Utilisation des antennes intelligentes dans les systèmes de communications sans fil
Loading...
Date
2015-12-13
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
الملخص (بالعربية) :
استحداث تقنيات الهوائيات المستخدمة في أنظمة الاتصالات أثار بسرعة مشكلة الازدحام ومصداقية المكونات المستعملة. في الواقع، هوائي التدوير الميكانيكي يتطلب آليات دقيقة وصيانة ملزمة. وقد سمح ظهور الهوائيات الذكية (وخصوصا الهوائي المتكيف) التي تضم مجموعة من عناصر استشعار من تجاوز المكونات الميكانيكية و التي لا يمكن حتى الآن تجنبها من خلال استبدالها بطرق حسابية. إن مبدأ عمل الهوائي الذكي هو خلق مخطط إشعاع قابل للتعديل ديناميكيا من خلال إدخال خوارزميات متطورة خاصة بالمعالجة الرقمية للإشارات لتوجيه الفص الرئيسي لمخطط الإشعاع في اتجاه الإشارة المطلوبة و وضع الصفر في اتجاه الإشارة غير المرغوب فيها التي هي تداخل، وبذلك يمكن تحسين قناة الإرسال عن طريق خفض مستوى التلوث الكهرومغناطيسي وتحقيق قدر أكبر من فعالية الطاقة.
الهدف من هذه الرسالة هو أولا إظهار أهمية شبكة الهوائيات في توسيع قدرة قناة الارسال اللاسلكي من خلال استغلال التنوع الفضائي ، وثانيا دراسة وتصميم خوارزمية التكيف المثلى التي يمكن أن يستند عليها الهوائي الذكي لتشكيل شعاعه الأمثل أوتوماتيكيا ، رقميا ، وديناميكيا. من ناحية أخرى، يستند اختيار أفضل خوارزمية التكيف على المقارنة بين مختلف الخوارزميات الموجودة في أدبيات أنظمة شبكات الهوائيات الذكية. إن طريقة DMI-RLS المقترحة في هذه الأطروحة هي، باختصار مزيج من اثنين من خوارزميات التكيف الخاصة بتكوين الشعاع. تقدير اتجاه وصول الموجة القادمة هو خطوة مهمة في نظام هوائي متكيف ، عدة طرق لتقدير زاوية الوصول و التي يجب أن تكون المثلى تشكل جزءا من دراستنا.
Résumé (Français et/ou Anglais) :
Le développement des techniques d'antennes mises en œuvre dans les systèmes de communications a rapidement soulevé le problème de l'encombrement et de la fiabilité des composants utilisés. En effet, une antenne tournante mécaniquement nécessite des mécanismes précis et d'entretien contraignant. L'apparition des antennes intelligentes (en particulier l'antenne adaptative) constituées d'un ensemble d'éléments capteurs a donc permis de s'affranchir des composants mécaniques jusqu'ici inévitables en les remplaçant par des méthodes calculatoires. Le principe de fonctionnement de l'antenne intelligente est la création d'un diagramme de rayonnement modifiable dynamiquement par des algorithmes de traitement numérique des signaux sophistiqué afin d'orienter le lobe principal du diagramme de rayonnement dans la direction du signal utile et mettre des nulles dans la direction du signal indésirable qui est l'interférent, et ainsi le canal de transmission peut être amélioré par la réduction du niveau des pollutions électromagnétiques et l'obtention d'un meilleur rendement énergétique.
L'objectif de cette thèse est en premier temps de montrer l'importance des réseaux d'antennes dans l'élargissement de la capacité du canal de transmission sans fil en exploitant la diversité spatiale, et en second temps d'étudier et designer l'optimal algorithme d'adaptation sur lequel peut l'antenne intelligente se baser pour former numériquement, automatiquement, et dynamiquement son parfait faisceau de rayonnement. Le choix du meilleur algorithme adaptatif se fait après une comparaison entre différents algorithmes se trouvant dans la littérature des systèmes à réseaux d'antennes intelligentes. La méthode DMI-RLS proposée dans cette thèse représente en bref une combinaison de deux algorithmes adaptatifs de formation de faisceaux. L'estimation de la direction d'arrivée de l'onde incidente représente une étape cruciale dans un système d'antenne adaptative. Plusieurs approches d'estimation de l'angle d'arrivée et qui devront être optimisées font partie de notre étude.
