Les différents standards aux fréquences millimétriques

Le développement des applications millimétriques passe par la mise en place de standards, de la même manière que pour le standard 802.11 vu précédemment.

On trouve principalement quatre groupes de travail dont les principales caractéristiques vont être décrites [8]:

 IEEE 802.15.3c

 ECMA

 WirelessHD

 WiMedia

Ces standards mettent souvent en œuvre une technique de « beamforming » consistant à déterminer la direction incidente du signal reçu et à se centrer dessus, permet de mieux rejeter les interférences adjacentes. Ce système présente un meilleur gain par rapport à un système omnidirectionnel classique et permet d’outrepasser la limitation habituelle qui oblige à avoir une ligne de mire entre l’émetteur et le récepteur (LOS : Line Of Sight).

1.2.1.1.1 802.15.3c

Le 802.15.3c est un groupe de travail dont le but est d’atteindre des niveaux de transmission plus élevés. Plusieurs couches physiques ont été conçues pour répondre à des besoins bien spécifiques [9], reportées dans le Tableau 6.

Couche Physique SC HSI AV

Domaine d’application Appareil faible coût et basse consommation.

Transmissions à faible temps de latence et débit élevé.

Applications audio- video.

Beamforming Oui Oui Oui

Bande passante 1,782 GHz 1,782 GHz 1,76 GHz (Haut débit)

92 MHz (Bas débit) Tableau 6: récapitulatif des performances du standard 802.15.3c pour les

différentes couches phy disponibles.

1.2.1.1.2 ECMA 387

Ce standard tend à fournir une liaison sans fil permettant la transmission à haut débit de fichiers et la diffusion en streaming de flux vidéo non compressé ou légèrement compressé. Trois types différents d’équipements sont prévus pour cohabiter et interagir entre eux, comme cela figure dans le tableau 7.

Type A B C Domaine d’application Streaming Video et applications WPAN Streaming Video et applications WPAN Applications WPAN Portée 10 mètres LOS/NLOS

1-3 mètres LOS 1 mètre

Beamforming Oui Non Non

Performances Elevées Moyennes Faibles

Coût Elevé Moyen Faible

Tableau 7: catégories d'équipements supportés par le standard ECMA 387.

1.2.1.1.3 WirelessHD

Le WirelessHD est un consortium faisant la promotion de la transmission de video et de son sans fil dans la bande de 60 GHz en se basant sur le standard 802.15.3c. Il permet d’atteindre des débits de 10 à 28 Gbit/s ce qui autorise de transmettre des images et du son en haute définition. Le WirelessHD définit une zone allant jusqu’à 10 mètres (Wireless Video Area Network) où les différents appareils audio et vidéo se trouvent connectés entre eux. Suivant les pays, la bande de fréquence varie légèrement (USA: 57 GHz-64 GHz, Japon : 59 GHz -66 GHz).

Le WirelessHD a pour but de remplacer les câbles HDMI en proposant une liaison pouvant atteindre 28 Gbit/s. Ce débit autorisera l’utilisation de télévision 3D et la visualisation de flux en résolution 4K [4]. La résolution 4K encore appelée UltraHD est utilisée par les professionnels pour la production des masters audiovisuels. Elle correspond à une image de définition près de 4 fois supérieure au HD 1080p.

1.2.1.1.4 IEEE 802.11.ad

Le groupe de travail 802.11.ad, formé en janvier 2009, se base sur le standard 802.11- 2007 auquel il apporte des améliorations concernant le débit, tout en maintenant l’architecture initiale du 802.11 pour la faire opérer dans la bande des 60 GHz. Il est également prévu une communication entre les bandes 2,45/5 GHz et la bande 60 GHz.

1.2.1.1.5 WiGig

Une autre technologie fonctionnant également sur la bande des 60 GHz est le WiGig (Wireless Gigabit). Le consortium formé par Broadcom, intel, LG, Microsoft, Nokia et Samsung a défini les spécifications du système qui est capable d’atteindre 7 Gbit/s. Une alliance avec la WiFi-alliance a été mise en place.

Le WiGig est d’avantage orienté vers les réseaux de données alors que le WirelessHD est beaucoup plus adapté à la connexion d’appareils entre eux suivant le principe du bluetooth (le débit de 28 Gbit/s étant plus adapté à la transmission de son et d’image HD).

Les applications 60 GHz sont particulièrement adaptées aux applications point –à – point servant à la transmission de données sur des courtes portées. En effet, elles tirent profit de l’absorption des ondes par l’atmosphère dont on a présenté les effets sur la bande de fréquence précédemment.

1.2.2 94 GHz pour l’imagerie

Une autre application envisagée sur la bande de fréquence millimétrique concerne l’imagerie. La bande des 94 GHz est en particulier utilisée pour la conception de radar fournissant une image en temps réel de l’environnement. Ce type de radar peut être utilisé pour permettre aux avions d’atterrir dans des conditions climatiques difficiles lorsque les pilotes sont dans l’incapacité de voir la piste d’atterrissage [10]. Il est également envisagé dans des véhicules autonomes pour la surveillance d’environnements quelles que soient les

drones sont utilisés dans le domaine militaire en particulier pour des missions de reconnaissance.

Une dernière application vise les systèmes d’imagerie de détection tels que les scanners corporels pour la sécurité [11]. L’intérêt à utiliser les ondes millimétrique réside dans la faible longueur d’onde qui permet une bonne résolution spatiale et une grande sensibilité thermique [12]. Ces fréquences peuvent aussi être utilisées dans le domaine médical pour cartographier la température du corps sous cutanée [13].

1.2.3 77 GHz pour le radar automobile

Dans le but d’accroitre la sécurité routière, les constructeurs automobiles s’intéressent aux Radars automobiles depuis de nombreuses années. C’est dans un contexte de Systèmes de Transports Intelligents que se développent les radars automobiles embarqués ayant pour but d’augmenter la sécurité et le confort en informant le conducteur d’obstacles ou de ralentissements sur la chaussée. Au cours de la dernière décennie, des recherches importantes ont été menées dans ce domaine et les premiers radars en technologie silicium ont fait leur apparition dans la bande des 24 GHz. Les développements actuels se prolongent vers la bande des 77 GHz. Une telle fréquence autorise une meilleure résolution de par la plus faible longueur d’onde du signal mis en œuvre.

Deux types de radars ont été imaginés : les radars courte portée (SRR : Short Range Radar) et les radars longue portée (LRR : Long Range Radar).