrodiversité et plus il est difficile d’en sortir. Dans ce cas... comme dans d'autres, nous avons constaté que l'augmentation des coefficients d'intercorrélation entraînait toujours une augmentation de la moyenne C=I (à moins de 1 dB) et une diminution de son écart type (à moins de 2 dB). Tirons une conséquence importante de cette analyse : les prédictions de la qualité du système radio mobile, qui ne tiennent pas compte de la corrélation mutuelle des masques, seraient donc pessimistes quant à l'augmentation de la moyenne C=I et à la diminution de sa variance lorsque les corrélations sont prises en compte.
Introduction
Théorème d’échantillonnage. Conséquences
Il existe un seul signal continu x(t) de bande centrée et de largeur inférieure à T1e dont l'échantillonnage aux instants kTe est exactement la séquence (xk). Si un tel signal temporel continu x(t) existe, on devrait pouvoir le reconstruire à l'aide de la formule de Shannon, Théorème 1. Il existe un unique signal continu x(t) avec une bande centrée et inférieure à T1e, périodique NTe , et dont l'échantillonnage aux instants kTe,k 2[0;N ¡1], est précisément la séquence (xk).
Nous allons maintenant modifier méthodiquement la séquence (xk)k2[[0;N¡1] et juger ce qui arrive à T F D. Si au lieu de reproduire la séquence (xk)k2[[0]] on la reproduit p fois, le p¡ 1 termes dans les termes de T F D puis annuler les temps. Observons enfin l'effet d'une transposition fréquentielle de la séquence temporelle sur saT F D .
Principe du sondeur FTR&D large bande
- Survol des méthodes de sondage large bande
- La compression d’impulsion
En particulier, si ¢f = NT1e, le nouveau T F D n'est rien d'autre qu'une version modifiée de l'ancienne version. Même si c'était le cas, le récepteur n'est toujours pas synchronisé avec l'émetteur. Signalons en…n que les astuces de calcul permettent de remplacer T F D par la FFT même lorsque l'entier N n'est pas une puissance de deux, ce qui apporte un gain de temps considérable, [Pajusco, 1995].
Applications aux simulations de transmissions
En échantillonnant au rythme Te de x(t), on veut obtenir un échantillon – ou du moins le plus… possible – du signal y(t). Contrairement à la réponse obtenue par l'enquête canal, figure 3.8, la réponse h(t) n'est pas périodisée. Si la durée d'observation T = N est suffisamment longue, l'effet de périodisation disparaît car les interférences dues aux sinus cardinaux adjacents deviennent de plus en plus faibles.
Introduction
Etat de l’art
- Mesures en diversité au mobile
- Mesures en diversité à la station
Il faudra donc s’appuyer sur la bonne foi de l’observateur, conscient qu’une mauvaise décision aurait de graves conséquences. La contribution à ce spectre du premier canal est une raie à fréquence nulle, et du second une raie éloignée de la première. La contribution de chaque canal au spectre Doppler d'un retard donné n'est plus une simple ligne.
Une nouvelle méthode de mesure
- Intérêts de la méthode
- Description de la méthode dans le cas de deux émetteurs
- Généralisation de la méthode à p émetteurs
La période du deuxième canal, et donc la durée de mesure, est doublée, ... figure 4.2. Deuxième façon : en annulant une ligne sur deux. Lorsqu'on remplace les lignes impaires par un zéro et qu'on remonte le temps par transformation inverse, on observe deux versions successives du canal, propriété 8. Lorsqu'on remplace les lignes paires par un zéro et qu'on remonte le temps par transformation inverse on voir deux versions consécutives, mais avec des signes opposés - du canal, ... figure 4.6.
Robustesse de la méthode aux défauts du matériel
- Biais sur la fréquence porteuse d’un émetteur
- Biais de l’horloge d’un émetteur
- Autres imperfections
Supposons qu'un biais de fréquence de la valeur ±f affecte la fréquence d'émission d'un émetteur, par exemple le second. Supposons maintenant qu'un biais temporel de ± T affecte la période de séquence d'un émetteur, disons la seconde. On peut enfin supposer qu'un biais sur la période ou sur la fréquence affecte le récepteur.
Simulation informatique de la méthode proposée
- La chaîne de simulation
- Quelques résultats de simulation
² T = qTb est la période du signal transmis, Tb la durée d'un chip, q la longueur de la séquence. Le deuxième signal est construit sur le même modèle que le premier, en décalant simplement la porteuse de la valeur ¢f = 2T1. Normalement, le traitement par inversion (ou par corrélation) profite du gain d'étalement des séries.
Introduction
Le sondeur
Pendant la mesure, les données - valeur AGC et surtout échantillons de signal - sont enregistrées dans une mémoire rapide de 16 Mo. Après une série d'acquisitions, les données sont gravées sur un disque optique dont la capacité de stockage - 600 Mo ou 2,5 Go selon les modèles - est bien supérieure à celle d'une RAM, mais dont l'accès est bien plus lent. Une éventuelle modification des caractéristiques de la chaîne réceptrice, et notamment de ses éléments actifs (préamplificateurs, amplificateurs), sera prise en compte.
Expérimentations
Cela lui permet généralement d'afficher en temps réel une réponse impulsionnelle pendant la mesure. Ainsi on peut suivre le mouvement d'un point lors de la mesure, tracer son Doppler, etc. L'incertitude de T au moment de la mesure entraîne une incertitude de phase plus grande, ¼ au lieu de ¼.
Campagne de mesures large bande en macrodiver- sitésité
- Choix des sites et des tronçons
- Réglage du matériel, con…guration du sondeur
- Traitement des mesures
² Les horloges de l'émetteur ou du récepteur peuvent glisser pendant une journée complète de mesures. Sur la figure 5.25 seule la différence observée à la première acquisition de chaque section est représentée, elle varie effectivement (et heureusement !) très peu pendant la durée d'une section de mesure. Pour cette raison, une acquisition est effectuée sur la diode de bruit avant chaque câble et avant chaque tronçon de mesure.
Exploitation des mesures
- Mise au format RACE
- Calculs de paramètres Large Bande
- Résultats statistiques
Nous définissons les profils de force instantanée et l'énergie instantanée de la réaction. La fenêtre de retard à y% ou fenêtre de lay à y%, notée Wy, est la largeur de la fenêtre centrée qui contient y% de l'énergieE de la réponse, … figure 5.27. La largeur de la bande de corrélation à z% est la différence de fréquence qui assure la décorrélation de H à z%.
Introduction
Quelques séquences au banc d’essai
- Les m ¡ séquences
- Les séquences vobulées
- Les séquences à spectre parfaitement rectangulaire
Sur la bande de 6 MHz examinée, il est possible qu'un évanouissement, par exemple, en affecte sérieusement un quart, soit 1,5 MHz. Le modèle spectral de ce signal étant idéal, il n’est pas nécessaire de le filtrer. Un défi ambitieux car nous n'avons actuellement aucune solution analytique à ce problème [Popovic, 1991].
Un algorithme de recherche de bonnes séquences
- Principe
- Mise en oeuvre
- Choix d’une séquence initiale
Ce n'était pas le cas il y a dix ans, ce qui explique pourquoi les séquences - très faciles à générer - ont été choisies lors de la conception de la sonde FTR&D, [Thirietet al, 1995]. Nous remodelons le spectre de la rangée (sk)16k6N en délimitant trois plages de fréquences sur lesquelles intervenir : la bande. Comme nous l'avons vu en 6.2.2, le spectre de ces séquences ne décroît pas très rapidement en dehors de la bande à étudier.
Résultats
- Mesure de la qualité de l’enveloppe
- L’algorithme appliqué aux séquences de Schroeder
- L’algorithme appliqué à des séquences aléatoires
Si l'on renforce la limite de bande en prenant par exemple ¯ = 0;9 sans affecter les autres coefficients, le spectre de bande devient particulièrement plat, … figure 6.12, mais au détriment de l'enveloppe. Si l'on relâche la contrainte hors bande en prenant par exemple ° = 0;5, le spectre, … figure 6.14, se dégrade au profit de l'enveloppe. Ainsi, un évanouissement du canal affectant 1,5 MHz de la bande se traduit par une dégradation importante de toute une partie de l'enveloppe de la séquence reçue, ... figure 6.15.
Quelques considérations pratiques
- Prédistorsion du signal
- Passage en fréquence intermédiaire
Il est alors plus judicieux d'effectuer la transposition de la bande de base vers la fréquence centrale de manière numérique. Bourdeilles, « Modélisation de la propagation pour l'ingénierie radio des systèmes de communication mobiles. Vinson, « Développement d'un sondeur à canal large bande pour l'étude de la propagation radio avec les mobiles entre 1 et 3 GHz », Note Technique FTR&D NT/BEL/POH/URR/4336, mai 1995.
