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2 Les communications hertziennes Jean-Claude Bellocq CITI Dept TELECOM, INSA BAYONNE.

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2 2 Les communications hertziennes Jean-Claude Bellocq CITI Dept TELECOM, INSA BAYONNE

3 3 Introduction Les communications hertziennes, ou radiocom. = –exploitation du spectre électromagnétique en champ libre pour effectuer de la transmission dinformation.

4 4 I-Les applications La diffusion La liaison point à point Laccès fixe Les radio-mobiles Les réseaux cellulaires

5 5 La diffusion Principe = diffusion d information sur 1 zone géographique. Caractéristiques –1 liaison simplex (sens descendant) –1 émetteur fixe omnidirectionnel –des récepteurs directionnels Applications –TV, radiophonie, signalisation...

6 6 La liaison point à point Principe = Relier 2 sites par un canal de transmission non câblé. Caractéristiques : –1 liaison simplex ou duplex –2 E/R fortement directionnels et bien orientés –points relais (terrestres, satellites) Applications –ponts radios, liaisons satellites

7 7 L accès fixe Principe = Permettre la transmission d information entre 1 point d accès fixe et 1 utilisateur fixe Caractéristiques : –1 liaison duplex –1E/R omnidirectionnel –1 E/R fortement directif Applications –La Boucle Locale (Radio ou satellite)

8 8 Les radio-mobiles Principe = Permettre la transmission d information entre 1 point d accès fixe et 1 utilisateur mobile Caractéristiques : –1 liaison duplex –2 E/R omnidirectionnel Applications –radio-taxis, médecins...

9 9 Les réseaux cellulaires Principe = permettre l extension de la zone géographique couverte et l augmentation du nombre dutilisateurs Caractéristiques : –liaisons duplex –E/R omnidirectionnel –1 sous-réseau fixe de points d accès (cellules) Applications –la téléphonie mobile, les réseaux radio

10 10 II-Un peu dhistoire

11 : découverte, expérimentation des ondes EM –1873 : l anglais JC Maxwell prédit l existence des ondes EM. –1887 : lallemand H. Hertz observe les ondes EM. –1890 : le français E. Branly réussi à capter ces ondes (1ère antenne??). –1895 : lItalien G. Marconi réalise la 1ère transmission radio en morse. (marconigrammes). (1897 : démonstration aux investisseurs) : inventions et mise en œuvre des premiers services grand public –1912 : le SOS du Titanic est capté par le navire Carpathia et sauve 800 personnes –1920 :1ère liaison radiotélégraphique France-Amérique ouverte au public. –1924 : Première utilisation de la radio mobile par la police américaine. –1927 :1ère liaison radiophonique Londres-New-York. II-Un peu dhistoire

12 : augmentation de la bande de fréquence et mise en place de réseaux radio en modulation de fréquence. Satellites –1935 : 4 liaisons téléphoniques intercontinentales depuis Paris. –1945 : Arthur C. Clarke propose les satellites géostationnaires pour la communication. –1955 : début des 1ères liaisons radio (160MHz) à Paris (taxis, médecins) –1957 : lancement de Spoutnik-I par les soviétiques –1970 : fin des ondes courtes pour la radiophonie : remplacées par les satellites.

13 : développement du cellulaire, apparition du numérique –1969 : les Bell labs inventent le concept du cellulaire – : le cellulaire analogique se développe : système cellulaire NTT au Japon : allocation des fréquences pour l AMPS (Advanced Mobile Phone Service) aux USA : en France, Radiocom2000, en Angleterre le TACS -en //, développement des systèmes sans cordon –depuis 1990 : Systèmes à modulation numérique -USA : USDC(91), DCS-1900 (94), IS-95 (95) -Europe : GSM (90), DECT (93), DCS-1800 (93) -Japon : JTACS (88), PHS (cordless system, 93)

14 14 Aujourdhui –cellulaire (GSM 900MHz, DCS 1800MHz, UMTS) –communications internationales : 70% par cables sous-marins, 30% par satellites Tendances –apparition de l internet et multimédia mobiles (l ère du service) –convergence voix-données –interconnexion des systèmes –réseaux sans fil (pico-cellules) : WiFi, Bluetooth,... –Techniques : smart antennas, UWB (ultra wide band)

15 15 III-Le spectre électromagnétique C est une denrée rare à partager –Nécessité d attribuer une bande de fréquences pour 1 application donnée –Adapter la largeur de spectre et le choix de la fréquence aux besoins de chaque applications

16 16 II-1. Le spectre radio –B) Définition de bandes (ex: UHF) normalisation f 0 =1GHz f low ~f 0 /3,16 f high ~3,16.f 0 (régulier sur une échelle logarithmique) f ~2,8. f 0 =2,8GHz f high =10.f low

17 17 Systèmes de Télécommunications, P.G. Fontolliet. Traité d électricité, vol18, editions EPFL

18 18 ONU ITU ITU-T (ex CCITT) ITU-D ITU-R - Europe,Afrique,Moyen-Orient - Amérique,Groenland - Asie, Océanie -radiocoms -organise WRC - techinque - réglementation IFRB -gardien du spectre - enregistre les fr.radio - liens avec admin locales -WTSC -normalisations TSB GCNT

19 19 CEPT France (ART)... ETSI - Rapports -Recommandations -Décisions opérateurs constructeurs administration TC STC... - standards (ETS) - rapports (ETR)

20 20 IV- Présentation du cours Source Destinataire Milieu de propag Dem canal Rx Cod Tx ModDem Antennes et émetteurs Canal radio Codage, égalisation, brouillage

21 21 La liaison radio Gain dantenne Affaiblis- sement Evanouis- sements Fast Fading Gain dantenne Bruit additif

22 22 Les transmetteurs A feeder A Gain dantenne Affaiblis- sement Gain dantenne Bruit additif

23 23 Les transmetteurs Les antennes –principes –le doublet –caractéristiques d antennes –les antennes filaires –les antennes de surface Cours : ~7h TD : 4 à 5 séances TP : abordé dans certains TP

24 24 Le milieu de propagation Milieu de propag Bruits Affaiblis- sement Evanouis- sements Fast Fading

25 25 Le milieu de propagation Effets de propagation Caractérisation Sources de bruit modèles de propag. pour la planification Cours : ~4h TD : 2 séances TP : transversal à tous les TPs (4).

26 26 Le canal radio Canal radio Rx Tx Milieu de propag Dem Mod Dem Canal radio en bande de base

27 27 Le canal radio Signal radio –codage, modulation Canal radio –évanouissements, étalements temporels... Modélisation en bande de base Cours : ~4h TD : 2 séances

28 28 Etude des systèmes Rx Tx Milieu de propag Dem Mod

29 29 Les systèmes Les ponts radio La diffusion TV / radio Transmissions satellites la BLR Le cellulaire le DECT WiFi Cours : ~4h –(2h Bouygues Tel.) TD : 2 séances TP : –1 : mesures GSM –1 : mise en place de wLAN –2 : logiciel de déploiement GSM

30 30 V : les métiers Réseau, Intégrateur : prise en compte de la spécificité radio (wireless LAN…) Téléphonie mobile : opérateurs (centres opérationnels), constructeurs. Développement et Recherche –les antennes –le traitement du signal –la téléphonie mobile, les réseaux sans fil,...

31 31 VI-références « Antennas and propagation for Wireless communication systems », Simon R. Saunders, ed Wiley « Wireless communications : principles & practice », Theodore S. Rappaport, ed Prentice Hall « micro-ondes », tome II, Combes, ed. Dunod « Electromagnetic waves and antennas »,


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