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Conception d'une antenne intelligente à faisceau commutable assistée par un système de locaisation des mobiles

Jaber, Zouhair (2008). Conception d'une antenne intelligente à faisceau commutable assistée par un système de locaisation des mobiles. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le champ des communications mobiles sans fil se développe continuellement à cause de la demande croissante pour les systèmes de communication sans fil à haut débit. Cependant, l'un des problèmes majeurs de ce domaine est la disponibilité limitée du spectre. Les dimensions temporelles et fréquentielles étant quasi-pleinement exploitées, il ne reste que la dimension spatiale, via la technique SDMA (Space Division Multiple Access) à exploiter. Un système de communication sans fil doté de la technique SDMA via un réseau d'antennes est capable de multiplier la capacité et d'améliorer l'efficacité spectrale.

Ce mémoire traite l'impact des réseaux d'antennes et les algorithmes associés sur les systèmes de communication mobile sans fil. Après un survol sur les techniques du "beamforming" et les algorithmes associés, nous étudions deux types d'antenne intelligente; à "beamforming" numérique et analogique. Dans le cas du "beamforming" numérique, nous présentons un algorithme simplifié qui se base sur le fait que les positions des mobiles sont fournies par des récepteur GPS (Global Positioning System).
Cet algorithme est implémenté et testé par MatLab® et montre le gain substantiel en termes de temps de calcul et précision qu'il procure par rapport aux algorithmes basés sur l'estimation de la direction d'arrivée. Dans le cas du "beamforming" analogique, une antenne intelligente à faisceau commutable a été conçue par simulations électromagnétiques en utilisant Momentum® et a été fabriquée et testée. Cette antenne présente l'avantage d'être compacte, à faible coiit, de large bande et dont les lobes secondaires et arrières sont considérablement atténués.

Titre traduit

Design of a smart antenna system using a switched beam network assisted by a localisation system

Résumé traduit

Due to the increasing demand for mobile high speed communications, the domain of wireless communications is witnessing continuous growth. However, one of its major challenges is the limited spectrum available. Knowing that the time and frequency dimensions are quasi-fully exploited, the spatial dimension, via SDMA technique, is a very promising path for further development. A wireless communication system using the SDMA technique through an antenna array is capable of multiplying the capacity and improving the spectral efficiency.

The focus of this thesis is on the impact of antenna arrays and associated algorithms on the system performance. First, we study the beamforming algorithms and their realisation via digital and analog techniques. For the digital beamforming, we introduce a simplified algorithm which is based on the fact that the positions of the mobiles are provided by GPS receivers. Implemented and tested by MatLab®, this algorithm shows substantial gain in terms of computing time and precision compared to the algorithms based on the direction of arrival estimation. While for the analog beamforming, a switched beam antenna is designed by electromagnetic simulations using Momentum® and is manufactured and tested. This antenna has the advantage of being compact, low cost, wide band and having considerably attenuated back lobes.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique." Bibliogr : f. [155]-159.
Mots-clés libres: algorithme, analogique, antenne, assiste, beamforming, communication, commutable, conception, faisceau, fil, intelligent, localisation, mobile, numerique, reseau, sans, sdma, systeme
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Kouki, Ammar B.
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 09 août 2010 14:02
Dernière modification: 17 déc. 2016 02:27
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/99

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