La Technologie Mimo

M Electronique C2

Etalement temporel max

Etalement spectral

Bande de cohérence Temps de cohérence

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1 B= TS

sélectif en fréq.

sélectif en temps et fréq.

TS TM TS

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réponse d’un canal de transmission variant en temps et en fréquence

Fr éq ue nc e

(kH

z)

s) s (m p Tem

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2-2 Canal non sélectif en fréquence

• Etalement temporel maximum

• en absence de trajet direct, si les trajets sont indépendants, la densité de probabilité de l’enveloppe suit une loi de Rayleigh :

• sa phase est distribuée uniformément

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3 Diversité

• Principe de la diversité : deux canaux à évanouissement indépendants ont peu de chance de s’évanouir simultanément

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3-1 Diversité en temps, en fréquence et spatiale

Recevoir le signal à travers des canaux à évanouissement Améliorer les performances dans cet environnement avec de la diversité : – temporelle : le signal est transmis sur plusieurs trames (temps de cohérence). L’entrelacement est généralement utilisé à cet effet. Possible uniquement sur des canaux variant dans le temps – fréquentielle : le signal est transmis sur plusieurs bandes de fréquence (bande de cohérence). Possible uniquement sur les canaux sélectifs en fréquence. Exemple de technique utilisant cette diversité : RAKE,OFDM. – spatiale : en utilisant plusieurs antennes à l’émission et à la réception. Ces antennes doivent être espacées suffisamment pour que l’évanouissement sur chaque antenne soit indépendant (distance de cohérence) – par polarisation

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3-2 Diversité à la réception – Système SIMO

Les antennes doivent être suffisamment espacées pour générer des répliques indépendantes du signal transmis :

d > 0.5λ

Diversité par sélection : •

soit 7,5cm pour f = 2GHz

On choisit le signal avec la puissance maximale ou le meilleur rapport signal à bruit

•

On change d’antenne lorsque le niveau du signal passe sous un seuil prédéfini

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Combinaison linéaire ou MRC( « maximum ratio combining ») à la réception:

y1

h1*

y1 = h1 x + n1 y2 = h2 x + n2

y2

* h2

• •

On obtient une amélioration notable même avec 2 branches La capacité croit linéairement avec le nombre de branche

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3-3 Diversité à l’émission – Système MISO

• Diversité avec offset de fréquence

:

– L’ajout d’un offset sur une des antennes crée des évanouissements rapides. Un codage de canal adapté avec entrelaceur permet d’exploiter cette diversité

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•

Diversité par retard

Tx M

( M − 1)T

s ( t − M − 1)T )

– Transmission de M copies du signal s(t) retardé – Si le retard T est supérieur à Tm, transformation d’un canal non sélectif en fréquence en un canal sélectif en fréquence – diversité de degré M sans perte d’efficacité spectrale – Le récepteur utilise un égaliseur ou un détecteur MLSE

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•

Diversité à l’émission en utilisant une voie de retour :

y (t ) x(t )

h1 (t )

w1 (t )h1 (t ) w2 (t )h2 (t )

h2 (t )

• • •

Combinaison linéaire ou MRC à l’émission w1(t) et w2(t) sont ajustées afin de maximiser |y(t)|2 w1(t) et w2(t) sont adaptés à partir des informations renvoyées par le récepteur

y = HWx + n

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•

 w1  y = [h1 h2 ]  x + n w2  = HWx + n Choix des coefficients w1 et w2

signal à bruit :

maximisant le rapport

w1 =

h1* h1 + h2

h1 + h2

2 2 2 2

2

2

w2 =

* h2

h1 + h2

2

2

w1 + w2 = 1

2

2

y=

h1 + h2

x+n

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y=

h1 + h2

2

2

2 2

h1 + h2

x+n

•

Le rapport signal sur bruit en réception s’écrit alors :

SNR =

•

PT h1 + h2

(

2

2

)

σ2

Attention ! il faut avoir une voie de retour parfaite (estimation exacte des coefficients du canal, pas de retard ni d’erreurs dans la transmission de ces informations). Très difficile à tenir en pratique Autre alternative : le codage spatio-temporel qui ne nécessite pas de voie de retour

•

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4-1 Capacité d’un système SISO

n

( P)

T

x

y

y = hx + n

h

• •

ρ

h

est le gain complexe du canal est le rapport signal à bruit à l’antenne de réception :

S E ( y 2 ) PT .E ( h 2 ) PT ρ= = = = 2 2 2 σ σ σ B

•

car

E (h 2 ) = 1

capacité d’un système SISO (sans CSI à l’émission) :

C = log 2 1 + ρ h

(

2

)

en bit/s/Hz

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