Projet%203:%20Fiabilit

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

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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)

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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..

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COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE (Telice) Contexte,
originalité et verrous

• Contexte
• Transmission sur câbles dédiés (coaxiaux,
  bifilaires) connectiques, poids (automobile)
• Transmission sur ligne dénergie (12V)
• Nombreux travaux sur PLC dans les bâtiments.
  Transposition pour véhicules ?
• Spécificité de lenvironnement et verrous
• Bruits impulsifs importants
• Faible puissance démission
• 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 dinterarrivée, etc.)
• Elaboration dun modèle stochastique
• Nouveaux algorithmes de soustraction du bruit

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COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE Etudes en cours
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COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE Etudes en cours

• Exemples de mesure de bruit impulsif dans une
  voiture (C25)

-gt Impulsion rafale (Amplitude très élevée 15
Vcc)
-gt Impulsion isolée
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COMMUNICATIONS INTRA VEHICULE Etudes en cours
Exemple danalyse du bruit impulsif
modélisation mathématique de lamplitude des
impulsions
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COMMUNICATIONS INTRA VEHICULEPlanning des études

• Court terme
• Elaboration dun 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 dun projet
  PREDIT (2004?)

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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
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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

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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
• délévation 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)

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LIEN TERRESTRE / SATELLITAIRE Planning des études

• Influence de la vitesse (TGV!) sur les forme
  dondes choisies
• Développement de techniques de codage itératives
  et dentrelacement adaptées aux problèmes
  spécifiques de lenvironnement 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-RD sur le
  lien satellite) développement dune plate-forme
  démission/réception collaboration avec Thalès
  Communication
• Collaboration France-Californie, Post docs

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LIEN TERRESTRE MIMO (TELICE) Contexte,
originalité et verrous

• Contexte
• Ajout dune 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
  européenmodélisation 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
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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 dalgorithme de problèmes inverses
  (ESPRIT) pour des canaux sélectifs en fréquence
• Performances des algorithmes existants dans des
  environnements ferroviaires
• Générateur analogique de canaux MIMO moyen
  dessai de laboratoire

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LIEN TERRESTRE MIMO Etudes en cours

• Exemple de performances des algorithmes QR et
  V-blast en tunnel en présence dun rétrécissement

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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 dondes (TE10,
TE20, etc. ) Conditionnement de la matrice de
transfert
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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