1.2. Les différents modèles de propagation
Les ondes électromagnétiques sont actuellement
le support de la plupart des communications sans fil et l'étude de leur
propagation devient de plus en plus importante afin de pouvoir prédire
l'onde reçue par une station réceptrice, connaissant l'onde
émise. Elles sont utilisées pour diverses applications, à
l'intérieur ou à l'extérieur, mais l'influence des effets
qu'elles doivent subir est bien souvent différent selon le contexte. En
effet, des phénomènes tels que la diffraction, la dispersion, la
réflexion, l'absorption ou encore la transmission ont un impact direct
sur la propagation du signal.
La modélisation de la propagation dans un réseau
IEEE 802.11 comprend les modèles d'affaiblissement du signal à
grande échelle large-scale path loss et les
modèles à petite échelle small-scale path loss
ainsi que les différentes fonctions de calcul de la puissance
reçue et les méthodes de calcul du taux d'erreur d'un bit Bit
Error Rate (BER) et du taux d'erreur d'un paquet Packet Error Rate
(PER).
1.2.1. Les modèles à grande échelle
1.2.1.1. Le modèle Free-Space
Free-Space est le modèle le plus utilisé dans la
majorité des simulateurs afin de calculer la puissance reçue. Ce
modèle exige l'existence d'un chemin direct entre l'émetteur et
le récepteur. De plus, Il exige que les deux noeuds se trouvent dans un
environnement sans bruit.
La formule (1.1) de Friis est utilisée pour le calcul de
la puissance reçue [Rappaport,
02].
Avec
Pr : la puissance reçue par le récepteur
Pt : la puissance transmise par l'émetteur
Gt : le gain de l'émetteur
Gr : le gain du récepteur
ë : la longueur l'onde
d : la distance entre le récepteur et l'émetteur
L : la perte due au système
1.2.1.2. Le modèle Two-Ray
Ce modèle est plus réaliste que le premier
puisqu'il tient en compte des réflexions subites par le signal lors de
sa propagation de l'émetteur jusqu'à son arrivée au
récepteur. L'émetteur et le récepteur se trouvent dans un
environnement sans bruit avec un chemin direct entre eux. Par suite, Le signal
émis par l'émetteur subira des réflexions afin d'arriver
au récepteur. Ce modèle sera le bon choix surtout lorsque la
distance entre l'émetteur et le récepteur est assez grande et que
l'émetteur se trouve à une grande hauteur.
A une grande distance de l'émetteur, la distance
d est suffisamment grande devant (ht*hr)
2 et donc, la puissance reçue est calculée grâce
la formule (1.2) [Rappaport, 02] :
Avec
Pr : la puissance reçue par le récepteur
Pt : la puissance transmise par l'émetteur
Gt : le gain de l'émetteur
Gr : le gain du récepteur
ht : la hauteur de l'émetteur
hr : la hauteur du récepteur
d : la distance entre le récepteur et l'émetteur
L : la perte due au système
1.2.1.3. Le modèle Shadowing
Ce modèle n'exige pas l'existence d'un chemin direct
entre l'émetteur et le récepteur. Il modélise les
déviations subites par le signal lors de sa propagation. En adoptant ce
modèle, nous tenons en compte des phénomènes
imprévisibles que peut subir le signal. La puissance reçue dans
ce modèle varie en fonction du logarithme de la distance. La perte
moyenne pour une distance donnée est exprimée par
PathLossExponent. Nous ajoutons ensuite le phénomène de
Shadowing qui est une variation statistique du signal autour de la
valeur calculé à l'aide de Free-Space théorique. Cette
variation est de moyenne nulle et sa variance ó est bien
évidemment non nulle.
Pour calculer la puissance reçue, nous calculons tout
d'abord une puissance référence en supposant que le
récepteur est à une distance, dans notre cas 1 mètre, de
la source à l'aide
de la formule de Friis. Ensuite, nous ajoutons la perte due
à la distance et l'effet de Shadowing.
Les valeurs de PathLossExponent et Shadowing
dépendent de l'environnement. Le tableau 1.2 présente les valeurs
des environnements typiques selon [Khosroshahy, 06] et [Rappaport, 02].
|
Environnement
|
Path loss Exponent
|
Shadowing Variance
|
|
Outdoor- Free Space
|
2
|
4 -12
|
|
Outdoor - Shadowed/Urban
|
2.7 - 5
|
4 - 12
|
|
Indoor - Line of sight
|
1.6 - 1.8
|
3 - 6
|
|
Indoor - Obstructed
|
4 - 6
|
6 - 8
|
Tableau 1.2 Les valeurs typiques de Path loss Exponent
et Shadowing Variance
[Khosroshahy, 06]
| 
