Université Amar Telidji Laghouat Département d'Informatique Module : Technologies des réseaux sans fil Année universitaire : 2021/2022 Master I Semestre 2 Série des exercices 01 Free space propagation model : 𝑃𝑡 𝐺𝑡 𝐺𝑟 𝜆2 𝑃𝑟 = (4𝜋𝑑)2 The effective isotropic radiated power (EIRP) of an antenna 𝐸𝐼𝑅𝑃 = 𝑃𝑡 ∗ 𝐺𝑡 Free space propagation model (referenced to d0): 𝑑 −2 𝑃𝑟 (𝑑) = 𝑃𝑟 (𝑑0 ) ( ) 𝑑0 2 2 𝑃𝑡 𝐺𝑡 𝐺𝑟 ℎ𝑡 ℎ𝑟 𝑃𝑟 = 𝑑4 Ground reflection (two-ray) model: Long-distance path loss models. 𝑑 −𝑛 𝑃𝑟 (𝑑) = 𝑃𝑟 (𝑑0 ) ( ) 𝑑0 Questions de cours Donner le nom de chaque phénomène ou définition. 1. 2. 3. Chaque fois qu'un rayon lumineux change de milieu, il change de direction Un rayon qui frappe une surface change de direction et prend une direction symétrique Pour des objets (obstacles) de dimension proche de la longueur d’onde, l'onde incidente subit une multitude de petits décalages et les petites ondes résultantes repartent dans différentes directions 4. La superposition de deux ou plusieurs ondes entraînant un nouveau motif d'onde 5. A l’interface entre deux milieux, une partie de la lumière est réfléchie, et l’autre traverse l’interface avec une direction de propagation modifiée 6. Distance maximale à laquelle les signaux d’un nœud peuvent être décodés avec succès ou avec un taux d'erreur très faible. 7. Distance à laquelle les signaux d’un nœud peuvent être détectés mais non pas décodés avec succès. 8. Distance d'un nœud à laquelle ses signaux contribuent au bruit de fond. 9. Décalage de fréquence d'une onde observé entre les mesures à l'émission et à la réception, lorsque la distance entre l'émetteur et le récepteur varie au cours du temps. EXERCICE 01 Un émetteur envoie un signal avec les caractéristiques suivantes : Pt= 1 w Gt = 0dB, Gr = 0 dB et fc = 2 .4GHz Calculer la puissance reçue en watt si la distance séparant l’émetteur et le récepteur est 50 m en espace libre. Université Amar Telidji Laghouat Département d'Informatique Module : Technologies des réseaux sans fil Année universitaire : 2021/2022 Master I Semestre 2 Exercice 02 Supposons qu'un récepteur est situé à 10 km d'un émetteur qui émet un signal avec les caractéristiques suivantes : La puissance de l’émetteur = 150 w, la fréquence de porteuse = 6 GHz, la propagation se fait en espace libre et les antennes ont des gains unitaires Gt=1, Gr = 1). On vous demande de calculer 1. la puissance d'émission en dBW. 2. la puissance d'émission en dBm. 3. la puissance reçue en Watts et dBm. Exercice 03 1- Etant donnée une source isotrope placée en orbite géostationnaire à 36000 Km de la Terre et alimentée avec une puissance de 100 W, calculer la densité de puissance qu’elle rayonnerait au niveau de la Terre. 2- Sachant qu’un satellite géostationnaire, dont l’émetteur a la même puissance, rayonne au niveau de la Terre une densité de puissance de 0,971.10-10 W /m2 , calculer le gain de son antenne en dB. 3- Calculer la puissance d’alimentation d’une source isotrope nécessaire pour produire la même densité de puissance. Exercice 04 Votre téléphone cellulaire transmet à 0.5 watt lorsqu'il communique avec la station de base. Supposons que la fréquence de la bande montante soit de 915 MHz. 1. 2. 3. Quelle est la puissance d'émission du téléphone cellulaire en dBm ? Supposons que la distance d entre votre téléphone cellulaire et la station de base soit égale à 1 kilomètre. Quelle est la puissance reçue en dBm ? Supposons que le signal le plus faible que la station de base puisse le capter soit de -81 dBm. Quelle est la portée de transmission (la distance maximale) ? Exercice 05 Soient deux antennes identiques de gain G0=10 dB et éloignées de 300m. Le signal est émis à une fréquence f=400 MHz avec une puissance de 2.5 W. Calculer l'affaiblissement de la liaison et la puissance du signal reçu (exprimé en W). Exercice 06 En utilisant le modèle de FRIIS, calculer en db la perte en puissance reçue lorsqu’on change la fréquence de fonctionnement (fréquence porteuse) de fc = 700 MHz à fc = 1,800 MHz? Exercice 07 Dans une microcellule couvrant une rue, une station de base transmet à un niveau de puissance de 1 W à 900 MHz. Le point P0 situé à 100 m de l’émetteur représente une distance de référence d0. Pour un récepteur mobile qui se déplace dans la rue, le facteur de perte « path loss » (n) est 2 entre le point p0 et un autre point P1. Après P1, le facteur de perte (n) est 4. Si la puissance reçue au point P2, situé à une distance de 1000 mètres de la station de base, est -69,57 dBm, quelle est la distance entre l’émetteur et P1 en supposant que tous les antennes ont des gains unitaires. P0 d0=100m P1 d1 P2 d2=1000m Université Amar Telidji Laghouat Département d'Informatique Module : Technologies des réseaux sans fil Année universitaire : 2021/2022 Master I Semestre 2 Exercice 08 Le système Américain de téléphonie mobile AMPS (American Mobile Cellular Phone System (AMPS)) utilise la technique de modulation FM analogique. Dans ce système, les paramètres suivants sont utilisés : • la bande passante de chaque canal est 30 kHz; • la puissance maximale émise par un terminal mobile est de 3 W; • la qualité acceptable du SNR au niveau d’un terminal mobile est 18 dB; • le bruit de fond dans la largeur de bande du système est de -120 dBm. Dans cet exercice, nous pouvons supposer que la puissance du signal décroit de 30 dB après le premier mètre parcouru loin de l'antenne émetteur, et 40 dB chaque 10m pour les distances supérieures à 1 mètre. Quelle est la distance maximale entre la station mobile et la station de base à laquelle nous avons une qualité acceptable des signaux ? Exercice 09 La vitesse typique d’un piéton est 5 km/h et la fréquence porteuse du GSM est 900 MHz. Calculer le décalage de fréquence dans ce cas. Exercice 10 Une station transmet à une puissance de 100 W un signal à une fréquence de 1800 MHz. Un récepteur mobile, qui se déplace dans une direction qui fait 30 degrés avec le sens des signaux reçus de la station de base (BS), mesure périodiquement la puissance du signal reçu et l’envoie au BS. La puissance à l’instant t1 reportée par le mobile est -53.8 dBm, et à t1+20s est -51.97 dBm. Supposons que l'angle de 30 degrés reste presque constant pendant la durée de 20 secondes. Supposons aussi que les antennes émetteur et récepteur sont installées en environnement ouvert et qu’ils ont des gains unitaires. Calculer en km/h la vitesse du mobile
