Faut il avoir peur de la 4G?

Aujourd’hui, l’ANSES ( Agence nationale de sécurité sanitaire
de l’alimentation, de l’environnement et du travail)
 doit remettre un rapport sur la dangerosité des ondes électromagnétique.

En attendant les conclusions du rapport, nous avons échos de la part des médias at autres associations du principe de nocivité des ondes, mais je propose de re-placer le problème au coeur du contexte.

Il s’agit avant tout de la classification des ondes électromagnétique dans le groupe 2b de la liste du CIRC c’est à dire, par principe de précaution, « peut être cancérogène pour l’homme ». On retrouve dans cette catégorie la laine de verre, les gaz d’échappement des moteurs à essence, sachant que les gaz d’échappement des moteurs diesel sont quant à eux classés dans le groupe 1.

Donc la téléphonie cellulaire a été classée dans le groupe 2b, classification déjà effectuée par l’OMS, rien de nouveau.

Je ne m’étendrais pas sur la classification, j’entends bien la difficulté au quotidien et la souffrance pour les electro-sensibles et cet article a pour objectif de reprendre les résultats d’études du comité COPIC. A ce titre, je vous propose la lecture d’un excellent article écrit par mon collègue Nima Yeganefar en cliquant sur ce lien.

Ondes électromagnétiques (ondes non ionisant)

Les équipements électriques polluent l’environnement en émettant des ondes electromagnétiques dont les caractéristiques principales à prendre en compte sont la fréquence et la puissance. Sur le schéma ci-dessous, on représente le spectre en fréquence et les applications du quotidien.

fig1
Les puissances d’émissions doivent respecter des valeurs maximales, lesquelles sont exprimées en V/m Volt par mètre ce qui représente la tension entre deux points séparés de 1 m. On parle d’exposition par le champ électrique mais la couverture et la qualité de service sont mesuré par d’autres critères (taux de réussite, débit disponible, …) et cette qualité de service nécessite une puissance minimale. En effet, lorsqu’on diminue la puissance d’un émetteur, l’exposition, la qualité de service et la couverture diminuent ; des lors, le service peut ne plus être disponible pour certaines zones.
Le champ électrique est normalisé, les valeurs sont résumées sur la figure ci-dessous
fig2
Il s’agit des valeurs maximales autorisées.
Pour estimer l’exposition du champ électrique, le comité COPIC s’est intéressé aux points les plus exposés nommé PPE. Ces points sont caractérisés par une exposition plus élevée que la moyenne des zones.
Le tableau ci-dessous résume les mesures réalisées dans 16 lieux différents :
tableau
Attention, il s’agit d’un modèle, sur la ligne total, la lecture est la suivante : 90% des niveaux d’exposition MODELISES sont inférieur à 0,7 V/m et 99% inférieur à 2,7 V/m. Nous sommes dont bien en dessous des valeurs maximales autorisés par la loi.
Les mesures effectuées sur les lieux les plus exposés ont montré que dans 20ù des cas, les antennes relais ne sont pas la source principale d’exposition. En effet, les mesures ont montré que les sources les plus fortes proviennent des émetteurs de radio FM, de bases de téléphone sans fil DECT, … Or depuis de nombreuses années, nous savons que la base de téléphone sans fil DECT émet à des puissances plus fortes que le WiFi et la téléphonie cellulaire. Les babyphones utilisant pour certains la norme DECT est donc soumise aux mêmes limitations de puissances. Il existe différents type de babyphones, il ne s’agit pas non plus d’incriminer tous les babyphones…
Pour clore cet article visant à une autre lecture que la propagande actuelle, je vous propose cette dernière figure. Avant cela, j’insiste sur le fait que je suis favorable au principe de précaution et que je n’ai pas la connaissance sur l’effet des ondes au niveau de la santé. Comme vous, je lis des informations, je positionne le débat sur les faits actuels. Le défaut des ondes cellulaires, comme le WiFi est le fait que la fréquence est située aux alentours des ondes de votre micro-ondes. Vous pourrez ainsi voir des faux films montrant que 3 téléphones qui s’appellent peuvent faire cuire un oeuf…. Nous ne sommes pas du tout dans la même gamme de Puissance, le micro-onde fonctionne à une centaine de watt.
fig3

Extrait du module de Formation LTE 4G – part 4

Voici le dernier article extrait du module de formation réalisé pour détailler la couche physique du LTE et principalement la formule de Shannon et le calcul de puissance.

Capacité : Formule de Shannon

Nous allons maintenant déduire de cette étude sur la couche physique, l’impact au niveau du calcul de Shannon appliqué au LTE.

C = FB log2(1 + SNR)

 C, la capacité est proportionnelle à la bande B, et dépend du rapport Signal à Bruit SNR de la communication. Le facteur F est un facteur de pondération qui prend en compte la durée du temps de garde mais aussi, du nombre de symboles de contrôle par RB.

Avec Nsc=12, le nombre de sous porteuses et Ns, le nombre de symboles OFDM par sous trame (une sous trame à une durée de 1ms). Or, nous savons qu’il y a 6 ou 7 symboles par slot, un slot étant une demi sous trame. Donc Ns=12 ou 14 (axe vertical).

Mais, dans un Ressource Block, il y a donc Nsc*Ns/2 symboles dont 4 symboles (RE) réservés au CRS  (Cell Reference Signal). Donc le nombre de symboles utiles pour la transmission sont proportionnelles à la formule de Shannon à un facteur (Nsc.Ns/2-4)/Nsc.Ns/2

Pour plus d’information, lisez l’article suivant

http://mirror.transact.net.au/pub/sourceforge/n/project/ns/ns3-lte/HARQ/Documents/State%20of%20the%20Art/Articles/phylayer_simu.pdf

Extrait du module de Formation LTE 4G – part 3

Couche Physique LTE

La couche physique du LTE-FDD s’appuie sur une trame de 10 ms, découpée en 10 sous trames, chaque sous trame est composée de 2 slots.

Les slots d’une durée de 0,5 ms sont composées de 6 ou 7 symboles d’informations (mode étendue ou normale), chaque symbole a une durée de 66,7 µs (principe d’OFDM cela correspondant à l’écart de porteuse de ∆F=15 kHz). Par conséquent la durée de transmission des 7 symboles (chaque symbole est défini par une durée de  66.7µs) est égale à 7*66.7µs soit 467µs et non en 500 µs (0.5ms). En fait, chaque symbole est complété du préfixe cyclique (CP) défini précédemment, dont les durées sont de 5.2µs pour le premier symbole et de 4,7µs pour les  6 autres symboles. La durée totale est donc de 5.2+6*4.7=33.4 µS

La durée du premier symbole avec le préfixe est donc de 66.7+5.2=71,9 µs. La fréquence d’échantillonnage est de 30720000 Hz, cela signifie que le signal est échantillonné toutes les 1/30720000 s.

Prenons l’exemple d’une règle de 30 cm, vous la graduez toutes les 1 cm. Supposons un signal TTL qui dure 30 seconde (TTL est un signal qui vaut 0 volt ou 5 volt), vous pouvez transmettre  un échantillon toutes les 30 secondes, donc soit un 0 soit un 1, ou vous pouvez transmettre 1 échantillon toute les secondes (dans ce cas, vous transmettrez 30 ‘0’ ou 30 ‘1’). Si maintenant le signal évolue lentement sur une durée de 30 secondes, vous pouvez transmettre 30 échantillons.  Voici un exemple sur un signal en temporel.

Dans le cas du LTE, la fréquence d’échantillonnage est de 30720000 = 2048 * 15 kHz = 8*3 400 000. Il est intéressant de constater que la fréquence d’échantillonnage est le multiple de l’écart en fréquence OFDM par le nombre maximum de porteuses (2048) mais est aussi un multiple de la séquence Chip émise en 3G (3,84 Mcps). Le récepteur pourra donc utiliser la même Horloge pour la réception en 3G et en 4G.

Reprenons nos explications, le premier symbole OFDM  à une durée de 71,9µs. Nous échantillons ce signal avec une fréquence d’échantillonnage de 30720000. Le nombre d’échantillons obtenus est donc : 71,9µs*30720000 = 2208 échantillons

En terme de calcul de puissance, on affecte la puissance du signal utile d’un facteur de perte égale à (T_frame-T_cp)/T_Frame, ce qui correspond au quotient de perte dû à l’insertion du CP.

Interprétons maintenant le tableau suivant

L’utilisation de la FFT permet de calculer plus rapidement la Transformée de Fourier d’un signal, par contre cela nécessite de travailler sur un nombre de porteuses multiples d’une puissance 2 soit une taille de FFT nommée N égale à 128, 256, 512, 1024, 1536 et 2048.

L’écart en fréquence est de 15 kHz. Si la FFT est sur N point, le signal avant conversion S/P est échantillonnée toutes les Ts=66,67µs/N. Il s’agit de la période d’échantillonnage. La fréquence d’échantillonnage Fs est donc 1/Ts=15000*N

Si N=128, Fs=1 ,92 MHz

Si N=256, Fs=3.84 MHz …

 

On transmet des Ressources Blocks, il s’agit de 12 porteuses, soit une bande de 180 kHz.

Si l’on transmet 6RB, la bande utilisée est de 6*180 = 1.080 MHz, cela revient à 6*12

 

 

 

 

 

Ouverture du réseau 4G chez Bouygues

Mardi 1er octobre, Bouygues ouvre son réseau sur la bande des 1800 MHz. Qu’en est il de la couverture de ce réseau à ce jour?

Il y a quelques mois, Bouygues annoncait un taux de couverture de 40% de la population, mais il s’avère que le réseau actuel est prêt pour 63% de la population. Orange et SFR seront à 40% et 35% respectivement d’ici la fin de l’année.

Voici la carte de couverture annoncée ce 1er octobre par Bouygues (cf : site de Bouygues Télécom) :

carte_4G_bouygues_petite

Le PDG de Bouygues Télécom, M Olivier Roussat annonce l’offensive après une longue période d’observation sur le nouvel entrant Free, et propose la création de 200 emplois de conseiller pour l’ouverture du réseau. Quant à la formation de ces employés, je leur propose de consulter le mooc à l’adresse suivante http://mooc-ipad-formation.eu  même si la téléphonie mobile n’est pas encore traitée, elle le sera prochainement.

Nous avions évoqué dans un précédent article certains services mis en place poar Bouygues (OTT), annoncant donc une bataille entre les opérateurs non seulement sur la couverture mais aussi sur les services (principalement liés à l’aspect téléphonie et synchronisation avec d’autres supports et des services télé-visuels).