Application d'algorithmes de recherche automatique de rayons à la prédiction de la couverture radioélectrique en milieu urbaine et confiné

Abstract

Ce travail porte sur la modélisation de la propagation des ondes électromagnétiques hautes fréquences en milieu urbain ou confiné. L’application visée concerne essentiellement la téléphonie mobile cellulaire, la bande de fréquence s’étant de 900Mhz à quelques Ghz. L’opérateur chargé de la mise en place du système de télécommunication mobile souhaite disposer d’outils de simulations rapides et performants afin de prédire la couverture radioélectrique, ce qui permet d’une part de déterminer les éventuelles zones d’ombre et donc d’essayer d’y apporter remède et d’autre part d’optimiser la position de l’antenne d’émission (BTS) ainsi que son diagramme de rayonnement. Les ondes électromagnétiques véhiculant l’information en milieu urbain se propagent sous forme de rayons qui se réfléchissent sur les parois des bâtiments et se diffractent sur les bords de ceux-ci. Le calcul du champ électromagnétique nécessite la détermination de l’ensemble des trajets entre l’émetteur et le récepteur, tout au moins ceux qui contribuent de façon significative au champ total. Deux méthodes sont présentées et utilisées. La première est basée sur la technique de lancer de rayons qui consiste à suivre la marche de nombreux rayons, lancés avec un pas angulaire constant depuis l’émetteur, lors de la propagation dans le milieu. La seconde méthode que nous avons mise au point consiste à adapter la méthode des images à des configurations géométriques complexes tout en diminuant les temps de calcul. Un autre aspect de ce travail concerne la propagation en tunnel routier ou ferroviaire. Le modèle théorique est basé sur la Théorie Uniforme de la Diffraction (T.U.D) et diverses configurations géométriques ont été étudiées correspondant respectivement à la modification de la section droite d’un tunnel, à la présence d’une rame de métro dans le tunnel et à l’étude de la propagation en tunnel courbe.