● Recenser les modèles de simulation théoriques et pratiques de IR-UWB au niveau MAC-PHY, dans un premier temps.
● Choisir un simulateur puis prendre en compte l’aspect impulsionnel du signal IR- UWB au niveau de la couche physique du simulateur retenu.
● Interfacer le modèle MATLAB PHY-IR-UWB qui tient compte du canal de propagation avec le simulateur MAC-PHY.
● Réaliser une modélisation sous simulateur de différentes couches MAC basées sur des couches PHY IR-UWB, tout en prenant en compte les spécificités du contexte,
et de la couche PHY IR-UWB.
● Comparer la technique IR-UWB à d’autres modèles de combinaison MAC-PHY dans le cadre des WLANs, WPANs.
● Comparer la solution proposée à d’autres solutions développées dans le même contexte.
Pour l’interfaçage du modèle MATLAB et des modèles au niveau de la couche MAC. trois solutions semblent possibles :
Interfaçage en temps réel grâce aux fonctions MEX C de Matlab :
Par cette solution on peut atteindre notre but d'obtenir un simulateur complet couche PHY et couche MAC. En effet, via la librairie MEX C de Matlab, qui permet d'appeler des fonctions C à partir de Matlab et inversement. On devrait pouvoir mettre un œuvre un simulateur « temps réel », où l'encapsulation / désencapsulation couche PHY/MAC se fait quasi instantanément. La librairie MEX, nous permettra, à partir de la couche MAC au niveau du simulateur, d'appeler notre couche PHY IR-UWB, sous Matlab, avec les données à transmettre. Une fois que Matlab a modélisé le comportement du canal et du couple émetteur/récepteur, la fonction retourne le MAC-PDU reçu au simulateur, qui reprend le traitement au niveau couche MAC pour la réception.
Cette méthode, bien que reproduisant le schéma réel du fonctionnement des couches basses et surtout du lien (canal de propagation) s’avère lourde à réaliser par les différentes interactions temps réel simulateur/Matlab. Un autre problème qu’elle engendre est le manque de ressource de calcul lors de la simulation d’un réseau constitué de dizaines ou centaines de nœuds. De plus, on dispose déjà de modèles de propagation plus ou moins évolués au niveau des simulateurs de réseau qui permettent une bonne prise en compte de l’atténuation subie par le signal.
Interfaçage par fichier :
Il s'agit ici de placer les données issues de la couche MAC dans un fichier que notre modèle Matlab pourra aisément lire puis transmettre au récepteur. Ce dernier, après avoir « démodulé » le signal place le MAC-PDU dans un fichier accessible à la couche MAC. Le paquet est ensuite remonté vers les couches hautes du simulateur.
Cette méthode, très semblable à la précédente s’avère lourde et l’interaction par fichier la rend plus complexe.
Caractérisation de la couche physique puis prise en compte dans le simulateur: Nous comptons nous servir de notre modèle IR-UWB sous Matlab pour dimensionner les performances de la couche PHY (le canal radio, les antennes utilisées, les circuits en émission et en réception, etc.) en termes de BER, Pathloss, Shadowing etc. L'idée est que pour chaque couche PHY possible (combinaison de tous les paramètres possibles du modèle), on obtienne des informations caractérisant cette couche. Il ne reste, alors, plus qu'à insérer ces informations dans les simulateurs complets de réseaux de télécommunication qui possèdent des modèles simplifiés de couche PHY et du canal radio.
Nous nous orientons vers cette dernière méthode qui possède l’avantage d’être simple et efficace. Nous reportons toutefois certaines fonctions de dimensionnement de performances au niveau du simulateur qui possède des modèles adéquats. Plus clairement nous optons pour une forme d’interfaçage dans laquelle Matlab nous donne
une table du taux d'erreurs binaire (BER) en fonction du rapport signal sur bruit (SNR). C’est cette table qu’on utilisera au niveau du simulateur pour modéliser la démodulation d’un signal avant son envoi aux couches supérieures. Il nous faudra cependant combler l’insuffisance du simulateur par la prise en compte des particularités de l’IR-UWB. Notre travail consistera donc à :
● Concevoir et réaliser un modèle de radio impulsionnelle prenant en compte l’aspect discontinue de l’IR-UWB au niveau de la couche physique du simulateur.
● Interfacer ce modèle avec le modèle Matlab qui nous donne le BER en fonction du SNR caractérisant le canal IR-UWB.
● Dimensionner, en fonction des normes IR-UWB et à l’aide de différents types de modèle de propagation des caractéristiques de notre modèle.
● Concevoir et réaliser au niveau la couche MAC des méthodes d’accès simples dans le contexte de l’IR-UWB.
Nous évaluerons par la suite les performances (fiabilité, latence, consommation d’énergie) du modèle proposé en présence d’une application de réseau de capteurs que nous réaliserons. La réalisation de cette application nécessitera toutefois le développement de modèles de capteurs et de canal de captage.
Il s’agira aussi de comparer la technique impulsionnelle au niveau MAC-PHY aux techniques classiques continues. Nous allons aussi comparer le modèle réalisé avec les modèles existants notamment, celui proposé dans [6] [7].
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