gautier techniques mimo

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  • 1. TECHNIQUES MIMOMatthieu GAUTIER MIMO 1
  • 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