L’analyse comparative des systèmes MIMO révèle des stratégies innovantes pour optimiser la couverture radio des réseaux 4G LTE. En confrontant les défis du déploiement, cette recherche offre des solutions prometteuses, essentielles pour répondre à la demande croissante des utilisateurs en matière de qualité de service.
Principe de la technologie MIMO 2
Le but de la technique MIMO étant d’augmenter le débit et la portée des réseaux sans fil, elles se basent sur l’utilisation de plusieurs antennes aussi bien du côté de l’émetteur que celui du récepteur.
Lorsqu’un tel système comprend, seulement, une seule antenne à l’émission et plusieurs antennes à la réception, il est nommé SIMO même, lorsqu’il comprend plusieurs antennes à la réception et une seule antenne à l’émission, nommée MISO.
Finalement, si les deux côtés comptent une antenne chacun, le système est dit SISO.
La mise en place d’une telle structure permet au LTE d’atteindre des débits importants.
De plus, le fait d’utiliser plus d’une antenne des deux côtés du système permet d’apporter de la diversité et a pour conséquence l’amélioration du rapport signal à bruit (SNR) et donc du taux d’erreurs binaires.
Les systèmes MIMO exploitent les techniques de :
- Diversité d’espace : diversité d’antenne.
- Diversité fréquentielle : Cette technique demande l’envoi du même signal sur des fréquences différentes.
- Diversité temporelle : Lorsque l’on sépare l’envoi du même signal par le temps cohérence du canal.
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Figure 2.07 : Schémas représentatifs des systèmes SISO, SIMO, MISO et MIMO
Les méthodes d’accès
Le LTE a utilisé la technologie OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) en tant que porteur du signal et aussi les techniques d’accès associés, telles que l’OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) utilisé pour la voie descendante et SC-FDMA (Single Carrier – Frequency Division Multiple Access) utilisé pour la voie montante. 8
Le principe de l’OFDM 8
L’OFDM est une technique de modulation qui divise une bande de fréquence en plusieurs sous- canaux espacés par des zones libres de tailles fixes.
Par la suite, un algorithme appelé « (IFFT) », véhicule le signal par le biais des différents sous canaux qui s’occupent de la recomposition du message chez le récepteur.
Le but est d’exploiter au maximum la plage de fréquence allouée tout en minimisant l’impact du bruit grâce aux espaces libres séparant chaque canal.
Le principe de l’OFDM consiste à répartir sur un grand nombre de sous-porteuses orthogonaux le signal numérique que l’on veut transmettre ; comme si l’on combinait le signal à transmettre sur un grand nombre de systèmes de transmission (des émetteurs, par exemple) indépendants et à des fréquences différentes.
Cette technique de modulation permet de lutter contre la propagation multi-trajet, grande efficacité spectrale, simple d’implémentation.
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Figure 2.08 : Principe de l’OFDM.
Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA
OFDMA est une technique de multiplexage, ce codage radio associe les multiplexages en fréquence et temps.
C’est la combinaison de TDMA et FDMA essentiellement.
Utilisé pour les liaisons radio descendantes des réseaux LTE pour lesquelles il y a une moindre contrainte énergétique, car permettant pour même largeur spectrale, un débit binaire plus élevé.
Single-Carrier Frequency Division Multiple Access: SC-FDMA
SC-FDMA est une technologie de codage radio numérique qui a été adoptée pour les liaisons montantes (dans le sens terminal vers station de base) de certaines normes 3GPP, plus particulièrement pour la partie radio e-UTRAN des réseaux mobiles LTE, car ce codage permet de diminuer la consommation électrique du terminal et contribue donc, à l’augmentation de l’autonomie de sa batterie. 18
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Figure 2.09 : La différence OFDMA et SC-FDMA 18
Les modulations en LTE
La modulation utilisée dans le LTE est une modulation adaptative qui varie en fonction de la distance qui sépare l’abonné de l’eNodeB.
Chaque sous-porteuse est modulée à l’aide de différents niveaux de modulation : QPSK (4QAM), 16QAM, 64 QAM.
La modulation du LTE est essentiellement basée sur l’utilisation de la technologie OFDM et des technologies d’accès associées, OFDMA/SC-FDMA. 23
Conclusion
Ce deuxième chapitre est consacré à l’étude théorique du réseau LTE, à la présentation de son architecture, ainsi qu’à la description du fonctionnement de ses divers équipements.
Nous avons accordé une attention particulière à la composante réseau d’accès pour une meilleure appréhension des mécanismes et des protocoles liés à la transmission radio.
Le prochain chapitre se penchera sur les détails des méthodes de dimensionnement et l’optimisation d’un réseau 4G LTE.
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2 Définition donnée par l’article 62 de la loi sur les nouvelles régulations économiques (NRE) du 15 mai 2001. ↑
8 Wikipédia, dernière modification le 15 mai 2023. ↑
18 Wikipédia, dernière modification le 15 mai 2023. ↑
23 Author Name, Title, Year, p.123. ↑
Questions Fréquemment Posées
Qu’est-ce que la technologie MIMO dans les réseaux 4G LTE ?
Le but de la technique MIMO étant d’augmenter le débit et la portée des réseaux sans fil, elles se basent sur l’utilisation de plusieurs antennes aussi bien du côté de l’émetteur que celui du récepteur.
Comment fonctionne la modulation OFDM dans le LTE ?
L’OFDM est une technique de modulation qui divise une bande de fréquence en plusieurs sous-canaux espacés par des zones libres de tailles fixes.
Quelle est la différence entre OFDMA et SC-FDMA ?
OFDMA est une technique de multiplexage utilisée pour les liaisons radio descendantes, tandis que SC-FDMA est adoptée pour les liaisons montantes, car elle permet de diminuer la consommation électrique du terminal.