Face à la complexité croissante des architectures et systèmes développés, les outils de
simulation ont acquis un rôle important. Ils sont de plus en plus utilisés afin d’optimiser les
paramètres qui interviennent dans la réalisation d’un système. Ils permettent d’obtenir une
prévision des résultats attendus expérimentalement. Ils permettent désormais également
d’utiliser lors d’une simulation, des éléments expérimentaux tels que des signaux relevés avec
des appareils de mesure ou encore des courbes caractéristiques de composants réels. Cette
partie décrit l’outil de simulation système qu’on va utiliser COMSIS [1] – [3].
II.1.1 Présentation du logiciel
COMSIS est un logiciel de simulation système développé par la société IPSIS, qui permet
de modéliser, simuler, et analyser des modules allant du simple dispositif au système complet.
Toutes les fonctions d'éditions et de traitements sous COMSIS s'articulent autour de
l'éditeur de schéma-bloc (Figure.II.1).
La définition des paramètres des blocs se fait par attribution de valeurs numériques ou par
paramètres formels. Il est également nécessaire d’insérer des variables intermédiaires aux
entrées et sorties des opérateurs. On peut ainsi accéder aux signaux en chaque point du
schéma.
L’ensemble des blocs utilisés dans un schéma de simulation est regroupé dans des
bibliothèques, classées par thème. Nous avons travaillé avec la version 8.7.7.
II.1.2 La simulation
La simulation d’un système sous COMSIS se passe en 3 phases : la modélisation du
système, suivie d’une analyse de la liaison, et enfin la simulation proprement dite.
II.1.2.1 La modélisation du système
Le système de transmission est constitué d’une cascade de modules caractérisés par une
grandeur de sortie dépendant de grandeurs d'entrée. Ces modules opèrent sur des signaux
utiles, contenant l'information à transmettre. La façon selon laquelle ces dispositifs opèrent
sur les signaux utiles, quant à elle, dépend des signaux de contrôle ou de commande, qui sont
inhérents aux différents modules
COMSIS propose de traiter 3 types de systèmes : continus, discrets et échantillonnés. La
nature réelle des signaux traités implique l’utilisation des systèmes continus.
Les résultats de simulation
COMSIS propose plusieurs types d’analyses, afin de déterminer les caractéristiques d’un
composant isolé, ou encore d’évaluer les performances d’une liaison entière.
II.1.2.2 Les différentes analyses
Les différentes analyses sont présentes sous le menu Analyse de l'éditeur de schéma-bloc.
• L'analyse statique : permet de déterminer certaines courbes caractéristiques de
dispositifs de la bibliothèque des composants.
• L'analyse de stabilité : permet de calculer la réponse en fréquence et les marges de
stabilité d'un système, à partir de la représentation en diagrammes de Bode, Black et Nyquist.
• L'analyse de transfert de boucle : permet d’obtenir les mêmes résultats que l’Analyse
de stabilité mais pour des systèmes en boucles (asservissement).
• La réponse fréquentielle : permet de calculer la réponse fréquentielle d'un opérateur
de filtrage. La réponse fréquentielle est alors affichée en amplitude et en phase.
• La simulation temporelle : permet de déterminer la réponse de tout un système à des
signaux dans le domaine temporel. Cette dernière catégorie de simulation sera la principale
utilisée dans ce travail, car on cherchera à évaluer le comportement de notre système de
multiplexage vis à vis de signaux externes (données) représentés dans le temps.
A l'issue de la simulation temporelle, la fenêtre d'Évaluation des Performances propose
différents traitements sur les variables simulées. Ils sont examinés dans le paragraphe suivant.
II.1.2.3 La visualisation et le traitement des résultats
Suite à la simulation, COMSIS permet d’afficher plusieurs types de résultats, tels que
l’Affichage temporel direct, le bilan de puissance, le facteur Q… (Figure.II.2).
Figure.II.2 : Fenêtre graphique de visualisation Figure.II.3 : Fenêtre d'évaluation
des résultats sous COMSIS. des performances.
La simulation temporelle permet d’exploiter les résultats en proposant un certain nombre
de possibilités, listées dans la fenêtre d'Évaluation des Performances (Figure.II.3).
• Visualisation des résultats de simulation
Plusieurs types de pré-traitements sur les variables sont possibles, avant de les afficher :
a. La réponse temporelle : Cette commande permet d'observer directement les variables
simulées, sans pré-traitement. L'abscisse des courbes est constituée d'une base de temps.
b. Les fonctions de corrélation : permettent de calculer la fonction d'autocorrélation d'un
signal et la fonction d'intercorrélation de deux signaux. COMSIS [4], [5].
c. Le diagramme de l'œil : le diagramme de l'oeil est obtenu en utilisant une variable
d'horloge de synchronisation, pour générer la base de temps appropriée. Des mesures sont
alors possibles, telles que l’ouverture horizontale, verticale, taux d'extinction, facteur Q…
d. Le diagramme vectoriel ou trajectoire : en combinant l’amplitude et la phase des
données numériques, on obtient ce diagramme, qui est en fait la représentation de la
composante en quadrature en fonction de la composante en phase du signal modulé.
e. La vue tridimensionnelle : permet de visualiser l'évolution des composantes en phase et
en quadrature, d'un signal en fonction du temps.
f. Le diagramme de constellation : l'échantillonnage des données du diagramme vectoriel
d'un signal aboutit au diagramme de constellation. COMSIS permet de faire des mesures
identiques à celles réalisées par l'analyseur de constellation de la société Hewlett-Packard [6].
g. La transformée de Fourier : La transformée de Fourier étant complexe, COMSIS édite,
dans deux cadres différents, la partie réelle et la partie imaginaire [7].
h. La densité spectrale de puissance : elle permet d’avoir une idée sur la largeur de bande
nécessaire pour transmettre un signal. Elle est définie pour un processus stationnaire, comme
la transformée de Fourier de la fonction d'autocorrélation. Les signaux représentés en
enveloppe complexe sont traités avec la méthode des périodogrammes modifiés [7] - [9].
i. La puissance instantanée : ce pré-traitement permet de visualiser la variation de la
puissance instantanée d'un signal en fonction du temps.
j. L'histogramme : ce pré-traitement permet de visualiser la distribution des échantillons
d'une variable. Cette fonction est particulièrement adaptée à l'analyse de distributions des
valeurs prises par la variable sur laquelle s'effectue la décision.
k. La fonction de distribution cumulative : l'échelle des ordonnées est une échelle
logarithmique représentant une probabilité en pourcentage. L'échelle des abscisses est une
échelle en décibel (dB) considérant l'offset par rapport à la puissance moyenne du signal.
• Sauvegarde des résultats de simulation
Chaque variable simulée peut être stockée dans un fichier binaire. Les résultats de
simulation sauvegardés peuvent alors être ré-exploités par COMSIS ou une autre application.
Dans le document
ÉTUDE D'UN SYSTÈME BAS COÛT DE TRANSMISSION OPTIQUE PAR MULTIPLEXAGE TEMPOREL
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