Embed Size (px)
Citation preview
n°17 Octobre 2012
Lettre d’information de l’Institut d’Electronique et de Télécommunications de Rennes
A c t u a l i t é s
C o m i t é d e r é d a c t i o n
Supelec Campus de Rennes fête ses 40 ans
Supélec a fété le 2 octobre les 40 ans de son campus de Rennes en présence de Madame la Ministre de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche.
C’est en octobre 1972 que Supélec, alors ins-tallé à Malakoff, créait l'antenne de Rennes avant de déménager à Gif-sur-Yvette en 1975 et de créer un troisième campus à Metz en 1984. Durant ces quarante années le campus a développé des relations fortes avec l'écosystème breton et rennais, ce qui s'est notamment traduit par l'implication des équipes de recherche Automatique des Sys-tèmes Hybrides et Signal Communication Electronique Embarquée, au sein de l'IETR en 2004. Membre du PRES Université europénne de Bretagne, du pôle de compétitivité Images & Réseaux, du Labex COMIN Labs et de l'IRT B-com, le campus compte aujourd'hui plus de 260 étudiants et près de 60 personnels.
Cette manifestation a été l’occasion de plu-sieurs tables rondes illustrant les parcours des diplômés, l'apport du campus dans l'en-vironnement régional et l'avenir de Supélec au sein de l'alliance CentraleSupélec dans le contexte en pleine mutation de l'enseignement supérieur et de la recherche.
Deux nouveaux projets ANR
Projet GRAIK
Le projet GRAIK pour Grand Refl ect Array Ima-geur en bande Ka, a été sélectionné au titre du programme ASTRID 2011. Il regroupe deux partenaires : Thales Alenia Space-France (coordinateur) et l'IETR. GRAIK a pour objec-tif de démontrer la faisabilité d’une antenne à grand nombre de faisceaux en bande Ka, pour les télécommunications civiles et militaires. Ce besoin est clairement identifi é pour les sys-tèmes multimédia, dans l’objectif d’accroître leur capacité. Dans le domaine de la défense, réaliser des faisceaux fi ns procure également une meilleure robustesse au brouillage sur les théâtres d’opérations, ce qui est très attractif pour les télécommunications militaires.
Contact IETR : [email protected]
Projet Winicod
La tendance actuelle dans la conception de systèmes sur puces (SoC) est d'intégrer un très grand nombre d'unités de calcul et de mémoires sur une seule puce offrant ainsi une multitude de services. Néanmoins ces nou-velles architectures posent de nouveaux chal-lenges concernant les interconnexions entre les unités de calcul. En effet, pour les futures générations technologiques, la mise à l'échelle impactera lourdement les performances des interconnexions globales en termes de débit,
latence et consommation. Dans ce contexte, le projet ANR WiNoCoD se propose de déve-lopper une nouvelle architecture d'intercon-nexion RF permettant une transmission simul-tanée sur plusieurs canaux entre les unités à l'intérieur de la puce, et l’utilisation de méca-nismes d’allocation dynamique des bandes de fréquences disponibles, à la demande.
Contact : [email protected]
Un nouvel ouvrage en collabo-ration avec Texas Instrument
L 'ouvrage "Phys ica l Layer Multi-Core Pro-totyping: A Dataflow-Based Approach for LTE eNodeB" est disponible aux éditions Springer de-puis août 2012. Il porte sur la modélisation et la simulation du com-portement des stations de bases de la norme de télécommunication 3GPP Long Term Evo-lution (LTE). L'étude se
concentre sur la couche physique du standard et son portage sur des plateformes exploitant des processeurs de traitement du signal mul-ti-coeurs. Ce livre résulte d'une collaboration de l'IETR avec Texas Instruments France.
Contact : [email protected]
Une chaire internationale du laboratoire d'excellence Comin Labs dans l'équipe
SCEEDans le cadre des premiers projets sélec-tionnés par le laboratoire d'excellence Comin Labs, l'équipe SCEE, dirigé par Jacques Pali-cot, va accueillir pour un séjour de deux ans le professeur Honggang Zhang, de l'université de Zhejiang en Chine. Le professeur Zhang est co-directeur du laboratoire conjoint Zhe-jiang - université de York Cognitive Radio & Green Communications. Il sera associé au programme "Ecoradio intelligente pour opti-miser l’effi cacité énergétique des futurs sys-tèmes de radio communications".
Une application smartphone pour aider les patients
diabétiques
Certaines pompes à insuline utilisées par les diabétiques, en plus de leur fonction d’infusion continue d’insuline, permettent le recueil des données du capteur de glucose en temps réel.
Le patient équipé d’une telle pompe peut ainsi adapter son traitement. Cependant, l’adapta-tion des doses d’insuline est particulièrement complexe et la multitude des informations pro-duites par la pompe est diffi cile à intégrer et peut conduire à des décisions inappropriées ou à des indécisions de la part du patient.
Dans le cadre de son partenariat avec le CHU de Rennes, l'équipe Automatique des Systèmes Hybrides a développé une applica-tion pour smartphone Apple et Android per-mettant de conseiller le patient en fonction du contexte (heure de la journée, prise des repas, etc.).
Ce développement a fait l'objet d'une déclara-tion d'invention, à laquelle sont associés deux étudiants en deuxième année du cycle ingé-nieur.
Contact : [email protected]
La Chinese Academy of Sciences récompense
Eric PottierDepuis 2005, Eric Pottier a entamé des col-laborations fructueuses avec l'Institut d'Elec-tronique - Chinese Academy of Sciences dans le domaine de la télédétection radar. Cet été, l'Académie a souhaité valoriser la qualité du travail accompli et distinguer Eric Pottier en lui attribuant le 2012 Einstein Professorship of Chinese Academy of Sciences qui est une des plus prestigieuses distinctions scientifi ques chinoises attribuées à un étranger.
Directeur de la publication : Eric Pottier
Rédacteur en chef : Sylvie Le Bail
Dépot légal : ISSN 1769 - 5198
Comité de rédaction : Anne-Claude Tarot, Bernard Jouga, Stéphane Avrillon, Christophe Lemoine, Yolande Sambin.
www. ietr. fr
UNE ANNÉE RICHE de partenariats
L’année universitaire s’ouvre pour chacun d’entre nous dans un contexte économique sous pression. Nul doute que nous devrons faire face dans le do-maine de la recherche à des tensions budgétaires. Dans ce contexte, les politiques de par-tenariats engagées tant au ni-veau régional qu’au niveau de l’institut sont plus que jamais nécessaires.
A l’ IETR, nous l’avons déjà évoqué, nous travaillons à la concrétisation de deux LIA – Laboratoire International Asso-cié –avec la Chine et l'Ukraine. Les enjeux scientifi ques et stra-tégiques sont importants pour l'institut. Ces LIA seront une très belle porte vers de nou-veaux projets internationaux. Nous souhaitons également in-tensifi er nos collaborations avec Thalès Alenia Space et créer un laboratoire commun dans le do-maine des Refl ectarrays , des sources compactes et des for-mateurs de faisceaux intégrés.
Au niveau régional, la création de Lab-O-Mat, fédération de
recherche regroupant 1600 personnels répartis au sein de 18 unités de recherche en matériaux, est également une très bonne nouvelle. Les équipes matériaux de l’IETR pré-sentes sur les sites de Rennes, Nantes et Saint Brieuc sont impliquées dans cette nouvelle structure.
Nous avons d’ailleurs choisi pour ce numéro d’IETR.com de vous présenter un projet impli-quant les équipes matériaux et antennes… bienvenue dans le monde des vêtements com-municants. Cet espace de re-cherche est en plein essor, les applications envisagées nom-breuses. Nous présentons, à titre d’exemple, sur notre stand lors de la fête de la science, le prototype d’une veste de pom-piers communicante.
J’en profite pour remercier tous les chercheurs de l’insti-tut qui s’impliquent dans cette fête de la science organisée par l’espace des sciences afin de rendre accessible nos travaux au grand public et peut être,
contribuer à faire naître auprès des plus jeunes, une vocation pour la recherche scientifi que !
Et en ce début d’année univer-sitaire, permettez moi égale-ment de souhaiter la bienvenue aux nouveaux entrants, ensei-gnants-chercheurs, ingénieurs de recherche et d'étude qui viennent de nous rejoindre. Je me félicite par ailleurs que nous soyons toujours attractifs au-près des doctorants : en effet d'ici la fi n de l'année, plus de 50 doctorants et post-doctorants vont nous rejoindre.
Belle année universitaire à tous.Eric Pottier
Directeur(33)2 23 23 57 63
Bonne fête des sciences à tous !
NOUS SOMMES HEUREUX
D’ACCEUILLIR :
Maxime HARNOIS, Ingénieur de Recherche CNRSéquipe capteurs intégrés
Matthieu DAVY, MC - UR1- équipe télédétection
Emmanuel JACQUES, MC - UR1 équipe dispositifs électroniques
Daniel MENARD, PR - INSA - équipe image
Sébastien PILLEMENT, PR - UN équipe systèmes de communications numériques
Let t re d ’ i n format ion de l ’ I ns t i tu t d ’E lec tron ique et de Té lécommun icat ions de Rennes n°17 OCTOBRE 2012
www. ietr. fr www. ietr. fr
Le projet vise à intégrer des systèmes anten-naires dans les vêtements pour des réseaux centrés sur la personne - Wireless Body Area Network WBAN, Wireless Personnal Area Network WPAN - tout en utilisant les propriétés offertes par certains métamaté-riaux à savoir : réduction de l’épaisseur de l’antenne, augmentation des performances de l’antenne tant en gain qu’en effi cacité
Ce projet se structure en 3 étapes :
* La conception d’antennes souples sur textile
* L’étude de l’interaction électromagnétique entre le corps et l’antenne
* La réalisation d’un démonstrateur
La conception d’antennes souples sur textile
L’IETR développe de nouveaux types d’an-tennes souples sur vêtements. Les textiles choisis sont le jean et la feutrine, dont la permittivité diélectrique εr varie entre 1,2 et 1,6.
Les bandes de fréquences visées concernent les standards Blue-tooth, Zigbee (2,4-2,5 GHz), LTE-4G (2,5-2,69 GHz) et WiFi (2,4-2,485 GHz / 5,15-5,875 GHz).
Afi n de couvrir les bandes centrées autour de 2,45 GHz et 5,5 GHz, des antennes co-planaires bi-bande ou large bande ont été conçues.
Figure : Antennes coplanaires sur feutrine
Ces antennes coplanaires, de type mono-pôle, rayonnent l’énergie vers l’avant et vers l’arrière. Dans ces conditions, il n’est pas envisageable de les placer à même le corps humain qui absorberait la partie arrière du rayonne-ment.
L’étude de l’interaction électromagné-tique corps/antenneAfin de réduire le couplage entre l’antenne et le corps humain, il est nécessaire d’insérer dans le dispositif un réfl ecteur de type électrique métallique ou magnétique. Pour un fonctionnement correct de l’ensemble, le réfl ecteur métallique clas-sique doit être placé à une distance λ/4 de l’antenne : cette distance devient vite impor-tante pour les basses fréquences, entrainant une épaisseur de l’antenne de plusieurs cen-timètres incompatible avec son intégration dans un vêtement.
Afi n de conserver une épaisseur raisonnable, il est possible de faire appel à un « réfl ec-teur magnétique artifi ciel », encore appelé Conducteur Magnétique Artifi ciel (CMA). La propriété d’un CMA est d’avoir une phase à la réfl exion nulle contrairement à une phase de π pour un réfl ecteur métallique. Cette proprié-té intéressante implique que l’on peut rappro-cher une antenne très proche d’un plan CMA sans avoir un phénomène de désadaptation de l’antenne.
Dans le cadre de ce projet, le CMA est réa-lisé au moyen de métamatériaux, qui sont des structures périodiques 2D, dont la cel-lule élémentaire peut être de forme aléatoire. Nous avons retenu des géométries carrées et hexagonales.
Figure : Métamatériaux à géométrie carrée et hexagonale
L’antenne coplanaire est maintenant placée au-dessus du CMA.
Figure : Structure complète associant une an-tenne bi-bande et un AMC à maille hexagonale
L’antenne munie de son CMA, ne doit plus rayonner vers l’arrière, c'est-à-dire vers le corps. Afi n de s’en assurer, une estimation du DAS (Débit d'Absorption Spécifi que) a été effectuée en simulation puis vérifi ée expéri-mentalement dans les locaux d’Orange Labs à Issy-les-Moulineaux.
Afi n d’évaluer les performances d’une an-tenne sur le corps, l’utilisation de modèle de corps humain est nécessaire. Ceux-ci prennent en compte les caractéristiques de la peau, des muscles, des os…
Dossier :
BIENTÔT LES VÊTEMENTS COMMUNICANTS…
Des modèles numériques de corps humain, de type homogène ou hétérogène sont utili-sés dans les logiciels de simulation électro-magnétique.
Figure : Modèles numériques de corps hu-main a) homogènes – b) hétérogènes (Virtual Family)
On a montré que la présence du CMA réduit de plus de 90% le niveau de DAS, qui reste inférieur à la limite des 2W/kg, préconisée par l’ICNIRP - International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection -
Réalisation du démonstrateurUn démonstrateur est en cours de réalisation sur une veste de pompier. Il vise à valider la communication entre deux antennes via blue-tooth ou Wifi , pour une application de trans-mission d’images avec une capture caméra.
PROCHAINS ENJEUX Nous ne sommes qu’au début des travaux d’intégration des antennes dans les vêtements et de nombreux travaux sont encore à envisager :
Comment alimenter les dispositifs commu-nicants ? Le problème de l’énergie est un point crucial. Comment alimenter les dis-positifs sans rajouter un boitier d’alimenta-tion de 500 grammes non compatible avec l’usage ?
Miniaturiser toujours plus. L’intégration dans les vêtements implique des efforts de miniaturisation des antennes. Dans ce domaine l’IETR est particulièrement actif.
La métallisation des textiles : une voie de recherche vise à déposer des encres conductrices à même le textile offrant de nouvelles perspectives de souplesse et une meilleure intégration.
Contact : [email protected]
VIDEO TRANSMISSION
Small camera Textile antenna
Wifi wireless link
laptop
PARTENAIRES DU PROJET :
Advanten,
IEF, Université Paris Sud 11
LEAT, Université de Nice
Orange Labs Crémant
IETR :
Projet labellisé par les pôles Image & Réseaux et Solutions Communi-cantes Sécurisées
Les acteurs majeurs des télécommunications ont fait plusieurs annonces sur le sujet… oui, demain, nos vê-tements communiqueront. Si les applications envisagées aujourd’hui sont plutôt d’ordre sécuritaire, demain tout est possible.L’IETR allie trois compétences pour investir ce nouvel espace de recherche :
1. antennes
2. métamatériaux
3. interaction ondes et vivant
> METAVEST est un projet retenu par l’ANR et porté par l’IETR.
METAVEST : METAmatériaux pour VETements intelligents
