2. Plan du Cours Introduction Partie I : Antennes compactes Partie II : Antennes larges bandes Partie III : Antennes polarisation circulaire Partie IV : Antennes grand gain Partie V : Formation de faisceau Partie VI : Antennes intelligentes Partie VII : MIMO Matthieu GAUTIER MIMO 2
3. Plan de la prsentationIntroductionLa technique MIMO Principe Capacit CodageLes rcepteurs multi-voies Structure multiplexage par code Structure superposition des spectres Matthieu GAUTIER MIMO 3
4. IntroductionFuturs systmes de tlcommunications Toujours plus de dbit pour toujours plus de mobilit Matthieu GAUTIER MIMO 4
5. IntroductionPrincipes de diversit :Revenons un peu sur les degrs de liberts dun signal...Il y a quatre domaines principaux de diversits possibles : temporelle frquentielle polarisation spatiale Ces domaines correspondent aux grandeurs variables sur le canal de transmission. Matthieu GAUTIER MIMO 5
6. Introduction Emetteur Rcepteur TDiversit temporelle : T + t T + 2t CanalDiversit frquentielle :Diversit de polarisation : Matthieu GAUTIER MIMO 6
7. IntroductionDiversit spatiale :Lutilisation de 2 antennes espaces permet de limiter les affaiblissements ds aux trajets multiples Matthieu GAUTIER MIMO 7
8. IntroductionLes principales techniques : SISO : Single Input Single Output Tx Canal Rx Pas intressante SIMO : Single Input Multiple Output Canal La plus mature Tx Rx Implmentation MISO : Multiple Input Multiple Output Canal Formation de faisceau, Tx Rx Diversit, codage MIMO : Multiple Input Multiple Output MISO Canal Tx Rx Transmission sur plusieurs canaux Matthieu GAUTIER MIMO 8
9. 1. LA TECHNIQUE MIMOMatthieu GAUTIER MIMO 9
10. 1. La technique MIMO 1.1 PrincipeLa technique MIMO :Quand on utilise plusieurs antennes lmission, chacune devientune source dinformation diffrente pour les antennes de rception On augmente encore la diversit Matthieu GAUTIER MIMO 10
11. 1. La technique MIMO 1.1 PrincipeMultiplexage spatial : On divise linformation en autant de flux que dantennes dmission Augmentation du dbit proportionnelle au nombre dantennes dmission Dcodage spatio-temporel en rception (il faut au moins autant dantennes) Matthieu GAUTIER MIMO 11
12. 1. La technique MIMO 1.1 Principe Inversion de matrice :signal envoy signal reu signal dcod La facilit de dcodage de linformation va dpendre de linversibilit de la matrice Matthieu GAUTIER MIMO 12
13. 1. La technique MIMO 1.1 PrincipeMatrice inversible :La facilit dinversion de la matrice va dpendre de la corrlationentre les signaux reus :- dpend de la distance entre les antennes,- de ltalement angulaire des signaux. rang 1 (non inversible !)Il faut donc soit un espacement important entre les antennes, soit un maximum de trajets multiples (parfait en indoor) Matthieu GAUTIER MIMO 13
14. 1. La technique MIMO 1.2 CapacitDfinition de la capacit dun canal : La capacit dun canal est la quantit maximale dinformationpouvant transiter travers le canal par unit de temps. Cest le maximum de linformation mutuelle moyenne entrelentre X et la sortie Y du canal : C = max I ( X ; Y ) p( x) Matthieu GAUTIER MIMO 14
15. 1. La technique MIMO 1.2 Capacit h nCapacit dun canal SISO : y = PT x + n xh y h : gain complexe du canal y = PT xh + n Non slectif en frquence (1 coefficient) Slectivit temporelle : h est indpendant du temps => non slectif en temps, h change dun symbole lautre, h varie lentement dans le temps Constant sur une longue dure. Si est le rapport signal bruit moyen la rception : ( ) 2 ( ) =1 S PT E h P = = = T 2 si E h B 2 2 Capacit dun systme SISO sans CSI lmission : ( C = log 2 1 + h 2 ) bits / s / Hz Matthieu GAUTIER MIMO 15
16. 1. La technique MIMO 1.2 CapacitCapacit dun canal MISO : h1 nPT x1 yM h 2 Pour comparer les performances, on travaille puissance mise totale constante. x2 Puissance mise sur chaque antenne : T P M Rapport signal bruit moyen la rception : E( h ) h M PT 2 i M PT xM = i = 2 2 M C = log 2 1 + hi bits / s / Hz 2 M i =1 Matthieu GAUTIER MIMO 16
17. 1. La technique MIMO 1.2 CapacitCapacit dun canal SIMO : h1 n1 x y1
