Caractérisation et modélisation du canal radio en chambre réverbérante

Characterization and channel modelling inside a reverberation chamber

• Auteur / Autrice : Olivier Delangre
• Direction : Philippe De Doncker, Martine Liénard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microondes et microtechnologies
• Date : Soutenance le 23/10/2008
• Etablissement(s) : Lille 1 en cotutelle avec Université libre de Bruxelles (1970-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Guides d'ondes

Champs électromagnétiques

Ondes radioélectriques -- Propagation

Modèles mathématiques

Systèmes à entrées multiples et à sorties multiples

Mots clés libres

Chambre réverbérante

Résumé

L'utilisation d'une chambre réverbérante pour modéliser un canal de communication sans fil a récemment été proposée. La chambre réverbérante est une cavité métallique fermée dans laquelle se trouve une pale mécanique en mouvement permettant de modifier les conditions aux limites et d'ainsi obtenir en moyenne une répartition uniforme des champs. Cette cavité métallique fermée présente de nombreux avantages pour modéliser un canal de communication. Citons principalement le fait que l'environnement est reproductible grâce au mouvement de la pale. L'étude détaillée du canal de communication sans fil à l'intérieur de cet environnement est le sujet de cette thèse. Nous développons à la fois une approche théorique et expérimentale (dans 3 chambres réverbérantes différentes). En particulier, on caractérise ce canal dans les dimensions temporelles, fréquentielles et spatiales afin de dériver ensuite un modèle de canal. Nous nous intéressons en particulier aux systèmes sans fil multi-antennes car ceux-ci exploitent les trois dimensions (temps, fréquence, position). Ensuite, nous comparons l'environnement en chambre réverbérante au cas d'un environnement confiné, à savoir une voiture. Nous testons également une chaîne complète de transmission OFDM et SC-FDE sur base du modèle de canal en chambre développé dans cette thèse. Enfin, nous présentons un nouveau système de test composé de deux chambres réverbérantes couplées à l'aide d'un guide d'ondes dont les dimensions transverses peuvent être changées. Grâce à ce guide d'ondes, le degré de liberté du canal multi-antennes peut être contrôlé.

The subject of this thesis is the evaluation of the wireless channel model inside a reverberation chamber. A reverberation chamber is a metallic cavity with a mechanical stirrer whose aim is to stir the electric and magnetic fields inside the chamber. The main advantage of a reverberation chamber for channel modelling purpose is its ability to create an unlimited number of channel realizations. A complete characterization of the channel model is investigated in the three main dimensions (time, frequency and position). A theoretical and experimental approach (in 3 different reverberation chambers) is provided. Then a channel model is proposed. The focus is on multiple antennas systems. Their main characteristic is to take advantage of the three dimensions (including space). A full MIMO channel model is thus proposed and validated. Then, a measurement campaign in a car is compared with the measurements and the theory of the reverberation chamber. An OFDM and SC-FDE transmission scheme are applied on the previously developed channel model inside a reverberation chamber. The results are compared with a classical channel model. Finally, a new testbed is discussed. It is made of two reverberation chambers coupled through a waveguide whose transverse dimensions can be changed. The main advantage of this testbed is its ability to control the degree of freedom of the channel.