Performances comparées de la diversité d’espace et de polarisation sur une station de base d’un système de communication avec les mobiles

Performances comparées de la diversité d’espace et de polarisation sur une station de base d’un système de communication avec les mobiles

Theoretical performance of space versus polarization diversity on a mobile communication base station

Magaye Diop Jean-François Diouris 

École Supérieure Polytechnique, Université Cheikh Anta DIOP Dakar, Sénégal

École polytechnique de l’université de Nantes, Rue Christian Pauc, La Chantrerie, BP 50609, 44306 Nantes cedex 03, France

Corresponding Author Email: 
magaye@ucad.sn
Page: 
285-292
|
Received: 
26 February 2002
| |
Accepted: 
N/A
| | Citation

OPEN ACCESS

Abstract: 

The objective of this study is to analyze and to compare the theoretical performance of the space and polarization diversity considered in the experimentation, using simplified scenarios deduced from the propagation experiments. Firstly, we characterize the properties of the different arrays (mixed space and polarization diversity).

Secondly, we determine the analytical expressions of the average bit error rate of a space-time diversity receiver in Rayleigh fading without the classical assumptions on the branch independence.

Thirdly, we use these expressions to discuss the performance of the proposed arrays for various scenarios.

Résumé

La diversité est une technique efficace pour lutter contre les évanouissements rapides du signal au niveau des stations de base d’un système de communications avec les mobiles. Le plus souvent une diversité d’espace est proposée.

La diversité de polarisation permet d’obtenir d’aussi bonnes performances tout en réduisant l’encombrement puisque les antennes peuvent être co-situées. La polarisation d’émission étant le plus souvent approximativement verticale et les phénomènes de propagation défavorisant la polarisation horizontale, on est amené à utiliser des antennes orientées à 45° afin d’obtenir des puissances à peu près identiques en sortie des deux capteurs.

Dans ce cadre, l’objectif de cette communication, est de répondre aux questions suivantes :

• Quelle sera la corrélation des deux antennes à 45° connaissant les caractéristiques statistiques en polarisation horizontale et verticale ?

• Quelle est la sensibilité des performances à la corrélation résiduelle et à la différence de puissance reçue sur les deux antennes ?

L’analyse est faite à partir d’un modèle simple d’antennes polarisées. L’essentiel des calculs est développé.

Les principaux résultats sont illustrés par des courbes issues des formulations obtenues.

Keywords: 

Mobile radiocommunication, space diversity, polarization diversity, antenna array, collocated antennas, bit error rate

Mots clés

Radiocommunication service mobile, diversité d’espace, diversité de polarisation, antenne réseau, antennes cosituées, probabilité d’erreur

1. Introduction
2. Caractérisation Des Réseaux D’antennes À Diversité D’espace Et De Polarisation
3. Parametrisation Des Modèles En Utilisant Des Résultats De Mesures
4. Expressions Analytiques De La Probabilité D’erreur Moyenne Pour Une Diversité Spatio-Temporelle
5. Étude Des Performances De La Diversité Spatiotemporelle Avec Les Expressions Analytiques De La Probabilité D’erreur Moyenne
6. Conclusion
  References

[1] W. C. Lee : Digital Communications, 3rd edition, McGraw-Hill, 1989.

[2] Shigeru Kozono, Toshinari Tsuruhara, Masayuki Sakamoto : Base Station Polarisation Diversity Reception for Mobile Radio, IEEE Trans. Veh. Tech., vol VT-33, n°4, November 1984.

[3] Rodney G. Vaughan : Polarization Diversity in Mobile Communications, IEEE Trans. Veh. Tech., vol VT-39, n°3, August 1990.

[4] John G. Proakis : Digital Communications, McGraw-Hill, 1989.

[5] Philippe Laspougeas, Sylvie Mayrargue : Channel Sounding for Polarisation diversity evaluation, part of the IST-1999-10322, SATURN project report, D432 « Exploitation Report », janvier 2001.

[6] J.-F Diouris, K. Mahdjoubi, J. Zeidler, J. Saillard : The effect of Coupling in a Compact Handset Receiver, Annales des Télécommunications 54, n°1-2, pp. 85-92, janvier-février 1999.