Le modèle de propagation semi-déterministe UM-CRT

Le principe global du modèle proposé consiste à considérer le modèle SCME comme le coeur de notre proposition, compte-tenu de sa rapidité de temps de calcul, que le modèle déterministe CRT vient paramétrer dynamiquement selon les spécificités de l'environnement rencontrées par les ondes entre deux noeuds communicants mobiles.

L'élément majeur dans la propagation des ondes est la présence ou pas d'obstacles entre un émetteur et un récepteur. Nous avons donc choisi de nous focaliser sur la détermination de la présence possible des trajets en visibilité appelés LOS (Line Of Sight) et sur leur prise en compte dans UM-CRT.

Ainsi, nous faisons différentes hypothèses. La première hypothèse est que le critère déterminant à paramétrer pour le modèle SCME-UM est le trajet direct ou non de l'onde électromagnétique. La deuxième hypothèse est que le modèle SCME-UM, prévu pour la téléphonie, est compatible pour des transmissions VANETs. En effet, le modèle SCME-UM est prévu avec une station de base à une hauteur de 10 m et des récepteurs faiblement mobiles à une hauteur de 1 m, alors que les VANETs que nous voulons étudier, se composent d'émetteurs et récepteurs fortement mobiles avec une hauteur d'antenne de 3 m maximum. Troisième hypothèse : les vitesses moyennes fixes utilisées pour calculer les RI, en fonction des différents scénarios de mobilité, sont équivalentes aux vitesses variables. En effet, les RI générées par SCME-UM sont calculées à vitesse fixe, alors que les nœuds des simulations VANETs ont des vitesses variables. La partie consacrée à l'évaluation du modèle viendra confirmer ou non ces hypothèses.

Notre proposition consiste ainsi à limiter la recherche des trajets par tracé de rayons au trajet direct. Ceci présente deux avantages :

• Elle prend en compte les caractéristiques géométriques de l'environnement considéré en déterminant l'éventuelle présence des trajets LOS .

• Elle réduit considérablement le temps de calcul de la simulation déterministe.

UM-CRT a ainsi été créé grâce à l'association des deux approches, l'une déterministe et l'autre statistique. La figure 2.8 montre les relations entre UM-CRT et à la fois CRT et SCME-UM, respectivement représentées par des flèches fines en vert et en bleu. Le modèle UM-CRT est représenté par des flèches larges hachées en rouge.

Les réponses impulsionnelles du modèle proposé UM-CRT sont ainsi calculées de manière statistique par le modèle SCME-UM selon un paramétrage déterministe d'existence ou pas du trajet direct. Cette détermination du trajet LOS est obtenue par le simulateur déterministe CRT.

Les auteurs de la référence [21] mettent à disposition de la communauté une implémentation Matlab du modèle SCME [24] que nous avons utilisée dans nos simulations. Grâce à elle, nous avons pu générer des réponses impulsionnelles qui ont été utilisées par la suite dans la chaîne de communication numérique. Le code étant très permissif, les réponses impulsionnelles issues de SCME-UM ont été sauvegardées au même format que celles du simulateur CRT.

Pour réduire encore le temps de calcul des simulations déterministes, nous proposons de considérer les propriétés de stationnarité du canal déjà introduites dans CRT et montré dans [10]. Nous considérons ainsi que la réponse impulsionnelle du canal est constante dans un rayon de 8 mètres par rapport à la position de référence. Ainsi, nous ne calculons pas la réponse impulsionnelle pour chaque position mais uniquement pour un nombre fini de distances entre émetteur et récepteur. En pratique, comme le modèle SCME-UM est limité à une distance de 600 mètres maximum (voir paragraphe 2.1.3.2) entre l'émetteur et le récepteur, nous avons arbitrairement choisi d'utiliser un jeu de 90 distances possibles pour calculer les réponses impulsionnelles. Cela permet de pré-calculer les réponses impulsionnelles pour accélérer encore le temps de calcul des simulations VANETs, tout en gardant un pas de distances suffisamment précis.

Il est à noter que la simulation complète de CRT avec les multi-trajets est toujours possible afin de pouvoir extraire d'une réponse impulsionnelle complète des informations telles que l'étalement des retards, par exemple. Cependant, c'est une opération très coûteuse en temps de calcul. De plus, dans ce cas, la prise en compte des zones de stationnarité ne se fait pas de la même manière. En effet, CRT calcule une RI pour chaque position d'émetteur/récepteur, et une zone de stationnarité est définie autour de ces positions. Dans le cas UM-CRT, on détermine le cas LOS ou NLOS à partir de CRT, puis on calcule une RI qui inclut une zone de stationnarité, mais avec SCME-UM cette fois. La zone de stationnarité n'existe donc pas au niveau de CRT mais au niveau de SCME-UM avec le modèle UM-CRT. Enfin, dans le cas du modèle UM-CRT complet, la zone de stationnarité est prise en compte dans CRT et dans SCME-UM. Ainsi, la zone de stationnarité au niveau des RI de CRT existe pour les modèles CRT et UM-CRT complet, mais pas dans le modèle UM-CRT.

Pour résumer, avec un scénario VANET donné, le modèle UM-CRT permet de calculer statistiquement les réponses impulsionnelles de chaque lien radioélectrique entre deux nœuds mobiles, à chaque instant, en fonction de la distance émetteur-récepteur et du cas de figure LOS/NLOS déterminé de manière déterministe.