Modulations pour la communication par lumière visible

Occurrences : 

2021

Nombre d'étudiants minimum: 

2

Nombre d'étudiants maximum: 

3

Nombre d'instances : 

2

Domaines: 

Faisable à distance: 

Oui

La communication par lumière visible s'est avérée être une alternative prometteuse pour désengorger les liens de communication radio traditionnels saturés. L'idée est que les systèmes d'éclairage à LED existants (tels que les lampadaires à LED ou les systèmes d'éclairage intérieur des grands bâtiments) peuvent être utilisés pour communiquer avec des utilisateurs proches, à l'intérieur comme à l'extérieur.

Techniquement, dans les systèmes de communication par lumière visible, l'émetteur module les données sur l'intensité des signaux des LED et le récepteur capte l'intensité de la lumière entrante à l'aide d'un ou de plusieurs photodétecteurs. Dans la plupart des environnements, l'émetteur peut utiliser simultanément de nombreuses LED et envoyer les données souhaitées en utilisant des techniques multi-antennes. Dans les systèmes futurs, les récepteurs peuvent également utiliser plusieurs photodétecteurs afin de profiter des techniques de réception multi-antennes. Cependant, alors que les futurs systèmes de communication en lumière visible s'appuieront clairement sur des technologies multi-antennes, les technologies multi-antennes actuelles ont majoritairement été développées pour des systèmes de communication radio traditionnels.

Il existe toutefois des différences fondamentales entre la lumière visible et les radiocommunications, qui découlent de la nature du rayonnement de la lumière visible et des limitations techniques des LED commerciales à faible coût. En particulier, des contraintes strictes d'amplitude (intensité lumineuse maximale) et de puissance (intensité lumineuse moyenne) doivent être imposées pour des raisons de sécurité pour la peau et les yeux ainsi que pour des contraintes techniques. Une autre différence découle du fait que la communication par lumière visible module l'intensité et que la puissance est donc directement proportionnelle au signal, ce qui diffère de la communication radio qui module le champ électrique et dont la puissance est donc proportionnelle au carré du signal.

Toutes ces différences font que de nouveaux schémas de modulation sont nécessaires pour la prochaine génération de systèmes de communication multi-antennes en lumière visible. L'objectif de ce projet est de proposer et de tester ces nouveaux schémas de modulation et de comparer leurs performances à celles des systèmes qui appliquent directement des schémas de modulation multi-antennes optimisés pour la communication radio. Comme point de départ pour ces nouveaux schémas de modulation, les résultats de signalisation à énergie minimale récemment proposés dans [1] peuvent être exploités.

Ce projet se situe à l'intersection des domaines de la théorie de l'information, de la théorie de l'optimisation et des communications numériques.

[1] L. Li, S. M. Moser, L. Wang and M. Wigger, "On the Capacity of MIMO Optical Wireless Channels," in IEEE Transactions on Information Theory, vol. 66, no. 9, pp. 5660-5682, Sept. 2020,

Bien que le projet soit faisable en distanciel, l'encadrant sera présent à l'école et les interactions seront plus simples si vous pouvez aussi l'être.