Utilisation des antennes intelligentes dans les systèmes de communications sans fil

Abstract

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.