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Communications sans fil

Communications sans fil

En pratique :

Volume horaire de cours : 8
Volume horaire global de TP : 8
Langue principale : français
Nombre de crédits européens : 1

Description du contenu de l'enseignement

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. L’impact du canal de propagation et les moyens de combattre ces effets fait également l’objet des séances de travaux pratiques.


Compétences à acquérir

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.


Modalités d’organisation et de suivi

Plan du cours

  1. Introduction (1 heures - CM) Quelques rappels historiques
  2. Une petite histoire des réseau cellulaires
  3. Rappels essentiels sur les communications numériques
  • Architecture émission-réception (1 heures 30 CM)
      Modulation – démodulation
  • Architecture homodyme – hétérodyne
  • Imperfections RF et limitation des performances
  • Modélisation de canal radio mobile (2 heures CM)
      Contexte de la transmission et classification des canaux
  • Modèle de canal multi-trajet déterministe
  • Modèle de canal multi-trajet aléatoire
  • Introduction à l’accès multiple
  • Code Division Multiple Access (CDMA) (1 heures 30 CM + 4 heures TP)
      Introduction : Technique d’étalement
  • Modèle numérique bande de base et construction des codes
  • Impact du modèle de canal et égalisation
  • Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) (2 heures CM + 4 heures TP)
      Introduction : FDM vs OFDM
  • Modèle mathématiques et impact du canal
  • Stratégie d’égalisation
  • Application au LTE

  • 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 ».


    Pré-requis

    Pré-requis obligatoires

    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 (ELEC1), Probabilités (ELEC2), Modèles statistique (ELEC2), Signaux aléatoires (ELEC2), Communications Numériques (ELEC2)