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Les communications hertziennes

Les communications hertziennes. Jean-Claude Bellocq CITI Dept TELECOM, INSA BAYONNE. Introduction. Les communications hertziennes, ou radiocom. = exploitation du spectre électromagnétique en champ libre pour effectuer de la transmission d’information. I-Les applications. La diffusion

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Les communications hertziennes

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Presentation Transcript

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

  2. Introduction • Les communications hertziennes, ou radiocom. = • exploitation du spectre électromagnétique en champ libre pour effectuer de la transmission d’information.

  3. I-Les applications • La diffusion • La liaison point à point • L’accès fixe • Les radio-mobiles • Les réseaux cellulaires

  4. 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...

  5. 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

  6. 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)

  7. 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 ...

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

  9. II-Un peu d’histoire

  10. II-Un peu d’histoire • 1873-1895 : découverte, expérimentation des ondes EM • 1873 : l ’anglais JC Maxwell prédit l ’existence des ondes EM. • 1887 : l’allemand H. Hertz observe les ondes EM. • 1890 : le français E. Branly réussi à capter ces ondes (1ère antenne??). • 1895 : l’Italien G. Marconi réalise la 1ère transmission radio en morse. (marconigrammes). (1897 : démonstration aux investisseurs) • 1912-1930 : 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.

  11. 1930-70 : 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.

  12. 1970-2000 : développement du cellulaire, apparition du numérique • 1969 : les Bell labs inventent le concept du cellulaire • 1970-90: le cellulaire analogique se développe. • 1979 : système cellulaire NTT au Japon • 1983 : allocation des fréquences pour l ’AMPS (Advanced Mobile Phone Service) aux USA. • 1985 : 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)

  13. Aujourd’hui • 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)

  14. 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

  15. II-1. Le spectre radio • B) Définition de bandes (ex: UHF) • normalisation (régulier sur une échelle logarithmique) f0 =1GHz fhigh ~3,16.f0 flow ~f0/3,16 Df ~2,8. f0 =2,8GHz fhigh =10.flow

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

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

  18. http://www.etsi.org CEPT ... ... France (ART) - Rapports -Recommandations -Décisions ... ... TC ETSI administration STC STC ... opérateurs constructeurs - standards (ETS) - rapports (ETR)

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

  20. La liaison radio Gain d’antenne Affaiblis- sement Evanouis- sements Fast Fading Gain d’antenne Bruit additif

  21. Les transmetteurs feeder feeder A A Gain d’antenne Affaiblis- sement Gain d’antenne Bruit additif

  22. 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 Les transmetteurs

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

  24. 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). Le milieu de propagation

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

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

  27. Etude des systèmes Milieu de propag Dem Mod Tx Rx

  28. 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 Les systèmes

  29. 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, ...

  30. 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 », www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa

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