Algorithme permettant l’extinction des antennes distribuées

tées d’aucune intelligence pour que la transmission radio-sur-fibre soit la plus transparente possible. Afin de limiter la consommation de puissance des antennes distribuées et de ne pas rayonner de la puissance dans des zones qui ne le nécessitent pas, un programme informatique doit être implanté dans un nouveau composant au sein de chaque antenne distribuée. L’ajout de ce composant entraîne une complexité et une consommation de puis- sance supplémentaire, mais permettra de mettre en veille l’antenne distribuée en l’absence

et qu’en dehors des deux fibres optiques, il n’y a pas d’autres connexions avec la station centrale. À notre connaissance, aucune étude ne développe un tel algorithme dans les sys- tèmes d’antennes distribuées à transmission sélectives. Cela s’explique d’une part, par le très faible nombre d’études qui traitent de la consommation d’énergie dans les DAS, et d’autre part, parce que cela suppose des études globales prenant en compte des aspects RF, optique et réseau qui sont actuellement inexistants dans la littérature.

Présentation de l’architecture intégrant la transmission sélective

La Figure 5.1 présente l’architecture choisie pour étudier le système d’antennes dis- tribuées muni d’une transmission sélective. Cette architecture reprend la chaîne optique présentée à la Figure 2.9a qui comporte un combineur et un diviseur RF. Les lasers VC- SEL sont préférés à l’unique laser DFB utilisé dans l’architecture du chapitre précédent en raison de la plus faible consommation de ces lasers et de la possibilité de les mettre en veille.

Figure 5.1 – Présentation de l’architecture du réseau d’antennes distribuées permettant de sélectionner l’antenne la plus proche du terminal.

Chaque antenne distribuée est munie d’un microcontrôleur capable à partir de la puis- sance reçue par l’antenne distribuée et de la détection d’un signal optique reçu par la photodiode de mettre en veille l’ensemble des composants actifs qui constituent l’antenne distribuée. Ce microcontrôleur consomme typiquement de l’ordre du milliwatt et son ajout modifie très peu la consommation de l’architecture. En mode veille, seul l’amplificateur faible bruit et ce composant programmable restent actifs pour permettre le réveil de l’an- tenne distribuée.

De son côté, la station centrale est également munie d’un microcontrôleur pour per- mettre d’aiguiller le signal issu du point d’accès vers l’antenne la plus proche du terminal. Présentation de l’algorithme de Mise En Veille des Antennes Distribuées (ME- VAD)

L’algorithme proposé de Mise En Veille des Antennes Distribuées ou algorithme ME- VAD permet de réaliser la transmission sélective et s’effectue en deux temps. Dans un premier temps, les antennes distribuées qui reçoivent un signal RF ayant une amplitude supérieure à un seuil prédéfini réveillent le laser pour transmettre le signal reçu vers la

station centrale. Dans un deuxième temps, la station centrale aiguille le signal RF issu du point d’accès vers l’antenne distribuée la plus proche du terminal.

Le premier algorithme placé au niveau de la station centrale (MEVAD1) compare les amplitudes des signaux à la sortie des différentes photodiodes. Le microcontrôleur active alors le laser correspondant à l’antenne distribuée qui a reçu le signal le plus élevé. Lorsque deux signaux identiques d’amplitudes équivalentes sont reçus, l’algorithme peut décider d’émettre vers plusieurs antennes distribuées.

En ce qui concerne l’algorithme présent au sein des antennes distribuées (MEVAD2), il est basé sur la comparaison de la puissance RF reçue avec un seuil et la présence d’un signal optique dans la fibre optique. L’ensemble du programme est présenté sur la Figure 5.2.

Dans un premier temps l’antenne distribuée est considérée en veille, c’est-à-dire que seul le microcontrôleur et l’amplificateur faible bruit sont actifs (LNA). Lorsqu’un signal RF est reçu et que son amplitude est supérieure à un seuil défini, le laser et la photodiode sont activés. Le laser permet alors de transmettre ce signal à la station centrale et la photodiode permettra de détecter le signal optique issu de la station centrale. La station centrale aiguille ensuite le signal descendant vers l’antenne la plus proche du terminal. L’antenne distribuée correspondante reçoit alors une puissance optique par l’intermédiaire de la photodiode et active ensuite l’amplificateur transimpédance (TIA), ainsi que l’amplificateur de puissance (PA). Les données peuvent alors être échangées entre la station centrale et le terminal.

L’antenne distribuée reste active tant qu’un signal optique est reçu, sinon le TIA et le PA sont désactivés. De plus, le laser et la photodiode restent actifs tant que le signal reçu par l’antenne reste supérieur à une valeur prédéfinie ; si ce n’est plus le cas l’antenne distribuée revient en position veille où seul le LNA et le microcontrôleur sont activés. Les conditions sur le niveau de puissance reçue ou sur la puissance optique reçue sont associées à des temps d’écoute qui dépendent de la norme envisagée. De plus, les temps d’activation doivent être rapides pour éviter les délais de transmissions.

Intérêts et limites de l’algorithme MEVAD

Un des intérêts de l’algorithme MEVAD est d’autoriser le handover, c’est-à-dire de permettre à un utilisateur de se déplacer tout en gardant une connexion avec la station centrale. L’algorithme MEVAD1 situé au niveau de la station centrale permet pour cela de changer l’antenne distribuée qui relaie le signal issu du point d’accès à partir des niveaux de puissances à la sortie du couple photodiode-TIA.

Le fait d’autoriser le handover empêche toutefois de mettre en veille toutes les antennes distribuées qui n’émettent pas de signaux. En effet, l’algorithme choisi doit permettre à l’antenne distribuée de transmettre les signaux reçus à la station centrale à partir d’un certain niveau RF reçu par l’antenne. Cela impose que le laser et la photodiode soient actifs même si l’antenne distribuée ne relaie pas le signal jusqu’au terminal. Cela entraîne une surconsommation qui peut être limitée en modifiant le seuil de puissance reçue qui active la photodiode et le laser.

Une autre limite de l’algorithme MEVAD est liée au fait que les deux algorithmes ME- VAD1 et MEVAD2 ne communiquent pas entre eux. Autrement dit, la mise en activité d’une antenne distribuée est régie par un signal reçu et non un ordre de la station centrale. Par conséquent la station centrale doit toujours activer l’ensemble des photodiodes et des TIA pour vérifier si un signal est reçu par une des antennes distribuées. Même si cette solution ne paraît pas complètement optimisée, elle a l’avantage de réduire la complexité des antennes distribuées. Une autre possibilité aurait été d’utiliser les fibres optiques pour

Figure 5.2 – Présentation de l’algorithme permettant la mise en veille des antennes dis- tribuées : MEVAD2.

transmettre des informations donnant l’ordre d’éteindre ou d’allumer une antenne dis- tribuée. Cela nécessite en revanche un système supplémentaire de décodage au sein des

antennes distribuées complexifiant ainsi l’architecture. De plus, dans ce cas, la station cen- trale doit trouver un moyen de connaitre la position du terminal pour allumer la ou les antennes distribuées les plus proches.

5.1.2 Optimisation de la puissance rayonnée et du nombre d’antennes