Modélisation de champs dans le domaine spatio-temporel par une méthode de frame de Gabor : application à la caractérisation du canal indoor millimétrique

par Anca Fluerasu

Thèse de doctorat en Électronique et traitement du signal

Sous la direction de Odile Picon et de Christine Letrou.

Soutenue en 2003

à l'Université de Marne-la-Vallée .

mots clés

• Faisceaux gaussiens
• Ondes électromagnétiques -- Propagation
• Systèmes de télécommunications à large bande

Résumé

Pour modéliser la propagation dans le canal intra-bâtiment millimétrique on utilise une méthode de Lancer de Faisceaux Gaussiens (LFG), basée sur la décomposition du champ source sur un ensemble de fenêtres gaussiennes (frame de Gabor). La théorie des frames garantit la stabilité des décompositions. Le champ rayonné par chacune des fenêtres peut être mis sous la forme d'un faisceau gaussien, dont la propagation et la transformation par des interactions s'exprime par le biais de formules analytiques simples. Le champ couplé à une antenne de réception dans un environnement donné est évalué par superposition des champs créés par chaque faisceau gaussien de la décomposition. La validité d'une telle représentation est illustrée dans le cadre d'une propagation à trajets multiples dans un environnement intra-bâtiment à 60 GHz. L'algorithme de prédiction de la propagation en 3D par LFG est développé. Il permet de simuler la réponse impulsionnelle du canal (sous forme de profils amplitudes-retards), et d'en extraire les paramètres statistiques de caractérisation du canal comme le retard moyen et l'étalement de retards. Une campagne de mesures a été menée afin de valider les résultats obtenus. Finalement, une formulation est proposée directement dans le domaine temporel, consistant à lancer des faisceaux pulsés. Une telle formulation vise à optimiser l'efficacité numérique des calculs de caractérisation spatio-temporelle du canal de propagation dans des contextes non stationnaires ou pour des applications à très large bande

Titre traduit

Field representation in time and frequency domain by a Gabor frame decomposition : application for the indoor millimeter-wave bands propagation characterization

Résumé

The use of a Gabor frame based decomposition of source fields allows the representation of radiated fields as a superposition of shifted and rotated Gaussian beams. Their tracking through multiple reflexions and transmissions is straightforward owing to Gaussian beams asymptotic properties. Fields can then be evaluated by summation of analytic terms representing transformed Gaussian beams. The method is applied for indoor propagation channel characterization at 60 GHz. Simulations of amplitude-delay profiles are performed, and channel characteristics, such as mean excess delay and RMS delay spread, are extracted from these profiles. A measurement campaign has been carried out in order to validate the proposed method. A formulation in the time domain is proposed, where pulsed beams are launched from the source. Such a formulation should enhance computational efficiency for non stationary or ultra wide band channel characterizations