Evolution des systèmes de radiocommunication

21/10/2017
Publication REE REE 2005-4
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2005-4:20539
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Evolution des systèmes de radiocommunication

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Dossier TRÈS COURTE OU TRÈS LONGUE PORTÉE 7 Evolution des systèmes a a de radiocommunications r Par Michel TERRE 1, Caroline BAZILE 1 'CNAM,'CNES OTOTrEm t L' t-1 --I Systèmes de radiocommunications, UMTS, UMTS, WiMax, Satellite lntrocluction Les systèmes de télécommunications radio connaissent des développements importants et voient leurs domaines d'applications et d'usages se modifier assez fortement [1] [2]. Pour les liaisons à très grandes distances, on trouve une utilisation classique des infrastructures à base de fibres optiques, complétées par des solutions d'accès radio satellitaires. Pour les applications à moyenne et faible distances, on constate assez globalement que de nombreuses solutions "radio " ont tendance à se développer avec des débits importants et des contraintes de mobilité. Les fréquences utilisées, les canaux de propagation, les configurations d'interférences changent assez notablement par rapport à d'anciens systèmes radio et de nouvelles problématiques de traitement du signal apparaissent. L'objet de cet article est de tenter de présenter le panorama le plus exhaustif possible des systèmes en déploiement actuellement, puis d'essayer d'identifier quelques sujets nouveaux de recherche en traitement du signal. Etablir un panorama conduit à essayer de proposer une classification des systèmes de télécommunications. Celle-ci peut être menée selon plusieurs axes. On peut ainsi conduire une analyse selon la mobilité du terminal. Une autre approche consiste à classer les systèmes selon leurs débits. La classification qui a été retenue dans cet article consiste à différencier les systèmes essentiellement selon leur portée radio. Il sera grandement fait mention dans cet article des normes IEEE de type 802 (Local & Metropolitan Area Network Standard Committee) parmi lesquelles on distinguera les sous-familles de normes qui concernent des applications " grand public ". Il s'agit essentiellement des trois normes suivantes : IEEE 802.15 : normes pour réseaux personnels (PAN), qui concernent donc des équipements de faibles tailles, faibles coûts, de faibles complexités et s'adressant à des communications à très courtes distances. . IEEE 802.11 : normes pour réseaux locaux (LAN), qui concernent des équipements de tailles et complexités légèrement supérieures aux équipe- ments des réseaux PAN. . IEEE 802.16 : normes pour réseaux métropolitains (MAN), il s'agit ici d'équipements un peu plus importants en tailles, complexités et puissances. ESSEN TI SYNOPSIS Cet article dresse un panorama des sytèmes d'accès radio en proposant une classification de ces derniers en fonction de la portée. Plusieursfamilles sont ainsi décrites et un aperçu de l'ensembledes normesactuellement en coursde déploiementou de discussionest proposé. Il est ici soulignéque ce sont différents sous-ensembles,consti- tués chacunde normescomplémentaires,qui sont appelésà être déployésafin d'offrir à l'usagerune gamme complètede débits et de servicesen fonction de sa localisationet de sa mobilité. L'article tente d'identifier quelques axes de recherche en traitement du signalqui devraientêtre importantsdansun avenir proche, compte tenu des contraintes de cohabitation de ces différents sytèmes radio entre eux et compte tenu des objectifs très élevésde débits, requis par les futurs servicesmobiles. This paperpresents wireless networks evolutionsandfocuses on new research topics in signal processing linkedto these evolu- tions. An important number of new wireless solutions are pre- sented in this paper.All of them will not be developedin the same time in the same placebut a coexistenceof a reducedset of them could represent in the future the Beyond3G (B3G)solution REE N04 Avrii 2005 Dossier TRÈS COURTE OU TRÈS LONGUE PORTÉE ? Nom Bandedefréquences Débit Puissance Portée ZigBee 868,3MHz(1 canal de 2 MHz 20 kbit/s 1mvv lom (802.15.4) 915MHz(10canaux de 2 MHz) 40kbit/s <100mW 2,4GHz(16canaux de 2 MHz) 250 kbit/s Bluetooth 2,4GHz(79canaux de 1 MHz) 64 kbit/s 1mW lom (802.15.1) 434 kbit/s 100 MW 723 kbit/s 802.15.3 2,4GHz(5 canaux de 15 MHz) 11Mbit/s 6,3 MW lom 22 Mbit/s < 100 MW 33 Mbit/s 44 Mbit/s 55 Mbit/s Tableau 1. Caractéristi9ues des systèmes à très courte portée. Nom 802.15.3a Bandede fréquences Débit Puissance BandeUWB de3,1GHz à 10,6 GHz < 400Mbit/s voir gabarit Portée lom Tcibleau2. Caractéristiques des systèmesà très courte portée. 2. Systèmes à très courte portée Les systèmesconsidérésdans ce paragraphe correspondent typiquement à des portées de l'ordre de 10 m avec plusieurs classes de débit allant de 20 kbits/s jusqu'à 400 Mbits/s. L'objectif principal de ces systèmes est de remplacer tout un ensemble de cordons qui s'emmêlent en général derrière les équipements d'électronique, et rendent le déplacement de ces derniers extrêmement pénible [3]. Il peut s'agir par exemple du cordon de la souris d'un ordinateur (ex : souris d'ordinateurs Bluetooth). D'autres applications de type " oreillettes Bluetooth " sont aussi proposées. Le tableau 1 ci-dessus dresse un bref inventaire d'un premier groupe de systèmes pour des débits inférieurs à 50 Mbit/s. Les puissances mises en jeux sont très faibles et le canal de propagation est relativement direct. Les formes d'ondes utilisées sont en général assez classiques et il s'agit générale- ment de modulations de fréquence à phase continue (CPM) comme la GMSK. Pour éviter les interférences inhérentes à l'émission dans la bande ISM (autour de 2,4 GHz) ces sys- tèmes utilisent en général du saut de fréquence parmi les dif- férents canaux dont ils disposent. Globalement il n'y a pas, pour l'instant, de problèmes très spécifiques de traitement du signal à résoudre pour déployer ce genre de transmissions. Parallèlement à ces systèmes existants, des approches, dites Ultra Large Bande (UWB : Ultra Wide Band) [4], sont en cours de normalisation. La portée reste de l'ordre de 10 m mais le débit est beaucoup plus important et peut atteindre 400 Mbit/s. Les "cordons ", qu'ils soient analogiques ou numériques, que ces futurs équipements radio pourraient remplacer, sont typi- quement : le cordon péritel entre un téléviseur et un magnétoscope, un lecteur de DVD ou un vidéo- projecteur ; le câble d'imprimante ou d'autres types de câbles. Des applications de transferts de fichiers volu- mineux (audio et vidéo) entre ordinateurs mis en réseau sont aussi envisagées. Couvrant une bande de fréquence de 7 GHz déjà occupée par d'autres réseaux, les futurs systèmes UWB sont contraints de respecter des gabarits d'émission extrê- mement sévères. Un gabarit a été normalisé par la FCC aux Etats-Unis en février 2002. En Europe des discus- sions sont en cours au niveau de l'ETSI et de la CEPT. La figure ci-après présente le gabarit d'émission de la FCC et une proposition de gabarit actuellement en discus- sion en Europe (CEPT). Les valeurs de ces gabarits sont exprimées en dBm/MHz. La valeur - 41 dBni/MHz du masque FCC correspond donc à une PIRE de 79,4 nW/MHz. Une émission dans la totalité de la bande de fréquence (3,1 10,6 GHz) correspondrait alors donc à une PIRE d'environ 0,5 mW. L'approche ULB (ou UWB : Ultra Wide Band) est en définitive fortement liée aux principes fondateurs du REE No 4 Avril2005 Évolution des systèmes de radiocommunications L mites de p (jissances por 'UVVB proposition CEPT masque FCC -30- 40 ; 50 , 60 TJ 70- -80 -90 100 4 5 G fréquence en GHz 10 Figure 1. Gaharit d'émission UWB (Ultra large Bande) en Europe (discbisssion CEPT) et aux Etats-Unis (iiiasqtie FCC autorisé deptiis.février 2002). CDMA qui, idéalement, part du postulat qu'il ne faut à aucun prix décomposer une bande de fréquence en sous- bandes, mais laisser la totalité de cette bande libre d'ac- cès pour tous les utilisateurs potentiels. En trouvant une méthode quelconque pour dissocier les utilisateurs au niveau du récepteur, on tire alors profit de l'aspect statis- tique des émissions et le canal est idéalement occupé. Le CDMA que nous connaissons aujourd'hui est une méthode simple de séparation des utilisateurs qui consiste à les "embrouiller " chacun avec une séquence d'étalement pseudo-aléatoire (appelée " code d'étalement "), et à les séparer à l'arrivée par corrélation par ces mêmes codes ou par des codes modifiés pour tenir compte du canal de propagation (RAKE, MMSE...). Cette approche a le grand mérite d'être extrêmement simple à mettre en oeuvre d'un point de vue technologique (multiplications des symboles émis par des séquences de valeurs +/-1), mais elle souffre de plusieurs défauts. En particulier la perte d'orthogonalité des codes d'étalement qui survient soit lors de la désynchronisation des émissions (inévitable en voie montante), soit lors de la traversée du canal de propagation. Cette perte d'orthogonalité se traduit par l'apparition d'un bruit d'interférence important qui limite donc en définitive la capacité des systèmes basés sur cette méthode d'accès. Malgré tout, comparée à des approches TDMA ou FDMA, cette solution conduit à un gain global de capacité au niveau du réseau, et elle se trouve à la base de presque toutes les normes de troisième génération de téléphonie mobile (Cdma2000, UMTS). L'analyse de ces normes montre cependant qu'il a fallu faire un compromis technologique et diviser la bande UMTS en sous-bandes de 5 MHz, afin de pouvoir concevoir des émetteurs- récepteurs de faible taille et de faible coût. L'approche ULB va plus loin et a pour vocation d'utiliser une bande de fréquence de 7 GHz (3,1-10,6 GHz). Bien entendu réaliser un récepteur numérique avec une bande passante de 7 GHz, donc avec une fréquence d'échantillonnage au moins égale à 14 GHz et avec des composants de traite- ment du signal fonctionnant à cette cadence (du moins pour les premiers étages du récepteur), est irréaliste aujourd'hui (du moins, encore une fois, pour un récepteur de faible taille et de faible coût). Les premières solutions de forme d'onde ULB se sont donc basées sur des solutions de transmission par impulsions, avec codage de l'in- formation par la position temporelle de l'impulsion, (modulation PPM : Pulse Position Modulation). Cette solution a l'immense avantage de permettre d'envisager des émetteurs-récepteurs mixtes analogiques-numériques. En réception, il faut alors effectuer des corrélateurs analogiques et c'est uniquement la sortie de ces derniers qui est échantillonnée à un rythme plus raisonnable. La prouesse technologique (maîtrisée en France par le CEA/LETI) réside alors dans la maîtrise de ces fameux conélateurs analogiques. Il va sans dire que la modulation PPM est assez rudimentaire, et que l'on sait parfaitement concevoir des formes d'ondes plus élaborées et plus performantes. C'est ainsi qu'un consortium d'industriels a imaginé d'effectuer des transmissions ULB avec une forme d'onde OFDM (Consortium MBOA : Multi Band OFDM Access). Bien entendu, on retombe alors sur une impossibilité technologique. Le compromis, arrêté aujourd'hui consiste à décomposer les 7 GHz de la bande de fréquence dévolue à l'ULB en sous bandes de 500 MHz. Il est alors tout juste possible (voir les problèmes de précision des convertisseurs analogiques- numériques) de réaliser des émetteurs-récepteurs numé- riques. Il est finalement assez paradoxal de suivre le cheminement des travaux ULB : dans un premier temps, on est ainsi " parti " sur l'emploi idéal de 7 GHz de bande d'un seul tenant, puis on a redécomposé cette immense bande en sous-bandes de 500 MHz et enfin, on envisage une forme d'onde OFDM qui va finalement revenir à utiliser des canaux fréquentiels orthogonaux de 4 MHz. Les transmissions UWB génèrent actuellement de très nombreuses études et plusieurs réalisations ont été présentées lors du CES (Consumer Electronic Show) qui s'est tenu début janvier à Las Vegas. Le problème des antennes, accordées sur 7 GHz de bande, est un des sujets les plus difficiles à résoudre. L'architecture du récepteur est aussi un point d'étude très délicat. La frontière entre les traitements analogiques et numériques doit être définie avec beaucoup d'attention. Pour les approches impulsionnelles de type PPM, des solutions de démodulations non cohérentes avec détection d'énergie ont été proposées, et il est possible de démontrer un certain nombre d'optima- lités de ces approches. Les approches à base d'OFDM préconisées par le consortium MBOA doivent quant à elles obligatoirement être basées sur une numérisation d'un signal à très large bande (au moins 500 MHz de bande) et sur un "coeur" de FFT extrêmement rapide. Il y a là un défi technologique à relever (d'autant plus que le signal OFDM a un facteur de crête très important). REE Nn 4 Avril2005 Dossier TRÈS COURTE OU TRÈS LONGUE PORTÉE 7 Nom Bandede fréquences Débit Puissance Portée De 56 GHz à 62 GHz 220Mbit/s < 1 mvv < 15M Tableati 3. Caractéristiqt (es des s) stèiiies iiiilliiiiétriqiies à très coitrte poy,tee. Nom Bande defréquences Débit Puissance Portée 802.11 b 2,4 GHz (14canauxde 22MHz) 1Mbit/s <100 mvv < 150 m 2 Mbit/s ll Mbit/s - ------ --- - ----- - --------- - - 802.11 g 2,4 GHz (14canauxde 20MHz) de 1 Mbit/s < 100MW < 150 m à 54Mbit/s 802.11 a 5,15 GHz (20 canauxde 20 MHz) de 1 Mbit/s < 200mW < 100m à 54Mbit/s en intérieur uniquement Tableaii 4. Carcieté-istiques des s,stèiies WiFi. Le canal de propagation UWB est actuellement l'objet de nombreuses études et plusieurs travaux cherchent à identifier les meilleures structures de réception pour les transmissions utilisant cette bande de fréquences. Les problèmes d'accès multiples sont aussi relativement spécifiques en UWB, d'autant plus que ce type de transmissions est très souvent associé à des architectures de réseaux hautement décentralisées et sans coordination (réseau ad-hoc). Il en découle tout un ensemble de nou- veaux cas d'études encore peu explorées. Parallèlement à ces développements dans la bande 3,1-10,6 GHz, des études de systèmes de transmission sur des fréquences beaucoup plus élevées (dans le domaine millimétrique) sont actuellement menées. Ces transmis- sions ont l'avantage de se situer dans des zones du spectre peu encombrées (à part une bande militaire vers 59,3 GHz), de permettre de réutiliser facilement les fréquences et d'utiliser des antennes de très faible taille. 3. Systèmes à courte portée La deuxième grande classe de portée concerne les liens radio allant de quelques mètres jusqu'à environ 500 m. Les principales applications sont les mises en réseau local d'équipements d'informatiques (PC, impnmantes, serveurs divers...). Ces systèmes sont connus sous le nom commercial de WiFi [5] [61 et ils regroupent les 4 normes issues de la norme IEEE802.11 parue en 1997. Cette norme a connu deux premières évolutions différentes en 1999 : IEEE802.1 1 b et IEEE802. 1 la. Puis ces deux évolutions se sont en partie regroupées en 2003 sous l'appellation IEEE802.Ilg. Ces différentes solutions sont détaillées dans le tableau ci-dessus. Les déploiements les plus importants concernent actuel- lement la norme 802,11 g où des équipements réseaux de très petite taille (type clé USB) permettent d'installer des réseaux locaux domestiques très simplement et sans aucune intervention matérielle, ni quasiment logicielle. La norme 802.11 a est encore en grande partie limitée à des applications en intérieur (indoor) mais des autorisa- tions pour une utilisation en extérieur (outdoor) sont en cours de discussions en Europe (la difficulté principale de l'usage en extérieur provient de problèmes d'interférences avec des radars météorologiques et des radars de radio- navigation aéronautique). Plusieurs évolutions de cette famille de normes 802,lla/b/g portent des lettres d'extension différentes (h, e, i, n, k, r) et concernent des détails de réglementation, de qualité de service, de sécurité, de mobilité, etc. On a ici passé sous silence la norme européenne Hiperlan II, qui, du point de vue de la couche physique, est équivalente à la solution 802.11.a. Les solutions WiFi sont basées, soit sur des formes d'ondes de type CDMA (IEEE802.1 lb), soit sur des formes d'ondes OFDM (IEEE802.lla/g). Ces solutions de transmissions sont bien maîtrisées et il existe [7] des travaux de caractérisation du canal de propagation aux fréquences utilisées (2,4 GHz, 5,15 GHz). D'importants travaux, menés actuellement, concernent les prévisions d'interférences entre les systèmes WiFi entre eux, et entre les systèmes WiFi et les systèmes à très courte portée déployés dans les mêmes bandes de fréquences (cf paragraphe précédent). 28 REE No 4 Avril2005 Évolution des systèmes de radiocommunications Nom Bandede fréquences Débit Puissance Portée UMTS Autour de 2 GHz canaux de 5 MHz 2 Mbit/s [maximumthéoriquel < 150 MW (terminal) Cellulaire « 20km,typique 1km) T (ibleait 5. Cat-tit-téi-isticliies de l'UMTS. 1885 1920 1980 2010 2025 2110 2170 2200 MHz 1 TDD 1 FDD 1 satellite1TDD 1 1 FDD 1 satellite TDD : Time Division Duplex FDD : Frequency Division Duplex Figure (2. Baii (les (le,fi-éqiteiices iiiitiales de l'UMTS On notera que le site Internet " WiFi Alliance " ! illp ://www.wi-fi.org dresse l'inventaire des lieux publics où l'on peut avoir accès à Internet via une connexion WiFi. 4. Systèmes à moyenne et longue portée Il s'agit là du domaine des réseaux cellulaires avec des portées de plusieurs kilomètres. Les évolutions les plus importantes concernent actuellement le développement des systèmes dits de troisième génération (3G). Il s'agit en l'occurrence de l'UMTS [8] [9] et de la solution concurrente du 3GPP2 appelée Cdma2000. On notera aussi l'apparition de nouveaux systèmes de type " boucle 1, e - l'automne 2005 (WiMax locale radio'annonc's poui Worldwide Interoperability for Microwave Access). Les principales caractéristiques de l'UMTS sont résumées dans le tableau ci-dessus et les bandes de fréquence sont précisées sur la figure 2. Par rapport à ces premières allocations de fréquences des bandes d'extension entre 2.5 GHz et 2.7 GHz sont prévues. Le site internet http ://www.3gtoday.com tient à jour la liste des réseaux de troisième génération déployés dans le monde ainsi que le nombre d'abonnés de ces réseaux. Fin septembre 2004, on comptait dans le monde 9,3 millions d'abonnés à des réseaux 3G basés sur la technologie Cdma2000 IxEV-DO et 10,8 millions d'abonnés à des réseaux 3G baséssur la technologie UMTS FDD W-CDMA. En ce qui concerne l'UMTS, une course de vitesse est engagée avec la norme concurrente Cdma2000 1 x EV-DO pour offrir rapidement une augmentation de débit par rap- port aux premiers objectifs de 2 Mbit/s. Pour cela l'évolu- tion prévue pour la voie descendante porte le nom de HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), tandis que l'évolution correspondante pour la voie montante s'appelle EUDCH (Enhanced Uplink for Dedicated Channels). La première version de la norme UMTS référencée comme la version 99 (Release 99 : R99), prévoyait une efficacité spectrale égale à 0,3 bit/s/Hz et un débit crête égal à 2 Mbit/s. Il est assez vite apparu que cette capacité c serait rapidement insuffisante [10] et l'évolution HSDPA a été envisagée. Par rapport à la " Release 99" on va alors e parler des "Release " R5 puis R6. L'augmentation de débit est obtenue en adaptant de manière rapide la forme d'onde à la qualité du canal de transmission : Adaptive Modulation and Coding " (AMC). Pour cela plusieurs nouveaux schémas de coda- ge sont normalisés et il est possible d'utiliser une modu- lation QAM16 au lieu de la QPSK initialement prévue. 1 L L'évolution HSDPA intègre aussi des stratégies de réémissions en cas d'erreurs de transmissions : " Automatic Repeat reQuest " (ARQ). Des approches qualifiées d'hybrides : "Hybride ARQ " (HARQ) ont même été proposées. Ces approches hybrides consistent, lors d'une notification de mauvais décodage d'un bloc de données, à retransmettre, non pas le bloc, mais des bits de redondance supplémentaires sur ce bloc afin d'aider le récepteur à retenter un décodage. c Enfin l'approche HSDPA intègre les transmissions multi-codes, il est ainsi possible d'émettre en parallèle jusqu'à 15 codes vers un même terminal. Le tableau 6 présente ces évolutions de l'UMTS pour la voie descendante. Les différentes nouvelles solutions algorithmiques introduites dans l'évolution de l'UMTS peuvent avoir un effet soit sur le débit, soit sur la couverture, soit bien entendu sur les deux. Le tableau 7 présente un bref inventaire de ces techniques en indiquant schématiquement leurs influences principales. De son côté, l'évolution Cdma2000 1 x EV-DV du Cdma2000 1 x EV-DO doit permettre d'atteindre 5 Mbit/s. REE No 4 Avril200 ns, ;i oos Dossier TRÈS COURTE OU TRÈS LONGUE PORTÉE ? HSDPA (3GPP R5) Débit crête 10.8 Mbit/s HSDPA avec MIMO (3GPP R6) Débit crête 20 à 30 Mbit/s OFDM pour haute efficacité spectrale High Speed Downlink Packet Access - Augmentation du débit - Meilleure efficacité spectrale - Modulation et codage adaptatifs en fonction de la qualité du canal Multiple Input Multiple Output Augmentation de la capacité et donc du débit - Augmentation de la couverture Orthogonal Frequency Division Multiplexing Adapté aux canaux multitrajets les plus difficiles - Utilisé avec HSDA et MIMO Tableau 6. Evolutions de l'UMTS. HSDPA (3GPP R5) Débit crête 10.8 Mbit/s Frequency Division Duplex (FDD) - Facile à déployer dans un environnement multi-cellulaire. - Ne demande pas de synchronisation. Time Division Duplex (TDD) - Facile de basculer la capacité entre les sens montants et descendants. - Bien adapté au traitement d'antennes (le canal est symétrique car c'est la même fréquence en montant et en descendant). Multi-Porteuses (OFDM) - Haute efficacité spectrale même sur les canaux multitrajets très sélectifs. - Faible complexité du récepteur comparativement au CDMA (ex MMSE). Multiple Input Multiple Output system (MIMO) - Augmentation de la capacité. Débit Débit + ++ +++ Adaptation de la modulation et du codage (AMC) - Meilleur débit. - Meilleure efficacité spectrale. ++ + Automatic Repeat Request ( 1î0 khrtls F ;t)( F' HSCSD 1Î (),bills c.! J ( ; \-. (sm UPRS 1khil !. " HSCSL) 170 Lbit/, li.2 L FDD LIii FDD 1 () tvlh1lfs TD- TD-C [) \'IA Phl- - \'nchn) nuus " f'! \1h)!/s ( > CDMA 284 Lbit/, CDIVI/\ one (IS9it 708 khit/ 7> CdnfiCfi 1\.',07 hlU, . : : : " Cdiii,i0 () ( \bV-DO -..l \1lpiUs Ctliii,i'00 () vF\--DV' ; -7 Mhi:i > WLAXtWiFt ! IEEE LE 1 th 1 1 \\LAN (W) Fi) IL, 4' IF F, F, 2 0 Fta MF-TDMA fixe ou QPSK Turbocodeconvolutif Oui Satellite dynamique parallèle DVB-S2 Satellite TDM (IPSK, 8PSK, LDPC Oui Terminal (12+4)APSK Tableait J J. Principales caractéristiques des inteifaces air DVB par satellite. Nom UMTS satellite Bandede fréquences Débit Puissance Portée Montante 1980-2010 MHz Descendante2170-2200 MHZ < 2 Mbit/s de 250 mW à 8W (terminal) Terrevers orbite géostationnaire Tcibleaii 12 - Baiides de fréquence S- UMTS connu le succès commercial attendu. D'autres projets (Celestri, SkyBridge, Télédésic...) n'ont pas été jusqu'au stade de mise en service avant d'être abandonnés. D'autres solutions à base de satellites géostationnaires existent aussi, comme par exemple le système Thuraya (http ://www.thuraya.com). Dans la plupart de ces cas l'utilisateur dispose d'un terminal de la taille d'un télé- phone GSM qui basculera automatiquement du réseau cellulaire vers l'accès satellite lorsque l'usager sort de la zone de couverture GSM. Les nouveaux systèmes par satellite qui émergent pour desservir des terminaux mobiles sont aujourd'hui plus centrés sur des services de diffusion. On peut notamment citer le satellite MBSat qui débute son service commercial au Japon et en Corée en permettant la diffusion de contenu TV, audio et multimédia vers les mobiles. En Europe, des travaux sont en cours chez Alcatel Space et dans le cadre du groupe ETSI S-UMTS (Satellite - Universal Mobile Telecommunications System) pour définir un standard de communications mobiles par satellite compatible du standard terrestre (basé sur la forme d'onde WCDMA) et minimisant ainsi le surcoût d'un terminal bi-mode terrestre et satellite. Le système SDMB (Satellite Digital Multimedia Broadcasting), qui propose de compléter l'UMTS terrestre par une composante de diffusion numérique, est un exemple d'application de ce standard. Le tableau ci-dessus rappelle les bandes de fréquence de l'UMTS par satellite. 6. Conclusion Cet article a présenté les principaux systèmes d'accès radio actuellement en développement. Comme il a été précisé en introduction, il ne faut pas s'attendre au déploiement en parallèle de tous ces systèmes en même lieu géographique, mais plutôt à des mises en place de c ZD réseaux radio offrant à l'usager des solutions de commu- nications avec des débits importants et une très bonne couverture, que ce soit en extérieur ou en intérieur. La tendance générale est d'essayer de densifier les points d'accès radio avec des antennes de petites tailles et des puissances mises en oeuvre assez faibles. Les premiers succès rencontrés par les réseaux WiFi font apparaître que certaines solutions radio offrent une alternative appréciée par rapport aux réseaux filaires. Les développements de ces nouveaux systèmes de communication radio sont l'occasion de la mise en oeuvre de nombreux "nouveaux " algorithmes de traitement du signal. On peut remarquer que presque tous ces systèmes utilisent des formes d'ondes de type CDMA ou OFDM, avec une tendance assez forte à la généralisation de l'OFDM. On remarque aussi que des solutions de codage REE No 4 Avril2005 Dossier TRÈS COURTE OU TRÈS LONGUE PORTÉE ? à base de turbo-codes se retrouvent dans presque tous ces systèmes. De nombreuses évolutions prévoient la mise en oeuvre d'approches MIMO avec plusieurs antennes en émission et en réception, ainsi que des solutions de codage ZD spatio-temporel. [8] P. LESCUYER, " UMTS ", Dunod, 2002. [9] H. HOLMA & A. TOSKALA, " WCDMA for UMTS ", 3rd ed, Wiley, 2004. [10] M.TERRE,Y.DUPUCH,&B.HNO, " UMTS, évolution de la capacité ", revue REE. n'2, février 2003, pp 83-86. 1111 G. MARAL & M. BOUSOUET, " Satellite Communications Systems ", 3rd ed, VViley, 1998. Références [1] J. P. HAUET, "Aperçu sur les nouvelles communications sans fil et leurs applications dans l'industne ", revue REE, n'IO, novembre 2004, pp 55-69 (21 P. B RASS 1 E 9, l'Les nouvelles perspectives en communica- tion industrielle avec les réseaux locaux radioélectriques IEEE B02. 11 ", revue R E E, n'l 0 novembre 2004, pp 70-77. [3] C.ZARADER, " Le protocole sans fi/ZigBeeIS02.15,4 et ses applications ", revue REE, n'l 0, novembre 2004, pp 78-85. [4] S. HETHUIN & 1. BUCAILLE, " Systèmes de communica- tions en Ultra large Bande ", revue REE, n'4, avril 2004, pp 55-63. [5] P. MÜHLETHALER, "802. 1 let les réseaux sans fil ", Eyrol (es, 2004. [61 K.. AL AGHA, G. PUJOLLE & G. VIVIER, " Réseaux de mobiles et réseaux sans fil ", Eyrolles, 2001. [7] Z. RONG & T S RAPPAPORT, " Wlreless Communications. Princples & Practice ", Prentice Hall, 2002. i I i, il iÎ I Michel Terré Diplôme d'ingénieur de l'Institut National des Télécommunications (INT 1987), Doctorat CNAM (1995), HDR Paris XII 1 (2004). Après avoir passé environ 10 ans dans l'industrie (TRT, Thomson CSF, Alcatel), Michel Terré a rejoint en 1999 la chaire de Radiocommunications du Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) où il est actuellement Maître de Conférences. Ses activités de recherche concernent l'optimisation des systèmes d'accès radio au niveau de la couche physique et de la couche d'allocation de ressources. Michel Terré est membre senior de la SEE et membre du bureau du club 29 (Traitement du Signal) de la SEE. Caroline Bazile a obtenu son diplôme d'ingénieur Télécom Paris en 2000. Elle travaille depuis pour le CNES dans le domaine des communications numériques pour les futurs systèmes de télé- communications par satellite. Elle est impliquée actuellement à la fois dans les interfaces air fixes (DVB et mobiles (UMTS par satellite, adaptation du DVB-RCS pour les terminaux mobiles) REE No 4 Avril 2005