Rapport DEA Philippe Buhr - INSA de Lyon

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DEA Images et SystèmesOptimisation de prédiction de couverture radio4 Optimisation du code4.1 Fonctionnement du programmeL’algorithme mis en œuvre peut être décomposé en 4 parties indépendantes :PrétraitementCette phase est exécutée pour un environnement, dès qu’il est spécifié, et indépendammentdes sources que l’on voudra y positionner. Cette étape, qui est relativement longue n’est faitequ’une seule fois.1. Lecture dans un fichier de l’environnement pixelisé, découpage multi-résolutionde l’environnement de manière irrégulière selon la constitution (matériau) dechaque pixel. Cette étape fournie la structure pyramidale.2. Calcul des matrices de passage pour passer d’un niveau de la pyramide au niveaudirectement supérieur ou directement inférieur. La pyramide est un ensemble deblocs (ou morceaux d’image), chaque bloc étant défini par les 2 blocs fils qui leconstituent. Les matrices de passage permettent d’exprimer les flux de bords desblocs fils, connaissant ceux du père, et vice-versa.Traitement d’une source3. Lecture de la position de la source et remontée de la source jusqu’en haut de lapyramide (calcul de la source équivalente au sommet). Il s’agit de sélectionner unbloc de base (taille 1x1), et de calculer les flux de la source équivalente queconstitue le bloc père. On procède de la sorte jusqu’à atteindre le sommet de lapyramide.4. Redescente le long de la pyramide vers des pixels (points de l’environnement)donnés ou vers l’ensemble de l’environnement, et ce jusqu’à une résolutiondonnée (résolution fixe ou blocs homogènes). On redescend la pyramide de lafaçon suivante : connaissant les flux entrant dans un bloc père, les matrices depassage permettent de calculer les flux entrants dans les blocs fils. On effectuecette descente, soit vers l’ensemble des pixels, soit vers un nombre de points prédeterminés(dans le cas d’une simulation de liaison radio entre plusieurs mobiles).Dans le cas où on étudie la couverture radio, il n’est pas forcément nécessaire dedescendre la pyramide jusqu’au pixel, il est même préférable de s’arrêter à unerésolution moins fine, (par exemple aux blocs de taille 10x10), ce qui permet degagner du temps et de fournir des résultats moins sensibles aux interférences.4.2 Matrices montantes et matrices descendantesLa phase de calibrage que nous avons mise en place lors de ce DEA et décrite aux chapitresprécédents , implique le calcul successif de plusieurs couvertures. C’est pourquoi nous noussommes particulièrement intéressés à la réduction des temps de calcul de la version initiale.Une simplification assez évidente a pu être faite dans le moteur, réduisant en théorie la placemémoire occupée par les données du programme par un facteur 2.Philippe Buhr 34/42 2002/2003
DEA Images et SystèmesOptimisation de prédiction de couverture radio4.2.1 Rôle de matrices montantes et descendantesCes matrices sont celles utilisées lors de la propagation vers le haut de pyramide de la sourcepuis lors de la propagation vers le bas des flux ainsi calculés.La méthode pyramidale nécessite des matrices de passages entre blocs père et fils qui doiventêtre calculées lors de la phase de pré-traitement.Pour chaque bloc, il faut effectuer :- le calcul d’une matrice de propagation W qui permet de calculer les flux sortantsd’un bloc en fonction des flux entrants, sur les 4 faces.Cette matrice se calcule à partir des matrices W des blocs fils [33]- le calcul d’une matrice dite « montante » qui permet de calculer les flux de sourceFigure 23 : illustration de la matrice W qui permet de calculer tous les flux sortants sur chaqueface à partir d’un flux entrant par l’une des quatre facesd’un bloc père à partir des flux de source d’un des fils : comme le montre la figureci-dessous, il s’agit de propager le flux entre les 2 blocs fils vers les flux sortantsdu père.Figure 24 : illustration de la matrice montante qui permet de calculer tous les flux sortants d’unbloc de niveau N à partir des flux sortants d’un bloc fils de niveau N-1.- le calcul d’une matrice dite « descendante » qui permet de calculer les flux entrantsdans les blocs fils, en fonction des flux entrants dans le bloc père. Comme lemontre la figure ci-dessous, il s’agit de calculer les flux situés à l’interface entreles 2 blocs fils. Les autres sont connus, car ils sont identiques à ceux du père.Figure 25 : illustration de la matrice descendante qui permet de calculer les flux entrants surchacun des blocs fils à partir d’un flux entrant dans le bloc père4.2.2 Objet de l’optimisationLa version initiale du moteur de calcul nécessite donc le stockage, pour chaque bloc-type, desmatrices montantes et des matrices descendantes.Or, de part la nature des ondes électromagnétiques, la propagation est un phénomèneréversible (le canal radio de A vers B est le même que celui de B vers A).. Les matrices dePhilippe Buhr 35/42 2002/2003
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