Nouveaux concepts de transmission vidéo en milieu marin pour ...

Résumé de la thèse
« Nouveaux concepts de transmission vidéo en milieu marin pour améliorer le débit et la
qualité des liaisons inter bateaux »
tel-00821997, version 1 - 13 May 2013
Les moyens de communications actuels des bâtiments de surface ne permettent pas
d’entretenir des liaisons point-à-point avec des débits supérieurs à 10 Mbits/s et sur de
longues portées (>10 MN). Or, un tel besoin est rencontré dans le cadre d’un projet de
transmission vidéo en temps réel depuis une embarcation légère vers son navire support. De
plus, ce nouveau besoin doit être analysé en considérant les contraintes inhérentes au milieu
marin, à l’intégration des systèmes aux plateformes et à la lumière des nouvelles technologies.
Dans une première partie, une analyse des caractéristiques qui distinguent une liaison
vidéo en temps réel d’une liaison à haut débit classique est proposée. Ensuite, différents
modèles de propagation sont mis en œuvre pour déterminer les propriétés du canal radio en
milieu marin. Cette analyse est complétée par une étude qualitative des phénomènes induits
par la dégradation de l’état de mer. La troisième partie débute par une étude du canal de
transmission à longue portée qui démontre la nécessité d’utiliser des antennes directives. Le
développement d’un modèle de canal intégrant l’attitude des plateformes et les données de
rayonnement des antennes est donc détaillé. Enfin, la recherche de structures rayonnantes
directives adaptées aux plateformes est abordée dans la dernière partie. La solution proposée
pour l’embarcation légère est développée par la suite. Basée sur un réseau circulaire
fonctionnant en bande S, son architecture permet d’obtenir un gain maximal supérieur à 10
dBi tout en facilitant son intégration à bord.
Mots clés : communications numériques, canaux de propagation et de transmission radio sur
mer, réseaux d’antennes
Abstract
“New concepts of oversea video transmission for enhancing intership-link data rate and
quality”
Current surface-ship communication systems are not able to maintain point-to-point
high data rate links, up to 10 Mbits/s, within a large range (over 10 NM). However, such
specification is required if a real-time video transmission from a small boat to its carrier is
considered. As a result, this new requirement should be analyzed by considering the
constraints induced by the marine environment and by the system platform integration in the
light of new technologies.
In the first part, an analysis of the characteristics that distinguish a real-time video
transmission from a standard high data-rate link is proposed. Then, different propagation
models are used to determine the radio channel properties in the marine environment. This
analysis is complemented by a qualitative study of phenomena induced by the sea-state
degradation. The third part begins with a transmission channel study at long range which
demonstrates the necessity of using antennas with directive properties. The development of a
channel model including the attitude of platforms as well as the antenna radiating parameters
is detailed. Finally, the research of radiating structures with directive properties and adapted
to each platform is discussed in the last section. The proposed solution for the small boat is
developed thereafter. Based on a S-band circular array, its design provides a maximum gain
greater than 10 dBi while remaining compatible with onboard integration.
Keywords: digital communications, oversea radio propagation and transmission channels,
antenna arrays