Mécanismes de la propagation et du canal radio mobile

Mécanismes de propagation

• Quatre mécanismes de base : diffusion, diffraction, réflexion, réfraction
• La couverture réseau est caractérisée par : outdoor, indoor, in car, absorption

Propriétés du canal radio mobile

• Trois types de variations du canal radio mobile :
  • Grande échelle : pertes de propagation dues à la distance parcourue par l'onde radio (affaiblissement de parcours, Pathloss)
  • Moyenne échelle : atténuations de puissance du signal dues aux obstacles rencontrés (effet de masque, Shadowing effect)
  • Petite échelle : liées aux trajets multiples (évanouissement, fading rapide)

Dégradations subies par l'onde radio

• Atténuation due à la distance (Pathloss)
• Effets de masques (Shadowing effects)
• Evanouissements (fadings)
• Brouillages dus au bruit ambiant (provenant d'autres systèmes par exemple)

Effet de masque

• La plus forte atténuation subie par la puissance du signal, due aux obstacles naturels et artificiels
• Deux conditions de propagation entre émetteur et récepteur :
  • Propagation en vision directe (LOS : Line-Of-Sight)
  • Propagation sans vision directe (NLOS : Non-Line-Of-Sight)

Interférences et Bruits

• Interférences :
  • Co-canal : émissions d'autres équipements sur la même fréquence
  • Canal adjacent : émissions d'autres équipements sur des fréquences adjacentes
• Bruits :
  • Internes : communications de courants dans les circuits logiques, les comparateurs, les interrupteurs électroniques,...
  • Externes : moteurs électromagnétiques, allumages de véhicules, panneaux lumineux

Fonctions d'une antenne

• Une antenne radio est la structure associée à l'interface entre l'onde émise (reçue) guidée dans l'émetteur (récepteur) et l'onde se propageant en espace libre
• Fonctions : couplage de l'énergie entre l'espace libre et un équipement de guidage telle une ligne de transmission, un câble coaxial ou un guide d'onde

Types d'antennes

• Antenne isotrope : antenne théorique rayonnant de façon uniforme dans toutes les directions
• Antenne directive : elle peut rayonner ou recevoir les ondes plus efficacement dans certaines directions que dans d'autres
• Antenne omnidirectionnelle : recevoir et émettre les ondes dans toutes les directions

Caractéristiques d'une antenne

• Fréquence d'utilisation : la fréquence avec laquelle l'antenne rayonne et reçoit l'énergie
• Diagramme de rayonnement : la représentation des lobes principal et secondaires
• Directivité
• Polarisation : polarisation horizontale ou verticale
• Rendement
• Gain

Polarisation

• L'orientation du champ électrique E détermine la polarisation de l'onde rayonnée par l'antenne
• Si l'antenne est placée horizontalement par rapport au sol, E est horizontal (pour une grande partie des directions de l'espace) => polarisation horizontale
• Si l'antenne est verticale => polarisation verticale

Gain d'une antenne

• Gain : relatif et non absolu, exprimé en dB par rapport à une autre antenne
• Unités : dBi (gain par rapport à une antenne isotrope), dBd (gain par rapport à une antenne dipôle)
• Ouverture de l'antenne : dans le plan horizontal et vertical à -3 dB et à -10 dB
• Relation entre le gain d'antenne et la surface effective de l'antenne : G = gain, Ae = surface effective, f = fréquence de la porteuse, c = vitesse de la lumière, λ = longueur d'onde de la porteuse