Deterministic simulation of MIMO–UWB transmission channel

In order to evaluate specific multiple antenna techniques in an ultra wide band context, a deterministic MIMO–UWB (Multiple Input Multiple Output – Ultra Wide Band) channel simulator has been developed. It is based on a ray tracing approach combined with frequency domain geometrical optics and uniform theory of diffraction (GO–UTD). This article presents the theoretical framework of the simulator. This framework encompasses all the channel effects including coupled antenna arrays while exhibiting the channel reciprocity property. It is adapted for both practical ray tracing implementation and digital communication channel models realization that can be used to evaluate systems' performances. The ray tracing approach provides the angle of departure and angle of arrival, which enables one to have a deeper understanding of physical phenomena involved in MIMO transmissions. To cite this article: L.-M. Aubert et al., C. R. Physique 7 (2006).

RésuméDans le but d'évaluer les techniques multi-antennes dans un contexte ultra large bande, un simulateur déterministe de canal MIMO–UWB (Multiple Input Multiple Output – Ultra Wide Band) a été développé. Celui-ci est basé sur un tracé de rayons associé à l'optique géométrique et la théorie uniforme de la diffraction (OG–TUD). Ce papier présente le cadre théorique sur lequel le simulateur est basé. Ce cadre théorique fait état de l'ensemble des effets du canal en incluant les antennes ainsi que leur couplage. Le formalisme adopté permet de mettre en évidence la réciprocité du canal. Ce cadre théorique est adapté aussi bien à l'implémentation du tracé de rayons qu'à la réalisation d'un modèle de canal utilisable pour l'évaluation des performances d'un système de communications numériques. L'approche par tracé de rayons permet de disposer des angles d'arrivée et de départ et d'accéder ainsi à une compréhension plus approfondie des phénomènes physiques mis en jeu dans les transmissions MIMO–UWB. Pour citer cet article : L.-M. Aubert et al., C. R. Physique 7 (2006).