FC9OT05

Stage inter entreprise

Durée :

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Présentation

Depuis plusieurs décennies, les techniques numériques sont à la base des systèmes de communications sans fil modernes.

 

La formation met en valeur un panorama de ces principales techniques pour la transmission de données et la gestion de ressources couvrant des aspects de la couche physique et de la couche MAC.  Elle souligne les interactions entre :

  • Canal de transmission et ses caractéristiques,
  • Techniques et les concepts avancés de communications,
  • Leurs applications et leurs évolutions dans différents standards de réseaux sans fil.

 

Cette formation introduit aussi les nouvelles techniques et technologies des réseaux 5G et 6G.

Objectifs

  • Comprendre les aspects et concepts fondamentaux des systèmes de communications numériques.
  • Décrire et mieux appréhender les technologies associées (réseaux cellulaires, réseaux locaux sans fil, etc.), les avantages, les défis et les limites.
  • Caractériser les canaux de transmission, identifier les sources d’interférence et discuter les techniques de diversité et de modulation multi-porteuse qui permettent de les réduire.
  • Expliquer les techniques d’accès multiple, comparer et analyser leur performance.
  • Comprendre l’interface radio et les techniques de gestion de ressource et savoir leurs applications dans les standards.
  • Expliquer les techniques MIMO, leurs variantes et évolutions, analyser leurs performances, et savoir leurs applications dans les standards.
  • Expliquer les techniques et technologies émergentes dans les réseaux sans fil de nouvelles générations.
  • Programme

    Principes des transmissions numériques

    • Historique et principaux modules de transmission numérique
    • Introduction aux systèmes de transmissions sans fil : mobiles cellulaires (1G, 2G, 3G, 3G+, 4G/LTE/LTE-Advanced, 5G), réseaux sans fil locaux WLANs et personnels WPANs, etc.
    • Transmission radio et canal de propagation : propriétés physiques et propagation multi-trajet, spectre de fréquences, paramètres de transmission, caractéristiques des canaux muti-trajets, et modèles d’évanouissements et canaux à évanouissements
    • Problème d’interférence entre symboles et la détection : capacité Shannon et métrique SNR, principe de détection optimale et critère du maximum de vraisemblance (ML), algorithme de Viterbi, détecteurs linéaires (ZF, MMSE) et non-linéaires (DFE)
    • Multiplexage en temps et en fréquence et techniques de diversité à la transmission : temps, fréquence, espace, trajet, etc. et algorithmes de combineurs à la réception

    Techniques avancées pour les communications sans fil

    • Modulation multi-porteuses
      • Principe, OFDM : FFT, préfixe cyclique et détection
      • Allocation de puissance, diversité et codage : Coded-OFDM, Linear Precoded OFDM
      • Applications standards : réseaux cellulaires, IEEE 802.11 (WiFi), DAB
         
    • Techniques d’accès multiple et communications multi-utilisateurs
      • Principe d’étalement de spectre : par séquence directe, par saut de fréquence
      • Duplexage FDD/TDD et techniques d’accès multiple : TDMA, FDMA, CDMA : étalement de spectre, séquences de codes et récepteur RAKE ; MC-CDMA, OFDMA, SC-FDMA, SDMA
      • Détection multi-utilisateur : récepteurs ML, linéaires et non-linéaires et à suppression d’interférence (SIC, PIC)
      • MAC Scheduling et allocation de ressource, gestion d’interférence et contrôle de puissance, gestion de Handoff
      • Applications standards : réseaux cellulaires (2G-4G/LTE, LTE-Advanced)
      • Protocoles d’allocation de ressource MAC basés sur la collision : stratégies d’accès aléatoire Aloha : pure-Aloha, s-Aloha, r-Aloha, et stratégies de Carrier-Sensing CSMA : CSMA/CD/CA/CR
      • Applications standards : réseaux ad-hoc et WiFi
      • Autres standards : Réseaux radio-cognitifs : partage de spectre (Spectrum Sharing), techniques d’écoute du spectre (Spectrum Sensing) et protocoles MAC d’accès dynamique
         
    • Techniques multi-antennaires MIMO
      • MIMO mono-utilisateur : Modèle du canal, capacité, techniques MIMO selon connaissance du canal au TX/RX ou RX : multiplexage spatial, codage espace-temps, précodage et Beamforming, et algorithmes de détection
      • MIMO multi-utilisateur : Canaux MIMO MAC et BC, canaux à interférence, techniques de gestion d’interférence et de précodage
      • Communications MIMO coopératives (Network MIMO) : canaux et protocoles de transmission à relais, Coordinated Multi-Point Techniques (CoMP) : Joint Processing, Coordinated Scheduling or Coordinated Beamforming
      • Applications standards : réseaux cellulaires (3G, LTE, LTE-Advanced), réseaux WiFi (IEEE 802.11n/802.11ac)
         
    • Techniques et technologies émergentes pour les futurs réseaux 5G et 6G
      • Domaines d’applications : Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Ultra Reliable Low Latency Communications (URLLC), Massive Machine Type Communications (mMTC)
      • 5G New Radio (5G-NR) : bandes de fréquences, couverture, débits, latence, et spécifications
      • Déploiement dense de Small Cells
      • Massive MIMO, Beamforming, Transmission Millimeter Wave et mmWave-MIMO
      • Partage de spectre et techniques d’accès multiple non-orthogonales : NOMA, SCMA
      • Réseaux IoT: caractéristiques et spécifications radio, standards et technologies Low Power Wide Area Networks (LPWAN): LoRA, SigFox, LTE-M, NB-IoT
      • Cloud Radio Networking : Mobile Edge Computing (MEC), Fog Computing, C-RAN
      • Networking et virtualisation: SDN, NFV, Network Slicing
      • Full Duplex Radio et nouveaux spectres : Terahertz et Visible Light Communications
      • Communications à efficacité énergétique et à récupération d’énergie (Energy Harvesting)
      • Intelligence artificielle et techniques d’apprentissage automatique (Machine Learning) pour les communications et sans fil
  • Modalités pédagogiques

    Des exemples illustrent les concepts théoriques pour mieux les assimiler.

  • Public cible et prérequis

    La formation s'adresse à des ingénieurs, débutants ou confirmés, confrontés à des problèmes de transmission et d'accès à l'information sur différents types de systèmes numériques (réseaux cellulaires, réseaux locaux sans fil, systèmes optiques, etc.).


    Des connaissances de base de traitement du signal et des réseaux permettent de tirer un meilleur profit de cette formation.

  • Responsables

    • Mireille SARKISS

      Maître de conférences au département « Communications, Images et Traitement de l’informations » de Télécom SudParis depuis Décembre 2018. Elle a travaillé comme ingénieur-chercheur au sein du « Laboratoire des Systèmes Communicants » du CEA LIST Saclay dans le cadre de plusieurs projets collaboratifs européens et ANR. Ses travaux de recherche portent sur les techniques MIMO, l’allocation de ressource, le codage, les communications avec caches, la sécurité couche physique et les techniques d’optimisation pour les communications sans fil.

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