Réseaux de communication et
Applications de Contrôle-Commande
NGUYEN Xuan Hung
Soutenance de thèse, 15 décembre 2011
LAAS-CNRS, Toulouse, France
Guy JUANOLE
Gérard MOUNEY
Ye-Qiong SONG
Jean-Marc THIRIET
Germain GARCIA
Zoubir MAMMERI
Yvon TRINQUET
Professeur Emérite, Université Paul Sabatier, Toulouse
Maître de Conférences, Université Paul Sabatier, Toulouse
Professeur, Institut National Polytechnique de Lorraine, Nancy
Professeur, Université Joseph Fourier, Grenoble
Professeur, Institut National des Sciences Appliquées, Toulouse
Professeur, Université Paul Sabatier, Toulouse
Professeur, Université de Nantes
Directeurs de thèse
Rapporteurs
Examinateurs
S
C
R
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2
Cadre de thèse
 Laboratoire accueil
 LAAS-CNRS (Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes), Toulouse
 Groupes de recherche :
• OLC (Outils Logiciels pour la Communication)
• MRS (Modélisation et contrôle des Réseaux et Signaux)
 Etablissement : INSA (Institut National des Sciences Appliquées ) de Toulouse
 Ecole doctorale : Systèmes (EDSYS)
 Directeurs de thèse
 Guy JUANOLE : Professeur des universités émérite, UPS, Toulouse
 Gérard MOUNEY : Maître de Conférences, UPS, Toulouse
 Finances
 Allocation de recherche (MESR) via INSA Toulouse (36 mois)
 Contrat CNRS via LAAS-CNRS (2 mois)
 Dates importantes
 Date de début : 01/11/2008
 Date de soutenance : 15/12/2011
15/12/2011
S
C
R
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3
Systèmes Contrôlés en Réseau (SCR)
 Systèmes pluridisciplinaires  Applications de contrôle-
commande en boucle fermée dont
les composantes sont connectées
par un réseau
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Introduction
SCR
Réseau de
Communication
Automatique
Informatique
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
C
R
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4
Problématique : partage de ressources => retard
15/12/2011
Introduction
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
contrôleur actionneur
capteur
procédé
réseau
Partage des
ressources
de calcul
(calculateurs)
retard
Partage des
ressources de
communication
(réseau)
τca
τcc
flux fca
flux fcc
S
C
R
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5
Conception de SCR
 Avant : conceptions indépendantes (Automatique, Réseau…)
=> Surdimensionnement
 Actuellement : Tendances de conception conjointe (co-conception)
=>Relations Automatique-Réseau
15/12/2011
Introduction
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
C
R
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6
Cadre de notre travail
 Conception conjointe Automatique-Réseau (contrôle-ordonnancement de
messages)
 Relation Contrôle→Réseau (QdC→QdS)
 Relation Réseau→Contrôle (QdS→QdC)
 Relation Contrôle↔Réseau (QdS↔QdC)
 Réseaux locaux (LAN) considérés
 Réseau filaire : CAN
 Réseau sans fil (WLAN)  technique CSMA => protocole MAC sans collision
15/12/2011
Introduction
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
QdC : Qualité de Contrôle
QdS : Qualité de Service
CAN : Control Area Network
CSMA : Carrier Sense Multiple Access
S
C
R
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7
Sommaire
Conclusion et perspectives
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN
Relation QdC→QdS sur le réseau CAN [1]
Introduction
15/12/2011
0
1
3
4
6
Relation QdS→QdC sur le réseau CAN
2
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur WLAN
5
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
[1]: NGUYEN Xuan et al., WFCS 2010
S
C
R
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8
Contexte de l’étude
 Modèle de l’application de contrôle-commande (notée Appli C-C)
 K = 1.8 ; Td = 0.032 s
(temps de réponse tr =100 ms ;
dépassement D = 5%)
 Réseau CAN : débit 125 Kbits/s ; trame fcc et fca = 80 bits (durée Dcc = Dca = 0.64
ms); période d’échantillonnage h = 10 ms
 Implantations considérées
 Une Appli C-C + un flux externe (fex) périodique synchrone avec fcc
- trame du flux externe fex = 120 bits (Dex = 0.96 ms), période Tex
- charge du réseau :
 Plusieurs Appli C-Cs identiques : P1, P2… Pn : les flux fcc sont synchrones
 QdC : critère de performance ITSE J0 
 Simulateur TrueTime (Appli C-C ; Réseau)
15/12/2011
Relation QdC→QdS (réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
K
1000
s(s+1)
(1+Tds)
1/s
 

T
dt
t
y
t
r
t
J
0
2
))
(
)
(
(
cc ex
ex
D D D
TRU=
h h T
ca
 
%
J
J
%
0
0
0 


J
J
J
S
C
R
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9
Réseau CAN et mécanisme d’accès
 Technique d’accès
 CSMA/CA à priorité
 Priorité portée par le champ ID
 Priorité statique
 Notion de bit : bit dominant (0), bit récessif (1)
 Arbitrage
 comparaison bit à bit du champ ID à partir du
bit de poids le plus fort
 bit dominant écrase bit récessif
 un seul vainqueur après l’arbitrage car l’unicité
de ID
15/12/2011
Relation QdC→QdS (réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
CSMA/CA : Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance
S
C
R
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10
Résultat de travaux basés sur les priorités statiques
 Appli C-C : priorité du contrôleur (Pca) > priorité du capteur (Pcc)
 Appli C-C et flux externe
 Si priorité du fex (Pex) < Pca => application implantable
 Si Pex > Pca et si charge réseau importante => application non implantable
 D’où idée pour Appli C-C (régime transitoire : urgence forte de transmission ;
15/12/2011
Relation QdC→QdS (réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
C
R
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11
Idée de la priorité hybride
15/12/2011
Relation QdC→QdS (réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
hybride = dynamique + statique
niveau 2 niveau 1
m bits n-m bits
niveau 1 :
unicité de flux (priorité statique)
niveau 2 :
Urgence de transmission (priorité dynamique)
Champ ID (de n bits) :
1
Quelle caractéristique
de l’application de
contrôle-commande
utiliser pour
représenter l’urgence
de transmission ?
=> Signal de commande
2
Comment traduire
une urgence de
transmission en
priorité dynamique ?
Þ Fonction du signal
de commande
S
C
R
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12
Implantation de la priorité dynamique
15/12/2011
Relation QdC→QdS (réseau CAN)
R
E
S
E
A
U
C
A
N
Actionneur
D/A conversion
Procédé
ADC
Échantillon-
nage (h)
Attribution
de la priorité
dynamique
u
u
y
y
u
entrée Calcul du
signal de
commande
y
sortie y
Calcul de
la priorité
dynamique
(prio)
ZOH
Capteur
Contrôleur
prio
prio
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
 Contrôleur calcule la priorité dynamique
 Capteur utilise la priorité dynamique calculée par
le contrôleur dans la période précédente
 1e
période : capteur utilise la priorité dynamique
max
S
C
R
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13
Trois schémas de priorité hybride
 Schéma ph (priorité hybride)
 La priorité dynamique = fonction croissante
du signal de commande u
 La priorité dynamique réévaluée à chaque
période d’échantillonnage
15/12/2011
Relation QdC→QdS (réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
une application + 1 flux externe fex : TRU = 99.2% ; besoin (niveau 2) du flux externe fex = 0.9Pmax)
S
C
R
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14
Considération de trois schémas de priorité hybride
15/12/2011
Relation QdC→QdS (sur réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
une application + 1 flux externe fex :
TRU = 99.2% ; besoin (niveau 2) du flux externe fex = 0.9Pmax)
ph ph+sts ph+std
Priorité
dynamique
ph+sts : ph+ stratégie temporelle statique
ph+std : ph+ stratégie temporelle dynamique
S
C
R
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15
Réponses temporelles
15/12/2011
Relation QdC→QdS (sur réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
une application + 1 flux externe fex :
(TRU = 99.2% ; besoin (niveau 2) du flux externe fex = 0.9Pmax)
S
C
R
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16
Plusieurs applications de contrôle-commande
15/12/2011
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
Priorité Statique : dégradation de performance liée à l’ordre de la priorité
Priorités Hybrides
 ph : le meilleur équilibre de performance
 ph+sts : tendance comportementale de type des priorités statiques (influence
de la partie statique)
 ph+std : compromis entre ph et ph+sts
Relation QdC→QdS (sur réseau CAN)
(5 procédés)
(4 procédés)
(Pca1 > Pca2 > Pca3 > Pca4 >Pca5 > Pcc1 > Pcc2 > Pcc3 > Pcc4 > Pcc5)
%
J
J
0
 %
J
J
0

S
C
R
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17
Conclusion
 Intérêt du concept de priorité hybride pour les Appli C-Cs
 Trois schémas ont été proposés : ph ; ph+sts ; ph+std
 Considération d’une seule application : ph+std a la meilleure QdC
 Considération d’un ensemble d’applications : ph donne le meilleur équilibre
de performance
 Schéma ph utilisé dans la suite du travail
15/12/2011
Relation QdC→QdS (sur réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
C
R
NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
18
Sommaire
Conclusion et perspectives
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN
Relation QdC→QdS sur le réseau CAN
Introduction
15/12/2011
0
1
3
4
6
Relation QdS→QdC sur le réseau CAN [2]
2
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur WLAN
5
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
[2]: NGUYEN Xuan, ETFA 2011
S
C
R
NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
19
Introduction
 Objectif : modification des paramètres du contrôleur en prenant en compte
du retard de la boucle (i.e. compensation des retards)
 Modèle (sans retard) :
 K =0.7291; Td = 0.0297 (marge de phase 45°)
 Pôles : p1,2 = 11 ± j24.5
 Fonction de transfert :
 Intégration des retards dans le modèle
 Retards : τcc , τca
 Retard ZOH : τZOH = h/2
(ZOH : blocage d’ordre zéro)
 Méthode de compensation : pôles dominants
 Modification de K et Td en fonction du retard pour avoir les mêmes pôles du
système continu initial (les autres pôles devraient être négligés)
 Hypothèses : priorités statiques + réseau non surchargé
15/12/2011
Relation QdS→QdC (sur réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
K(1+Tds) -(τca + τZOH)s
e
-τcc s
e
1000
s(s+1)
2
2
2
2
2
)
1
(
1000
)
1000
1
(
)
1
(
1000
)
(
n
n
d
n
d
d
s
s
s
T
K
s
KT
s
s
T
K
s
F












1000
s(s+1)
K(1+Tds)
1/s
S
C
R
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20
Implantation de la relation QdS→QdC [2]
15/12/2011
Relation QdS→QdC (sur réseau CAN)
Méthode des pôles dominants
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
[2]: NGUYEN Xuan, ETFA 2011
 Capteur calcule le retard tau (= τcc + τca) et l’envoi au contrôleur
 Contrôleur prend le retard et calcule les paramtère
 Hypothèse : actionneur et capteur dans le même site
S
C
R
NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
21
2
2
2
2
)
1
(
)
(
n
n
d
n
s
s
s
T
s
F








Méthode des pôles dominants
15/12/2011
Relation QdS→QdC (sur réseau CAN)
)
1
(
1000
)
1
(
1
)
1
(
1000
)
1
(
)
(
)
(









s
s
e
s
T
K
s
s
e
s
T
K
s
F
s
d
s
d
ZOH
ca



)
1
)(
1000
)
1000
1000
(
)
1000
1
(
(
)
1
)(
1
)(
1
(
1000
)
(
2
3














b
s
Ka
s
K
a
a
KT
s
KT
a
s
b
s
a
s
s
T
Ka
s
F
d
d
d
1
2
1
2





s
s
e s



1
2
)
(
1
2
)
(
)
(








s
s
e
ZOH
ca
ZOH
ca
s
ZOH
ca







2

a
)
(
2
ZOH
ca
b

 

Padé approximation et
Avec
3
2
2
2
2
3
2
3
3
3
2
1 )
(
)
2
(
)
2
(
)
)(
)(
( p
I
R
s
I
R
Rp
s
p
R
s
p
s
p
s
p
s 



































K
R
p
a
T
a
p
I
R
K
I
R
Ra
a
a
I
R
a
R
a
p
d
1000
2
1
1000
)
(
2
)
(
)
2
2
(
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3 )
1
)(
1
(
)
1
)(
1
(
2
)
1
(
)
(
3
2
2
2












b
s
p
s
b
s
a
s
s
s
s
T
s
F
n
n
d
n



avec Td = fonction de retard
Remarque : Td augmente avec retard => zéro z = -1/Td approche de l’origine
=> ceci augmente le dépassement
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
On trouve :
)
24
;
11
(
2
,
1 



 I
R
jI
R
p
où
S
C
R
NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
22
Résultats
 Implantation de 4 Appli C-Cs ;
priorités statiques : Pca1 > Pca2 > Pca3 > Pca4 > Pcc1 > Pcc2 > Pcc3 > Pcc4
 Visualisation de l’influence de la compensation des retards
 Contrôleur fixe : pas de modification de K et Td
 Contrôleur adaptatif : K et Td sont modifiés par la méthode des pôles dominants
15/12/2011
Relation QdS→QdC (sur réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
Contrôleur fixe Contrôleur adaptatif
Cause de zéro
S
C
R
NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
23
Conclusion
 Mise en œuvre de la relation QdS→QdC : méthode des pôles dominants
=> amélioration de la QdC
 Implantation de plusieurs applications : pas de performances identiques
pour les applications à cause du zéro (z = -1/Td)
15/12/2011
Relation QdS→QdC (sur réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
C
R
NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
24
Sommaire
Conclusion et perspectives
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN [3]
Relation QdC→QdS sur le réseau CAN
Introduction
15/12/2011
0
1
3
4
6
Relation QdS→QdC sur le réseau CAN
2
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN
5
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
[3]: NGUYEN Xuan et al., WFCS 2012 (soumis)
S
C
R
NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
25
Introduction
 Objectif : Combinaison des relations QdC→QdS et QdS→QdC
 Problème : priorité hybride => retard variable => relation QdS→QdC définie ne
peut pas être implantée
 Solution ? Implémentabilité si le contrôleur connait le retard de la période actuelle
 Les retards de la période actuelle :
 τcc peut être calculé par le contrôleur
 τZOH est toujours fixe (= h/2)
 τca est maintenant inconnu => il faut l’anticiper
 Proposition : contrôleur utilise la priorité dynamique maximale
=> envoi immédiat (temps de calcul est négligé)
=> τca est égal à la durée de transmission de la trame du contrôleur (τca =
Dca)
=> Retard de la boucle est disponible au site Contrôleur
=> Relation QdS→QdC (méthode des pôles dominant) est
15/12/2011
Relation QdS↔QdC (sur réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
C
R
NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
26
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
[3]: NGUYEN Xuan et al., WFCS 2012 (soumis)
Implantation de la relation QdS↔QdC [3]
15/12/2011
Relation QdS↔QdC (sur réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
relation QdC→QdS
relation QdS→QdC
S
C
R
NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
27
Résultats : récapitulation
15/12/2011
Relation QdS↔QdC (sur réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
%
J
J
0

S
C
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Conclusion sur le réseau CAN
On a montré la faisabilité de la mise en œuvre de la conception conjointe en
utilisant la priorité hybride pour l’ordonnancement de messages et la
méthode des pôles dominants pour la compensation de retard.
15/12/2011
Relation QdS↔QdC (sur réseau CAN)
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
C
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Sommaire
Conclusion et perspectives
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN[4, 5]
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN
Relation QdC→QdS sur le réseau CAN
Introduction
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0
1
3
4
6
Relation QdS→QdC sur le réseau CAN
2
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC (WLAN)
5
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
[4] : NGUYEN Xuan et al., GLOBECOM – SaCoNAS 2010 ; [5] : NGUYEN Xuan et al., ETR 2011
S
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Introduction
 Strict CSMA : potentialité de situation de collision
 Situation de collision due à l’ambiguïté de l’expression << médium libre à
un temps t >> car vue locale de l’état du médium (pas de vue globale)
 Le concept de << fenêtre d’ambiguïté >> = durée maximale possible entre
l’envoi d’une trame par un nœud et l’occurrence d’une collision sur cette
trame.
 Objectif d’un protocole sans collision : supprimer les situations de collision
en utilisant les priorités
c.-à-d. Transformer situations de collision  situations << vainqueur-vaincu(s) >>
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
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Fenêtre d’ambiguïté
 Eléments importants de la couche physique :
 temps de propagation : τPT
 temps de retournement : τTT
 temps de détection (sensing time) : τST
 Visualisation de la fenêtre d’ambiguïté
 Largeur de la fenêtre d’ambiguïté = τTT + τPT
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
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Protocoles MAC à priorité : 2 approches
 Technique BlackBurst
 messages d’annonce (messages BlackBurst) envoyés avant les trames
 longueur de messages d’annonce proportionnelle à la priorité
 Adaptation du protocole CAN au réseau sans fil (appellé CANlike)
 Ici on ne présente que CANlike
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
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CANlike (1)
Adaptation du protocole CAN au contexte sans fil (1)
 Problème
 dans réseau sans fil, on ne peut pas émettre et écouter en même temps
 Solution
 bit dominant : porteuse (signal d’énergie) émise sur canal
 bit récessif : écoute du canal
 Tournoi
 bit dominant : il émet une porteuse et continue le tournoi avec le bit suivant du
champ ID (nœud gagnant par définition)
 bit récessif : nœud écoute le canal
• si’il détecte la porteuse (donc est perdant et ne continue pas)
• s’il ne détecte rien (pas de bit dominant émis par un autre nœud) , il continue le tournoi
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
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CANlike (2)
 Nécessité d’un signal de synchronisation avant le tournoi
 annoncer aux autres nœuds l’arrivé des bits du champ ID
 Nécessité d’un temps de garde (tg) après signal de synchronisation et bit ID
 Il faut déterminer les durées du signal de synchronisation (ls), de bit ID (lb) et du
temps de garde (tg)
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
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CANlike (3)
Evaluation du temps de garde (tg)
 Situation
 Nœud i décide d’envoyer ls à l’instant t
 Nœud j i décide d’envoyer ls à l’instant t + (τTT + τPT ) (décalage = largeur de la fenêtre)
 Temps de garde = dépassement du signal ls envoyé par nœud i par la
propagation du signal l envoyé par nœud j => t = 2τ + τ
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
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CANlike (4)
Evaluation des bits du champ ID (lb), durée ls
 Scénario : un nœud a un bit dominant ; un nœud a un bit récessif (écoute)
 Contrainte : nœud j doit détecter le signal venant de nœud i
Cas 1 : lb ≥ τTT + τST Cas 2 : lb ≥ 2τPT + τTT + τST => lb = 2τPT + τTT + τST
 Remarque : on prend ls = lb
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Cas 2
Cas 1
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
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CANlike (5)
 Médium doit être libre pendant un temps TOBS avant d’émettre le signal de
synchronisation et le champ ID de la trame
Objectif : interdire l’insertion dans une transaction en cours
 Contrainte : TOBS supérieur à n bits ID => TOBS > n(lb + tg)
On prend TOBS = (n+1)(lb + tg)
 Phase de compétition = TOBS + Synchronisation + Arbitrage
= 2(n+1)(lb + tg)
 Implanté dans TrueTime
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
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S
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Sommaire
Conclusion et perspectives
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN
Relation QdC→QdS sur le réseau CAN
Introduction
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0
1
3
4
6
Relation QdS→QdC sur le réseau CAN
2
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN [6]
5
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
[6]: NGUYEN Xuan et al., ETFA 2012 (en cours de rédaction)
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Contexte
 Même Appli C-C que celle considérée précédemment
 Champ ID = 8 bits
 Priorité hybride :
 4 bits pour niveau dynamique, 4 bits pour niveau statique
 schéma ph+
= schéma ph + priorité dynamique max pour contrôleur
 Implantation de 4 applications identiques (synchrones)
 niveau statique : Pca1 > Pca2 > Pca3 > Pca4 > Pcc1 > Pcc2 > Pcc3 > Pcc4
 WiFi : 1Mbits/s; trame de données 480 bits, DCF = 50µs,
 Paramètres CANlike : lb = 20 µs; tg = 5µs, même vitesse, durées de trames
que WiFi
 Critère J
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Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN
1000
s(s+1)
K(1+Tds)
1/s
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
S
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Evaluation de performance : CANlike
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Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
%
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
Priorité statique
Contrôleur fixe
QdC→QdS :
Priorité dynamique
Contrôleur fixe
QdC→QdS :
Priorité statique
Contrôleur adaptatif
QdC↔QdS :
Priorité dynamique
Contrôleur adaptatif
WiFi
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Conclusion
 Faisabilité de la relation QdS↔QdC sur un réseau local sans fil avec un
protocole MAC CSMA sans collision (CANlike)
 Meilleure performance que WiFi
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Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
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Sommaire
Conclusion et perspectives
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN
Relation QdC→QdS sur le réseau CAN
Introduction
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0
1
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6
Relation QdS→QdC sur le réseau CAN
2
Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN [6]
5
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
[6]: NGUYEN Xuan et al., ETFA 2012 (en cours de rédaction)
S
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Conclusion
Contributions :
 Définition de priorités hybrides dont la partie dynamique permet de capter
l’urgence de transmission des appli C-Cs
 Relation QdC→QdS
 Meilleure équité que si priorité statique
 Mise en ouvre de la relation QdS↔QdC :
 priorité dynamique
 pôles dominants
 Réseau sans fil : spécification des protocoles MAC CSMA sans collision
 applications temps réel
 Mise en ouvre sur réseaux sans fil de la relation QdS↔QdC
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Conclusion et perspectives
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
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Perspectives
 Aspect réseau
 Faisabilité des protocoles MAC sans collision aux réseaux sans fil multi sauts
 Aspect automatique
 Considération de plusieurs types d’appli C-C et types de réseau correcteur
 Autres méthodes de compensation
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Conclusion et perspectives
Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN)
Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives
Introduction Relation QdS→QdC (CAN)
Relation QdS↔QdC (WCAN)
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15/12/2011
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NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Co
ntrôle-Commande
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ph+std
 Profil de référence P(t): une fonction
décroissante qui fixe les priorités dynamiques
aux instants d’échantillonnage
 Stratégie de supervision temporelle en utilisant
la fonction g(u)
 Algorithme: à l’instant 0, P = Pmax; à partir
de l’instant 1, on fait:
1. Calcul de g(u)
2. Calcul de
tk = tk-1 + h – αg(u) avec α= tk-1/tr (0 ≤ α ≤1)
(a) si tk < 0 alors tk = 0
(b) si tk > tr , tk = tr
3. Calcul P = P(tk)
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NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Co
ntrôle-Commande
15/12/2011 Slide
ph+std
h-αg(u)>0 h-αg(u)<0
Même priorité: h-αg(u)=0
tk = tk-1 + h – αg(u)
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Protocole CANlike : phase d’arbitrage
Bus CAN CANlike (réseau sans fil)
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
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Protocole MAC basé sur BB
 Sur la base de priorités statiques
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Médium
libre pendant
TOBS1 ?
Envoi du
message d’annonce
Envoi de la
trame de données
Médium
libre pendant
TOBS2 ?
oui
non
oui
non
longueur = kTBB
(k = priorité ;
TBB = temps d’un BB)
 retournement
 retournement
S
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NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
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Protocole MAC basé sur BB : TBB, TOBS2, TOBS1
 Scénario à considérer
 Contraintes :
 nœud i : nœud i doit être vainqueur => TBB ≥ 2τPT + τTT
 nœud j : nœud j doit être vaincu => TBB ≥ 2τPT + τST
 TOBS2 : considérer le dépassement (sur j) du signal BB de j par le signal
BB venant de i => TOBS2 = 2τPT + τST
 TOBS1 > TOBS2 d’au moins un τST pour pouvoir détecter correctement
l’état du canal => TOBS1 = 2τPT + 2τPT + 2τST
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
TOBS2
TBB ≥ 2τPT + 2τTT + τST
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NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
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Protocole CANlike : principe
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Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
Médium
libre pendant
TOBS ?
Phase d’arbitrage
Envoi de la
trame de données
Vainqueur?
oui
non
oui
non

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  • 1.
    Réseaux de communicationet Applications de Contrôle-Commande NGUYEN Xuan Hung Soutenance de thèse, 15 décembre 2011 LAAS-CNRS, Toulouse, France Guy JUANOLE Gérard MOUNEY Ye-Qiong SONG Jean-Marc THIRIET Germain GARCIA Zoubir MAMMERI Yvon TRINQUET Professeur Emérite, Université Paul Sabatier, Toulouse Maître de Conférences, Université Paul Sabatier, Toulouse Professeur, Institut National Polytechnique de Lorraine, Nancy Professeur, Université Joseph Fourier, Grenoble Professeur, Institut National des Sciences Appliquées, Toulouse Professeur, Université Paul Sabatier, Toulouse Professeur, Université de Nantes Directeurs de thèse Rapporteurs Examinateurs
  • 2.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 2 Cadre de thèse  Laboratoire accueil  LAAS-CNRS (Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes), Toulouse  Groupes de recherche : • OLC (Outils Logiciels pour la Communication) • MRS (Modélisation et contrôle des Réseaux et Signaux)  Etablissement : INSA (Institut National des Sciences Appliquées ) de Toulouse  Ecole doctorale : Systèmes (EDSYS)  Directeurs de thèse  Guy JUANOLE : Professeur des universités émérite, UPS, Toulouse  Gérard MOUNEY : Maître de Conférences, UPS, Toulouse  Finances  Allocation de recherche (MESR) via INSA Toulouse (36 mois)  Contrat CNRS via LAAS-CNRS (2 mois)  Dates importantes  Date de début : 01/11/2008  Date de soutenance : 15/12/2011 15/12/2011
  • 3.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 3 Systèmes Contrôlés en Réseau (SCR)  Systèmes pluridisciplinaires  Applications de contrôle- commande en boucle fermée dont les composantes sont connectées par un réseau 15/12/2011 Introduction SCR Réseau de Communication Automatique Informatique Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
  • 4.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 4 Problématique : partage de ressources => retard 15/12/2011 Introduction Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) contrôleur actionneur capteur procédé réseau Partage des ressources de calcul (calculateurs) retard Partage des ressources de communication (réseau) τca τcc flux fca flux fcc
  • 5.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 5 Conception de SCR  Avant : conceptions indépendantes (Automatique, Réseau…) => Surdimensionnement  Actuellement : Tendances de conception conjointe (co-conception) =>Relations Automatique-Réseau 15/12/2011 Introduction Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
  • 6.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 6 Cadre de notre travail  Conception conjointe Automatique-Réseau (contrôle-ordonnancement de messages)  Relation Contrôle→Réseau (QdC→QdS)  Relation Réseau→Contrôle (QdS→QdC)  Relation Contrôle↔Réseau (QdS↔QdC)  Réseaux locaux (LAN) considérés  Réseau filaire : CAN  Réseau sans fil (WLAN)  technique CSMA => protocole MAC sans collision 15/12/2011 Introduction Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ QdC : Qualité de Contrôle QdS : Qualité de Service CAN : Control Area Network CSMA : Carrier Sense Multiple Access
  • 7.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 7 Sommaire Conclusion et perspectives Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN Relation QdC→QdS sur le réseau CAN [1] Introduction 15/12/2011 0 1 3 4 6 Relation QdS→QdC sur le réseau CAN 2 Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur WLAN 5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ [1]: NGUYEN Xuan et al., WFCS 2010
  • 8.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 8 Contexte de l’étude  Modèle de l’application de contrôle-commande (notée Appli C-C)  K = 1.8 ; Td = 0.032 s (temps de réponse tr =100 ms ; dépassement D = 5%)  Réseau CAN : débit 125 Kbits/s ; trame fcc et fca = 80 bits (durée Dcc = Dca = 0.64 ms); période d’échantillonnage h = 10 ms  Implantations considérées  Une Appli C-C + un flux externe (fex) périodique synchrone avec fcc - trame du flux externe fex = 120 bits (Dex = 0.96 ms), période Tex - charge du réseau :  Plusieurs Appli C-Cs identiques : P1, P2… Pn : les flux fcc sont synchrones  QdC : critère de performance ITSE J0   Simulateur TrueTime (Appli C-C ; Réseau) 15/12/2011 Relation QdC→QdS (réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) K 1000 s(s+1) (1+Tds) 1/s    T dt t y t r t J 0 2 )) ( ) ( ( cc ex ex D D D TRU= h h T ca   % J J % 0 0 0    J J J
  • 9.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 9 Réseau CAN et mécanisme d’accès  Technique d’accès  CSMA/CA à priorité  Priorité portée par le champ ID  Priorité statique  Notion de bit : bit dominant (0), bit récessif (1)  Arbitrage  comparaison bit à bit du champ ID à partir du bit de poids le plus fort  bit dominant écrase bit récessif  un seul vainqueur après l’arbitrage car l’unicité de ID 15/12/2011 Relation QdC→QdS (réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ CSMA/CA : Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance
  • 10.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 10 Résultat de travaux basés sur les priorités statiques  Appli C-C : priorité du contrôleur (Pca) > priorité du capteur (Pcc)  Appli C-C et flux externe  Si priorité du fex (Pex) < Pca => application implantable  Si Pex > Pca et si charge réseau importante => application non implantable  D’où idée pour Appli C-C (régime transitoire : urgence forte de transmission ; 15/12/2011 Relation QdC→QdS (réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
  • 11.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 11 Idée de la priorité hybride 15/12/2011 Relation QdC→QdS (réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) hybride = dynamique + statique niveau 2 niveau 1 m bits n-m bits niveau 1 : unicité de flux (priorité statique) niveau 2 : Urgence de transmission (priorité dynamique) Champ ID (de n bits) : 1 Quelle caractéristique de l’application de contrôle-commande utiliser pour représenter l’urgence de transmission ? => Signal de commande 2 Comment traduire une urgence de transmission en priorité dynamique ? Þ Fonction du signal de commande
  • 12.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 12 Implantation de la priorité dynamique 15/12/2011 Relation QdC→QdS (réseau CAN) R E S E A U C A N Actionneur D/A conversion Procédé ADC Échantillon- nage (h) Attribution de la priorité dynamique u u y y u entrée Calcul du signal de commande y sortie y Calcul de la priorité dynamique (prio) ZOH Capteur Contrôleur prio prio Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)  Contrôleur calcule la priorité dynamique  Capteur utilise la priorité dynamique calculée par le contrôleur dans la période précédente  1e période : capteur utilise la priorité dynamique max
  • 13.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 13 Trois schémas de priorité hybride  Schéma ph (priorité hybride)  La priorité dynamique = fonction croissante du signal de commande u  La priorité dynamique réévaluée à chaque période d’échantillonnage 15/12/2011 Relation QdC→QdS (réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) une application + 1 flux externe fex : TRU = 99.2% ; besoin (niveau 2) du flux externe fex = 0.9Pmax)
  • 14.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 14 Considération de trois schémas de priorité hybride 15/12/2011 Relation QdC→QdS (sur réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) une application + 1 flux externe fex : TRU = 99.2% ; besoin (niveau 2) du flux externe fex = 0.9Pmax) ph ph+sts ph+std Priorité dynamique ph+sts : ph+ stratégie temporelle statique ph+std : ph+ stratégie temporelle dynamique
  • 15.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 15 Réponses temporelles 15/12/2011 Relation QdC→QdS (sur réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) une application + 1 flux externe fex : (TRU = 99.2% ; besoin (niveau 2) du flux externe fex = 0.9Pmax)
  • 16.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 16 Plusieurs applications de contrôle-commande 15/12/2011 Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) Priorité Statique : dégradation de performance liée à l’ordre de la priorité Priorités Hybrides  ph : le meilleur équilibre de performance  ph+sts : tendance comportementale de type des priorités statiques (influence de la partie statique)  ph+std : compromis entre ph et ph+sts Relation QdC→QdS (sur réseau CAN) (5 procédés) (4 procédés) (Pca1 > Pca2 > Pca3 > Pca4 >Pca5 > Pcc1 > Pcc2 > Pcc3 > Pcc4 > Pcc5) % J J 0  % J J 0 
  • 17.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 17 Conclusion  Intérêt du concept de priorité hybride pour les Appli C-Cs  Trois schémas ont été proposés : ph ; ph+sts ; ph+std  Considération d’une seule application : ph+std a la meilleure QdC  Considération d’un ensemble d’applications : ph donne le meilleur équilibre de performance  Schéma ph utilisé dans la suite du travail 15/12/2011 Relation QdC→QdS (sur réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 18 Sommaire Conclusion et perspectives Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN Relation QdC→QdS sur le réseau CAN Introduction 15/12/2011 0 1 3 4 6 Relation QdS→QdC sur le réseau CAN [2] 2 Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur WLAN 5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ [2]: NGUYEN Xuan, ETFA 2011
  • 19.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 19 Introduction  Objectif : modification des paramètres du contrôleur en prenant en compte du retard de la boucle (i.e. compensation des retards)  Modèle (sans retard) :  K =0.7291; Td = 0.0297 (marge de phase 45°)  Pôles : p1,2 = 11 ± j24.5  Fonction de transfert :  Intégration des retards dans le modèle  Retards : τcc , τca  Retard ZOH : τZOH = h/2 (ZOH : blocage d’ordre zéro)  Méthode de compensation : pôles dominants  Modification de K et Td en fonction du retard pour avoir les mêmes pôles du système continu initial (les autres pôles devraient être négligés)  Hypothèses : priorités statiques + réseau non surchargé 15/12/2011 Relation QdS→QdC (sur réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) K(1+Tds) -(τca + τZOH)s e -τcc s e 1000 s(s+1) 2 2 2 2 2 ) 1 ( 1000 ) 1000 1 ( ) 1 ( 1000 ) ( n n d n d d s s s T K s KT s s T K s F             1000 s(s+1) K(1+Tds) 1/s
  • 20.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 20 Implantation de la relation QdS→QdC [2] 15/12/2011 Relation QdS→QdC (sur réseau CAN) Méthode des pôles dominants Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ [2]: NGUYEN Xuan, ETFA 2011  Capteur calcule le retard tau (= τcc + τca) et l’envoi au contrôleur  Contrôleur prend le retard et calcule les paramtère  Hypothèse : actionneur et capteur dans le même site
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 21 2 2 2 2 ) 1 ( ) ( n n d n s s s T s F         Méthode des pôles dominants 15/12/2011 Relation QdS→QdC (sur réseau CAN) ) 1 ( 1000 ) 1 ( 1 ) 1 ( 1000 ) 1 ( ) ( ) (          s s e s T K s s e s T K s F s d s d ZOH ca    ) 1 )( 1000 ) 1000 1000 ( ) 1000 1 ( ( ) 1 )( 1 )( 1 ( 1000 ) ( 2 3               b s Ka s K a a KT s KT a s b s a s s T Ka s F d d d 1 2 1 2      s s e s    1 2 ) ( 1 2 ) ( ) (         s s e ZOH ca ZOH ca s ZOH ca        2  a ) ( 2 ZOH ca b     Padé approximation et Avec 3 2 2 2 2 3 2 3 3 3 2 1 ) ( ) 2 ( ) 2 ( ) )( )( ( p I R s I R Rp s p R s p s p s p s                                     K R p a T a p I R K I R Ra a a I R a R a p d 1000 2 1 1000 ) ( 2 ) ( ) 2 2 ( 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 ) 1 )( 1 ( ) 1 )( 1 ( 2 ) 1 ( ) ( 3 2 2 2             b s p s b s a s s s s T s F n n d n    avec Td = fonction de retard Remarque : Td augmente avec retard => zéro z = -1/Td approche de l’origine => ceci augmente le dépassement Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) On trouve : ) 24 ; 11 ( 2 , 1      I R jI R p où
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 22 Résultats  Implantation de 4 Appli C-Cs ; priorités statiques : Pca1 > Pca2 > Pca3 > Pca4 > Pcc1 > Pcc2 > Pcc3 > Pcc4  Visualisation de l’influence de la compensation des retards  Contrôleur fixe : pas de modification de K et Td  Contrôleur adaptatif : K et Td sont modifiés par la méthode des pôles dominants 15/12/2011 Relation QdS→QdC (sur réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) Contrôleur fixe Contrôleur adaptatif Cause de zéro
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 23 Conclusion  Mise en œuvre de la relation QdS→QdC : méthode des pôles dominants => amélioration de la QdC  Implantation de plusieurs applications : pas de performances identiques pour les applications à cause du zéro (z = -1/Td) 15/12/2011 Relation QdS→QdC (sur réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
  • 24.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 24 Sommaire Conclusion et perspectives Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN [3] Relation QdC→QdS sur le réseau CAN Introduction 15/12/2011 0 1 3 4 6 Relation QdS→QdC sur le réseau CAN 2 Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN 5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ [3]: NGUYEN Xuan et al., WFCS 2012 (soumis)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 25 Introduction  Objectif : Combinaison des relations QdC→QdS et QdS→QdC  Problème : priorité hybride => retard variable => relation QdS→QdC définie ne peut pas être implantée  Solution ? Implémentabilité si le contrôleur connait le retard de la période actuelle  Les retards de la période actuelle :  τcc peut être calculé par le contrôleur  τZOH est toujours fixe (= h/2)  τca est maintenant inconnu => il faut l’anticiper  Proposition : contrôleur utilise la priorité dynamique maximale => envoi immédiat (temps de calcul est négligé) => τca est égal à la durée de transmission de la trame du contrôleur (τca = Dca) => Retard de la boucle est disponible au site Contrôleur => Relation QdS→QdC (méthode des pôles dominant) est 15/12/2011 Relation QdS↔QdC (sur réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 26 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ [3]: NGUYEN Xuan et al., WFCS 2012 (soumis) Implantation de la relation QdS↔QdC [3] 15/12/2011 Relation QdS↔QdC (sur réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) relation QdC→QdS relation QdS→QdC
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 27 Résultats : récapitulation 15/12/2011 Relation QdS↔QdC (sur réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) % J J 0 
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 28 Conclusion sur le réseau CAN On a montré la faisabilité de la mise en œuvre de la conception conjointe en utilisant la priorité hybride pour l’ordonnancement de messages et la méthode des pôles dominants pour la compensation de retard. 15/12/2011 Relation QdS↔QdC (sur réseau CAN) Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 29 Sommaire Conclusion et perspectives Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN[4, 5] Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN Relation QdC→QdS sur le réseau CAN Introduction 15/12/2011 0 1 3 4 6 Relation QdS→QdC sur le réseau CAN 2 Relation bidirectionnelle QdS↔QdC (WLAN) 5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ [4] : NGUYEN Xuan et al., GLOBECOM – SaCoNAS 2010 ; [5] : NGUYEN Xuan et al., ETR 2011
  • 30.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 30 Introduction  Strict CSMA : potentialité de situation de collision  Situation de collision due à l’ambiguïté de l’expression << médium libre à un temps t >> car vue locale de l’état du médium (pas de vue globale)  Le concept de << fenêtre d’ambiguïté >> = durée maximale possible entre l’envoi d’une trame par un nœud et l’occurrence d’une collision sur cette trame.  Objectif d’un protocole sans collision : supprimer les situations de collision en utilisant les priorités c.-à-d. Transformer situations de collision  situations << vainqueur-vaincu(s) >> 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 31 Fenêtre d’ambiguïté  Eléments importants de la couche physique :  temps de propagation : τPT  temps de retournement : τTT  temps de détection (sensing time) : τST  Visualisation de la fenêtre d’ambiguïté  Largeur de la fenêtre d’ambiguïté = τTT + τPT 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 32 Protocoles MAC à priorité : 2 approches  Technique BlackBurst  messages d’annonce (messages BlackBurst) envoyés avant les trames  longueur de messages d’annonce proportionnelle à la priorité  Adaptation du protocole CAN au réseau sans fil (appellé CANlike)  Ici on ne présente que CANlike 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
  • 33.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 33 CANlike (1) Adaptation du protocole CAN au contexte sans fil (1)  Problème  dans réseau sans fil, on ne peut pas émettre et écouter en même temps  Solution  bit dominant : porteuse (signal d’énergie) émise sur canal  bit récessif : écoute du canal  Tournoi  bit dominant : il émet une porteuse et continue le tournoi avec le bit suivant du champ ID (nœud gagnant par définition)  bit récessif : nœud écoute le canal • si’il détecte la porteuse (donc est perdant et ne continue pas) • s’il ne détecte rien (pas de bit dominant émis par un autre nœud) , il continue le tournoi 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 34 CANlike (2)  Nécessité d’un signal de synchronisation avant le tournoi  annoncer aux autres nœuds l’arrivé des bits du champ ID  Nécessité d’un temps de garde (tg) après signal de synchronisation et bit ID  Il faut déterminer les durées du signal de synchronisation (ls), de bit ID (lb) et du temps de garde (tg) 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 35 CANlike (3) Evaluation du temps de garde (tg)  Situation  Nœud i décide d’envoyer ls à l’instant t  Nœud j i décide d’envoyer ls à l’instant t + (τTT + τPT ) (décalage = largeur de la fenêtre)  Temps de garde = dépassement du signal ls envoyé par nœud i par la propagation du signal l envoyé par nœud j => t = 2τ + τ 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 36 CANlike (4) Evaluation des bits du champ ID (lb), durée ls  Scénario : un nœud a un bit dominant ; un nœud a un bit récessif (écoute)  Contrainte : nœud j doit détecter le signal venant de nœud i Cas 1 : lb ≥ τTT + τST Cas 2 : lb ≥ 2τPT + τTT + τST => lb = 2τPT + τTT + τST  Remarque : on prend ls = lb 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Cas 2 Cas 1 Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R 37 CANlike (5)  Médiumdoit être libre pendant un temps TOBS avant d’émettre le signal de synchronisation et le champ ID de la trame Objectif : interdire l’insertion dans une transaction en cours  Contrainte : TOBS supérieur à n bits ID => TOBS > n(lb + tg) On prend TOBS = (n+1)(lb + tg)  Phase de compétition = TOBS + Synchronisation + Arbitrage = 2(n+1)(lb + tg)  Implanté dans TrueTime 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) NGUYEN Xuan-Hung | Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande
  • 38.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 38 Sommaire Conclusion et perspectives Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN Relation QdC→QdS sur le réseau CAN Introduction 15/12/2011 0 1 3 4 6 Relation QdS→QdC sur le réseau CAN 2 Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN [6] 5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ [6]: NGUYEN Xuan et al., ETFA 2012 (en cours de rédaction)
  • 39.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 39 Contexte  Même Appli C-C que celle considérée précédemment  Champ ID = 8 bits  Priorité hybride :  4 bits pour niveau dynamique, 4 bits pour niveau statique  schéma ph+ = schéma ph + priorité dynamique max pour contrôleur  Implantation de 4 applications identiques (synchrones)  niveau statique : Pca1 > Pca2 > Pca3 > Pca4 > Pcc1 > Pcc2 > Pcc3 > Pcc4  WiFi : 1Mbits/s; trame de données 480 bits, DCF = 50µs,  Paramètres CANlike : lb = 20 µs; tg = 5µs, même vitesse, durées de trames que WiFi  Critère J 15/12/2011 Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN 1000 s(s+1) K(1+Tds) 1/s Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 40 Evaluation de performance : CANlike 15/12/2011 Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN) % J J 0  Priorité statique Contrôleur fixe QdC→QdS : Priorité dynamique Contrôleur fixe QdC→QdS : Priorité statique Contrôleur adaptatif QdC↔QdS : Priorité dynamique Contrôleur adaptatif WiFi
  • 41.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 41 Conclusion  Faisabilité de la relation QdS↔QdC sur un réseau local sans fil avec un protocole MAC CSMA sans collision (CANlike)  Meilleure performance que WiFi 15/12/2011 Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
  • 42.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 42 Sommaire Conclusion et perspectives Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Relation bidirectionnelle QdS↔QdC sur le réseau CAN Relation QdC→QdS sur le réseau CAN Introduction 15/12/2011 0 1 3 4 6 Relation QdS→QdC sur le réseau CAN 2 Relation bidirectionnelle QdS↔QdC WLAN [6] 5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ [6]: NGUYEN Xuan et al., ETFA 2012 (en cours de rédaction)
  • 43.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 43 Conclusion Contributions :  Définition de priorités hybrides dont la partie dynamique permet de capter l’urgence de transmission des appli C-Cs  Relation QdC→QdS  Meilleure équité que si priorité statique  Mise en ouvre de la relation QdS↔QdC :  priorité dynamique  pôles dominants  Réseau sans fil : spécification des protocoles MAC CSMA sans collision  applications temps réel  Mise en ouvre sur réseaux sans fil de la relation QdS↔QdC 15/12/2011 Conclusion et perspectives Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 44 Perspectives  Aspect réseau  Faisabilité des protocoles MAC sans collision aux réseaux sans fil multi sauts  Aspect automatique  Considération de plusieurs types d’appli C-C et types de réseau correcteur  Autres méthodes de compensation 15/12/2011 Conclusion et perspectives Relation QdC→QdS (CAN) Relation QdS↔QdC (CAN) Protocoles MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Conlusion et perspectives Introduction Relation QdS→QdC (CAN) Relation QdS↔QdC (WCAN)
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 45 15/12/2011
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Co ntrôle-Commande 15/12/2011 Slide ph+std  Profil de référence P(t): une fonction décroissante qui fixe les priorités dynamiques aux instants d’échantillonnage  Stratégie de supervision temporelle en utilisant la fonction g(u)  Algorithme: à l’instant 0, P = Pmax; à partir de l’instant 1, on fait: 1. Calcul de g(u) 2. Calcul de tk = tk-1 + h – αg(u) avec α= tk-1/tr (0 ≤ α ≤1) (a) si tk < 0 alors tk = 0 (b) si tk > tr , tk = tr 3. Calcul P = P(tk)
  • 47.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Co ntrôle-Commande 15/12/2011 Slide ph+std h-αg(u)>0 h-αg(u)<0 Même priorité: h-αg(u)=0 tk = tk-1 + h – αg(u)
  • 48.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 48 Protocole CANlike : phase d’arbitrage Bus CAN CANlike (réseau sans fil) 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN
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    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 49 Protocole MAC basé sur BB  Sur la base de priorités statiques 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Médium libre pendant TOBS1 ? Envoi du message d’annonce Envoi de la trame de données Médium libre pendant TOBS2 ? oui non oui non longueur = kTBB (k = priorité ; TBB = temps d’un BB)  retournement  retournement
  • 50.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 50 Protocole MAC basé sur BB : TBB, TOBS2, TOBS1  Scénario à considérer  Contraintes :  nœud i : nœud i doit être vainqueur => TBB ≥ 2τPT + τTT  nœud j : nœud j doit être vaincu => TBB ≥ 2τPT + τST  TOBS2 : considérer le dépassement (sur j) du signal BB de j par le signal BB venant de i => TOBS2 = 2τPT + τST  TOBS1 > TOBS2 d’au moins un τST pour pouvoir détecter correctement l’état du canal => TOBS1 = 2τPT + 2τPT + 2τST 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN TOBS2 TBB ≥ 2τPT + 2τTT + τST
  • 51.
    S C R NGUYEN Xuan-Hung |Réseaux de Communication et Applications de Contrôle-Commande 51 Protocole CANlike : principe 15/12/2011 Protocole MAC de type CSMA sans collision pour WLAN Médium libre pendant TOBS ? Phase d’arbitrage Envoi de la trame de données Vainqueur? oui non oui non