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Thèse soutenue le 29 mars 2016

Fangyan Li
Directeur Thèse Polytech'Lab Gilles Jacquemod - Eric Dekneuvel
 
Titre

Simulation multi-moteurs multi-niveaux pour validation des spécifications système et optimisation de la consommation

Résumé

Ce travail vise la modélisation au niveau système, en langage SystemC-AMS,  et la simulation d'un émetteur-récepteur au standard Bluetooth Low Energy (BLE). L'objectif est d'analyser la relation entre les performances, en termes de BER et la consommation d'énergie du transceiver. Le temps de simulation d’un tel système, à partir de cas d’étude (use case) réaliste, est un facteur clé pour le développement d’une telle plateforme. De plus, afin d’obtenir des résultats de simulation le plus précis possible, les modèles « haut niveau » doivent être raffinés à partir de modèles plus bas niveau où de mesure. L'approche dite Meet-in-the-Middle, associée à la méthode de modélisation équivalente en Bande Base (BBE, BaseBand Equivalent), a été choisie pour atteindre les deux conditions requises, à savoir temps de simulation « faible » et précision des résultats. Une simulation globale d'un système de BLE est obtenue en intégrant le modèle de l'émetteur-récepteur dans une plateforme existante développée en SystemC-TLM. La simulation est basée sur un système de communication de deux dispositifs BLE, en utilisant différents scénarios (différents cas d'utilisation de BLE).
Dans un premier temps nous avons modélisé et validé chaque bloc d’un transceiver BT. Devant le temps de simulation prohibitif, les blocs RF sont réécrits en utilisant la méthodologie BB, puis raffinés afin de prendre en compte les non-linéarités qui vont impacter le couple consommation, BER. Chaque circuit (chaque modèle) est vérifié séparément, puis une première simulation système (point à point entre un émetteur et un récepteur) est effectuée. Enfin, le BER est estimé. L’ensemble est fonctionnel, les temps de simulation acceptable et les résultats ont été validés à partir de mesure sur un circuit de la société Riviera Waves. Finalement, deux versions d’une même architecture sont modélisées, simulées et comparées. Les résultats montrent que la nouvelle version permet d’augmenter les performances globales du système, à la fois en terme de BER et de consommation. Pour conclure ce travail, nous avons montré qu’il était possible de réutiliser nos modèles pour une simulation très haut niveau (réseau de capteurs) en les intégrant dans la plateforme SCNSL, développée par l’université de Vérone, avec qui nous avons collaboré.