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Projet 3: Fiabilité des communications numériques dans les systèmes de transport. OBJECTIFS. Liaisons intra véhicule Liaisons depuis ou vers un véhicule (train) Lien terrestre / satellite Lien sol/ train Augmenter la fiabilité de la communication, compromis débit / taux d’erreurs. ACTEURS. - PowerPoint PPT Presentation
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Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
Projet 3: Fiabilité des communications numériques dans les systèmes de transport
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
OBJECTIFS
Liaisons intra véhicule
Liaisons depuis ou vers un véhicule (train) Lien terrestre / satellite Lien sol/ train
Augmenter la fiabilité de la communication, compromis débit / taux d’erreurs
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
ACTEURS
Porteur du projet: IEMN / TELICE
Martine Liénard (Resp. Eq. Telecom.)
5 Ens. Ch. ou Ing. (0.5 Pr, 1 MdC, 0.5 IR et 1 IE)
2 doctorants
Laboratoires partenaires:
INRETS/LEOST (Resp. M. Berbineau)
3 personnes (0.2 DR, CR 0.5, AI 0.5)
IEMN/DOAE (Resp. M. Rouvaen)
4 Ens. Ch. (0.25 Pr, 3 MdC à 0.25)
2 doctorants (INRETS et DOAE)
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
POSITIONNEMENT: Prévention, Correction, Gestion des conséquences
Echange de données entre Capteurs Capteurs et calculateur embarqué Mobile (train ou voiture) et le sol Mobiles
Surveillance - diagnostic en ligne, sécurité matériels fixes ou mobiles, localisation des véhicules, surveillance voies et usagers..
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE (Telice): Contexte, originalité et verrous
Contexte
Transmission sur câbles dédiés (coaxiaux, bifilaires): connectiques, poids (automobile)
Transmission sur ligne d’énergie (12V) Nombreux travaux sur PLC dans les bâtiments. Transposition
pour véhicules ?
Spécificité de l’environnement et verrous Bruits impulsifs importants Faible puissance d’émission Canal très variable dans le temps
Modèle stochastique de bruit et traitement du signal
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COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE: Etudes en cours
Mesure du bruit Normes CEM? Définies dans le domaine fréquentiel
Telecom: domaine temporel Mesure du bruit impulsif
Coupleur Oscilloscope numérique Plateforme mobile de mesure de bruit
Analyse du bruit Isoler les impulsions, déterminer leurs caractéristiques
principales (pseudo fréquences, amplitudes, durée, temps d’interarrivée, etc.)
Elaboration d’un modèle stochastique
Nouveaux algorithmes de soustraction du bruit
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE: Etudes en cours
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE: Etudes en cours
Exemples de mesure de bruit impulsif dans une voiture (C25) :
-> Impulsion rafale(Amplitude très élevée 15 Vcc)
-> Impulsion isolée
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE: Etudes en cours
Exemple d’analyse du bruit impulsif :
modélisation mathématique
de l’amplitude des impulsions
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE:Planning des études
Court terme Elaboration d’un modèle stochastique de bruit impulsif Développement de nouveaux algorithmes de soustraction du bruit
Moyen terme Modélisation complète de la liaison Optimisation du codage de canal Rayonnement perturbateur (CEM)
Résultats prévisibles Caractéristiques et performances attendues de la liaison (Thèse
USTL + thèse en cotutelle avec SUPCOM de Tunis) Application prévue dans le cadre d’un projet PREDIT (2004?)
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
LIAISONS VEHICULE (Train) / SOL. Liens de communications haut débit mais robustes (Sécurité des déplacements, nouveaux services) Lien terrestre / satellitaire (LEOST / DOAE)
Liaison bi-directionnelle complémentarité satellite- terrestre
Lien terrestre (TELICE) Augmenter la fiabilité? Techniques multi-antennes MIMO
Diminution du débit numérique de chaque voie, S/B
Encodeur nT
Décodeur nR
Point critique: corrélation entre voies
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LIEN TERRESTRE / SATELLITAIRE (LEOST / DOAE): Contexte, originalité et verrous
Liaison bi-directionnelle
Lien satellite: géostationnaire bande Ku ou Ka
Lien terrestre: nouveau standard IEEE802.16e ou IEEE802.20 Architecture proposée
HiperLan 802.16802.20
Super MobileSuper Mobile
Satellite Ku ou Ka-band
Wi-Fi
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LIEN TERRESTRE / SATELLITAIRE (LEOST / DOAE): Contexte, originalité et verrous
BloquéBloqué
VisibleVisible
MasquéMasqué
•Liens satellites: Évanouissements profonds non répétitifsÉvanouissements profonds non répétitifs dus aux tunnels courts, aux ponts courts et aux obstacles dus aux tunnels courts, aux ponts courts et aux obstacles d’élévation plus grande que celle du satellited’élévation plus grande que celle du satellite
•Objectifs:Objectifs: Caractérisation, modélisation du canal satellite (modèle à 3 états) Modélisation du canal pour le lien terrestre (qui ne sera pas présent partout)
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LIEN TERRESTRE / SATELLITAIRE: Planning des études Influence de la vitesse (TGV!) sur les forme d’ondes choisies Développement de techniques de codage itératives et
d’entrelacement adaptées aux problèmes spécifiques de l’environnement ferroviaire pour le satellite
Utilisation de techniques de diversité en réception ou de codes spatio-temporels sur des systèmes MIMO (cf diapos suivantes)
2 thèses en cours (Bourses INRETS/Region)
Perspectives de développement
Essais (collaboration avec SNCF, FT-R&D sur le lien satellite) – développement d’une plate-forme d’émission/réception collaboration avec Thalès Communication
Collaboration France-Californie, Post docs
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LIEN TERRESTRE MIMO (TELICE): Contexte, originalité et verrous Contexte
Ajout d’une couche MIMO sur des protocoles existants. Liaisons spécifiques ou protocoles normalisés (WiFi, Hyperlan, UMTS etc.)
Nombreuses études dans ce domaine, milieu urbain, suburbain Environnement spécifique ferroviaire? (Gare, halls, couloirs,
tunnels). Contexte européen:modélisation du canal TELICE Verrous
Modélisation stochastique spatio-temporelle du canal
Identification statistique des clusters et de leur variabilité dans le temps
Algorithme robuste dans des canaux partiellement corrélés
EmRe
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LIEN TERRESTRE MIMO: Etudes en cours
Sondeur de canal (Réponse impulsionnelle sur MxN antennes) Fréquence 2.1 GHz et 5 GHz. Premiers tests février 2004
Mise en œuvre d’algorithme de problèmes inverses (ESPRIT) pour des canaux sélectifs en fréquence
Performances des algorithmes existants dans des environnements ferroviaires
« Générateur analogique » de canaux MIMO: moyen d’essai de laboratoire
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
LIEN TERRESTRE MIMO: Etudes en cours Exemple de performances des algorithmes QR et V-blast en tunnel
en présence d’un rétrécissement
Em Re
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
LIEN TERRESTRE MIMO: Etudes en cours
Tests en laboratoire? Génération de canaux MIMO?: Un nouveau concept. (Installation TELICE, janvier 2004)
Antenne plaquée
Brasseur Guide d’ondes
Chambre: réflexions multiples – Brasseur: génération des canaux –Guide d’ondes (TE10, TE20, etc. ): Conditionnement de la matrice de transfert
Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004
LIEN TERRESTRE MIMO: Planning des études
Court terme Campagne de mesures en environnement « Transports
terrestres » Interprétation des résultats
Action concertée européenne (COST). Modélisation des canaux MIMO (Collaboration: Vienne, Aalborg, Helsinki, etc.)
Moyen terme Etude des potentialités de la simulation par chambres
réverbérantes (Thèse en co-tutelle ULB) Robustesse des algorithmes MIMO dans des canaux
partiellement corrélés Résultats prévisibles
Potentialités des techniques MIMO pour les transports terrestres