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  Modélisation, analyse et optimisation d’un réseau hétérogène 5G dense utilisant les techniques antennaire 3D-Massive MIMO
  Mada-ETI, 2020, vol 2, page 223-240

  Auteurs : Randriamiadana Z.A, Randriamitantsoa P. A, Randriamitantsoa A. A.

  Mots clés : Modélisation, 3D-Massive MIMO, HetNet, Dense, ULA 2D
  
  

  FR :
  Nous observons un nombre toujours croissant de dispositifs connectés et une croissance rapide des applications sans fil gourmandes en bande passante. Le nombre d’appareils connectés sans fil devrait dépasser 11,5 milliards d’ici 2019, soit près de 1,5 appareil mobile par habitant. En outre, le trafic de données sans fil devrait être multiplié par 10 000 d’ici 2030. Ces augmentations sans précédent du trafic de données mobiles et de la charge des réseaux poussent les infrastructures de réseaux sans fil contemporaines à un point de rupture. Ces prévisions ont alarmé le secteur des communications sans fil et les opérateurs de réseaux mobiles, qui doivent relever le défi de fournir une connectivité à haut débit, à faible retard et à très fiable, à tout moment et en tout lieu, sans augmenter de manière significative la consommation d’énergie des infrastructures, telles que les stations de base, les réseaux d’acheminement et de retour et les réseaux centraux. Les défis susmentionnés exigent un changement de paradigme en faveur de l’infrastructure de réseau sans fil. L’utilisation de systèmes d’antennes MIMO Massif-3D dans une architecture de réseau HetNet est considérée comme un concept clé pour le réseau 5G. Elle est due à leur capacité à améliorer les performances du réseau et au problème de la faible couverture. En effet, l’utilisation de 3D-MIMO avec un nombre élevé d’émetteurs et de récepteurs d’antennes permet d’améliorer considérablement la capacité du système. En effet, grâce à l’utilisation de MIMO 3D-Massif, il est possible de diriger le signal, en utilisant un réseau d’antennes rectangulaires (ULA 2D), dans le domaine horizontal et vertical, ce qui rend la direction du faisceau plus précise. En outre, les faisceaux sont orientés individuellement vers chaque station mobile. D’autre part, le déploiement de petites cellules permet de garantir une large couverture du réseau, par le fait que la distance entre l’équipement de l’utilisateur et les points d’accès est réduite, ce qui permet de résoudre le problème de la couverture et donc d’augmenter considérablement la performance du réseau. Dans ce travail, nous allons présenter une modélisation, une analyse et une optimisation du réseau hétérogène (HetNet) 5G et dense.

  EN :
  We are observing an ever-increasing number of connected devices and a rapid growth of bandwidth-intensive wireless applications. The number of wirelessly connected devices is anticipated to exceed 11.5 billion by 2019, i.e. nearly 1.5 mobile devices per capita. In addition, it is expected that we will witness a 10 000-fold growth in wireless data traffic by the year 2030. Such unprecedented increases in mobile data traffic and network loads are pushing contemporary wireless network infrastructures to a breaking point. These predictions have raised alarm to the wireless industry and mobile network operators who are faced with the challenges of provisioning high-rate, low-delay, and highly reliable connectivity anytime and anywhere without significantly increasing energy consumption at the infrastructure, such as base stations, fronthaul and backhaul networks, and core networks. The above challenges demand a paradigm shift to the wireless network infrastructure. The use of 3D-Massive MIMO antenna systems in a HetNet network architecture is considered as a key concept for the 5G network. It is due to their ability to improve network performance and to the problem of low coverage. Indeed, the use of 3D-MIMO with a high number of antenna transmitter and receiver makes it possible to considerably improve the system capacity. In fact, by the use of 3D-Massive MIMO, it is possible to steering the signal, by using by using a rectangular antenna array (ULA 2D), in both horizontal and vertical domain, making the beam direction more precise. Also, the beams are oriented individually to each mobile station. On the other hand, the deployment of small cells makes it possible to guarantee a large network coverage, by the fact that the distance between the user equipment and the access points is reduced, which helps to resolve the problem of coverage and 2 therefore considerably increase the network performance. In this work, we are going to present a modeling, an analysis and optimization of advanced 5G heterogeneous (HetNet) and dense network.

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