Ce cours aborde la communication sans fil sous l'angle du traitement numérique du signal (DSP). Aucune connaissance en communication numérique n'est supposée, bien qu'elle soit utile.
L'utilité d'une approche DSP est due au fait suivant : les systèmes sans fil sont à bande limitée. Cela signifie qu'avec un taux d'échantillonnage suffisamment élevé, grâce au théorème de Nyquist, nous pouvons représenter le canal sans fil continu à bande limitée à partir de ses échantillons. Cela nous permet de traiter le signal émis comme une séquence à temps discret, le canal comme un système linéaire à temps discret invariant dans le temps, et le signal reçu comme une séquence à temps discret.
Dans ce cours, nous adopterons une approche expérimentale de la communication numérique sans fil. Nous utiliserons une plateforme radio logicielle bien connue, connue sous le nom de USRP (Universal Software Radio Peripheral), où la radio peut être programmée par logiciel au lieu d'être implémentée par matériel. L'accent sera mis sur la conception, la mise en œuvre, l'évaluation et l'optimisation itérative d'un lien de communication numérique sans fil.
Modalités pédagogiques : Cours magistraux, travaux pratiques et projet.
Règles du cours : La présence aux séances de travaux pratiques est obligatoire.
Site web : Ce cours est fortement inspiré du cours du même nom de Robert Heath (http://www.profheath.org/teaching/ee-371c-ee-381v-wireless-communications-lab/)
Aucun
Plan du cours
- Signaux à bande limitée et échantillonnage ;
- Bande de base/bande passante ;
- Structure d'un émetteur-récepteur filaire ;
- Introduction à l'USRP ;
- Modulation et démodulation en bande de base ;
- Synchronisation, estimation et correction du décalage de fréquence ;
- Estimation et égalisation du canal.
Mini-projets au choix
- Construire un analyseur de spectre ;
- Construire un modulateur/démodulateur qam ;
- Construire un sondeur de canal simple ;
- Synchronisation, estimation et correction du décalage de fréquence ;
- Construction d'un modulateur et démodulateur OFDM simple, y compris les estimations de canal.
Objectifs d'apprentissage :
- Comprendre ce qu'est un système à bande limitée et comment fonctionne l'échantillonnage ;
- Calculer les spectres de puissance des signaux à bande limitée ;
- Décrire les défis de conception associés à la construction d'une liaison de communication numérique sans fil ;
- Définir et calculer les taux d'erreur sur les bits pour certains schémas de modulation courants ;
- Différencier la modulation par déplacement de phase binaire de la modulation par déplacement de phase en quadrature, ainsi que la manière de les mettre en œuvre ;
- Comprendre le lien entre la mise en forme des impulsions et l'échantillonnage et définir la largeur de bande excédentaire pour une impulsion en cosinus surélevé ;
- Comprendre comment obtenir une réponse impulsionnelle de canal échantillonné à partir d'un canal à propagation en temps continu ;
- Comprendre comment former et estimer les coefficients d'un canal sélectif en fréquence ;
- Comprendre les différents types de synchronisation nécessaires et comment compenser les différentes sources d'asynchronisme ;
- Expliquer comment effectuer une égalisation en utilisant l'égalisation dans le domaine de la fréquence d'une seule porteuse ou la modulation OFDM.
Nombre d'heure : 27 heures
Evaluation :
- Rapport de travaux pratiques (50% de la note finale) – Soumis via Moodle (un rapport par équipe, chaque membre de l'équipe soumet le même rapport)
- Examen final (50% de la note finale) – Soumis via Moodle, questionnaire à choix multiple, environ 1 heure.
