5 Organisation du projet et description des sous projets - Free

FREEDOMS Futur REsEau très haut débit pour applications DOMestiques et Spatiales Appel à Projet ANR Télécommunications Mai 2006 | |CEA-Leti |
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| |STMicroelectronics |
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|[pic] [pic] |CNRS (Plateforme millimétrique) |
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| |Thomson |
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|[pic] |Alcatel Alenia Space | SOMMAIRE 1 Résumé 4
2 Description courte du projet 5 2.1 Motivations et pertinence 5
2.2 Enjeux: scientifiques, techniques, économiques associés 9
2.3 Description des objectifs 10
2.4 Caractère novateur du projet 11
2.5 Verrous scientifiques et/ou technologiques à lever 11
2.6 Méthodologie, résultats et perspectives 12 3 But du projet 13
4 Contexte et état de l'art 15 4.1 Etat de l'art 15
4.1.1 Systèmes de communication à 60 GHz 15
4.1.2 Applications satellitaires à 60 GHz 16
4.1.3 Etat de l'art Technologique 17
4.2 Situation du marché, analyse de la concurrence, tendances 18
4.3 Normes, brevets, réglementation 21
4.4 Autres projets connus portant sur des sujets proches 22
4.5 Qualifications des acteurs et valeur ajoutée de la coopération 22
4.6 Plateforme CNRS Millimétrique « MMW » (IEMN, IXL, LAAS, LEST) 23
4.6.1 IEMN 23
4.6.2 IXL 23
4.6.3 LAAS 24
4.6.4 LEST 25
4.7 Partenaires industriels 25
4.7.1 STMicroelectronics 25
4.7.2 AlcatelAleniaSpace (AAS-F) 26
4.7.3 THOMSON 27
4.7.4 CEA-LETI 28 5 Organisation du projet et description des sous projets 29 5.1 Sous-projet 1 : Architectures 31
5.1.1 Description du sous-projet, du responsable et des partenaires
31
5.1.2 Objectifs du sous-projet 31
5.1.3 Détail des réalisations 31
5.1.4 Livrables 33
5.2 Sous-projet 2: Conception et Intégration silicium 34
5.2.1 Description du sous-projet, du responsable et des partenaires
34
5.2.2 Objectifs du sous-projet 34
5.2.3 Détail des réalisations et échéances 34
5.2.4 Livrables 38
5.3 Sous-projet 3 : Traitement bande de base 39
5.3.1 Description du sous-projet, du responsable et des partenaires
39
5.3.2 Objectifs du sous-projet 39
5.3.3 Détail des réalisations 39
5.3.4 Livrables 41
5.4 Sous-projet 4 : Validation tests et définition des modules 42
5.4.1 Description du sous-projet, du responsable et des partenaires
42
5.4.2 Objectifs du sous-projet 42
5.4.3 Détail des réalisations 42
5.4.4 Livrables 45
5.5 Sous-projet 5 : Démonstrateur applicatif 47
5.5.1 Description du sous-projet, du responsable et des partenaires
47
5.5.2 Objectifs du sous-projet 47
5.5.3 Détail des réalisations 47
5.5.4 Livrables 48 6 Résultats escomptés - perspectives 49 6.1 Critères de réussite du projet par rapport aux objectifs visés 49
6.2 Retombées scientifiques 49
6.3 Retombées industrielles et économiques 49
6.4 Participation aux organismes de normalisation ou standardisation 50 7 Principes de l'accord de propriété intellectuelle qui sera signé 51
8 Réalisations finales et intermédiaires, échéances, revues de projets
52
9 Bibliographie 52
10 Planning et Fournitures 53
11 Main d'?uvre et coûts 54

Résumé On constate à ce jour que le canal hertzien ne permet pas d'accéder à des
débits dépassant 500 Mbits/s. Les terminaux et les réseaux d'accès sans
fils sont donc toujours un goulot d'étranglement ne permettant pas
d'exploiter au mieux, avec des terminaux nomades, les possibilités des
technologies de l'information et de la communication.
L'idée d'exploiter le large spectre disponible autour de 60 GHz pour des
communications très haut débit, courtes distances n'est pas nouvelle. Cette
idée a déjà été étudiée dans le passé (RNRT COMMINDOOR et également
plusieurs projets IST) mais l'arrivée des dernière technologies CMOS permet
d'envisager une très forte diminution des coûts des composants (Front-ent
RF) offrant ainsi la possibilité de créer un marché de volume en autorisant
un déploiement à grande échelle de ces futurs réseaux.
Le projet FREEDOMS vise à démontrer la faisabilité d'une liaison radio 60
GHz très haut débit (1 Gbits/s attendu, dans le volume d'une pièce) à
l'aide de circuits réalisés sur des technologies avancées (CMOS-SOI 65nm)
et intégrant des antennes à agilité de faisceau. FREEDOMS permettra
d'améliorer, à la fois au niveau du terminal et du réseau d'accès, la
cohérence des divers systèmes de transmission filaires et sans fil. Les
aspects protocoles (MAC) ne seront pas directement traités dans FREEDOMS
qui se focalisera sur le développement des briques jugées essentielles pour
assurer le développement de la couche physique des réseaux personnels WPAN
(Wireless Personal Area Network) millimétriques ou des communications inter
et intra satellites. D'autre part, l'implémentation partielle (coté
réception uniquement) d'un lien radio basé sur des techniques radio
impulsionnelle (Ultra Large Bande) permettra de réaliser une opération de
mesure de distance offrant ainsi la possibilité de localiser les terminaux.
Cette possibilité pourra être exploiter soit au travers des couches
protocoles (routage dans les réseaux adhoc, stratégies multi-bond,
optimisation de consommation,...), soit pour développer des services basés
sur l'information de localisation (« Context aware services »). Cette bande
de fréquence présente également un grand intérêt dans le domaine spatial.
En effet, l'atténuation supplémentaire (15dB/km) due à une raie
d'absorption de l'oxygène centrée à 60 GHz permet de mieux isoler les
liaisons intersatellitaires (et de les préserver ainsi des éventuels
perturbateurs terrestres) ou de pouvoir, dans les systèmes WPAN, ré-
utiliser la fréquence dans la cellule adjacente évitant ainsi une coûteuse
planification de fréquences. De plus, de part sa robustesse intrinsèque
aux rayonnements, la technologie SOI envisagée dans FREEDOMS est bien
adaptée aux applications spatiales. Summary
Today, data rates of radio access networks and terminals are limited to
some 100 Mbps. This limitation does not allow wireless technologies to
propose a continuous stream at very high data rates from the terminal to
the final application. Therefore, although the idea of transmitting in the
60 GHz ISM band to design very high data rate links is not new, using the
emerging nanotechnology area to drastically reduce the components cost
count can be now envisioned. Such a technology makes it possible the
deployment at a large scale of very high data rate millimetre waves links
for short range communications. The goal of FREEDOMS is to demonstrate the
feasibility of a 60 GHz very high data rate (>500Mbps) radio link with
integrated devices designed on an advanced CMOS-SOI 65 nm technology.
Versatile antennas using beam forming techniques will also be designed on
the same technology. Neither MAC nor protocol layers will be addressed in
this project, but some key functions in direct relation with upper layers
will be evaluated. More precisely the project will study the possibility of
changing the radiating pattern of an integrated beam forming antenna with a
signal coming from the baseband. In the same idea by using existing blocs
of some partners, a minimum of additional functions will be designed in
order to demonstrate an impulse radio link at 60 GHz with ranging
capabilities. Ranging will be a key functionality for future deployment of
millimetre wave adhoc networks.
An other goal of the project is to address satellite-to-satellite
communications. At 60 GHz the oxygen absorption peak provides a good
physical immunity to terrestrial interferences, in addition to the natural
SOI robustness against radiations effects. Thereby this project becomes
also of great interest for high data communications between satellites
organised in a short range constellation.
Description courte du projet
1 Motivations et pertinence Alors que les supports filaires permettent aujourd'hui de transporter des
flots de données à des débits de plusieurs centaines de Mbits/s (Ethernet,
USB2, firewire/IEEE1394), les réseaux d'accès radio (réseaux locaux,
réseaux personnels) atteignent péniblement quelques 10 Mbits/s avec très
vite de fortes dégradations dues au canal radio. Ainsi, aujourd'hui le très
haut débit n'est pas accessible pour les objets nomades. Ce décalage est
illustré sur le graphe ci-dessous (figure 1) avec la superposition de
l'évolution de 2 supports filaires (Ethernet et USB2.0) avec deux standards
de communi