Ingénierie et Concept Cellulaires.

Université Mohammed Premier
École Nationale des Sciences Appliquées d’Oujda
Cours de la 5ème Année : Cycle d’Ingénieurs
Module 5M4
Version 1.0 (Septembre 2009)
Réseaux sans fil
Ch I
: Généralité sur les Réseaux sans fil.
Ch II
: Trafic et Protocoles d’Accès.
Ch III
: Ingénierie et Concept Cellulaires.
Cellulaires
Ch IV
: Propagation en contexte RadioRadio-Mobile: Bilan de Liaison.
Ch V
: Système GSM.
Ch VI
: Systèmes GPRS & EDGE.
Ch VII : Réseaux Privés : DECT, Bluetooth, WiFi.
WiFi.
Ch VIII : Modulations Numériques utilisées en réseaux sans fil.
Ch IX
: TDMA, FDMA, CDMA.
Ch X
: Canaux RadioRadio-Mobiles.
Ch XI
: Satellites.
Ch XII : Systèmes Mobiles UMTS / IMT2000.
Ch XIII : Vers la quatrième génération.
Kamal GHOUMID
1
Systèmes Cellulaire (1/2)
Systèmes analogiques de 1ère génération : AMPS, NMT, TACS, R2000, C-450, RTMS .…
Systèmes numériques de 2ème génération : GSM, DCS1800, IS-54, IS-95, PDC .…
Systèmes de 3ème génération : IMT-2000, UMTS.
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2
Systèmes Cellulaire (2/2)
Couverture continue découpée en cellules : Optimisation de l'utilisation du spectre alloué.
Taille des cellules : 500m à 50km
Mobilité importante (Pays, Continent), vitesse mobile importante.
Handover.
Roaming (itinérance) .
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Concept Cellulaire (1/4)
Le concept de cellule est introduit comme une solution à la contrainte de la limitation de
la ressource radio (spectres de fréquences).
Le principe : diviser le territoire en de petites zones, appelées cellules, et de
partager les fréquences radio entre celles-ci. Ainsi, chaque cellule est
constituée d'une station de base (BS) à laquelle on associe un certain
nombre de canaux de fréquences à bande étroite.
Une cellule : zone géographique couverte par un émetteur appelé station de
base et utilisant une plage de fréquences pour les communications qu'elle
couvre.
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4
Concept Cellulaire (2/4)
Une cellule : zone géographique couverte par un émetteur appelé station de base
et utilisant une plage de fréquences pour les communications qu'elle couvre.
En théorie on imagine un motif hexagonal qui permet un pavage exhaustif et autorise
les calculs sur des bases géométriques fiables.
En réalité : forme irrégulière.
Picocellule, Microcellule, Macrocellule, Megacellule.
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5
Concept Cellulaire (3/4)
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6
Concept Cellulaire (4/4)
d = 3R
3· 3 R 2
3 2
S cellule =
=
d
2
2
r (i , j ) = d i 2 + j 2 + i · j
v
(i,j)
r
(2,1)
u
60º
d
R
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Motif cellulaire (1/3)
Un motif cellulaire ‘Cluster’ est l'ensemble des cellules dans lequel chaque fréquence de
la bande est utilisée une fois et une seule fois.
Il représente le plus petit groupe de cellules contenant l'ensemble des canaux radios une et
une seule fois. Ce motif est répété sur toute la surface à couvrir
Motif à 4 cellules K = 4
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Motif cellulaire (2/3)
6
5
6
5
7
1
4
4
3
5
6
5
1
2
6
7
4
7
3
2
3
5
1
4
1
2
6
7
4
3
5
2
3
6
5
7
1
4
1
2
6
7
6
5
1
4
1
4
7
7
2
3
2
3
2
3
Motif à 7 cellules K = 7
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Motif cellulaire (3/3)
On montre que les motifs optimaux sont de taille K tel que :
Exemples : (i,j) = (0,1) K = 1.
(i,j) = (1,1) K = 3.
(i,j) = (1,2) K = 7.
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Distance de réutilisation (1/3)
Distance de réutilisation : la plus proche distance de réutilisation d'une fréquence.
Motif à 3 cellules K = 3
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Distance de réutilisation (2/3)
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12
Distance de réutilisation (3/3)
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13
Couronnes d’interférences (1/1)
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Interférences co-canal (1/2)
Les interférences co-canal sont dues aux émissions d’autres équipements sur la même
bande de fréquence.
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Interférences co-canal (2/2)
Cellules à interférences co-canal
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Interférences sur canal adjacent (1/1)
Les interférences sur canal adjacent sont dues aux émissions d’autres équipements sur des
fréquences adjacentes.
Puissance
Canaux adjacents
Zone d’interférence
Fréquence
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Rapport C/I
(1/1)
Une interface radio est définie avec une certaine capacité à résister aux interférences.
Pour un fonctionnement correcte, on doit avoir un rapport
Si on note
le coefficient d'affaiblissement de parcours (2 <
seuil.
< 4 ), et Dk la distance
du kème interféreur au mobile
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Rapport C/(I + N) (1/1)
En réalité, on rencontre le C/(I + N).
On prend une marge complémentaire.
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Effet Doppler (1/1)
∆f Doppler = f
v
cos(α )
c
f fréquence de l’onde émise.
v vitesse du mobile.
c vitesse de la lumière.
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Effet de masque, Évanouissements rapides
(1/1)
Pr (dB)
Puissance moyenne
Évanouissements rapides
Effet de masque
Log(d)
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Effet de masque (1/1)
Le C/I n'est pas fonction que de la distance mais dépend de l'effet de masque représenté
par une loi log-normale (Gaussienne en dB)
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