Concours 4G Radio planning

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La société ATDI lance le concours du meilleur radio planning auprès des étudiants des universités telecom du monde entier pour le déploiement de la 4G en France.

Attention : Attention, les inscriptions sont closes le 28 février

Le radioplanning sera basé sur l’utilisation des Femtocells.

La société mettra à disposition son logiciel ICS designer et la cartographie 3D France en MR (20 m résolution) ainsi que les principales villes de France en HR, la base de données des sites 2G/3G existants.

Les concurrents devront choisir entre deux politiques de déploiement du réseau :

  • . Aménagement du territoire (zones blanches…)
  • . Rentabilité économique (ARPU…)

Chaque projet devra, de plus, comporter une section décrivant les débits maximum attendus en 4G mobile (UL & DL) et dans quelles conditions.

Les prix :

Les lauréats se verront affectés un prix de :

1er prix :

  • 10 000 EUR
  • Une offre d’emploi pour un poste d’ingénieur au siège d’ATDI ou dans une de nos filiales

2nd prix :

  • 4 000 EUR
  • Une offre de stage rémunéré au siège d’ATDI ou dans une de nos filiales au choix

3eme prix :

  • Un ordinateur portable avec le logiciel ICS designer Cloud (1 an)
  • Une offre de stage rémunéré au siège d’ATDI ou dans une de nos filiales au choix

Pour s’inscrire, rendez vous sur le site de l’ATDI, concours 4G.

 

Enquête UFC Que Choisir

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Récemment,  UFC que choisir a mandaté une entreprise pour réaliser une campagne de mesure radio sur les débits atteints en 4G dans la capitale. L’étude vient de paraître, et je vous livre le résultat de l’enquête et mes impressions.

Enquête UFC : UFC porte plainte contre orange et SFR pour publicité mensongère

UFC que Choisir a récemment publié une enquête : Etude 4G, prouvant que le réseau 4G d’Orange et SFR ne couvre pas à 100% Paris IntraMuros.

Orange et SFR n’ont pas d’obligation légale à ce jour pour couvrir 100% de Paris en 4G, malheureusement ces 2 opérateurs communiquent sur une couverture totale comme le démontre les articles suivants

UFC que choisir porte plainte pour Publicité Mensongère car au vu des études 80% de Paris serait couvert par Orange et SFR, alors, qu’Orange, se félicitait le 9 septembre d’une couverture qui sera totale sur Paris fin septembre, mettant en avant une carte 4G.

Notez bien sur la courbe les zones sur Paris ou les villes devaient être couvertes à fin septembre.

Orange se différenciait alors de SFR, lequel 2 semaines plus tôt annonçait une couverture partielle :

  • Communiqué du 27 aout : « Fin août, SFR possède la couverture 4G parisienne la plus importante et couvrira l’intégralité de la capitale fin 2013 »

Cependant, SFR indique sur son site web une présence sur tous les arrondissements de Paris (http://assistance.sfr.fr/mobile_support/reseau/couverture-reseau/en-3233-62267).

Cependant cette animation Flash n’indique pas une couverture à 100%, SFR présente les villes couvertes en France ce qui peut provoquer une confusion.

Remise en cause des mesures effectuées par UFC

Le lendemain de la publication du rapport, ZDnet sorti un article mettant en cause les mesures réalisées. La remise en cause est légitime, d’une part nous n’avons que peu d’information sur le protocole de mesure sur lequel s’appuie les conclusions de l’UFC, et d’autre part la durée de l’expérimentation est relativement faible.

Cependant,  l’importance d’une telle étude nécessite une compétence technique, et d’ailleurs UFC a délégué ce travail à un prestataire professionnel. Je ne remettrais pas en cause pour ma part une défaillance technique, les mesures ont été réalisées de manière stricto-identique pour les 3 opérateurs et je ne suis personnellement pas plus surpris que cela par l’annonce de ces résultats.

Il existe plusieurs types de test, on peut tester le débit, la Qualité d’experience, le taux d’échec en termes de paquets, le handover et la continuité de la session ou des sessions, … Les tests doivent être répétés dans le temps car les performances du réseau dépendent du nombre de connexions simultanées. A une heure de fort trafic (BHCA), la disponibilité est moindre.

Quelques points à préciser dans ce rapport :

  • Le protocole de mesure.
    • Le prestataire a utilisé 3 SIII, est ce qu’un S3 est dédié par opérateur ?
    • Combien de fois le prestataire est il passé dans la même zone ?
    • Le parcours
      • Vitesse de déplacement

Des précisions au niveau du rapport Etude 4G pourraient être apportées sur les points suivants :

Nous lisons en page 6-7 la base du test :

« Un test d’accessibilité aux réseaux 4G correspond à une tentative de chargement de cette page qui est faite simultanément avec les trois appareils. Le test se clôt une fois que la page est chargée sur les trois appareils, ou si au bout d’une minute la page n’est pas chargée sur au moins l’un des appareils (Note4). Une fois le test clôt, un autre test se lance après un timer de 40 secondes. »

Ainsi, « L’inaccessibilité à un réseau 4G est caractérisée lorsqu’au cours d’un test le réseau 4G n’a pas pu être accroché, c’est-à-dire lorsque la page web n’a pas pu être chargée sur le réseau 4G. ».

La note 4 précise que « Cette dernière configuration n’a été constatée que dans 0,05 % des cas » ce qui semble confirmer que :

  • Les 3 téléphones sont utilisés pour tester un opérateur, 22 000 mesures ont donc été faites par opérateur.
  • 0,05% soit un test sur 2000 par conséquent 11 mesures sur les 22 000 effectuées par opérateurs, un téléphone sur 3 n’a pas réussi à charger sa page alors que les deux autres ont terminé.

Il y a une différence fondamentale entre l’échec et la réussite :

  • En cas de réussite, une deuxième mesure reprend au bout de 40 secondes.
  • En cas d’échec, il faut attendre 1m40 avant de faire une deuxième mesure.

En première lecture, ce constat serait à l’avantage de l’opérateur, la question sous-jacente est de combien de mètre s’est déplacé le véhicule entre ces deux mesures ?

Mes conclusions

Les opérateurs se livrent à une course Marketing de la 4G, accélérant le déploiement d’antenne, mais pas les tests qui vont avec.

Dans l’article ZDNet, on pouvait lire une remarque concernant le nombre d’antennes :

« sur ces résultats, en particulier pour la zone Sud-Ouest de Paris, qui dispose d’un nombre de sites 4G identique aux autres arrondissements. »

Le nombre d’antennes n’est pas un gage de couverture. Il faut se préoccuper :

  • De la puissance d’émission de chaque antenne
  • Du tiltage des antennes
  • De la position de chaque antenne permettant un taux de recouvrement suffisant.

L’opérateur se préoccupe en premier lieu de la capacité d’une antenne et non de sa couverture. La capacité permet de gérer un certain nombre d’utilisateurs simultanément. Or dans une zone très dense, il faut rajouter des antennes et réduire ensuite la puissance d’émission de chaque antenne pour réduire sa couverture.

Partant sur le principe que le prestataire UFC a réalisé des tests dans les mêmes conditions pour les 3 opérateurs, mettant néanmoins en cause la notion de répétabilités des tests, j’en conclue que SFR et Orange n’ont pas déployé le réseau sur Paris à 100% en 4G. Mais 100% de Paris semble être couverte en Très haut débit, c’est-à-dire que la H+ doit couvrir les zones ou la 4G est encore défaillante. N’oublions pas qu’en 2012, Orange et SFR ont investi dans la H+ avant l’arrivée de la 4G.

Je vais terminer cet article sur la polémique du débit. L’ARCEP, le 5 septembre 2013, a classifié comme Très Haut Débit, un débit de 30 Mbps.

Quant au 150 Mbits par seconde, seul orange est en mesure de le fournir actuellement sur les bandes qui lui sont allouées car Orange dispose de 30 MHz de bande, 20 MHz actuellement permettent d’atteindre un débit de 100 Mbits, un débit théorique rappelons le. Cependant, prochainement avec 20 MHz de bande, les opérateurs pourront fournir un débit de 150 Mbits, il faut une évolution au niveau des antennes et des téléphones compatibles…

Faut il avoir peur de la 4G?

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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

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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

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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

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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).

Extrait du module de Formation LTE 4G – part 2

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cet article est la suite d’un premier descriptif issu d’un module de formation sur la 4G. Pour accéder au premier article, cliquez ici.

Dans cet article, nous allons nous intéresser au préfixe cyclique.

CP : Cyclic Prefix 

Comme indiqué précédemment, le découpage en sous bande simplifie l’égalisation du signal reçu, un autre point plus délicat à comprendre est l’utilisation de la redondance cyclique à l’émission pour réduire la complexité  des terminaux grâce à l’utilisation d’algorithmes à base de FFT. Une FFT est une transformée de Fourier rapide (Fast Fourier Transform) et qui nécessite d’avoir un nombre d’échantillon égale à une puissance de 2 (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, …). Nous retrouverons cette notion sur la couche physique du LTE, retenez ce point.

Le Prefixe Cyclique (CP) est une technique qui consiste à insérer une copie d’un bloc d’information à transmettre en amont de la trame. Plus clairement, il s’agit de récupérer une partie des informations à transmettre et d’insérer ces informations en début de trame.

En règle générale, il est nécessaire d’avoir une longueur du préfixe supérieur à la longueur du canal. Pour simplifier, prenez le phénomène d’écho, supposons l’écho vous revient au bout d’1 seconde, dans ce cas, il faudrait une longueur supérieure à 1 s afin de garantir qu’entre le 1er mot transmis et le deuxième, le premier mot avec écho soit arrivé au destinataire avant le 2ème mot.

Le CP joue le rôle de Buffer dans le cas d’une transmission dite à  multi-trajets (plusieurs échos), comme représenté sur la figure ci-dessous, afin d’éliminer l’interférence entre symboles (ISI)

Reprenons l’exemple avec 3 échos et avec rajout d’un préfixe. Le signal reçu est tronqué afin de supprimer les préfixes. L’écho apporte un retard entre le premier signal reçu et le 3ème. Je vais donc entendre 3 fois le mot échos avec des retards entre le premier, le deuxième et le 3ème écho.

Supposons que je souhaite transmettre les deux mots 1234567 puis 891234, je transmets d’abord 1234567 sans CP

Je transmets donc

1234567891

123456789

12345678

Je tronque [ ], je reçois donc un mélange des deux mots

xx [             ]

12[3456789]

  1[2345678]

xx [1234567]

Supposons que je souhaite transmettre les deux mots 1234567 puis 891234, je transmets d’abord 1234567 avec  CP 567

Je transmets donc

5671234567891

5671234567891

5671234567567891

Je tronque, je reçois donc un mélange des deux mots

567[1234567]891

   5[6712345]7891

     [5671234]67891

Je reçois maintenant 3 fois la même séquence, qui est le mot d’origine non pollué (interféré) avec le deuxième mot à transmettre. Comme de plus, chaque chiffre est transmis sur des porteuses multiples les unes des autres, je reçois trois fois la même séquence à une modulation fréquentielle près. Évidemment, l’inconvénient est l’émission d’une séquence redondante (plus de puissance à transmettre), et il faut respecter à ce que la longueur du CP soit plus importante que les multi-trajets

La chaîne complète est donc la suivante

Over the Top Technology : Bouygues prépare les services pour la 4G

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Le sigle (*cf. commentaire) OTT (Over The Top) fait référence aux sociétés de services qui exploitent le réseau de l’opérateur pour proposer des services aux consommateurs, sans cotiser auprès de l’opérateur pour l’utilisation du réseau, et qui de surcroit peuvent concurrencer les services des opérateurs, comme notamment la téléphonie (Skype, WhatsApp, …). Techniquement, OTT désigne le transport de programmes audio et vidéo sur Internet.  Over the Top reflète l’image que des protocoles supplémentaires à l’IP sont nécessaires pour l’acheminement du contenu et par conséquent ils se situent « au dessus » des protocoles traditionnels d’Internet (IP). Néanmoins, le protocole s’appuie sur l’IP, c’est à dire sur un protocole dit de best effort et par conséquent, la qualité du programme est fonction de l’encombrement du réseau.
Mais depuis 2009, l’amélioration des codeurs (et dans quelques années, le HEVC) et surtout la mise en place de cache au plus près des utilisateurs pour « buffériser » (mettre en cache) le contenu et éviter l’engorgement dans le réseau IP a permis d’améliorer la qualité et la fluidité des programmes vidéos sur IP.

La technology OTT permet la diffusion multimédias (audio et vidéo) sans impliquer la présence de fournisseur système qui contrôle la distribution du contenu (copyright, retransmission, …). Un exemple ? YouTube et Dai

La mise en place de la technologie VOLTE

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Selon les derniers chiffres sur le déploiement du LTE, à ce jour 81 pays et 213 opérateurs commercialise le LTE. Si le LTE est un réseau Data, ce dernier est accessible via des smartphones, lesquels représentent pour l’utilisateur est outil technologique pour passer des appels téléphoniques. Voila donc le paradoxe, à ce jour les appels téléphoniques doit se rabattre sur la technologie 3G ou 2G imposant par la même des sessions en parallèles sur la même techno. Le lecteur peut revenir sur l’article  en lien ici pour revoir la technique CSCF (Circuit Switch Fall Back).

VOLTE ou Voix sur LTE est une technologie permettant de réaliser des appels téléphoniques sur le réseau 4G, cette technologie s’appuie sur un coeur réseau en IMS, laquelle est une plateforme complète qui est nécessaire pour déployer les services de communications enrichies (RCS). De tels services sont déjà proposés en 3G, et l’intégration pour la 4G est la prochaine étape.

Ainsi, le VoLTE a pour objectif de fournir des services pour la voix avec une fiabilité au moins identique de celles proposées par les actuels réseaux cellulaires mais en exploitant un coeur réseau tout IP.

Les premiers services commerciaux proposés par VoLTE ont déjà démarré parmi les opérateurs proposant la qualité audio en HD (HD W-AMR), ce qui limite actuellement aux pays suivants

Voice over LTE

Orange ayant lancé récemment un service RCS (cf article du 12 avril), peut on espérer la mise en place de la technologie VoLTE l’an prochain? Selon les sources sur le net, il semblerait que le HD AMR nécessite la mise à jour de tous les MSC, quant au lien entre le VoLTE et le HD Voice W-AMR, je vous avouerai ne pas encore avoir fait le rapprochement. Ce sera l’occasion d’écrire un nouvel article.

 

 

 

 

 

Extrait du module de Formation LTE 4G

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Bonjour

dans mes modules de formation 4G, je détaille la couche physique et je développe une formule permettant de calculer la capacité théorique du canal en appliquant la formule de Shannon, et appliqué à la 4G.

Je vous propose de vous livrer un chapitre de mon cours, à travers 3 articles pour aboutir à la formulation de la capacité du canal en 4G.

Cet article étant le premier, je vais revenir sur l’OFDM, principe déjà traité dans ce blog.

Principe de l’OFDM

Deux points critiques (parmi tant d’autres) pour les télécommunications sont la synchronisation et l’adaptation au canal de propagation. Dans le cadre d’une transmission mobile, le canal de propagation varie fortement (cf. canaux sélectifs en fréquence et en temps, article Pourquoi-la-4g-utilise-lofdma)

Lorsqu’un canal est sélectif en fréquence, l’atténuation varie d’une bande de fréquence à une autre. Imaginer un égaliseur audio (cf. audacity ou equalify) qui modifie les sons dans les aigus et les graves, il en est de même pour le signal reçu au niveau de l’équipement radio. Pour illustrer cela sur un extrait audio, je vous propose de modifier des séquences audios via Audacity.

Parmi les techniques de compensation (on parle plutôt d’égalisation), l’utilisation de modulations multi-porteuses sont plus simple à mettre en place car, comme dans le cas des égaliseurs audios, l’équipement ne modifie (amplifie) qu’une bande faible de signal. Le signal OFDM (imaginé en 1960) consiste à transmettre une information binaire (une suite de bits, c’est-à-dire des symboles) sur des porteuses différentes, autrement sur des fréquences différentes (la aussi, on peut imaginer le concept avec la radio FM, imaginez qu’une radio diffuse non plus sur une seule fréquence, mais sur plusieurs fréquences).

Le spectre ainsi obtenu est un ensemble de modulation sur des porteuses équi-réparties. Le spectre est représenté sur la figure ci-dessous.

C’est avec l’avènement et la maitrise des composants programmable que l’OFDM a connu un véritable essor. En effet, cette modulation est maitrisée et rapidement réalisée via un composant électronique dédié, nommé DSP. La technique utilisée est la fameuse transformée de Fourier. Nous représentons le synoptique de la chaîne OFDM et l’outil mathématique en jaune permettant de réaliser cette fonction OFDM.

Cette méthode (OFDM et réalisation pratique) est déjà utilisée dans différents standards sans fils (IEEE802.11a, WiMAX, LTE, DVB).

Comme on peut le constater sur les figures précédentes, le principe consiste à sérialiser les informations à transmettre sur N sous porteuses.

Imaginons devoir transmettre une information dont le débit est de 1024000 symboles par secondes. Le spectre du signal est donc étendu sur une bande de 2*1024000 Hz (sans filtrage).

Si l’on sérialise sur 1024 porteuses, nous allons transmettre 1000 symboles par seconde par porteuses, le spectre par porteuse est donc de 2*1000 Hz (sans filtrage). Il suffit donc de transmettre chacune des porteuses avec un écart de 1000 Hz pour avoir une transmission OFDM.

Nous traiterons dans le prochain article du préfixe cyclique.