Modélisation multi-fréquences du canal de propagation

Multi-frequency modelization of propagation channel

• Auteur / Autrice : Guillaume Tesserault
• Direction : Rodolphe Vauzelle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes de communication sans fil

Matériaux -- Analyse

Modèles mathématiques

Ondes -- Propagation

Résumé

Ces dernières années ont été le témoin d’un fort développement des systèmes de communication sans fil. Dans ce contexte, de nombreux problèmes techniques et économiques sont apparus lors des phases de planification, de déploiement et d’optimisation des réseaux radio mobiles. Pour y remédier, les opérateurs utilisent des outils d’ingénierie dédiés qui permettent de résoudre certains problèmes tels que le calcul de couverture, le dimensionnement, la détermination des zones de Hand-Over, les interférences, l’affectation de fréquence, l’optimisation antennaire, la localisation du trafic, etc. Parmi les fonctionnalités indispensables à ces outils d’ingénierie radio mobiles figurent les modèles de prédiction de champ. Également appelés modèles de propagation d’ondes, ils sont implantés dans les outils d’ingénierie et permettent aux concepteurs de réseaux radio mobiles de déterminer les zones de couverture des stations émettrices et d’en déduire les zones d’interférences. Fournissant des informations indispensables à de nombreux outils employés en aval et exploitant les champs prédits, ils occupent une place privilégiée en ingénierie cellulaire. L’objectif de cette thèse est donc de traiter la problématique de la modélisation du canal de propagation en multi-fréquences. Une connaissance plus approfondie de l’effet de fréquence apporterait des réponses précieuses aux nombreuses préoccupations autour de l’UWB et des futurs systèmes MIMO. On s’est attaché à traiter le problème sous différentes formes de modélisation du canal de propagation : l’aspect large bande pour la modélisation des trajets multiples et bandes étroites pour la prévision du champ. Pour cela, deux campagnes de mesures sur des matériaux typiques du bâtiment ont été conçues et réalisées en configuration "in situ" et en chambre anéchoïque. A l’aide de ces mesures, une nouvelle représentation pour les paramètres diélectriques a été proposée et intégrée dans des outils d’ingénierie. Les résultats obtenus à l’aide ces outils ont été confrontées aux résultats d’une campagne de mesure UWB. Ils ont permis, ainsi, d’étendre le domaine de validité des modèles existants en limitant, ainsi, le recours à de nouvelles campagnes de mesure et ils ont aussi permis d’accroître la robustesse des modèles utilisés dans l’ingénierie.

Many technical and economical problems have appeared during the planning, deployment and optimization of mobile radio networks. To remedy this, the operators use engineering tools. Among the prerequisites for these engineering tools, field prediction models are probably the most important one. Introduced in engineering tools, they enable wireless networks designers to determine coverage areas of transmitters and to deduct the interference areas. The aim of this thesis is to explore the multi-frequency modelization of the propagation channel. A better insight into the frequency effect would provide valuable answers to the many concerns about UWB and MIMO future systems. The problem was treated for the different representation of propagation channel : the multipath modeling for wide band models and the prediction of field for narrow band models. Two measurement campaigns on typical building materials was designed and carried out "in situ" and inside an anechoic chamber. With the help of these measurements, a new representation for the dielectric parameters was proposed and integrated into engineering tools. The obtained results using these tools were confronted with results of an UWB measurement campaign. They allowed the extension of the validity domain of existing models by limiting the use of new measurement campaigns, and also they helped to increase the robustness of the models used in engineering.