Étude et conception de composants pour un système de communication adaptatif.

Zerfaine, Abdelkader (2023). Étude et conception de composants pour un système de communication adaptatif. Thèse. Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en télécommunications, 141 p.

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Résumé

Au cours des dernières années, le déploiement de la cinquième génération (5G) a révolutionné la manière dont les systèmes sont interconnectés. La 5G jouera en effet un rôle crucial dans l’infrastructure des bâtiments intelligents, permettant une meilleure connectivité, l’acquisition de données avec précision et facilitant la prise de décisions intelligentes. Parallèlement, l’utilisation généralisée des dispositifs de l’Internet des Objets (IoT), des capteurs intégrés et des systèmes intelligents a amplifié le besoin de réseaux sans fil robustes capables de gérer facilement la croissance massive de grands volumes de données. Dans le contexte de l’extension verticale de l’architecture réseau, cette transformation introduit un nouveau spectre de défis liés à la connectivité massive, nécessitant des solutions pouvant répondre efficacement aux exigences de grande capacité, de faible latence et de performances supérieures conformément à la qualité de service (QoS). La 5G et les systèmes ultérieurs doivent être capables de répondre à diverses applications dans différents scénarios et environnements.
Dans cette thèse, notre objectif est de développer des composants qui seront utilisés pour construire un système de réception adaptable pour les environnements intérieurs dans le contexte des technologies sans fil 5G. L’accent est mis sur les défis associés à l’estimation de la direction et de la polarisation d’arrivée, à la détection de la puissance, à la diversité en polarisation et en direction, et à la gestion de la plage dynamique. Par conséquent, nous proposons une solution qui englobe divers composants, dont un capteur basé sur six ports pour détecter la direction d’arrivée et la polarisation, un diviseur/combiner de puissance reconfigurable avec une capacité N-voie basée sur une Impédance caractéristique fixe. Ce dernier sera utilisé pour concevoir un réseau d’antennes avec diversité de polarisation et un mécanisme de contrôle automatique de gain. Les composants proposés augmentent l’adaptabilité du système récepteur à son environnement, offrant une meilleure performance et une meilleure qualité de réception. Ainsi, en combinant des réseaux d’antennes reconfigurables, le capteur et des amplificateurs à gain variable, le système permet d’augmenter ou de diminuer la plage dynamique selon les besoins.

In recent years, the deployment of fifth-generation (5G) has revolutionized the way systems are interconnected. 5G will indeed play a crucial role in the infrastructure of smart buildings, enabling better connectivity, acquiring data with precision, and facilitating intelligent decision-making. Concurrently, the widespread use of Internet of Things (IoT) devices, embedded sensors, and smart systems has further amplified the need for robust wireless networks that can easily handle the massive growth of large volumes of data. Within the context of vertically extending network architecture, this transformation introduces a new spectrum of challenges of massive connectivity, necessitating solutions that can effectively address the demands of large capacity, low latency, and superior performance in compliance with quality of service (QoS). 5G and subsequent systems need to be capable of addressing a variety of applications in different scenarios and environments.
In this thesis, our objective is to develop components that will be used to build an adaptable reception system for indoor environments in the context of 5G wireless technologies. The focus is on addressing the challenges associated with the estimation of arrival direction and polarization, power detection, diversity in polarization and direction, and dynamic range management. Consequently, we propose a solution that encompasses various components, including a sensor based on six ports for detecting the direction of arrival and polarization, a reconfigurable power divider/combiner with N-way capability based on fixed impedance characteristic. The latter will be used to design a network of antennas with polarization diversity and an automatic gain control mechanism. The proposed components increase the adaptability of the receiver system to its environment, offering improved performance and better reception quality. Thus, by combining reconfigurable antenna networks, the sensor, and variable gain amplifiers, the system allows for increased or decreased dynamic range as needed

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Djerafi, Tarek
Mots-clés libres:	Angle d’arrivée ; réseau d’antennes ; caractéristique d’impédance fixe ; localisation ; onde millimétrique ; diviseur/combiner de puissance reconfigurable ; diode P-i-n ; état de polarisation ; diversité de polarisation ; Angle of arrival ; antenna array ; fixed impedance characteristic ; localization ; Millimeter wave ; reconfigurable power divider/combiner ; P-i-n diode ; polarization stat ; polarization diversity
Centre:	Centre Énergie Matériaux Télécommunications
Date de dépôt:	23 mai 2024 19:12
Dernière modification:	23 mai 2024 19:15
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/15681

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