Etude de systèmes antennaires compacts pour les communications sans fil haut débit utilisant la diversité

par Julien Sarrazin

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Serge Toutain, Yann Mahé et de Stéphane Avrillon.


  • Résumé

    Dans le domaine des réseaux locaux sans fil, la nature des données à transmettre a beaucoup évoluée ces dernières années. Les contenus multimédias nécessitent de plus hauts débits. Ce besoin s’inscrit dans un contexte où le nombre d’utilisateurs ne cesse de croître. Les ressources fréquentielles allouées tendent à être saturées ce qui exclut le recours à de plus larges bandes passantes pour répondre au besoin de débit. Les systèmes MIMO (Multiple Input Multiple Output) apportent une solution intéressante à ce problème. Par l’utilisation de multiples antennes à l’émission et à la réception, il est possible de tirer profit des phénomènes de multi-trajets propres aux milieux urbains et intra-muros dans l’optique d’augmenter le débit des communications. Toutefois, cette technique s’accompagne d’un encombrement accru des dispositifs antennaires. De plus, ces derniers ont un impact fort sur la chaîne de communication. Le travail présenté dans ce mémoire consiste à prendre en compte conjointement les paramètres déterminant les performances des systèmes MIMO et les contraintes d’intégration liées aux dispositifs radiofréquences. Cette approche nous a conduit à élaborer des outils d’analyse pour quantifier l’apport en diversité des antennes tout en tenant compte du canal de propagation. Finalement, plusieurs solutions antennaires sont proposées. Des antennes reconfigurables en rayonnement et des structures co-localisées sont présentées dans l’optique de répondre à la problématique d’encombrement inhérente aux systèmes MIMO.

  • Titre traduit

    Study of compact antenna systems for high data rate wireless communication using diversity


  • Résumé

    In wireless communications, high data rate modulation schemes are used in order to enhance the capacity without filling more spectral bandwidth. However, the modulation rate is limited by the propagation channel quality. In indoor or urban links, the environment is characterized by severe multipath fading effects which decrease channel quality. A solution to overcome these problems while keeping a low complexity and a low cost of the system is antenna diversity. This technique uses several antennas to receive uncorrelated signals. These signals are then combined according to a diversity scheme in order to improve the signal-to noise ratio. Another way is to employ MIMO (Multiple Input Multiple Output) systems which use multiple antennas at both the receiver and the transmitter in order to spatially multiplex the transmitted data. In both techniques, received signals between each antenna must have a correlation as low as possible. The most common way to decorrelate these signals is to move away antennas from each other. Instead of this spatial diversity, this thesis investigates pattern and polarization diversities in order to reduce terminal sizes. Firstly, electromagnetic cavities and radiated slots are used in order to obtain a reconfigurable and a collocated antenna system, well suited to reduce the size of MIMO devices. Secondly, the concept is extended to the microstrip technology. This leads to two high integrated structures which are able to produce respectively three and four uncorrelated signals. Finally, their performances are valuated in a multiple antenna communication context.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (221 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 210-221

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  • Cote : 2008NANT2038
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  • PEB soumis à condition
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