Communications sans fil [T9ES332M]

Communications sans fil [T9ES332M]

En pratique

Nature
Elément constitutif
Volume horaire de TP
12
Volume horaire de CM
16
Volume horaire de travail personnel
19
Langue d'enseignement
Français

Description du contenu de l'enseignement

Les communications sans fils sont utilisées dans des contextes professionnels et personnels (Wifi, 3G/4G, IoT, …) et ont connu un déploiement et un usage massif au cours des dernières décennies. Cependant, la bonne réception et le décodage d’ondes electro-magnétiques transmises dans l’air ne se fait pas sans difficultés. Il est en effet nécessaire de combattre l’effet du canal de propagation et des imperfections du systèmes garantissant l’émission et la réception du signal tout en permettant une utilisation partagée des ressources temps-fréquences (contexte de multiplexage multi-utilisateur). Ainsi, différents paradigmes de mise en forme du signal ont émergé de manière à assurer le bon fonctionnement des transmissions dites Over The Air dans un contexte multi-utilisateur. L’objectif de ce cours est de présenter les techniques de modélisation des effets du canal de propagation, et de présenter dans ce contexte les grandes techniques (formes d’ondes) de multiplexage du signal et les grand standards qui en découlent.

Le cours se partage entre cours magistral et applications sur logiciel de calcul scientifique et un projet de mise en place d'un décodeur de la couche physique d'un réseau 5G.

Organisation

Modalités d'organisation et de suivi

  1. Introduction
    1. A brief history of communication
    2. A brief history of celular communications
    3. Topology and important metrics
  2. Introduction to digital communications
    1. Basic transceiver
    2. Linear baseband modulation
    3. Optimal AWGN transmission
    4. Analog domain
  3. Over the Air transmissions
    1. Transmission on a carrier frequency
    2. Physical aspects
    3. Multipath channel model
    4. Diversity and MIMO
    5. Multiple Access schemes
  4. Orthogonal Frequency Division Multiplexing
    1. OFDM Principle
    2. Model and rules
    3. Channel equalisation
  5. Long Term Evolution - 4G LTE
    1. Parameters and numerology
    2. Frame structure
    3. LTE uplink: SC-FDMA
    4. 5G-NR

Informations pédagogiques

Compétences à acquérir

A l’issue du cours, les étudiants sont sensibilisés aux contraintes spécifiques des transmissions sans fils. En particulier, il saura lier et paramétrer le contexte applicatif visé et les impacts associés à la mobilité et à l’environnement de propagation. Par ailleurs, un effort d’apprentissage est mené sur les spécificités Over The Air des grandes techniques de modulation (CDMA, base de la 3G cellulaire et l’OFDM, base des standards DVBT, WIFI et 4G). La modélisation mathématique de ces modulations en contexte sans fils et les grandes caractéristiques pratiques (algorithmes de réception, implémentation, grandeurs typiques industrielles, …) sont présentées. Les étudiants sont amenés à s'intéresser aux canaux physique et logique de la 5G dans le cadre du projet associé au module.

 

Pré-requis recommandés

Avoir des connaissances en communication numérique mono-porteuse (modulation, alphabet discret des symboles, filtrage adapté, taux d’erreur binaire minimal). Un rappel est effectué en début de CM mais n’est pas auto-suffisant.

Ce cours est dans la continuité des enseignements suivants :

  • Signaux et systèmes à temps discret (SNUM1),
  • Probabilités (SNUM2),
  • Modèles statistique (SNUM2),
  • Signaux aléatoires (SNUM2),
  • Communications Numériques (SNUM2)

Bibliographie, lectures recommandées

  • Laurent Ros, « Canaux de Communication sans fils-radio-mobiles », Habilitation à diriger les recherches (HDR), 2016
  • Ussein Hijazi, « High Speed radio-mobile channel estimation in OFDM Systems », 2008
  • Yannick Bouguen, Eric Hardouin et François-Xavier Wolff, « LTE et les réseaux 4G ».
Dernière modification : ven, 08/01/2021 - 10:35