Modélisation comportementale SystemC-AMS d’interfaces RF et liaisons radio multipoint pour réseaux de capteurs

par Abdelbasset Massouri

Thèse de doctorat en Micro et Nanotechnologies, Acoustique, Télécommunications

Sous la direction de Laurent Clavier et de Andreas Kaiser.


  • Résumé

    Ce travail vise à la mise en œuvre d'une plateforme de simulation basée sur SystemC-AMS. Elle permet de traiter un système complexe et hétérogène. Nous validons cette approche sur une application de réseau de capteurs (communication entre véhicule). Pour ce faire un niveau d'abstraction élevé a été adopté et une modélisation en bande de base des blocs RF a été développée. Non seulement les aspects relatifs à l'émetteur/récepteur ont été traités, mais également le canal radio.Si les actuels flots de conceptions permettent d'estimer la consommation des blocs numériques d'un SoC, une méthodologie d'estimation de la consommation des blocs analogiques et RF n'est toujours pas disponible. Nous proposons une méthodologie descendante basée sur le facteur de mérite et les paramètres systèmes pour estimer la consommation instantané de ces blocs. Ainsi des estimations de la consommation globale des nœuds et du réseau sont fournies par la plateforme.Nous avons fourni une bibliothèque implémentée en SystemC-AMS pour différents blocs d'un réseau de capteurs (nœud et canal radio). Les résultats montrent la faisabilité d'une simulation complexe mixte analogique, numérique et RF. Par ailleurs, ils montrent le gain considérable apporté par la simulation au niveau système en SystemC-AMS de modèles comportementaux d'un réseau de capteurs. La plateforme développée dans ce travail ouvre diverses perspectives sur de nombreux et importants aspects de la simulation système des réseaux de capteurs. Parmi ces aspects, le choix et l'optimisation des algorithmes de routage, les protocoles MAC, les algorithmes de traitement du signal sous une contrainte de consommation d'énergie.

  • Titre traduit

    SystemC-AMS behavioral modeling of RF interfaces and multipoint radio channel for wireless sensor networks


  • Résumé

    This work aims at implementing a simulation platform based on SystemC-AMS. It can handle a complex and heterogeneous system on chip (SoC). An application of wireless sensor network (WSN): inter-vehicle communication is used to validate this approach. To realize this application, a high level of abstraction was adopted and a baseband modeling of RF blocks has been developed. Besides, not only aspects related to the RF transceiver, but also the radio channel were studied.The current design flows enable the estimation of power consumption of digital blocks, however a high-level methodology for power consumption estimation of analog and RF blocks is still not available. We propose a Top-Down methodology based on the figure of merit (FoM) and system parameters to estimate the instantaneous power consumption of these blocks. Thus, estimates of overall consumption of nodes and the WSN are provided by the platform.We delivered a library implemented in SystemC-AMS for different blocks of a WSN such as node and radio channel. The results show the feasibility to simulate complex, RF and analog mixed SoC. In addition, they show the significant gain in terms of simulation time provided by the system-level simulation using SystemC-AMS and behavioural models of WSN.The platform developed in this work opens a variety of perspectives on many important aspects of system-level simulation of WSN. These aspects include the choice and optimization of routing algorithms, MAC protocols, signal processing algorithms, as a function of power consumption which is the main constraint of WSN.


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