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Master 1 : Réseaux et Télécommunications (RT) |2020-2021 Module : TP Communicat

Master 1 : Réseaux et Télécommunications (RT) |2020-2021 Module : TP Communications Numériques Avancées TP04 Simulation d’une chaîne de transmission MIMO 2020 – 2021 Nom & Prénom :Abdelliche oualid islem Nom & Prénom :Mammeri Ilhem Groupe :2 I) Objectifs du TP :  Conception et simulation d’une chaine de transmission MIMO.  Comprendre l'impact des paramètres clés sur les performances du système transmission MIMO dans les environnements AWGN pour les déférents types de modulations et le nombre d’antennes d’émission/réception. II) Rappels théoriques : Système de Communications SISO :  une antenne à l'émission et une antenne à la réception.  pour les services de communications mobiles sans fils nous besoins plus de transmissions de données (capacité de transmission bandes passantes et puissances  l'utilisation de plusieurs antennes à l'émission et à la réception permettait d'augmenter le débit de transmission des données et cela sans augmenter ni la bande passante de l'antenne réceptrice du système SISO ni la puissance du signal à l'émission MIMO (Multiple Input, Multiple Output). Fig. 1 Système MIMO. Principe de la technique MIMO: Le principe de la technologie MIMO consiste à émettre dans un même canal des signaux transmis sur des antennes différentes. A la réception aussi et avec un certain nombre d'antennes et des traitements adéquats, il s'agit de simuler cette réception dans une même bande de n canaux différents [1].  le principe de la diversité est de fournir au récepteur plusieurs versions du même signal. Si ceux-ci peuvent être affectés de différentes manières par le chemin du signal, la probabilité qu'ils soient tous affectés en même temps est considérablement réduite. En conséquence, la diversité aide à stabiliser une liaison et améliore les performances, réduisant le taux d'erreur.  Plusieurs modes de différentes diversités sont disponibles et offrent un certain nombre d’avantages : Diversité temporelle : en utilisant la diversité temporelle, un message peut être transmis à différents moments, par ex. utilisant différents créneaux temporels et codage de canal. Diversité des fréquences : cette forme de diversité utilise des fréquences différentes. Il peut s'agir de l'utilisation de différents canaux ou de technologies telles que le spectre étalé / OFDM. Diversité spatiale : La diversité spatiale utilisée dans le sens le plus large de la définition est utilisée comme base pour MIMO. Il utilise des antennes situées dans différentes positions pour tirer parti des différents trajets radio qui existent dans un environnement terrestre typique.  Les deux principaux formats de MIMO sont : Diversité spatiale : la diversité spatiale utilisée dans ce sens plus étroit fait souvent référence à la diversité de transmission et de réception. Ces deux méthodologies sont utilisées pour apporter des améliorations au rapport signal / bruit et elles se caractérisent par une amélioration de la fiabilité du système vis-à- vis des différentes formes de décoloration. Multiplexage spatial : cette forme de MIMO est utilisée pour fournir une capacité de données supplémentaire en utilisant les différents chemins pour transporter du trafic supplémentaire, c'est-à-dire en augmentant la capacité de débit de données. Conclusion : Grâce à l'utilisation de plusieurs antennes, la technologie sans fil MIMO est en mesure d'augmenter considérablement la capacité d'un canal donné tout en respectant la loi de Shannon. En augmentant le nombre d'antennes de réception et d'émission, il est possible d'augmenter linéairement le débit du canal avec chaque paire d'antennes ajoutées au système. Cela fait de la technologie sans fil MIMO l'une des techniques sans fil les plus importantes à utiliser ces dernières années. Comme la bande passante spectrale devient un produit de plus en plus précieux pour les systèmes de radiocommunication, des techniques sont nécessaires pour utiliser plus efficacement la bande passante disponible. La technologie sans fil MIMO fait partie de ces techniques. III) Simulation : III.1 Transmission MIMO - Réaliser le modèle Simulink suivant Aide pour la configuration: Ra A\ 6.NJ *hannrl ( mnsk"' (link] MIMD Ch ° DI BC C• nbiner Channel MIk¥0 Ch °Channel DSTBC Questions: -Expliquer le rôle des deux blocks ‘OSTBC Encoder’ et ‘OSTBC Combiner’ ? -‘ OSTBC Combiner’:Combinez les entrées pour les signaux reçus et l'estimation de canal selon le code de bloc orthogonal espace-temps (OSTBC) - OSTBC Encoder: Encoder le message d'entrée à l'aide du code de bloc orthogonal espace-temps (OSTBC) III.1.3 Variation de BER en fonction du SNR Configurez le modèle Simulink précédent pour une modulation 8-PSK. - Pour déterminer l'influence du SNR sur les performances du BER pour la transmission MIMO avec modulation 8-PSK, faire varier le rapport signal sur bruit (SNR) et mesurer le taux d’erreur binaire. -remplir les cases de BER dans le tableau. - tracer la courbe du BER en fonction de SNR SNR 0 5 1 0 1 5 2 0 BER 0.01525 0.01351 0.01274 0.01268 0.01265 - Que remarquez-vous - lorsque le SNR est augment ; le Diminue le BER - tracer la courbe du BER en fonction de SNR III.1.4 Variation du BER en fonction du type de modulation Pour déterminer l'efficacité de chaque type modulation (8-PSK, 16-PSK, 16-QAM et 64-QAM), en fixant le rapport SNR=4 et en modifiant le type de modulation à chaque fois. Lorsque vous changer le bloc de modulation, vous devriez changer les paramètres en fonction de chaque type de modulation (M=2k). Modulati on 8-PSK 16-PSK 16-QAM 64-QAM BER 0.01373 0.05852 0.03983 0.08924 - Que remarquez-vous De chaque type de modulation ,lorsque augmenté le M(PSK ,QAM) k , Le BER a été augmenté le BER Ce qui concerne de type de modulation III.1.5 Variation du BER en fonction du nombre d’antennes d’émission/réception Configurez le modèle Simulink précédent pour une modulation 8-PSK. Pour déterminer l'influence du nombre d’antennes d’émission/réception sur les performances du BER pour la transmission MIMO avec modulation 8-PSK. Faire varier le nombre d’antennes et mesurer le taux d’erreur binaire. -remplir les cases de BER dans le tableau. MIMO 2×2 3×2 4×4 2×4 BER 0.01373 0.09953 0.06150 0.001172 Qu’observez-vous ? [2×2, 3×2] : pour le nombre d’antennes d’émission supérieur ou égal a nombre d’antennes réception remarequé que le BER augmente [4×4, 2×4] : pour le nombre d’antennes d’émission inferieur et égal le nombre d’antennes récepteur , le BER se diminuer -Donner une conclusion générale sur le TP ? MIMO est une technique de multiplexage utilisée dans les radars, réseaux sans fil et les réseaux mobiles permettant des transferts de données à plus longue portée et avec un débit plus élevé qu’avec des antennes Cette technique affecte plusieurs facteur SNR ,type de modulation et le nombre d’antennes E/R Dans ce tp nous étudions RÉFÉRENCE [1] B. A. Bjerke and J. G. Proakis, "Multiple-antenna diversity techniques for transmission over fading channels," WCNC. 1999 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (Cat. No.99TH8466), New Orleans, LA, USA, 1999, pp. 1038-1042 vol.3. uploads/Litterature/ travaux-pratique-04-mimo.pdf