EXAMEN

INSTITUT SUPERIEUR DES ETUDES TECHNOLOGIQUES DE GABES
DEPARTEMENT S.T.I.C
EXAMEN
Matière : Faisceaux Hertziens
Documents : Non autorisés
Classes : RST41
Date : 10/06/2015
Enseignant: Mr Chokri BACCOUCH
Durée de l’épreuve : 1H30 min
N.B : La présentation, la lisibilité, la qualité de la rédaction, la clarté et la précision des raisonnements entreront
pour une part importante dans l’appréciation des copies.
Exercice 1 : macro-cellulaire, modèle d’Okumura-Hata
Le modèle d’Okumura-Hata est le suivant (où L représente les pertes) :
150- 1000 MHz
1500-2000 MHz
A
69,55
46,3
B
26,16
33,9
pour une ville petite à moyenne
pour une grande ville
Cm = 0 dB pour les villes de taille moyennes
Cm = 3 dB pour les grandes villes
L Pertes en dB
fc fréquence porteuse en MHz
hb hauteur effective de l’antenne de la station de base (m)
hm hauteur effective de l’antenne du mobile (m)
d distance entre le mobile et la station de base (km)
Cm facteurs de correction
1
1- Donner les différents types de propagation dans un environnement terrestre
2- Déterminez la perte dans une cellule (GSM : 900 et 1800 MHz) d'une grande ville. La
station de base est à une hauteur de 100 m et le mobile est à une hauteur de 2 m. La
distance mobile-station de base est de 4 km. En négligeant les facteurs de correction
Exercice 2 : canal multi chemins
Le délai moyen d'un canal multi chemin est donné par :
La dispersion des retards est donnée par la relation :
On donne un canal qui a les caractéristiques suivantes :
Délai relatif en microsecondes
Puissance relative en dB
0.0
-1.0
0.5
0.0
0.7
-3.0
1.5
-6.0
2.1
-7.0
4.7
-11.0
On demande de dessiner le profil de la puissance, de calculer le délai maximum, moyen et la
dispersion des retards. Un canal est considéré à large bande si sa bande de cohérence est plus
petite que le débit symbole de système. Est-ce que ce canal est large bande pour un débit de
25 kbit/s ?
Exercice 3 :
Un émetteur rayonne une onde porteuse sinusoïdale à la fréquence de 1850 MHz. Cette onde
porteuse reçue par un mobile situé entre deux bâtiments à une distance de 1 km. Etant donné
que tous les bâtiments sont identiques de hauteur 20m, la distance qui sépare deux bâtiments
est de 40m
Cette liaison radioélectrique est caractérisée par les éléments suivants :
2
-
PIRE = 1kW
-
Gain d’émission GTx = 9 dBi
-
Gain de réception GRx = 0 dBi
-
Hauteur de la station de base HTx(m)
-
Hauteur de mobile HRx (m) = 2 m
-
Distance entre le mobile et le bâtiment W (m) = 20 m
-
Angle de diffraction du signal
-
Constante de phase β
Figure 1
1- La liaison peut-elle être considérée en visibilité directe ? Justifier votre réponse
2- Quel est le modèle de propagation étudié ?
3- On donne
Amplitude moyenne du signal :
L0 : perte de propagation en espace libre
LE1 : terme lié aux pertes dues à la diffraction sur les toits
3
LE2 : terme lié à l’absorption de l’onde par les bâtiments
Si Tx au dessus des bâtiments (HTx > b)
Si Tx en dessous des bâtiments (HTx < b)
Calculer les pertes de propagation en dB pour différentes valeurs de hauteur d’antenne
d’émission HTx (m) [1 - 103m]
4- Tracer la courbe de pertes de propagation en fonction de HTx (m)
5- Calculer la puissance reçue Pr(dB) par le mobile pour une hauteur d’antenne
d’émission HTx(m) = 100 m.
Exercice 4
On considère une liaison Faisceau Hertzien point à point entre un émetteur E et un récepteur
R dont le profil géographique est représenté dans la figure 1. Les hauteurs (altitudes) et les
distances des différents obstacles sont données respectivement dans les tableaux 1 et 2.
Figure 2 – Profil géographique de la liaison point à point entre l’émetteur et le récepteur : i)- A, B,
4
C et D sont des montagnes. ii)- il pleut sur la totalité du parcours E-R.
La liaison est caractérisée par les données suivantes :
–
Fréquence de travail f = 10GHz.
–
Puissance d’émission Pe = 10W.
– L’antenne d’émission est une parabole de diamètre De= 60 cm et d’efficacité η= 60%.
– L’antenne de réception est une parabole de diamètre Dr= 70 cm et d’efficacité η=
60%.
– Température de bruit du récepteur T = 300K.
– On veut (Eb/N0) = 14 dB
N.B
En négligeant l’effet de la diffusion due aux nuages et à la pluie.
1- Calculer la PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente).
2- Calculer les pertes en espace libre.
3- Calculer les gains des antennes d’émission et de réception.
4- Calculer la densité de puissance de bruit N0 (on donne la constante de Boltzmann
KB= 1,38.10-23 J/K).
5- La liaison peut-elle être considérée en visibilité directe? Justifier votre réponse.
6- Etant donné la zone de Fresnel dans la figure suivante.
5
a- Montrer que la différence de marche
b- En déduire l’expression du numéro de la zone de Fresnel
c- Calculer le numéro de la zone de Fresnel pour chaque obstacle
7- Calculer en utilisant la méthode de Deygout, l’affaiblissement dû à la diffraction de
chaque obstacle, et l’affaiblissement total qu’il faudra intégrer dans le bilan de liaison.
8- Calculer pour la liaison E-R la puissance reçue en dB.
9- Calculer le débit binaire maximum autorisé par la liaison.
On donne la perte de diffraction d’après Deygout
Bon Travail
6

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