Las técnicas de lanzado de Rayos son métodos de modelado determinista, basados en la teoría de la óptica Geométrica, que consisten en la distribución espacial uniforme, a partir de un transmisor puntual, de un número finito pero suficiente de rayos, con los que se pretende modelar la propagación de los frentes de ondas, así como su interacción con el entorno. En esta Tesis se proponen algunas técnicas especiales, analizando las ventajas y problemas que presentan, e incidiendo especialmente en la propagación tridimensional. Se presenta además, una variante particular denominada "Lanzado de Tubos", consistente en lanzar estructuras tridimensionales formadas por varios rayos. Su ventaja principal es que resulta mucho más facil determinar si se alcanza o no a un receptor concreto, no siendo necesario implementar complejos algoritmos de recepción, imprescindibles cuando se lanzan Rayos. Todas las técnicas son validadas mediante simulaciones que se han realizado en diversos entornos más o menos complejos. Concretamente, se comparan con las medidas obtenidas en una campaña realizada en el interior de la ETSIT DE Valencia. Los resultados son altamente satisfactorios. Por último, se puede demostrar que este tipo de modelado resulta perfectamente útil para simular los rápidos desvanecimientos que sufre la señal recibida con la propagación multi-camino, ajustandose bien a los modelos teóricos de distribución estadística / Flores Asenjo, SJ. (1998). Caracterización del canal radio móvil en el interior de edificios con múltiples plantas mediante técnicas de lanzado de rayos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/5762

[pt] Este trabalho apresenta os resultados da investigação da utilização da Técnica de Sondagem em Frequência na estimação de dispersividade Espaço-Temporal do Canal Rádio Móvel. Modifcações na técnica clássica de varredura em frequência foram implementadas: um conjunto de antenas denominado array foi construído e calibrado e um algoritmo de pós-processamento do sinal medido foi testado. Foi realizada uma campanha de medidas em três ambientes diferentes para averiguar a aplicabilidade do conjunto. Foram obtidos bons resultados, demonstrando a efciência da metodologia de medidas aplicada. / [en] This work presents the results of an investigation of the use of the Frequency Sounding technique in Mobile Radio Channel`s Space-Time Dispersion characterization. Hence, some changes in the classical Frequency Sounding Technique were employed: a set of antennas was built and calibrated and an algorithm for signal pos processing was tested. A measurement campaign was carried out on three different environments to test the applicability of the set as a whole. Very good results showed the efficiency of the measurements methodology applied.

Le but de cette thèse est d'implémenter une méthode déterministe pour modéliser le canal radio des réseaux wifi. Pour cela la méthode MR-FDPF (Multi Resolution Frequency Domain ParFlow) a été adaptée, Le paramétrage et la calibration du modèle sont présentés, donnant une erreur inférieure a 4dB. Nous montrons comment prendre en compte les autres étages d'un bâtiment en développant la méthode 2.5D. De plus pour bien prendre en compte les diagrammes d'antennes des points d'accès un nouveau procédé est présenté. Enfin l'implémentation de la méthode MR-FDPF en 3D est développée ainsi que les optimisations nécessaires Enfin trois extensions sont proposées: la première concerne une extension de la méthode en milieu urbain, la deuxième présente une méthode de prédiction des évanouissements, et la troisième explique comment le modèle a été intégré dans un logiciel de planification de réseau WiFi.

[pt] Este trabalho apresenta os resultados de uma sondagem em frequencia do canal indoor de faixa larga em 1,8GHz, onde foram testados alguns ambientes na tentativa de simular a mobilidade de um usuário. A técnica de sondagem é baseada na técnica clássica de varredura em frequencia, onde foi implementado um link óptico ao invés de cabos coaxiais, para permitir um maior range de medidas. A completa análise de dispersão temporal em pequena e larga escala foi extraída de medidas da resposta impulsiva, como retardo médio, espalhamento rms de retardos, banda de coerência e suas variações com a mobilidade. Do conjunto de análises efetuadas dois resultados obtiveram destaque: perfis de potência de retardo com a distância , resultando em uma boa representação dos principais espalhadores do ambiente; e a validação de um limitante teórico da relação entre a banda de coerência e o espalhamento rms de retardos, recentemente proposto por outro autor. Este trabalho apresenta os resultados de uma sondagem em frequencia do canal indoor de faixa larga em 1,8GHz, onde foram testados alguns ambientes na tentativa de simular a mobilidade de um usuário. A técnica de sondagem é baseada na técnica clássica de varredura em frequencia, onde foi implementado um link óptico ao invés de cabos coaxiais, para permitir um maior range de medidas. A completa análise de dispersão temporal em pequena e larga escala foi extraída de medidas da resposta impulsiva, como retardo médio, espalhamento rms de retardos, banda de coerência e suas variações com a mobilidade. Do conjunto de análises efetuadas dois resultados obtiveram destaque: perfis de potência de retardo com a distância , resultando em uma boa representação dos principais espalhadores do ambiente; e a validação de um limitante teórico da relação entre a banda de coerência e o espalhamento rms de retardos, recentemente proposto por outro autor. / [en] The results of a 1.8 GHz indoor wide-band channel souding survey at some typical environments, trying to account for pedestrian subscriber mobility, are presented. The sounding technique has been based on the classical frequency domain one, with an optic link instead of coaxial cables provinding an extended path range. Complete small and large- scale time dispersionanalysis have been derived from the impulse responses measured, like mean delay, rms delay spread, coherence bandwidth and its variations with mobility. From the whole analysis carried out, two main results are worth remarking: the power delay profile variation with distance providing a pictorial representation of the main scattering mechanisms of the environment; and the validation of a lower bound relation between the coherence bandwidth and rms delay spread recently proposed by another author.

La sécurité des communications sans fil omniprésentes devient, ces dernières années, de plus en plus une exigence incontournable. Bien que la cryptographie symétrique assure largement la confidentialité des données, la difficulté concerne la génération et la distribution de clés secrètes. Récemment, des études indiquent que les caractéristiques inhérentes du canal de propagation peuvent être exploitées afin de consolider la sécurité. En particulier, le canal radio fournit en effet une source d'aléa commune à deux utilisateurs à partir de laquelle des clés secrètes peuvent être générées. Dans la présente dissertation, nous nous intéressons au processus de génération de clés secrètes (SKG), tout en reliant les propriétés du canal radio à la qualité des clés générées. D'abord nous développons un modèle du canal stochastique, traitant la sécurité du point de vue de l'espion, qui montre une mémoire de canal résiduelle bien au-delà d'une distance de quelques longueurs d'onde (scénarios spatialement non-stationnaires). Ensuite, nous exploitons les degrés de liberté (DOF) du canal et analysons leur impact sur la performance de SKG dans différentes conditions, tout en considérant des canaux plus réalistes en environnements extérieur et intérieur (respectivement grâce à des données déterministes simulées et à des mesures). Les résultats montrent que, même pour des bandes modérées (comme standardisées dans la norme IEEE 802.11), le seul DoF de fréquence ou de son association avec le DoF spatial est souvent suffisant pour générer des longues clés, à condition d'utiliser une méthode efficace de quantification des coefficients complexes du canal. / Nowadays, the security of ubiquitous wireless communications becomes more and more a crucial requirement. Even though data is widely protected via symmetric ciphering keys, a well-known difficulty is the generation and distribution of such keys. In the recent years therefore, a set of works have addressed the exploitation of inherent characteristics of the fading propagation channel for security. In particular, secret keys could be generated from the wireless channel, considered as a shared source of randomness, available merely to a pair of communicating entities. ln the present dissertation, we are interested in the approach of secret key generation (SKG) from wireless channels, especially in relating the radio channel properties to the generated keys quality. We first develop a stochastic channel model, focusing on the security with respect to the eavesdropper side, which shows a residual channel memory weil beyond a few wavelengths distance (spatially nonstationary scenarios). Then, we analyze the channel degrees of freedom (DoF) and their impact on the SKG performance in different channel conditions, especially by considering more realistic channels in both outdoor and indoor environments (respectively through simulated ray tracing data and through measurements). The results show that, even for moderately wide band (such as standardized in IEEE 802.11), the sole frequency DOF or its association with the spatial DOF is often enough for generating long keys, provided an efficient quantization method of the complex channel coefficients is used.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre des systèmes radiocommunications numériques pour des récepteurs mobiles basés sur la modulation multi-porteuse OFDM. L'objectif est de proposer des algorithmes d'estimation de canal et de suppression d'IEP pour les <br />récepteurs OFDM à grande mobilité en liaison descendante. Notre démarche est d'estimer les paramètres de propagation du canal physique tels que les retards et les variations temporelles des gains complexes du canal à trajet multiples, au lieu du canal discret équivalent. Nous avons développé une approximation à base de polynôme pour l'évolution des gains complexes d'un canal multi-trajet de type Rayleigh avec un spectre de Jakes. En se basant sur cette modélisation polynomiale, nous avons présenté une étude théorique sur les Bornes de Cramér-Rao Bayésiennes (BCRBs) pour l'estimation des gains complexes du canal, en supposant les délais des trajets connus. Enfin, nous avons développé et analysé trois algorithmes itératifs d'estimation des variations temporelles des gains complexes (à l'intérieur d'un symbole OFDM) et de suppression d'IEP pour des récepteurs à grande mobilité. Les deux premiers sont basés sur l'interpolation (passe-bas ou polynomiale) des valeurs moyennes estimées et sur un égaliseur SSI. Ils ont montré de bonnes performances pour des récepteurs à vitesses modérées (i.e., fd.T <= 0.1). Le troisième algorithme est basé sur une modélisation AR et un filtre de Kalman pour estimer les coefficients polynomiaux des gains complexes, et sur un égaliseur QR. Il a fait preuve de bonnes performances pour des récepteurs à vitesses très élevées (i.e. , fd.T> 0.1).

[pt] As características do canal rádio móvel são essenciais ao desenvolvimento de equipamentos e sistemas modernos de telecomunicações sem fio. Para os ambientes nos quais o sistemas operarão, o conhecimento dos principais parâmetros do canal em banda larga é obtido através do uso do conjunto formado por um equipamento transmissor e outro equipamento receptor com suas respectivas antenas. A este conjunto transmissor e receptor atribui-se o nome de sonda. Existem diversas tecnologias sobre as quais as sondas são projetadas e construídas. Em particular mencionam-se as técnicas STDCC (swept time-delay cross-correlation), o Filtro Casado e o OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing). Esta tese compara, por simulação, o desempenho de sondas que utilizam estas três técnicas. São propostas alterações nos métodos Filtro Casado e OFDM, de forma que estes proporcionem resultados mais precisos. Além disto, são estudadas imperfeições em dispositivos comuns a todas elas e comparadas sua influência sobre a qualidade das estimações, de forma isolada e combinada. Para o amplificador de potência é considerado o seu principal fator de degradação: suas não linearidades. Para o oscilador local existente no receptor é analisada a contribuição do ruído de fase. O ruído térmico, sempre presente à entrada do receptor em qualquer situação, é variado em uma extensa faixa de valores e o seu efeito sobre a precisão de cada método é analisado. Os resultados obtidos são apresentados na forma de tabelas e gráficos representando, diretamente, o resultado da comparação com o canal de referência ou por meio dos indicadores erro RMS e desvio padrão. / [en] The mobile radio channel characterization is essential to the development of modern wireless telecommunication equipment and systems. The main wideband channel parameters of the environments where these systems will operate are collected by the use of a set comprising a transmitter, a receiver and an aerial system. This set is named sounder. There are many techniques used to project and implement these sounders, such as STDCC (Swept Time-Delay Cross-Correlation), Matched Filter and OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). This thesis compares, by means of computer simulations, the performance of these three techniques. Some changes are proposed on the Matched Filter and OFDM methods to reach more precise results. Moreover, imperfections in common devices used by all sounders are studied, both independently and jointly, and the impact over the precision of channel estimations is analyzed. The main degradation factor of power amplifiers, which are the nonlinearities, was also considered, as well as the contribution of the phase noise in the receiver local oscillator. The effect of the thermal noise, always present on the receiver input, was also considered, over a large range of values. The results are presented by diagrams and tables showing results of comparisons with a reference channel or by mean of RMS errors and standard deviations.