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Projet 3: Fiabilité des communications numériques dans les systèmes de transport

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.

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Projet 3: Fiabilité des communications numériques dans les systèmes de transport

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Presentation Transcript

  1. Projet 3: Fiabilité des communications numériques dans les systèmes de transport Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004

  2. 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

  3. 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

  4. 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

  5. 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 Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004

  6. 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

  7. COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE: Etudes en cours Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004

  8. 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

  9. 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

  10. 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

  11. Encodeur nT Décodeur nR 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 Point critique: corrélation entre voies Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004

  12. Satellite Ku ou Ka-band Super Mobile HiperLan 802.16 802.20 Wi-Fi 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 Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004

  13. Masqué Bloqué Visible LIEN TERRESTRE / SATELLITAIRE (LEOST / DOAE): Contexte, originalité et verrous • Liens satellites: Évanouissements profonds non répétitifs • dus aux tunnels courts, aux ponts courts et aux obstacles • d’élévation plus grande que celle du satellite • Objectifs: Caractérisation, modélisation du canal satellite • (modèle à 3 états) • Modélisation du canal pour le lien terrestre (qui ne sera pas présent partout) Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004

  14. 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 Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004

  15. 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 Em Re Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004

  16. 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

  17. Em Re LIEN TERRESTRE MIMO: Etudes en cours • Exemple de performances des algorithmes QR et V-blast en tunnel en présence d’un rétrécissement Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004

  18. Brasseur Guide d’ondes Antenne plaquée LIEN TERRESTRE MIMO: Etudes en cours • Tests en laboratoire? Génération de canaux MIMO?: Un nouveau concept. (Installation TELICE, janvier 2004) 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

  19. 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 Séminaire interne ST2 - Valenciennes - le 19/02/2004

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