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ReSYST

Contexte scientifique

L’équipe RESYST (Réseaux et Systèmes de Télécommunications) est incluse dans l’axe SRI (Systèmes et Réseaux Intelligents). Elle a pour vocation l’étude et l’optimisation de réseaux de télécommunication numériques, à travers une « approche système », pour satisfaire une qualité de service requise (robustesse, latence, débit) ainsi qu’une certaine efficacité énergétique.

Le but est, à partir d’une modélisation et caractérisation réaliste d’un canal de propagation optique et radio filaire ou non de proposer typiquement des algorithmes de traitement de l’information, avec ou non prise en compte du contenu multimédia (image et vidéo), au niveau de l’émetteur et du récepteur (synchronisation, égalisation, codage de canal, techniques d’accès multiple, …) pour approcher au mieux la capacité théorique de transmission de ce canal. Ceci sous-entend également que l’équipe s’attache à développer des algorithmes de gestion d’allocation de ressources pour maximiser l’efficacité spectrale et énergétique des systèmes étudiés (par exemple dans les contextes des réseaux de capteurs, des réseaux cellulaires, …). De plus, pour être le plus réaliste possible, les simulations, réalisées dans RESYST, prennent en considération une modélisation fine des composants utilisés dans la chaîne de transmission avec leurs imperfections.

Les applications ont concerné tout d’abord les liaisons point à point en se focalisant sur les couches physique et/ou application des systèmes de transmission radio-cellulaire et optiques haut débits. Puis, pour une ouverture en multipoints, le groupe a intégré dans sa démarche « cross layer » la couche MAC (Media Access Control) en tenant compte des protocoles de partage de la ressource canal entre différents utilisateurs demandant plusieurs services (temps réels ou non). Ceci a permis d’acquérir une compétence reconnue au niveau des systèmes à étalement de spectre, multi-antennes et tenant compte d’une priorisation des services. L’équipe est également bien visible au niveau de la thématique des transports avec une compétence forte au niveau de la modélisation réaliste des canaux sélectifs en temps et en fréquence.

De plus, cela fait déjà maintenant quelques années que le groupe est fortement impliqué au niveau du secteur médical avec l’étude de systèmes de transmission optique sans fil pour le suivi des patients à risque et la conception d’interfaces tactiles sous approche sémiotique pour l’autonomie des personnes.


Perspectives scientifiques et cœurs de compétence

 

Les perspectives scientifiques sont centrées sur le renforcement de « l’approche système » développée par l’équipe afin de contribuer à optimiser l’intelligence des systèmes de communication dits de 5ème Génération, tant en termes de qualité de service (ou d’expérience) que de consommation énergétique. Les applications visées concernent notamment l’optimisation des futurs réseaux de distribution d’énergie (smart-grid), l’étude de la convergence optique-radio pour les applications de télésurveillance médicales ou plus globalement l’internet des objets et l’implémentation de décodeurs de canal de type LDPC pour transmissions optiques hauts-débits…

Pour atteindre ces objectifs, des cœurs de compétences complémentaires sont développés depuis de nombreuses années par les enseignants-chercheurs et chercheurs de l’équipe. Il s’agit de :

  • Communications numériques : codage de canal, codage réseau, systèmes MIMO, techniques d'accès multiple, modulations multi-porteuses, codage temps-espace, précodage, allocation de ressources ;
  • Canaux de transmission : modélisation déterministe/statistique/hybride/empirique, simulation, expérimentation, caractérisation des canaux radio/optique sans fil/ CPL ;
  • Intégration de fonctions RF et optiques : modélisation, identification, caractérisation, optimisation, intégration en système ;
  • Optimisation et contrôle : méthodes d’optimisation continues (Lagrangien) et/ou discrètes (théorie des graphes), théorie des jeux, contrôle par des commandes non linéaires.

Le déploiement et l’optimisation des performances des systèmes et réseaux intelligents hétérogènes communicants, qui constituent la problématique commune de l’équipe, est ainsi adressée via la mise en synergie des cœurs de compétence ci-dessus autour des enjeux sociétaux suivants : santé-bien être, énergie, usine du futur et sécurité.


Structuration

 

Au niveau de sa structuration l’équipe RESYST se décline actuellement en deux projets nommés respectivement « Systèmes et réseaux hétérogènes » et « Optimisation cross layer des réseaux de communication multimédia ».

Systèmes et réseaux hétérogènes

Ce premier projet adresse plus particulièrement le contexte des réseaux de capteurs ou réseaux ad-hoc de faibles capacités (nombre de nœuds restreint et ressources radioélectriques limitées pour chacun d’eux). Dans ce cas, il est clair que les optimisations proposées seront plus particulièrement dédiées aux couches PHY et MAC de tels systèmes. On cherchera, en mixant les technologies optique ou sans fil classiques à choisir selon le contexte la technologie la mieux adaptée afin d’obtenir le meilleur compromis quantité d’informations transmises/puissance consommée.

Optimisation cross layer des réseaux de communication multimédia

Ce second projet adresse plus particulièrement le contexte des réseaux hauts débits à fortes capacités dans lesquels les nœuds sont a priori moins contraints en termes de ressources énergétiques mais où il est nécessaire d’adapter, si une voie de retour est possible, les ressources disponibles à l’émission à la qualité des liens. La géolocalisation des utilisateurs permettant une estimation rapide de la qualité des liens sera par exemple un outil d’aide puissant à l’optimisation de l’allocation des ressources.