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Communications numériques sur les réseaux d'énergie des systèmes de transport

/ Dégardin Virginie / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2012
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Ce mémoire d'HDR retrace dix années d'études, non seulement théoriques, mais aussi expérimentales, dans le domaine des Courants Porteurs en Ligne (CPL ou Power Line Communication). Pendant toutes ces années, l'évolution technologique a suivi celle des télécommunications sans fil en passant de débits bruts de quelques Mbit/s à quelques centaines de Mbit/s. Néanmoins l'intégration des CPL haut débit dans le domaine des transports ne se fait que très progressivement. En effet, l'environnement transport est différent de celui de l'habitat. La variabilité du canal, l'environnement électromagnétique, les contraintes de compatibilité électromagnétiques (CEM) en termes de rayonnement ou de courant de mode commun et les temps de latence très courts requis, deviennent ici des paramètres critiques. Afin d’étudier la faisabilité d’une transmission CPL dans les systèmes de transport, principalement au sein des véhicules routiers et avioniques, la démarche scientifique consiste à étudier conjointement les aspects télécommunications et CEM. Cette démarche se décline en trois grandes étapes que sont la caractérisation du canal de propagation, la caractérisation des bruits présents sur les lignes, et la simulation de la liaison et des performances attendues. La caractérisation des réseaux d’énergie est réalisée en termes de propagation des signaux et en termes de bruit. La caractérisation de la propagation est réalisée soit théoriquement en se basant sur la théorie des lignes de transmission, puis validée expérimentalement, soit directement par la mesure des gains d’insertion. Le but de cette caractérisation est de dimensionner les paramètres de transmission CPL, et d’élaborer un modèle de canal qui pourra ensuite être inséré dans un outil de simulation de calcul des performances. Concernant la faisabilité des communications CPL, des optimisations du codage de canal sont proposées dans les réseaux domestiques. Dans le domaine des transports, nous avons étudié les performances des standards CPL actuels, en tenant compte des caractéristiques du canal mais surtout des contraintes CEM. A cette fin, des outils de simulation des couches physiques des standards les plus utilisés (HomePlug et OPERA) ont été développés. L'approche originale qui a été menée a consisté à confronter les résultats théoriques aux tests in-situ. Le développement de modems haut débit reconfigurables permettant ces tests, est une valeur ajoutée dans notre démarche.

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