Dissertations / Theses: 'Réseau corporels sans fil'

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Chevalier, Ludovic. "Performances de l'optique sans fil pour les réseaux de capteurs corporels." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0118/document.

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Abstract:

Cette thèse aborde les performances d’un réseau corporel utilisant la technologie optique sans fil, comme alternative aux radiofréquences. L’application visée concerne la télésurveillance de patients mobiles, en milieu hospitalier. Après avoir défini les principales caractéristiques des réseaux corporels radiofréquences, notamment dans le cas de l’ultra large bande, nous présentons les avantages à utiliser la technologie optique sans fil. Nous considérons ensuite cette technologie en infrarouge, avec une méthode de propagation dite diffuse, exploitant les réflexions des rayons optiques dans l’environnement du réseau corporel. Les différentes méthodes de modélisation d’un canal optique diffus sont introduites, et nous utilisons deux types de méthodes pour modéliser le canal entre deux noeuds portés : un modèle classique dit « à une réflexion », permettant d’évaluer rapidement des variations de performances, et une méthode de lancer de rayon pour considérer un grand nombre de réflexions. En utilisant différents scénarios, ainsi que la notion de probabilité de rupture, nous montrons que l’optique diffuse permet de réaliser un lien corporel, pour les débits et la qualité de service requise par une application de télésurveillance médicale, et pour une puissance de transmission très inférieure à la limite imposée par la sécurité oculaire. Finalement, nous étudions les performances théoriques d’un réseau corporel en optique diffuse en termes de probabilité d’erreur, avec une gestion de l’accès multiple réalisé par répartition de codes optiques. Nous concluons qu’un réseau de capteurs corporels en optique diffuse est théoriquement réalisable, pour une application médicale de surveillance de patients mobiles dans l’environnement
This thesis deals with the performance of optical girelles communications for body area networks (BAN) as an alternative solution to the radiofrequency one, in the context of mobile healthcare monitoring. After presenting the main characteristics of a BAN using the radiofrequency technology, specifically in the UWB band, we explain the advantages of the optical wireless technology. Diffuse propagation based on infrared technology is then considered for BAN, exploiting optical reflections from environment surfaces. Several optical wireless channel modeling methods are introduced, and we consider two solutions for the link between two on-body nodes: a classical method named “one reflection model”, used to estimate performance variations, and a ray-launching method, used to take into account a great amount of optical reflections. Considering several scenarios, we determine the outage probability, and show that the diffuse optical wireless technology is able to achieve an on-body link, with the data rates and the quality of service required by health monitoring applications, for a transmitted power far lower than the limit defined in standards. Then, we evaluate the theoretical performance, in terms of error probability, of an optical wireless BAN, considering the optical code division multiple access technique. Finally, we show that a BAN using optical wireless technology is theoretically feasible, regarding a health monitoring application, and considering the mobility of the patient in indoor environment

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Hamie, Jihad. "Contributions pour la localisation basée sur les réseaux corporels sans fil." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00920213.

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Abstract:

Dans le cadre de cette thèse, on se proposait de développer de nouveaux mécanismes de radiolocalisation, permettant de positionner les nœuds de réseaux corporels sans-fil (WBAN) mobiles, en exploitant de manière opportuniste des liens radio coopératifs bas débit à l'échelle d'un même corps (i.e. coopération intra-WBAN), entre réseaux distincts (i.e. coopération inter-WBAN), et/ou vis-à-vis de l'infrastructure environnante. Ces nouvelles fonctions coopératives présentent un intérêt pour des applications telles que la navigation de groupe ou la capture de mouvement à large échelle. Ce sujet d'étude, par essence multidisciplinaire, a permis d'aborder des questions de recherche variées, humine-biomécanique et de ayant trait à la modélisation physique (e.g. modélisation spatio-temporelle des métriques de radiolocalisation en situation de mobilité, modélisation de la mobilité groupe...), au développement d'algorithmes adaptés aux observables disponibles (e.g. algorithmes de positionnement coopératifs et distribués, sélection et ordonnancement des liens/mesures entre les nœuds...), aux mécanismes d'accès et de mise en réseau (i.e. en support aux mesures coopératives et au positionnement itératif). Les bénéfices et les limites de certaines de ces fonctions ont été en partie éprouvés expérimentalement, au moyen de plateformes radio réelles. Les différents développements réalisés tenaient compte, autant que possible, des contraintes liées aux standards de communication WBAN émergeants (e.g. Impulse Radio - Ultra Wideband (IR-UWB) IEEE 802.15.6), par exemple en termes de bande fréquentielle ou de taux d'erreur.

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Hamie, Jhad. "Contributions pour la localisation basée sur les réseaux corporels sans fil." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00942019.

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Abstract:

Dans le cadre de cette thèse, on se proposait de développer de nouveaux mécanismes de radiolocalisation, permettant de positionner les nœuds de réseaux corporels sans-fil (WBAN) mobiles, en exploitant de manière opportuniste des liens radio coopératifs bas débit à l'échelle d'un même corps (i.e. coopération intra-WBAN), entre réseaux distincts (i.e. coopération inter-WBAN), et/ou vis-à-vis de l'infrastructure environnante. Ces nouvelles fonctions coopératives présentent un intérêt pour des applications telles que la navigation de groupe ou la capture de mouvement à large échelle. Ce sujet d'étude, par essence multidisciplinaire, a permis d'aborder des questions de recherche variées, humine-biomécanique et de ayant trait à la modélisation physique (e.g. modélisation spatio-temporelle des métriques de radiolocalisation en situation de mobilité, modélisation de la mobilité groupe...), au développement d'algorithmes adaptés aux observables disponibles (e.g. algorithmes de positionnement coopératifs et distribués, sélection et ordonnancement des liens/mesures entre les nœuds...), aux mécanismes d'accès et de mise en réseau (i.e. en support aux mesures coopératives et au positionnement itératif). Les bénéfices et les limites de certaines de ces fonctions ont été en partie éprouvés expérimentalement, au moyen de plateformes radio réelles. Les différents développements réalisés tenaient compte, autant que possible, des contraintes liées aux standards de communication WBAN émergeants (e.g. Impulse Radio - Ultra Wideband (IR-UWB) IEEE 802.15.6), par exemple en termes de bande fréquentielle ou de taux d'erreur.

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Leduc, Caroles. "Réseaux corporels sans fil en ondes millimétriques : antenne, propagation et interaction avec le corps." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S084/document.

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Abstract:

Récemment la bande 60 GHz a été mise en avant pour le développement des réseaux de communication sans fil centrés sur le corps humain. Cet intérêt de la bande 60 GHz pour les applications BAN (Body Area Network) s'explique par les avantages clefs qu'elle procure par rapport aux bandes de fréquence plus basses (possibilité de débits de données supérieurs à 7 Gbit/s, réduction des interférences avec les réseaux voisin, compacité des dispositifs, etc). Le nombre d'application de communication BAN est amené à croître dans les années à venir avec le déploiement de la 5ème génération de réseaux de télécommunications mobiles. Afin de protéger efficacement les utilisateurs des expositions générées par ces applications BAN à 60 GHz, il est nécessaire de se pencher sur les problématiques de réduction du couplage corps/antennes, mais également sur l'évaluation et la quantification du niveau d'exposition du corps à 60 GHz. Pour cela, les travaux de thèse ont été organisés suivant trois axes de recherche : le premier consiste à mettre en évidence et à quantifier l'impact de certains choix de conception en matière d'antennes sur le couplage avec le corps humain ; le second porte sur les outils et les méthodes utilisés pour estimer l'impact thermique d'une exposition électromagnétique 60 GHz sur le fantôme équivalent de la peau ; et le troisième propose une nouvelle approche à la fois dosimétrique et thermique pour évaluer et analyser le couplage corps/antennes en bande millimétrique
The 60-GHz frequency band has been identified recently as attractive for body centric wireless communication development. Indeed, this band has several key advantages compared to lower frequency bands as high data rates above 7 Gbit/s, low risks of interference with neighboring wireless networks and compact devices. With the development of the future 5th generation of mobile networks in the millimeter-wave band, the number of BAN applications at 60 GHz should increase. To avoid health effects and protect user against an electromagnetic exposure of BAN devices at 60 GHz, the reduction of the coupling between human body and antennas, as well as the evaluation and quantification of exposure are main research aspect of the thesis. The main thesis contributions are divided in three parts: a quantification of antenna design effects on the interactions between human body and antennas; a study of tools and methods used to assess thermal effects due to 60 GHz exposure on a skin-equivalent phantom; and a new dosimetric and thermal approach to evaluate interaction between human body and BAN antennas at 60 GHz

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Van, Roy Stéphane. "Modélisation spatio-temporelle ultra-large bande du canal de transmission pour réseaux corporels sans fil." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2010. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210003.

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Abstract:

Les avancées technologiques de ces dernières années, combinées au succès avéré et toujours croissant des communications sans fil, ont tout naturellement donné naissance à un nouveau type de réseaux sans fil, communément appelés Body Area networks. A terme, ces réseaux corporels sans fil doivent permettre à un ensemble de senseurs bio-médicaux répartis sur le corps humain de communiquer, soit pour échanger des informations en vue d'un traitement en temps réel du patient, soit pour enregistrer des données physiologiques en vue d'une analyse ultérieure.

L’objectif de cette Thèse vise la réduction de la consommation énergétique au niveau des senseurs de sorte à leur garantir une autonomie de quelques mois, voire de quelques années. En réponse à cette contrainte énergétique, une association innovante de deux technologies émergentes est proposée, à savoir une combinaison des transmissions à ultra-large bande aux systèmes à multiples antennes. Une nouvelle architecture pour les réseaux corporels sans fil est donc envisagée pour laquelle les performances doivent être évaluées. Notre principale contribution à cet objectif consiste en la proposition d'une modélisation spatio-temporelle complète du canal de transmission dans le cadre de senseurs répartis autour du corps. Cette modélisation fait appel à la définition de nouveaux modèles, l'élaboration d'outils spécifiques d'extraction de paramètres et une compréhension fine des mécanismes de propagation liés à la proximité du corps humain. Ce manuscrit présente les résultats majeurs de nos recherches en cette matière.

Doctorat en Sciences de l'ingénieur
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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El, Mahboubi Firdaous. "Stockage adaptatif pour noeud de capteur sans fil autonome et sans batterie." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30218/document.

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Abstract:

L'autonomie énergétique est un verrou majeur au déploiement massif de réseau de capteurs sans fil dans nombreuses applications. La récupération d'énergie et son stockage constituent une voie pour améliorer cette autonomie. Dans certaines applications en environnement sévère ou nécessitant des durées de vie élevées, l'utilisation de batteries pour le stockage est prohibée. On a alors recours à du stockage sur supercondensateurs. Ce type de stockage présente des inconvénients nécessitant un compromis entre 3 facteurs : la charge rapide des supercondensateurs (capacité faible), l'énergie maximale stockée (capacité forte) et la maximisation de l'usage de l'énergie stockée (tension résiduelle basse). Pour répondre à ces critères apparemment contradictoires, nous avons proposé trois architectures de stockage auto-adaptatif. La première est composée d'une matrice de quatre supercondensateurs identiques, interconnectés par des interrupteurs, dont la capacité équivalente s'adapte à l'énergie stockée. Les deuxième et troisième architectures sont constituées de deux supercondensateurs, l'une de capacité faible et l'autre de capacité grande, la différence entre les deux architectures étant liée au nombre et type d'interrupteurs utilisés. Les architectures de stockage auto-adaptatif que nous avons proposées incluent une circuiterie de contrôle appropriée autoalimentée et permettant de faire varier la capacité apparente du dispositif. De plus, chaque architecture permet un démarrage à froid avec des supercondensateurs complètement vides. Ces trois architectures ont d'abord été optimisées en simulation puis validées expérimentalement en composants discrets. Finalement, nous avons implémenté l'architecture de stockage auto-adaptatif à deux supercondensateurs au sein d'un système de mesure sans fil complet utilisant une source de récupération d'énergie et son électronique associée pour son alimentation et montré la pertinence de cette approche de stockage reconfigurable. En termes d'efficacité d'usage de l'énergie, elles permettent d'atteindre jusqu'à 94,7% en composants discrets, valeur qui pourrait être encore améliorée en version intégrée sur silicium à la fois pour la circuiterie de contrôle et les supercondensateurs
Energy autonomy is a major challenge in the massive deployment of wireless sensor networks in numerous applications. Energy harvesting and storage can serve as solutions to the autonomy issues. However, the harsh environment of certain applications requires a long lifetime since the use of batteries for storage is prohibited. We then resort to storage on ultra-capacitors. This type of storage has disadvantages that require a compromise between 3 factors: the fast charge of ultra-capacitors (low capacity), the maximum energy storage (strong capacity), and the maximization of stored energy utilization (low residual voltage). To meet these seemingly contradictory criteria, we propose three self-adaptive storage architectures. The first consists of a matrix of four identical ultra-capacitors, interconnected by switches, whose equivalent capacity adapts to the stored energy. The second and third architectures consist of two ultra-capacitors, one of low capacity and the other of large capacity, the difference between the two architectures being related to the number and type of switches used. The self-adaptive storage architectures that we propose include a suitable self-powered control circuitry to vary the apparent capacity of the device. In addition, each architecture allows a cold start with completely empty ultra-capacitors. These three architectures were first optimized through simulation, and then validated experimentally with discrete components. Finally, we implemented the self-adaptive storage architecture with two ultra-capacitors in a completely wireless measurement system, using an energy harvesting source and its associated electronics for its power supply, and demonstrated the relevance of this approach of reconfigurable storage. In conclusion, we deduce that the topologies can reach an efficiency of energy usage of up to 94.7% by employing discrete components, a value that could be further improved through the exploitation of a silicon integrated version for both the control circuitry and the ultra-capacitors

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Chahat, Nacer. "Antenne, propagation et interaction avec le corps pour les applications de type réseaux corporels sans fil en micro-ondes et en millimétrique." Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1S079.

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Abstract:

Grâce aux progrès récents effectués dans la conception de réseaux intelligents et dans les techniques de miniaturisation des objets communicants, les réseaux sans fil à proximité ou centrés sur la personne concentrent aujourd'hui toutes les attentions grâce à leur large éventail d'applications (sportives, médicales, militaires, etc. ). Cet intérêt croissant pour les applications BAN (Body Area Networks) et PAN (Personal Area Networks) se traduit aujourd'hui par l'apparition de capteurs sur textiles facilitant l'intégration de ces dispositifs sur le corps et limitant ainsi l'encombrement sur ce dernier, mais aussi par la nécessité de développer des solutions capables d'assurer un débit de transmissions sans fils très élevé (vidéos HD). Ces travaux de thèse ont deux objectifs principaux. Le premier consiste à développer des antennes sur textiles pour lesquelles une attention particulière est accordée sur l'interaction avec le corps de l'utilisateur. L'influence du corps humain est primordiale dans l'évaluation de l'efficacité des capteurs et des performances globales du système. Le second consiste à développer un réseau corporels en bande millimétrique (57-64 GHz) permettant de réduire significativement la taille des capteurs, d'augmenter les niveaux d'interférence et de sécurité, et enfin, d'atteindre des débits de transmission sans précédent en comparaison avec les réseaux existant en plus basse fréquence
Recent progress in miniaturization of communicating devices and design of smart networks has triggered increased interest to body area networks (BAN) having a very strong potential for near future applications including military, personal healthcare, sport, space, entertainment, smart home, etc. This increasing attention to BAN and PAN (Personal Area Networks) applications has led to the development of textile sensors that can be easily integrated into clothes and to the buildup of high-data-rate wireless devices. The PhD thesis project has two main objectives. First, several microwave textile antennas have been optimized and fabricated to evaluate the interaction with the human body. The impact of the human body on the antenna performance is of great importance since it can directly impact the efficiency of on-body devices and global performances of the system. The power absorption in the body was also studied using realistic body models with different morphologies. Second, the unlicensed 57-64 GHz band have been studied in the wireless BAN context since it provides several advantages compared to microwave BAN. In particular, very high data rates can be reached (up to 5 Gb/s) whilst providing high level of security and low interference with adjacent networks. Besides, the on-body devices are much smaller at millimeter waves compared to those operating at microwaves

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Youssef, Badre. "Approches statistiques pour les communications centrées sur l'utilisateur." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2023. http://www.theses.fr/2023IPPAT049.

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Abstract:

Les réseaux corporels sans fil (WBAN) sont étudiés depuis plus d'une vingtaine d'année. Les domaines d'applications sont multiples et ce type de communication repose sur des liaisons radio entre plusieurs terminaux à proximité du corps humain. On distingue principalement 3 types de liaisons selon le positionnement des antennes (in-on, on-on et on-off). Leurs spécificités sont d'une part, l'impact du corps humain sur le canal de propagation, c'est un perturbateur électromagnétique puissant qui est l'origine d'atténuations importantes et de mécanismes de propagation particuliers et d'autre part, le nombre de sources de variabilités qui est très important : le sujet, la nature du lien radio, les antennes, la fréquence et l'environnement proche. Tout ceci explique la complexité de ce type de canal et les difficultés à le modéliser de manière générique.A notre connaissance, les travaux menés jusqu'à présent ont permis d'extraire des modèles fondés la plupart du temps sur une approche plutôt classique en distance ayant l'avantage d'avoir une explication physique ou encore une approche fondée sur des scénarios qui permet d'avoir une orientation « applications ». Certaines sources comme l'environnement et la morphologie sont insuffisamment étudiées selon nous, tant qualitativement que quantitativement alors que leur influence est souvent significative et parfois importante selon le lien radio.L'objectif principal de la thèse est donc de proposer des modèles paramétriquo-statistiques pour différents observables, pour ces sources de variabilités, en prenant en compte un échantillon statistique plus important que ce qui a été fait aujourd'hui dans un contexte de liens radio. C'est ainsi que nous avons mis en place une méthodologie associant, la définition d'un plan d'expériences, d'une base de données suffisante issue de simulations et de mesures expérimentales permettant de disposer de données de références. L'approche expérimentale devient rapidement irréaliste lorsque la diversité des situations possibles doit être considérée car la combinatoire est explosive. On souligne que dans les publications fondées sur des mesures, les modèles obtenus sont propres à l'environnement considéré, ce qui n'est pas le but de notre approche.Pour l'environnement, nous avons développé un code de Ray Tracing simplifié permettant l'étude de n'importe quel environnement parallélépipédique vide et type de lien radio. Sachant que la taille des pièces a une influence, notre objectif est de déterminer si quantitativement cet effet est significatif ou de 2nd ordre, et éventuellement sous quelles conditions. Les environnements sont « catégorisés » et leurs paramètres explicatifs (dimensions et caractéristiques des murs) sont renseignés dans des plans d'expériences construits à partir d'informations de la littérature spécialisée. La méthode de l'hypercube latin, jugée simple et plus efficace que la méthode de Monte Carlo, a été utilisée pour l'échantillonnage de l'espace stochastique. Les éventuelles dépendances entre variables d'entrée sont traitées au moyen de copule.Concernant la variabilité morphologique, nous avons également adopté une approche par simulation en utilisant CST Studio Suite®. Nous avons fait l'hypothèse simplificatrice de considérer des fantômes homogènes. Cette approche « raisonnable » permet surtout d'obtenir « facilement » une variabilité anthropométrique importante à partir de logiciels de synthèses d'images. La variabilité des sujets a été considérée au moyen de deux critères anthropométriques : l'Indice de Masse Corporel et la Circonférence Abdominale au moyen de données représentatives et d'études statistiques.Pour ces variabilités et les observables étudiées, l'ajustement des modèles paramétriquo-statistiques obtenus par régression multilinéaire est satisfaisant à très satisfaisant selon le lien radio considéré. Ils sont de complexité modérée et définis par un nombre limité de paramètres
Wireless Body Area Networks (WBANs) have been studied for over twenty years. This type of communication is based on radio links between several terminals close to the human body. There are 3 main types of link, depending on antenna positioning (i.e. in-on, on-on and on-off). Their specific features are, on the one hand, the impact of the human body on the propagation channel - a powerful electromagnetic disturbance that causes significant attenuation and particular propagation mechanisms - and, on the other hand, the number of sources of variability, which is very high: the subject, the nature of the radio link, the antennas, the frequency and the nearby environment. All this explains the complexity of this type of channel and the difficulty of modeling it in a generic way.To the best of our knowledge, the work carried out to date has produced models based mostly on a rather classical distance approach, which has the advantage of a physical explanation, or a scenario-based approach, which provides an “applications” orientation. Some sources, such as the environment and morphology, are insufficiently studied from our point of view, both qualitatively and quantitatively, even though their influence is often significant and sometimes important depending on the radio link.The main aim of this thesis is therefore to propose parametric-statistical models for various observables (path loss and delay spread), for these sources of variability, taking into account a larger statistical sample than has been done to date in the context of scenario based approach (describing on-on links). This is how we set up a methodology combining the definition of an experimental design, a sufficient database derived from simulations and experimental measurements to provide reference data. The experimental approach quickly becomes unrealistic when the diversity of possible situations has to be considered, as combinatorics is explosive. It should be stressed that in publications based on measurements, the models obtained are specific to the environment under consideration, which is not the aim of our approach.For the environment, we have developed a simplified Ray Tracing code (considering only specular reflections, which are most often the dominant contribution for the environment) allowing the study of any empty parallelepiped environment and type of radio link. Knowing that rooms size has an influence, our objective is to determine whether quantitatively this effect is significant or of 2nd order, and possibly under what conditions. The environments are “categorized” and their input parameters (dimensions and wall characteristics) are filled in an experimental design “constructed” from information in the specialized literature. The Latin hypercube method, considered simple and more efficient than the Monte Carlo method, was used to sample the stochastic space. Any dependencies between input variables are dealt with using copulas.For morphological variability, we also adopted a simulation approach using CST Studio Suite®. We made the simplifying assumption of considering homogeneous phantoms. This “reasonable” approach makes it “easy” to obtain significant anthropometric variability from image synthesis software. Subject variability was considered by means of two anthropometric criteria: Body Mass Index and Waist Circumference, using representative data and statistical studies.For these two variabilities and the observables studied, the fit of the parametric-statistical models obtained by multilinear regression was satisfactory to very satisfactory, depending on the radio link considered. They are of moderate complexity and defined by a limited number of parameters

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Triki, Imen. "Rôle du vidéo streaming mobile qui dépend du contexte dans l'amélioration de la qualité d'expérience." Thesis, Avignon, 2018. http://www.theses.fr/2018AVIG0227/document.

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Abstract:

L'utilisation répandue des smartphones dans notre vie quotidienne et l'essor technologique que connait le monde aujourd'hui -offrant l'accès mobile à très haut débit- ont exponentiellement augmenté la demande sur les services de vidéo streaming mobile, ce qui justifie la tendance à explorer de nouvelles approches pour la distribution des contenus média. Afin d'assurer une qualité de streaming constante et acceptable, la majorité des approches proposent aujourd'hui d'adapter la distribution des flux média au contexte de l'utilisateur. Dans le but de garder l'utilisateur le plus longtemps connecté à sa session de streaming, ces approches s'intéressent plus particulièrement à l'amélioration de sa perception de la vidéo. Ce qui justifie l'intérêt croissant accordé à l'étude la qualité d'expérience (QoE). Pour assurer une bonne QoE, les solutions de vidéo streaming mobile exigent la connaissance au préalable du contexte de l'utilisateur, comme par exemple la capacité de son lien physique ou la disponibilité de sa bande passante. L'acquisition de telles informations contextuelles est devenue possible aujourd'hui grâce à l'utilisation des capteurs sans fils dans les appareils mobiles et à l'existence de plusieurs applications intelligentes dédiées, le principe étant majoritairement d'exploiter la forte corrélation entre le contexte de l'utilisateur et sa position géographique. Pour faciliter l'étude du contexte de l'utilisateur, plusieurs cartes radio ont été conçues, permettant le traçage spatio-temporel des caractéristiques radio comme par exemple le débit moyen ou la force moyenne du signal. En outre, plusieurs études menées sur les modèles de mobilité des usagers ont exhibé une quasi-régularité spatio-temporelle dans leurs trajets quotidiens, soit en prenant les transports publics ou en allant vers des endroits fréquemment visités. Couplés avec les cartes radio, ces études permettent une haute précision dans la prédiction du contexte de l'utilisateur le long de son trajet. Dans cette thèse, nous nous intéressons à analyser l'impact de l'adaptation du service vidéo streaming au contexte de l'utilisateur sur sa QoE finale. Nous commençons par proposer CAMS (Context Aware Mode Switching), un mécanisme d'allocation de ressources qui dépend du contexte et qui s'applique à la distribution du vidéo streaming réel (non-adaptatif), pour assurer le minimum d'interruptions de vidéo. CAMS est conçu pour être déployé dans une topologie de réseau spécifique avec un modèle de mobilité particulier. Par la suite, nous explorons l'impact de la connaissance à l'avance du débit futur de l'utilisateur sur l'adaptation de la qualité de sa vidéo et sur le coût de sa transmission dans un contexte de streaming adaptatif. Nous proposons NEWCAST (aNticipating qoE With threshold sCheme And aScending biTrate levels), un algorithme proactif pour l'ajustement du coût et l'adaptation de la qualité sous réserve d'une prédiction parfaite du débit. Nous étendons cette étude, dans un deuxième temps, pour le cas où la prédiction du débit est imparfaite. Nous proposons, donc, d'autres algorithmes adaptatifs en nous inspirant de l'approche de NEWCAST. Pour étudier la faisabilité de ces algorithmes sur le plan pratique, nous menons quelques expérimentations dans un environnement émulé à l'aide du lecteur média DASH-IF-Reference. Finalement, nous explorons l'idée de coupler la connaissance parfaite du débit futur de l'utilisateur avec l'usage d'un mécanisme d'apprentissage automatique, pour améliorer la QoE dans un contexte de streaming adaptatif. Nous proposons, donc, un système à boucle fermée, basé sur le retour des utilisateurs, pour apprendre progressivement leurs préférences et pour optimiser adéquatement la transmission des futures vidéos. Ce système est particulièrement conçu pour être utilisé dans des populations hétérogènes avec des profils de QoE différents et inconnus à l'avance
The strong emergence of smartphones on human daily life as well as the highbroadband access supplied by operators have triggered pervasive demand on videostreaming mobile services, requiring the exploration of novel approaches on videocontent delivery. To afford video streaming services at sustainable quality, the idea of adjusting the streaming to the time-varying users’ contexts has been actively investigatedduring the recent years. Since the users’ perceptions on the video qualitydirectly impact their engagement in video streaming sessions, many interests havebeen accorded to the user’s Quality of Experience (QoE).Today streaming solutions mostly rely on the user’s contextual information suchas his link capacity or his available bandwidth to provide an acceptable final QoE.Such contextual information can be easily acquired thanks to the existence of wirelesssensors and dedicated smart applications on today mobile devices. At the core, liesthe idea of exploiting the strong correlation between users’ locations and contexts. Tothat end, radio maps with historical average signal strength have been geographicallymapped. Various studies on users’ mobility patterns also showed that people dailyroutes exhibit a high degree of spatial and temporal regularity, especially on publictransportation or on road ways to/from frequently visited places. Coupled with radiomaps, these mobility patterns can give high accuracy on context predictability alongusers’ trips.In this thesis, we analyse the impact of adapting video streaming to the user’scontext on the final QoE.We start by proposing CAMS (Context Aware Mode Switching),a context-aware resource allocation mechanism, for real (i.e, non adaptive) videostreaming delivery to reduce the number of video stalling. CAMS is designed to beapplied in a particular network topology under a particular mobility of users. Then,we explore the impact of knowing the future throughput variations on video quality adaptation and delivery cost in adaptive video streaming. We propose NEWCAST(aNticipating qoE With threshold sCheme And aScending biTrate levels) as a proactivealgorithm for cost adjustment and quality adaptation under the assumption of aperfect throughput estimation. We then extend the study to the case where throughputprediction errors may exist and propose a bench of adaptive algorithms inspiredfrom NEWCAST. To explore the feasibility of implementing these algorithms in realworld streaming, we conduct some experiments with the DASH-If Reference playerin an emulated environment. Finally, we explore the impact of knowing the futurethroughput variations when exploited with machine learning on the global QoE enhancementin adaptive video streaming. We propose a closed-loop framework basedon users’ feedbacks to progressively learn their QoE profiles and to fittingly optimizevideo deliveries. This framework is in particular suited for heterogenous populationswhere the QoE profiles of users are quite different and unknown in advance

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Miry, Céline. "Schémas multigrilles pour la méthode des différences finies dans le domaine temporel(FDTD) : Application à la simulation de réseaux corporels sans fil (WBAN)." Rennes, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAR0015.

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Abstract:

Les réseaux corporels sans fil (WBAN pour Wireless Body Area Network) consistent en un ensemble d'objets communicants placés directement sur ou à l'intérieur du corps humain. Les domaines d'application sont variés et s'étendent du domaine médical au domaine militaire en passant par les loisirs. Les travaux de cette thèse ont été consacrés au développement de nouvelles techniques de simulation électromagnétique dédiées à l'analyse rapide et précise de la transmission des ondes radio entre les objets communicants d'un réseau WBAN. Face à la nature tridimensionnelle et inhomogène du milieu de propagation, la méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD) s'est avérée la mieux adaptée pour résoudre ce genre de problème. Cependant, sous sa forme classique, cette méthode impose un schéma de maillage uniforme qui rend les simulations coûteuses en ressources informatiques. Deux nouveaux schémas multigrilles en FDTD sont proposés dans cette thèse. Ces schémas sont basés sur la division du problème global en sous-volumes FDTD indépendants permettant de caractériser chaque élément à l'aide d'un maillage approprié. Le transfert de l'information électromagnétique entre les volumes est assuré par l'utilisation de surfaces de prélèvement et d'excitation. Ainsi les schémas proposés sont stables. Après avoir validé ces nouvelles approches sur des cas simples, elles sont appliquées à la simulation de problèmes complexes et réalistes. La transmission entre une antenne implantée dans le corps humain et un dipôle en espace libre est tout d'abord analysée. Différentes postures du corps ainsi que différents environnement de propagation sont considérés. Le canal de propagation sur le corps humain est ensuite caractérisé à l'aide de deux antennes disposées sur le corps. Enfin, le débit d'absorption spécifique à 900 MHz dans le cerveau d'un fœtus est calculé à l'aide d'un modèle numérique de femme enceinte
This thesis aims at developing new Finite Difference Time Domain (FDTD) schemes for the fast and accurate simulation of Wireless Body Area Network problems. This emerging technology consists of several body sensors placed on or inside the body. The application range is wide. It concerns medical, entertainment and military domains. The FDTD is an efficient numerical technique for analysing waves propagation in complex environments such as the human body. However, it involves a uniform cubic grid, which leads to time consuming simulations. Two multigrid FDTD schemes are proposed in this thesis. They are based on the principle of dividing the general problem into independent FDTD sub-volumes which aim at characterising each element with an appropriate mesh. The electromagnetic information transfer is realised by the use of near-field and excitation surfaces. Thus, the proposed schemes are stable. These approaches are first validated using canonical examples. Then, they are applied to the simulation of complex and more realistic problems. The transmission between an implanted antenna and a simple dipole is firstly analysed. Several body postures and environment are considered. The WBAN on-body channel is then characterised by use of two antennas placed on the body surface. Finally, the specific absorption rate is calculated at 900 MHz in the fetal brain of a numerical pregnant woman model

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Nguyen, Viet-Hoa. "Energy-efficient cooperative techniques for wireless body area sensor networks." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S011/document.

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Abstract:

Pour réduire la consommation d'énergie due aux transmissions radio dans les réseaux de capteurs sans ﬁl, nous proposons une nouvelle approche associant les techniques de précodage MIMO et de relais, appelé précodage distribué max-dmin (DMP). Considérant une source et un relais avec une antenne chacun, et une destination disposant de deux antennes, nous déployons un système MIMO précodé virtuel 2 × 2. Dans ce contexte, nous étudions deux techniques de relais Amplify and Forward (AF) et Decode and Forward (DF). Des comparaisons en termes de taux d'erreur et d'efﬁcacité énergétique par rapport aux systèmes plus classiques comme les codes spatio-temporels distribués ou les combinaisons à gain maximal montrent que notre système est intéressant pour des distances de transmission moyennes (à partir de 16 mètres). Toujours dans l'objectif de maximiser l'efficacité énergétique, nous proposons une allocation de puissance sur les nœuds source et relais. Pour cela, nous dérivons analytiquement les performances du système précodage distribué max-dmin selon le mode AF et DF. Enfin,pour améliorer les performances des systèmes avec décodage au relais (DF), nous proposons un nouveau récepteur (à la destination) qui tient compte des erreurs éventuelles au niveau du relais
Among various cooperative techniques aiming to reduce power consumption for transmissions between Wireless Body Area Networks (WBAN) and base stations, we present a new approach, named distributed max-dmin precoding (DMP), combining MIMO precoding techniques and relay communications. This protocol is based on the deployment of a virtual 2 × 2 max-dmin precoding over one source, one forwarding relay, both equipped with one antenna and a destination involving 2 antennas. In this context, two kinds of relaying, amplify and forward (AF) or decode and forward (DF) protocols, are investigated. The performance evaluation in terms of Bit-Error-Rate (BER) and energy efﬁciency are compared with non cooperative techniques and the distributed space time block code (STBC) scheme. Our investigations show that the DMP takes the advantage in terms of energy efﬁciency from medium transmission distances (after 10 meters). In order to maximise the energy efficiency, we propose a power allocation over the source and the relay. Thus, we derive the performance of our system, both for AF and DF, analytically. To further increase the performance of DF cooperative schemes, we also propose to design a new decoder at the destination that takes profit from side information, namely potential errors at the relay

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Lahad, Bachir. "Joint Uplink/Downlink Radio Resource Allocation in 5G HetNets." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASG057.

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Abstract:

La croissance rapide du trafic de données sans fil et des services intensifs en bande passante (voix sur IP, streaming vidéo, live streaming, etc.) nécessite de trouver des solutions viables pour améliorer la qualité de service et maximiser les performances du réseau. Pour s'adapter à ces applications intensives en bande passante, les réseaux cellulaires hétérogènes (HetNets) ont été introduits dans le 3GPP comme l'une des principales caractéristiques pour répondre à ces exigences avancées.Maintenant, en raison de la différence de charges de trafic de liaison montante (UL) et de liaison descendante (DL) attendues dans les prochaines générations HetNets, il devient essentiel d'ajuster dynamiquement les ressources UL/DL. Pour soutenir cette nouvelle approche, le duplexage temporel (TDD) dynamique a été proposé. Néanmoins, l'importance d'UL se pose avec l'évolution des réseaux sociaux et des solutions cloud. Par conséquent, il est très intéressant d’introduire de nouvelles techniques qui atténuent les interférences de l’UL, améliorent les débits UL et DL et permettent également une meilleure utilisation des ressources radio en fournissant un équilibrage de charge adéquat entre UL et DL. Une telle caractéristique supplémentaire est le découplage accès UL/DL.Dans notre travail, nous développons d'abord un modèle TDD dans HetNets. Dans ce modèle, nous dérivons des expressions analytiques pour la distribution de l'emplacement du brouilleur considérant tous les scénarios d’interférences possibles qui pourraient se produire dans les réseaux basés sur TDD, tout en tenant compte de l'impact nocif de cette interférence.Basé sur ce dernier résultat, nous dérivons la fonction de distribution et de génération de moment (MGF) de l’interférence intercellulaire montante et descendante considérant un réseau composé d'une macro-cellule et d'une petite cellule. Nous nous appuyons sur les expressions dérivées pour analyser la capacité moyenne de la cellule de référence dans les transmissions en liaison montante et en liaison descendante.Deuxièmement, nous développons un modèle statistique conjoint TDD/découplage pour mettre en évidence les avantages que le mode d'accès de découplage peut apporter à un système basé sur HetNet TDD. L'introduction du mode de découplage nécessite une analyse approfondie de l’étude de comparaison avec le mode d'accès couplé UL/DL conventionnel. Par conséquent, nous dérivons les statistiques du signal d'interférence et du signal d'intérêt des deux modes, puis analysons leur impact sur le performance du système.Ce travail a été étendu pour inclure le déploiement de plusieurs petites cellules, où des aperçus supplémentaires sur les avantages du mode de découplage sont fournies en termes de gains de découplage UL et DL. Suite à la mise en œuvre du modèle développé, il est démontré que le cas de découplage apporte de plus grands avantages dans la liaison montante et maintient la même amélioration dans la liaison descendante pour diverses valeurs de décalage et, ainsi, améliore les performances globales du système lorsqu'il est associé avec une technologie TDD dynamique. Il est en outre démontré que notre réseau modélisé peut être optimisé en adoptant la combinaison optimale à la fois du facteur de décalage des petites cellules et de la distance entre les petites cellules.D'un autre côté, l'évaluation des avantages d'un TDD adaptatif et du découplage dans un système basé sur HetNet en fonction des charges de trafic variant dans le temps, nécessite de trouver un simulateur de niveau système où nous pouvons présenter le motif derrière l' adoption de découplage et de TDD dynamique. À partir des scénarios de simulation mise en œuvre, il est observé que l'algorithme adaptatif proposé apporte des améliorations de performances significatives dans le débit UL et DL par rapport à un certain nombre de schémas conventionnels, principalement dans les systèmes fortement chargés
The rapid growth in wireless data traffic and bandwidth intensive services (voice over IP, video streaming, livestreaming, etc.) necessitates finding viable solutions to improve service quality and maximize thenetwork performance. To accommodate these bandwidth intensive applications, heterogeneous cellular networks (HetNets) were introduced in 3GPP as one of the main features to meet these advanced requirements. Yet, because of the difference in uplink (UL) and downlink (DL) traffic loads expected in the next HetNetsgeneration, it becomes essential to dynamically adjust UL/DL resources. To support this newapproach, dynamic time-division duplexing (TDD) has been proposed. Nevertheless, the importance of UL arises along with the evolution of social networking and cloudsolutions. Therefore, it is of great interest to introduce novel techniques that mitigate ULinterferences, improve UL and DL throughputs and allow as well, a better use of radio resources byproviding adequate load balancing among UL and DL. Such an additional feature is the decoupledUL/DL access.In our work, we first develop a TDD model in HetNets. Under this model, we derive analytical expressions for the distribution of the interferer location considering all possible interference scenarios that could occur in TDD-based networks, while taking into account the harmful impact of interference.Based on the latter result, we derive the distribution and moment generating function (MGF) of the uplink and downlinkinter-cell interference considering a network consisting of one macro cell and one small cell. We build on the derivedexpressions to analyze the average capacity of the reference cell in both uplink and downlink transmissions.Second, we develop a joint TDD/decoupling statistical model to highlight the benefits thatthe decoupling access mode can bring to a HetNet TDD based system, in terms of UL and DL spectral efficiencies and throughputs. Introducing the decoupling mode necessitates a thoroughcomparison study with the conventional coupled UL/DL access mode. Therefore, we derive the statistics of the interference signal and the signal of interest of both modes and then analyze their impact on the system performance.This work was extended to include multiple small cells deployment, where more insight into the benefits of decoupling mode is provided in terms of UL and DL decoupling gains. Further to the implementation of the developed model, it is shown that the decoupling case brings greater benefits in the uplink and maintains the same improvement in the downlink for various offset values and thus, improves the overall system performance when being combined with a dynamic TDD technology. It is further shown that our modeled network can be optimized by adopting the optimal combination of both the small cell offset factor and the distance between small cells.On the other hand, evaluating the benefits of an adaptive TDD and decoupling in a HetNet based system according to time-variant traffic loads, necessitates findinga system level simulator where we can present the motivation and accurately assess the role of both decoupling and dynamic TDD techniques in the UL/DL optimization problem. From the applied simulation scenarios, it is observed that the proposed adaptive algorithm (dynamic TDD with decoupling policies) yields significant performance improvements in UL and DL throughput compared to a number of conventional schemes, mainly in dense HetNet deployment and in highly loaded systems

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Mahjri, Imen. "Distributed Localization and Conflict Detection in Mobile Wireless Networks." Thesis, Toulouse, INSA, 2017. http://www.theses.fr/2017ISAT0012/document.

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Abstract:

Un réseau sans fil mobile est une collection de noeuds mobiles connectés via des liens sans fil. Le noeud mobile peut être une personne portant un terminal mobile, un animal avec une étiquette électronique, un véhicule ou tout autre appareil mobile doté de capacités de communication sans fil. Cette thèse traite deux importants problèmes dans les réseaux sans fil mobiles : la localisation et la détection des conflits. La localisation est l’estimation des positions absolues ou relatives des noeuds mobiles. La détection des conflits est la prédiction des potentiels futurs conflits entre les noeuds mobiles. Un conflit est une situation dans laquelle deux ou plusieurs noeuds mobiles se trouvent à une distance inférieure à une distance minimale requise. La détection des conflits est particulièrement nécessaire dans les réseaux mobiles où les noeuds risquent de trop se rapprocher les uns des autres et se heurter.La première contribution de cette thèse est un nouvel algorithme de localisation pour les réseaux sans fil mobiles. L’algorithme proposé est distribué et nécessite un faible coût de calcul et de communication permettant son utilisation par des noeuds à ressources limitées. En particulier, un petit ensemble de noeuds avec des positions connues, appelés des nœuds ancres, diffusent périodiquement leurs coordonnées. Chaque noeud mobile avec une position inconnue collecte les coordonnées des noeuds ancres, les attribue des poids en fonction de différentes métriques (par exemple, la qualité de la liaison sans fil, le temps de réception) et enfin estime sa position en tant que la moyenne pondérée de toutes les coordonnées collectées. La deuxième contribution de cette thèse consiste en un algorithme de détection de conflit nommé SLIDE. SLIDE est distribué et à faible complexité: chaque noeuds mobile utilise des simples inégalités mathématiques afin de prédire avec précision et en temps opportun les futurs conflits avec les noeuds voisins. En outre, SLIDE abandonne l’hypothèse restrictive des positions et vitesses précises ainsi que des communications non perturbées afin de garantir son efficacité dans les applications du monde réel. La troisième et dernière contribution de cette thèse est un modèle stochastique qui évalue les risques des conflits dans un réseau sans fil mobile où les noeuds mobiles se déplacent dans le même espace partagé. Contrairement à la plupart des modèles stochastiques existants, le modèle proposé est simple, générique et ne nécessite que deux paramètres d’entrée: le nombre de noeuds mobiles et le paramètre λ caractérisant le temps d’inter-contact entre une paire de noeuds mobiles. Le paramètre λ peut être difficile à estimer expérimentalement. Nous proposons donc une expression générique pour λ et puis nous la spécifions pour deux modèles de mobilité couramment utilisés. Toutes les contributions de cette thèse sont validées en utilisant des simulations basées sur le simulateur d’événements discrets OMNeT ++
A mobile wireless network is a collection of mobile nodes connected via wireless links. The mobile node can be a person carrying a mobile terminal, an animal with an embedded sensor (electronic tag), a vehicle or any other mobile device with wireless communication capabilities. This thesis deals with two fundamental issues in mobile wireless networks: localization and conflict detection. Localization is the estimation of the absolute or relative positions of the mobile nodes. Conflict detection is the prediction of potential future conflicts between the mobile nodes. A conflict is a situation in which two or more mobile nodes are within an unsafe distance from one another. Conflict detection is a crucial requirement for mobile networks where the nodes can get too close to each other and collide.The first contribution of this thesis is a new weighted localization algorithm for mobile wireless networks. The proposed algorithm is distributed and requires low computational and communication overheads enabling its use in resource-limited nodes. In particular, a small set of nodes with known positions, called beacon nodes, are periodically broadcasting their coordinates. A mobile node with an unknown position collects the beacon nodes coordinates, attributes them weights based on different metrics (e.g, link quality, reception time) and finally estimates its position as the weighted average of all the collected coordinates. The second contribution of this thesis consists in a straight line conflict detection algorithm called SLIDE. SLIDE is distributed and lightweight: each mobile node uses simple mathematical inequalities in order to accurately and timely predict future conflicts with the surrounding nodes. Furthermore, SLIDE drops the restrictive assumption of perfect sensing capabilities and perturbation-free environment in order to guarantee its efficiency in real world applications. The third and last contribution of this thesis is a stochastic model that assesses the conflicts risks in a mobile wireless network where the mobile nodes are moving in the same shared space. Unlike most of the existing stochastic models, the proposed model is simple, generic and requires only two input parameters: the number of mobile nodes and the parameter λ characterizing the inter-contact time between a pair of mobile nodes. The parameter λ may be difficult to estimate experimentally. We therefore provide a generic explicit expression for λ and then specify this generic expression for two commonly used mobility models. All the contributions of this thesis are validated through extensive simulations based on the discrete-event simulator OMNeT++

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Badreddine, Wafa. "Communication Protocols in Wireless Body Area Networks (WBAN)." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS214.

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Abstract:

Dans les réseaux WBAN, les capteurs sont utilisés pour surveiller, collecter et transmettre des signes médicaux et d'autres informations sur le corps humain (EEG, ECG, SpO2, température, etc.) à un nœud principal qu’on appelle « Sink ». Il y a plusieurs préoccupations dans les WBAN, allant de la conception de protocoles de communication fiables et efficaces face à la mobilité du corps humain à une communication faible en consommation énergétique. Les WBAN diffèrent des réseaux de capteurs sans fil typiques à grande échelle et se caractérisent par une mobilité dans le réseau qui suit les mouvements du corps humain et une qualité des liens qui varie en fonction de la posture du porteur. Aussi, la puissance d'émission des capteurs est maintenue faible afin d'améliorer leur autonomie et de réduire l’exposition aux ondes électromagnétiques des porteurs. Par conséquent, compte tenu des effets d’absorption du corps, des réflexions et des interférences, il est difficile de maintenir un lien direct (à un saut) entre le « Sink » et les autres nœuds. La communication multi-sauts représente une alternative viable. Nous avons évalué essentiellement deux primitives de communication: broadcast et converge-cast. Nous avons implémenté différentes stratégies de communication avec le simulateur Omnet++ auquel nous avons intégré le projet Mixim et un modèle de canal réaliste pour un scénario représentatif d'un réseau WBAN. Ce modèle est issu d'une recherche récente de l'informatique biomédicale et décrit les liens entre 7 nœuds, qui appartiennent au même WBAN, et qui sont attachés au corps humain sur la tête, la poitrine, le bras, le poignet, le nombril, la cuisse et la cheville. Les atténuations du signal sur ces liens sont calculées pour 7 postures qui varient entre des positions statiques à fortement mobiles et sont présentées, pour chaque couple de nœuds, sous la forme d’une atténuation moyenne et d’écart-type. Ensuite, nous nous sommes intéressés au problème de broadcast dans WBAN. Nous avons analysé plusieurs stratégies de diffusion inspirées des réseaux DTN avec différents niveaux de connaissance du réseau: des stratégies de type flooding, où les nœuds diffusent les paquets à l'aveugle, et des stratégies basées sur la connaissance du voisinage, où la diffusion est plus contraignante. Nos résultats ont montré que les stratégies de diffusion existantes ne résistent pas face à la mobilité du corps humain et ne peuvent pas être transposées sans des modifications significatives dans un contexte WBAN. Ainsi, nous avons proposé deux nouvelles stratégies de diffusion qui surpassent les stratégies existantes en termes de latence, de couverture du réseau et de la consommation d’énergie des capteurs. Nous avons également analysé la capacité de toutes ces stratégies à assurer l’ordre FIFO (c'est-à-dire les paquets sont reçus dans l'ordre de leur envoi) en les stressant avec différents taux de transmission du nœud « Sink ». Sans exception, les stratégies de diffusion à plat existantes enregistrent une baisse drastique de performance lorsque le taux de transmission augmente. Ainsi, nous avons pu proposer le premier protocole de diffusion inter-couches MAC-réseau, CLBP. Notre protocole exploite la mobilité du corps humain en choisissant soigneusement les liens de communication les plus fiables dans chaque posture. De plus, notre protocole a un mécanisme d'attribution de slots qui réduit la consommation d'énergie, les collisions, l'écoute inactive et la sur-écoute des capteurs. Nous nous sommes également concentrés sur le problème de converge-cast dans les réseaux WBAN. Nous avons adapté à partir des réseaux DTN et WSN des stratégies converge-cast représentatives que nous avons classées en trois catégories: basées sur le modèle du canal, basées sur la diffusion et basées sur multi-chemins. Nous avons étudié trois paramètres: la résilience à la mobilité corporelle, le délai de bout en bout et la consommation d'énergie. [...]
The rapid advances in sensors and ultra-low power wireless communication has enabled a new generation of wireless sensor networks: Wireless Body Area Networks (WBAN). WBAN is a recent challenging area. There are several concerns in this area ranging from energy efficient communication to designing delay efficient protocols that support nodes dynamic induced by human body mobility. In WBAN tiny devices are deployed in/on or around a human body, are able to detect and collect the physiological phenomena of the human body (such as: EEG, ECG, SpO2, etc.), and transmit this information to a collector point (i.e Sink) that will process it, take decisions, alert or record. WBAN differs from typical large-scale wireless sensor networks WSN in many aspects: Network size is limited to a dozen of nodes, in-network mobility follows the body movements and the wireless channel has its specificities. Links have a very short range and a quality that varies with the wearer's posture. The transmission power is kept low to improve devices autonomy and reduce wearers electromagnetic exposition. Consequently, the effects of body absorption, reflections and interference cannot be neglected and it is difficult to maintain a direct link (one-hop) between the Sink and all WBAN nodes. Thus, multi-hop communication represents a viable alternative. In this work we investigate energy-efficient multi-hop communication protocols in WBAN. Our work is part of SMART-BAN Self-organizing Mobility Aware, Reliable and Timely Body Area Networks project. In order to evaluate our communication protocols described in the sequel in a specific WBAN scenario, we implemented them under the Omnet++ simulator that we enriched with the Mixim project and a realistic human body mobility and channel model issued from a recent research on biomedical and health informatics. We are interested in WBAN where sensors are placed on the body. We focus on two communication primitives: broadcast and converge-cast. For the broadcasting problem in WBAN, we analyze several broadcast strategies inspired from the area of DTN then we propose two novel broadcast strategies MBP: Mixed Broadcast Protocol and Optimized Flooding: -MBP (Mixed Broadcast Protocol): We proposed this strategy as a mix between the dissemination-based and knowledge-based approaches. -OptFlood (Optimized Flooding): This strategy takes into account the strengths and weaknesses of the basic strategy Flooding. Optimized Flooding is a revised version of Flooding whose purpose is to keep the good end-to-end delay given by Flooding while lowering energy consumption with the simplest way and the minimum cost. Additionally, we performed investigations of independent interest related to the ability of all the studied strategies to ensure the FIFO order consistency property (i.e. packets are received in the order of their sending) when stressed with various transmission rates. These investigations open new and challenging research directions. With no exception, the existing flat broadcast strategies register a dramatic drop of performances when the transmission rate is superior to 11Kb/s. There, we propose the first network-MAC layer broadcast protocol, CLBP, designed for multi-hop communication and resilient to human body postures and mobility. Our protocol is optimized to exploit the human body mobility by carefully choosing the most reliable communication paths in each studied posture. Moreover, our protocol includes a slot assignment mechanism that reduces the energy consumption, collisions, idle listening and overhearing. Additionally, CLBP includes a synchronization scheme that helps nodes to resynchronize with the Sink on the fly. Our protocol outperforms existing flat broadcast strategies in terms of percentage of covered nodes, energy consumption and correct reception of FIFO-ordered packets and maintains its good performances up to 190Kb/s transmission rates. [...]

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Hoang, Thai Bang. "Infrared and visible wireless optical technology for body sensor connectivity." Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0027/document.

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Abstract:

Cette thèse est axée sur le domaine de la communication optique sans fil en intérieur pour la surveillance de la santé basée sur des capteurs corporels. L’état de l'art des communications optique sans fil dans les domaines infrarouge, visible et UV ainsi que l'analyse des systèmes liés à la santé utilisant cette technologie ont été fournis. Cela a permis de définir les objectifs et l'orientation de cette thèse. Nous avons étudié l'utilisation de la technologie infrarouge pour la transmission de données entre un capteur porté par un patient et des récepteurs situés aux coins d'un panneau d'éclairage central au plafond de l'environnement. Un lien en visible a été utilisé pour la transmission de données du luminaire vers le patient portant un smartphone équipé d'un décodeur. Les principaux défis étaient la robustesse des liens infrarouge et visible en ce qui concerne la mobilité du patient et l'impact du corps de l'utilisateur en raison de l'emplacement du capteur. Les simulations de canaux réalisées grâce à la technique de Ray-Tracing associée à la méthode de Monte-Carlo ont permis de déterminer le gain de canal qui est le paramètre principal représentant la performance. En raison de la mobilité du patient, l'analyse a été réalisée de manière statistique et en tenant compte de différents emplacements du capteur sur le corps, de la cheville à l'épaule. Les paramètres physiques et géométriques optimaux relatifs aux émetteurs et aux récepteurs afin de garantir les meilleures performances ont été déduites. Il a été démontré qu’il est essentiel de modéliser la présence du corps pour les deux liaisons montante et descendante. Les performances globales du système ont mis en évidence le potentiel des transmissions sans fil entièrement optiques pour la surveillance médicale basée sur des capteurs corporels. Cela a été en partie confirmé par des expérimentations menées à partir de prototypes de capteur communicant en infrarouge et de produits commerciaux pour la liaison en visible
This thesis is focused on the field of indoor optical wireless communication for health monitoring based on body sensors. The state of the art of optical wireless in the infrared, visible and UV domains as well as the analysis of health related systems using this technology have been provided. This helped to define the objectives and orientations of this thesis. We have studied the use of infrared technology for data transmission between a sensor worn by a patient and receivers located at the corners of a central lighting panel at the ceiling of the environment. A link in visible was used for the transmission of data from the luminaire to the patient carrying a smartphone equipped with a decoder. The main challenges were the robustness of the infrared and visible links with regard to patient mobility and the impact of the user's body due to the location of the sensor. The channel simulations performed using the Ray-Tracing technique associated with the Monte-Carlo method allowed determining the channel gain, which is the main parameter representing the performance. Due to the patient mobility, the analysis was performed statistically and taking into account different locations of the sensor on the body, from the ankle to the shoulder. The optimal physical and geometrical parameters for transmitters and receivers to ensure the best performance have been deduced. It has been shown that it is essential to model the presence of the body for both uplink and downlink. The overall performance of the system has highlighted the potential of fully optical wireless transmissions for medical surveillance based on body sensors. This has been partly confirmed by experiments carried out from infrared communicating sensor prototypes and commercial products for the visible link

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Bertaux, Lionel. "Architecture réseau pour véhicule de transport en commun communiquant." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00910772.

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Abstract:

Avec la démocratisation des appareils mobiles, les transports en commun sont amenés à proposer de nouveaux services à leur usagers et notamment une connexion à Internet. Le véhicule de transport en commun agit alors comme un routeur mobile fournissant une connexion fiable à ses noeuds et doit pour cela être connecté en permanence à un point d'accès. Les zones de couverture étant limitées par les technologies utilisées et par les obstacles, des changements de réseaux sont alors nécessaires et provoquant différents évènements pouvant impacter les performances des protocoles de Transport : introduction de latences dues à la configuration des interfaces, modification des caractéristiques du chemin utilisé par la communication.. Dans cette thèse nous étudions cet impact en déterminant son origine puis nous proposons des solutions visant à le réduire de deux manières : en réduisant les latences introduites par le changement de réseau et en diminuant l'impact de la modification des caractéristiques du réseau.

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Makke, Ali. "Détection d'attaques dans un système WBAN de surveillance médicale à distance." Electronic Thesis or Diss., Paris 5, 2014. http://www.theses.fr/2014PA05S006.

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Abstract:

L'un des défis majeurs du monde de ces dernières décennies a été l'augmentation continue de la population des personnes âgées dans les pays développés. D’où la nécessité de fournir des soins de qualité à une population en croissance rapide, tout en réduisant les coûts des soins de santé. Dans ce contexte, de nombreux travaux de recherche portent sur l’utilisation des réseaux de capteurs sans fil dans les systèmes WBAN (Wireless Body Area Network), pour faciliter et améliorer la qualité du soin et de surveillance médicale à distance. Ces réseaux WBAN soulèvent de nouveaux défis technologiques en termes de sécurité et de protection contre les anomalies et les attaques. Le mode de communication sans fil utilisé entre ces capteurs et l’unité de traitement accentue ces vulnérabilités. En effet les vulnérabilités dans un système WBAN se décomposent en deux parties principales. La première partie se compose des attaques possibles sur le réseau des capteurs médicaux et sur le médium de communications sans fils entre ces capteurs et l’unité de traitement. La deuxième partie se compose des attaques possibles sur les communications à haut débit entre le système WBAN et le serveur médical. L’objectif de cette thèse est de répondre en partie aux problèmes de détection des attaques dans un système WBAN de surveillance médicale à distance. Pour atteindre cet objectif, nous avons proposé un algorithme pour détecter les attaques de brouillage radio (jamming attack) qui visent le médium de communications sans fils entre les capteurs et l’unité de traitement. Ainsi nous avons proposé une méthode de mesure de divergence pour détecter les attaques de type flooding qui visent les communications à haut débit entre le système WBAN et le serveur médical
One of the major challenges of the world in recent decades is the continued increase in the elderly population in developed countries. Hence the need to provide quality care to a rapidly growing population while reducing the costs of health care is becoming a strategic challenge. In this context, many researches focus on the use of wireless sensor networks in WBAN (Wireless Body Area Network) systems to facilitate and improve the quality of medical care and remote monitoring. These WBAN systems pose new technological challenges in terms of security and protection against faults and attacks. The wireless communication mode used between the sensors and the collection node accentuates these vulnerabilities. Indeed vulnerabilities in a WBAN system are divided into two main parts. The first part consists of the possible attacks on the network of medical sensors and on the wireless communications medium between the sensors and the processing unit. The second part consists of possible attacks on high-speed communications between the WBAN system and the medical server. The objective of this thesis is to meet some of the problems of detecting attacks in a WBAN system for remote medical monitoring. To achieve this goal, we propose an algorithm to detect the jamming attacks targeting the wireless communications medium between the sensors and the processing unit. In addition we propose a method of measuring divergence to detect the flooding attacks targeting the high-speed communications between the WBAN system and the medical server

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Boughanmi, Najet. "Conception conjointe des systèmes contrôlés en réseau sans fil." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00594732.

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Abstract:

Le cadre de cette thèse est l'étude des systèmes contrôlés en réseau sans fil (SCRSF) qui utilise la technologie IEEE 802.15.4. Le premier objectif est d'étudier la pertinance de l'utilisation du réseau de type IEEE 802.15.4 pour les SCRSF puis de proposer et d'évaluer des mécanismes pour garantir la Qualité de Service (QdS) offerte par le réseau au système contrôlé. Nous analysons l'utilisation des slots temporels réservés (GTS) dans le cadre des SCRSF et les contraintes qui en découlent. De plus, nous proposons des mécanismes de gestion de la QdS avec priorité aussi bien pour le mode avec balise que pour le mode sans balise du protocole IEEE 802.15.4. Ces propositions ont été validées par des simulations et une partie de manière analytique. Notre deuxième objectif est de concevoir, d'une manière conjointe, les SCRSF pour pouvoir régler en ligne la QdS offerte par le réseau en fonction de la Qualité de Contrôle (QdC) du système contrôlé. Nous proposons des protocoles d'adaptation en ligne de la QdS du réseau qui prennent en compte la QdC du système contrôlé. Ces protocoles ont été validés par simulations et une implémentation réelle de chacun d'eux est proposée.

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Wang, Lusheng. "Sélection de réseau dans les réseaux sans fil hétérogènes." Phd thesis, Paris, ENST, 2010. https://pastel.hal.science/pastel-00517219.

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Abstract:

Dans le contexte de la tendance actuelle vers l'ubiquité des réseaux et la mobilité des services, nous observons que l'accès de réseau est fourni par une grande diversité de technologies d'accès, avec des recouvrements, ce qui compose un environnement de réseaux sans fil hétérogènes. Dans cet environnement, les terminaux mobiles ont besoin de toujours sélectionner le meilleur réseau. Dans cette thèse, nous faisons tout d'abord une étude de schémas existants de la sélection de réseau qui utilisent différents modèles mathématiques. Ensuite, nous établissons un simulateur en matlab. Dans notre première proposition, le problème en utilisant les facteurs de mobilité est étudié. Nous expliquons que la sélection du meilleur réseau devient la sélection de la meilleure permutation des réseaux lorsque les propriétés de handover verticale sont prises en compte. A la fin, nous proposons un schéma pour trouver la meilleure permutation. Deuxièmement, l'exigence d'une nouvelle méthode de pondération subjective est analysée. Nous proposons un nouveau mécanisme automatique, fonde sur les déclencheurs, qui est capable de calculer efficacement les poids subjectifs des attributs divers, considérant les propriétés de réseau et terminal mobile. Finalement, plusieurs autres problèmes de sélection de réseau sont analyses et les solutions possibles sont proposées. Basé sur toutes les études ci-dessus, nous proposons une stratégie intégrée
In the present trend towards ubiquity of networks and mobility of services, we observe that network access can be provided by different types of access technologies with coverage overlapping, which composes an environment of heterogeneous wireless networks. In this environment, mobile terminals need always select the best network. In this dissertation, we make firstly a survey of existing schemes of network selection, which utilise different mathematical models. Then, we establish a simulator by matlab. In our first proposition, the problem of using mobility factors are studied. We explain that the selection of the best network becomes the selection of the best permutation when vertical handover properties are taken into account. In the end, we propose a scheme to find the best permutation. Secondly, we analyze the requirement of new subjective weighting method. We propose a new automatic method, which is based on the triggers and is capable of calculating efficiently subjective weights of various attributes, considering terminal and network factors. Finally, many other problems of network selection are analyzed and possible solutions are proposed. Based on all the above studies, we propose an integrated strategy for network selection

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Wang, Lusheng. "Sélection de Réseau dans les Réseaux Sans Fil Hétérogènes." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00517219.

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Abstract:

dans le contexte de la tendance actuelle vers l'ubiquité des réseaux et la mobilité des services, nous observons que l'accès de réseau est fourni par une grande diversité de technologies d'accès, avec des recouvrements, ce qui compose un environnement de réseaux sans fil hétérogènes. dans cet environnement, les terminaux mobiles ont besoin de toujours sélectionner le meilleur réseau. dans cette thèse, nous faisons tout d'abord une étude de schémas existants de la sélection de réseau qui utilisent différents modèles mathématiques. ensuite, nous établissons un simulateur en matlab. dans notre première proposition, le problème en utilisant les facteurs de mobilité est étudie. nous expliquons que la sélection du meilleur réseau devient la sélection de la meilleure permutation des réseaux lorsque les propriétés de handover verticale sont prises en compte. a la fin, nous proposons un schéma pour trouver la meilleure permutation. deuxièmement, l'exigence d'une nouvelle méthode de pondération subjective est analysée. nous proposons un nouveau mécanisme automatique, fonde sur les déclencheurs, qui est capable de calculer efficacement les poids subjectifs des attributs divers, considérant les propriétés de réseau et terminal mobile. finalement, plusieurs autres problèmes de sélection de réseau sont analyses et les solutions possibles sont proposées. base sur tous les études dessus, nous proposons une stratégie intégrée.

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Boughanmi, Najet. "Conception conjointe des systèmes contrôlés en réseaux sans fil." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2011. http://www.theses.fr/2011INPL021N/document.

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Abstract:

Le cadre de cette thèse est l'étude des systèmes contrôlés en réseau sans fil (SCRSF) qui utilise la technologie IEEE 802.15.4. Le premier objectif est d'étudier la pertinence de l'utilisation du réseau de type IEEE 802.15.4 pour les SCRSF puis de proposer et d'évaluer des mécanismes pour garantir la Qualité de Service (QdS) offerte par le réseau au système contrôlé. Nous analysons l'utilisation des slots temporels réservés (GTS) dans le cadre des SCRSF et les contraintes qui en découlent. De plus, nous proposons des mécanismes de gestion de la QdS avec priorité aussi bien pour le mode avec balise que pour le mode sans balise du protocole IEEE 802.15.4. Ces propositions ont été validées par des simulations et une partie de manière analytique. Notre deuxième objectif est de concevoir, d'une manière conjointe, les SCRSF pour pouvoir régler en ligne la QdS offerte par le réseau en fonction de la Qualité de Contrôle (QdC) du système contrôlé. Nous proposons des protocoles d'adaptation en ligne de la QdS du réseau qui prennent en compte la QdC du système contrôlé. Ces protocoles ont été validés par simulations et une implémentation réelle de chacun d'eux est proposée
In this thesis, we study wireless networked control systems (WNCS) which use the IEEE 802.15.4 technology. The first objective is to study the pertinence of the use of the IEEE 802.15.4 for the WNCS, then to propose and evaluate QoS management mechanisms which guarantee the Quality of Service (QoS) offered by network to the controlled system. We analyse the use of the guaranteed temporel slots (GTS) for WNCS and in which conditions it is possible. We propose QoS management mechanisms with priority for both the beacon enabled mode and the non-beacon enabled mode of the IEEE 802.15.4 protocol. These proposals are validated through simulations and partially with analytical approach. The second objective is to design the WNCS so that the QoS offered by the network is adated online depending on the Quality of Control (QoC) on the controlled system. We propose QoS online adaptation protocols which take as parameter the QoC of the system. These protocols are validated through simulations and a realistic implementation of them is proposed

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Salhi, Ismail. "Un codage réseau contraint pour les réseaux de capteurs sans fil." Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00794618.

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Abstract:

Les réseaux de communication inter-machines font partie des grandes évolutions de l'informatique contemporaine. Ces réseaux évolutifs promettent une nouvelle gamme de services et une meilleure connaissance du monde qui nous entoure. Pourtant, ils subissent plusieurs limitations de par la nature même des nœuds qui les composent : un débit faible et une fiabilité réduite dues aux contraintes en termes de capacité de calcul et de mémoire, une durée de vie limitée, ainsi que des délais non bornés souvent causés par des taux de perte élevés. Ces mêmes problématiques constituent, depuis une quinzaine d'années, un frein au déploiement à large échelle des réseaux de capteurs dans le monde réel. De récents développements dans la théorie de l'information sont finalement en train de bouleverser l'ordre établi, donnant naissance à une nouvelle approche connue sous le nom de théorie du codage réseau. Cette nouvelle façon d'acheminer l'information transforme les méthodes d'exploitation, de gestion et même la compréhension des réseaux de communications actuels et futurs. C'est dans ce contexte, que nous proposons dans cette thèse d'étudier l'impact, les bénéfices et la faisabilité du codage réseau dans les réseaux de capteurs sans fil. L'objectif étant de montrer l'intérêt d'exploiter ses concepts pour les différents paradigmes propres aux réseaux inter-machines en général, et aux réseaux de capteurs en particulier. Il s'agit dans un premier temps d'évaluer les apports prospectifs du codage réseau, qu'il soit linéaire ou opportuniste, strictement en termes de performances (i.e., latence et débit). Dans une seconde partie, nous poursuivrons notre étude en traitant de l'impact du codage réseau sur la fiabilité des réseaux de capteurs, ces derniers étant caractérisés par l'absence de mécanismes de contrôle de flux de bout-en-bout. Dans une dernière contribution, nous explorons la faisabilité dans une plateforme réelle, d'un mécanisme de codage réseau contraint spécifiquement conçu pour les réseaux à faible débit. Ce code opportuniste, est centré sur l'optimisation mémoire et l'efficacité énergétique. Il permet à la fois, d'améliorer les performances du réseau mais aussi sa fiabilité. De manière plus générale, cette thèse se présente comme une réponse à la question : " Quel type de codage, pour quels réseaux de capteurs ? " Elle ne prétend pas être l'unique réponse, mais propose néanmoins des briques théoriques et technologiques qui illustrent à la fois, la faisabilité du codage réseau dans les réseaux contraints, mais aussi la nécessité de l'adapter à leurs critères

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Han, Bing. "Allocation distribuée des requêtes dans le réseau de capteur sans fil." Paris,Télécom ParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00006032.

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Abstract:

L'accès direct des utilisateurs mobiles dans les nœuds de capteurs simplifie l'architecture du réseau. L'équité et l'efficacité doivent être simultanément pris en compte pour optimiser le fonctionnement de ces réseaux et l'équité des utilisateurs est particulièrement importante lorsque les utilisateurs sont des clients du service fourni par le réseau. Nous étudions des questions d'équité dans le réseau de capteurs sans fil du point de vue d'un utilisateur. Nous avons identifié et étudié les problèmes suvants. 1. Le problème d'allocation de requête à l'équité Max-Min dans un WSN. L'expression explicite de requête à l'équité max-min, pour le cas où seulement deux utilisateurs existent dans le réseau, est dérivée. Et le problème au cas où plusieurs utilisateurs sont dans le réseau est résolu avec un algorithme heuristique distribué. 2. L'allocation équitable des requêtes entre les utilisateurs avec un modèle discret. Dans ce cas, l'équité max-min lexicographique doit être exploitée. Nous proposons une formulation pour le problème. 3. La faisabilité de reformuler le problème et de mettre en œuvre nos solutions dans un WSN basé sur IEEE 802. 15. 4/ZigBee. 4. Le MMKP utilisé pour formuler le problème. Nous avons étudié ce problème par expériences. Une méthode systématique pour générer les instances MMKP est proposée et plusieurs groupes d'instances qui représentent une variété de types de correlation entre les paramètres du problème sont générés. Ces instances sont testées avec l'algorithme BBLP ainsi que deux outils d'optimisation, le GLPK et le CPLEX
Wireless sensor network architecture can be greatly simplified by enabling the mobile users to access directly the sensor nodes. Under this case, both efficiency and fairness should be considered in order to keep the network in an optimal operational state and the fairness is especially important as long as the users are actually the clients that pay for the services provided by the network. We studied this fairness problem from a user's point view. We have identified and studied the following problems: 1. The problem to allocate the continuous query with max-min fairness in a WSN. We obtained explicit expression for the case where only two uses are in the network and we proposed a distributed heuristic algorithm to solve a more user case. 2. The problem to allocate the discrete queries with fairness. Under this case, we used lexicographic max-min fairness and we proposed new formulation and solution for the problem. 3. The feasibility to reformulate the fairness problem and implement the solution in a 802. 15. 4/ZigBee based WSN. 4. The MMKP used in the formulation of the fairness problem. We have studied this problem by simulation experiments. We proposed a systematic method to generate the MMKP instances and we tested several groups of instances with the BBLP algorithm and two optimization utilities, namely the GLPK and CPLEX

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Tizon, Nicolas. "Codage vidéo scalable pour le transport dans un réseau sans fil." Paris, ENST, 2009. http://www.theses.fr/2009ENST0032.

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Abstract:

Depuis quelques années, les données vidéo ont pris une place prépondérante en terme de trafic internet. Aussi, la multiplication des usages a fait émerger des besoins importants en termes d'adaptation du contenu en fonction du réseau ou du type de terminal utilisé. En ce qui concerne le codage source, le codage SVC (extension scalable de H. 264/AVC) constitue un outil très intéressant pour la mise en œuvre de solutions de transport optimisées dans des réseaux hétérogènes, soumis à de fortes contraintes au niveau des taux d'erreurs et particulièrement sensibles à la congestion. Du côté des réseaux, les solutions orientées IP sont devenues prédominantes et au niveau radio pour les réseaux sans fil, la tendance est de restreindre l'usage des canaux dédiés au profit d'une utilisation partagée de la ressource. Dans cette optique, les normes 3GPP prévoient la mise en oeuvre d'entités et de mécanismes de contrôle sensés apporter une QoS différenciée selon le type de service et permettant de gérer de façon rationnelle le partage de cette ressource. C'est dans une perspective d'optimisation du codage source et de la scalabilité de type SVC que s'inscrit une partie du travail réalisé dans cette thèse. Au niveau applicatif, un panel de débouchés peut être envisagé pour ce nouveau codec. En particulier, l'optimisation de la QoS a servi de cadre général aux travaux réalisés au cours de cette thèse. De façon plus précise, l'objectif initial et industriel de cette thèse était de mettre au point une solution de streaming vidéo tirant partie des possibilités du codage SVC pour optimiser l'utilisation de la ressource radio dans un réseaux téléphonique de type 3G
Bitrate adaptation is a key issue when considering streaming applications involving throughput limited networks with error prone channels, as wireless networks. The emergence of recent source coding standards like the scalable extension of H. 264/AVC namely Scalable Video Coding (SVC), that allows to encode in the same bitstream a wide range of spatio-temporal and quality layers, offers new adaptation facilities. The concept of scalability, when exploited for dynamic channel adaptation purposes, raises at least two kinds of issues: how to measure network conditions and how to differentiate transmitted data in terms of distortion contribution ? In this document, we propose and compare different approaches in terms of network architecture in order to comply with different practical requirements. The first approach consists in a video streaming system that uses SVC coding in order to adapt the input stream at the radio link layer as a function of the available bandwidth, thanks to a Media Aware Network Element (MANE) that assigns priority labels to video packets. The second approach consists in not modifying the existing network infrastructure and keeping the adaptation operations in the server that exploits long term feedbacks from the client. Moreover, in this document, we present a recursive distortion model, which is used to dynamically calculate the contribution of each packet to the final distortion. Finally, in the scope of lossy compression with subband decomposition and quantization, a contribution has been proposed in order to jointly resize decoded pictures and adapt the inverse transformation matrices following quantization noise and images content

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Nsame, Pascal. "Modélisation d'un système de transmission d'images animées sur réseau sans fil." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1997. http://depot-e.uqtr.ca/4923/1/000631295.pdf.

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Nasreddine, Nadim. "Conception et modélisation d'un émulateur d'un réseau de capteurs sans fil." Thesis, Toulouse, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAT0007/document.

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Abstract:

Afin d'accélérer ce processus de conception des systèmes embarqués, un environnement de simulation rapide et performant peut s’avérer indispensable. Pour la rendre performante, les modèles comportementaux des composants élémentaires du système doivent être capables de remplacer les éléments réels dans leurs influences et réponses à tous les phénomènes influents: perturbations, affaiblissements, retards...Nos travaux de thèse visent à contribuer à cette approche méthodologique : ils traitent le développement d’un émulateur des RCSFs. Pour ce faire deux types de simulateurs ont été étudiés:• le premier est un simulateur « software » basé sur la création de modèles comportementaux, décrits en langage VHDL-AMS.• le deuxième est un simulateur hardware basé sur la création des modèles logiques comportementaux, décrits en langage VHDL synthétisable. La simulation s’effectuera sur un composant FPGA cible. Des modifications peuvent être faites sur l’architecture de manière dynamique
To accelerate the design process of embedded systems, a fast and efficient simulation environment is needed. To make it efficient, the behavioral models of the elementary components of the system must be able to replace the real elements in their influences and responses to all the influential phenomena: disruptions, attenuation, delays...Our thesis work aims to contribute to this methodological approach: we treat the development of an emulator for WSNs. To do, two types of simulators have been studied:• The first is a software simulator based on the creation of behavioral models, described in VHDL-AMS.• The second is a hardware simulator based on the creation of behavioral logic models, described in synthesizable VHDL. The simulation will be done on an FPGA target. Changes may be made on the architecture dynamically

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Ramassamy, Cédric. "Analyse des protocoles des réseaux de capteurs sans-fil." Thesis, Antilles-Guyane, 2012. http://www.theses.fr/2012AGUY0586/document.

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Abstract:

Les réseaux de capteurs constituent un axe de recherche très fertile ces dernières années. Cette technique se développe dans différents domaines comme l'environnement, l'industrie, le commerce, la médecine, l'armée, etc. Les réseaux de capteurs sont difficiles à concevoir parce qu'ils sont fortement contraints en énergie et que tous les éléments ont potentiellement une influence sur la durée de vie du système. Nous proposons un outil permettant l'aide au bon paramétrage et aux choix de paramètres optimaux pour la stabilité des applications.Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à deux problématiques : une classification des paramètres pour un outil d'aide à la décision pour la configuration d'un réseau de capteurs et la seconde, un outil de test de conformité du système dans un environnement réel. Le document est divisé en deux parties où la première partie est un état de l'art de différents protocoles existants et la deuxième partie décrit notre contribution dans ces deux problématiques.Dans la première contribution, nous avons analysé l'impact de la couverture radio puis de la topologie sur les performances d'un réseau de capteurs. Nous étudions le taux de perte et le niveau d'énergie pour en déduire la stabilité d'une application. Puis nous avons proposé une étude menant à une classification pour notre outil d'aide à la décision. Notre classification est basée sur une étude de divers paramètres de la couche MAC, physique, protocole de routage, nombre de nœuds et type d'application.Dans la deuxième contribution, nous nous sommes focalisés sur une approche pragmatique permettant de tester la conformité d'un réseau de capteurs dans un environnement réel. Pour tester la conformité dans un environnement réel, nous proposons une architecture d'exécution de test sur un réseau de capteurs réel. Ceci dans un but d'assurer un niveau correct de conformité et la stabilité de celui-ci durant son fonctionnement
Wireless sensor networks is one of the hotest research topic in the last few years. This technology can be applied for different fields such as environment, industry, trading, medicine, military etc. Wireless sensor networks are hard to conceive because they require a lot of energy and because each of its component may have an influence on the lifetime of the whole system. What we suggest is a tool allowing to choose the correct and optimal parameters for the reliability of the applications.In this thesis, we focused on two major problems : firstly, a classification of the parameters for a tool allowing to make decisions about the configuration of a wireless sensors network, and secondly, a tool testing the compliance of the system with a real environment. The document is divided into two parts : the first part states the different protocols that exist, and the second part describes our contributions to those topics.In the first contribution, we analyzed how influential the radio cover and the network topology are on the network performances. Then, we deduced from the study of the loss rate and of the level of energy, the reliability of the application. Next, we suggested a study leading to a classification for our decision making tool. For this classification, we studied various parameters related to the MAC layer, the Physical layer, the network layer, the application layer the number of nodes involved in the network.In the second contribution, we adopted a pragmatic approach so we could test the conformity of a wireless sensors network in a real environment. In order to test its conformity in a real environment, we suggested a structured test execution on a real wireless sensor network. This task has been suggested in order to check the conformance level of the network while it was working

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Nepomuceno, Napoleao. "Optimisation dans des réseaux backhaul sans fil." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00593412.

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Abstract:

Les avancées technologiques poussent l'industrie des télécommunications à fournir la capacité et la qualité nécessaire pour satisfaire la demande croissante de services sans fil à haut débit. De plus, avec les progrès des technologies d'accès, le goulot d'étranglement des réseaux cellulaires se déplace progressivement de l'interface radio vers le backhaul -- la partie de l'infrastructure du réseau qui fournit l'interconnexion entre les réseaux d'accès et de coeur. Aussi, la possibilité de déployer rapidement des liens radio micro-ondes efficaces est essentielle pour apporter des solutions crédibles au problème de l'engorgement des réseaux backhaul. Toutefois, les solutions de backhaul disponibles avec cette technologie ont reçu peu d'attention de la communauté scientifique. Pourtant, la croissance des réseaux backhaul et l'augmentation de leur complexité posent de nombreux problèmes d'optimisation très intéressants. En effet, contrairement aux réseaux filaires, la capacité d'un lien radio micro-ondes est sujette à variation, soit due à des facteurs extérieurs (météo), soit par l'action de l'opérateur. Cette différence fondamentale soulève une variété de nouvelles questions qui doivent être abordées de façon appropriée. Il faut donc concevoir des méthodes adéquates pour l'optimisation des réseaux backhaul. Dans cette thèse, nous étudions les problèmes d'optimisation de réseaux liés à la conception et la configuration des liaisons terrestres sans fil à micro-ondes. Nous nous intéressons en particulier à la classe des problèmes de multiflot de coût minimum avec des fonctions de coût en escalier sur les liens du réseau. Ces problèmes sont parmi les problèmes d'optimisation combinatoire les plus importants et les plus difficiles dans l'optimisation des réseaux, et il n'est généralement possible de les résoudre que de façon approchée. Nous introduisons des modèles mathématiques pour certains de ces problèmes et présentons des approches de solution basées essentiellement sur la programmation entière mixte, la programmation sous contraintes probabilistes, des techniques de relaxation, des méthodes de coupe, ainsi que des méta-heuristiques hybrides. Ces travaux ont été effectués en collaboration avec la PME~3Roam, et partiellement dans le cadre du projet RAISOM (Réseaux de Collecte IP sans fil optimisés) entre le projet Mascotte et les PMEs 3Roam et Avisto. Cette thèse a été développée en co-tutelle entre l'Université de Nice-Sophia Antipolis et l'Université Federale du Ceará.

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Ghamri, Doudane Mohamed Yacine. "Support et gestion de la qualité de service dans les réseaux sans fil." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066435.

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Ahmad, Ahmad. "Sécurité orientée utilisateur pour les réseaux personnels sans fil." Thesis, Evry, Institut national des télécommunications, 2010. http://www.theses.fr/2010TELE0009.

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Abstract:

Le concept d’un réseau personnel sans fil (Wireless Personal Area Network (WPAN)) est généralement limité aux couples d'appareils (un téléphone, un casque, un appareil photo) et fortement liés à un utilisateur unique. Néanmoins, nous pensons que le concept évoluera dans un proche avenir afin de créer un réseau de communication distribué tout autour de l’utilisateur avec beaucoup plus de dispositifs. Un tel réseau distribué est appelé un réseau personnel (Personal Network (PN)). La prochaine étape après la création de réseaux distribués est de les interconnecter avec certaines restrictions. Etant donné que le WPAN est généralement un espace privé, il est préférable de ne pas exposer toutes ou certaines de nos ressources à des utilisateurs externes, ou plutôt que ces derniers aient un accès limité à certaines ressources. De même, nous préférons nous connecter avec des amis et peut-être utiliser leurs propres ressources avec des conditions équivalentes. Pour réaliser tout cela, nous nous trouvons en face de quelques restrictions. Vue que les dispositifs utilisés dans les réseaux personnels sont, dans certains cas, considérés comme dispositifs à faible débit, la mise en œuvre des protocoles existants et connus de sécurité semble être inefficace. En effet, ces dispositifs nécessitent une implémentation minimale de sécurité à faible coût qui ne peut être prévue par les protocoles connus. En outre, un aperçu vertical de la pile de communication donne un aperçu sur les difficultés d'application de ces protocoles. Nous proposons d’implémenter un mécanisme de chiffrement au niveau de la couche physique juste après le processus de codage correcteur d’erreur. L'architecture proposée repose sur l'utilisation du « Output Feedback Mode (OFB) » en utilisant l'algorithme AES comme algorithme de chiffrement (Cipher). La contribution suivante vise l'élaboration d'un accord (partage) de clé entre plusieurs parties d’une façon hiérarchique. Cette solution permet de sécuriser les communications entre plusieurs groupes de dispositifs (Cluster) liés à un seul propriétaire. Un pas après avoir obtenu une architecture intra-réseau personnel est d'assurer le partage des ressources entre plusieurs PNs. Les ressources ne sont pas nécessairement dans le même domaine d’authentification et le serveur qui les organise s'appelle une fédération. Notre contribution dans ce contexte est basée sur deux composantes: un protocole de signalisation et un protocole qui assure une gestion de clé de groupe. Nous achevons notre travail en proposant une solution de sécurité qui vise l'intégration des réseaux PNs au sein de l'internet du futur, plus précisément, l’internet d'information. Dans l'Internet du futur, tout est mobile et connecté pratiquement à tout d’où l'objet prend une significative importance. En revanche, les réseaux personnels évoluent de façon à créer des Intelligent réseaux personnels (Smart personal networks) autour de l'utilisateur. Dans le concept des réseaux orientés sur l'objet et orientés utilisateur, l’accès à l'information devient plus facile mais l'instauration d'une bonne sécurité devient plus difficile. La difficulté n'est pas de trouver de nouveaux algorithmes de sécurité, mais plutôt d'adapter et d'améliorer les solutions existantes pour répondre aux exigences de sécurité souhaitable. Dans cette contribution, nous proposons une nouvelle solution qui fusionne la cryptographie basé sur l'identité et les systèmes de chiffrement cryptographique « Certificateless afin de garder leurs avantages et résoudre leurs problèmes
Wireless Personal Area Network (WPAN) communications concept is generally restricted to couples of devices (a phone, a headset, a camera) and strongly related to a user and communicating very periodically (exchanges of differentBtypes). Nonetheless, we believe that the concept will evolve in the near future to create a distributed communication network all around users with more devices. Such a distributed network is called a Personal Network (PN). The next step after the distributed network creation is to interconnect them with certain restrictions. Since the WPAN is generally a private area, we do not like to expose all the resources to external users but still we would like to let them have restricted access to certain facilities. Similarly, we would like to peer friends to let us use their own resources with equivalent conditions. As devices involved in the Personal Networks, in some cases, have a LowData Rate nature, implementing legacy security protocols seems to be inefficient.In fact, such devices require a minimal implementation of security solutions withlow cost which can not be provided by known protocols. Moreover, a verticaloverview of the communication stack gives insight on the difficulties of applyingthese protocols. We propose an efficient physical layer encryption to be implementedafter the error coding process. The proposed architecture relies on the use of the well proven secure Output Feedback Mode OFB using AES algorithm as a Cipher. The next contribution is targeting the development of a hierarchical key agreement between multi-parties to secure communication between many clusters related to only one owner. One step after securing the Intra-Personal Network is to secure resource sharing between many PNs. Resources are not necessarily in the same authentication domain and the group that uses them is called a federation. Our contribution is based on two components: A signaling protocol and a group key management system. We close our work by providing a security solution that targets the integration of the PN within the future internet, more precisely, the network of information. In the future internet, everything is mobile and virtually connected to everything where the object takes the cornerstone. In the other hand, Personal net works are evolving to create Smart personal networks around the user. In the object-centric and user-centric concepts, information access becomes easier but establishing good security becomes harder. The difficulty is not finding new secure algorithms but rather that of adapting and enhancing existing solutions to meet the security requirements desirable for the interaction between these networks. In this contribution, we propose a new solution that merges Identity-Based cryptography and the Certificateless Cryptography cryptographic systems into only one in order to keep their advantages and to resolve their problems

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Benzid, Djedjiga. "Le réseau privé virtuel (VPN) sur les réseaux maillés sans fil WMN." Mémoire, École de technologie supérieure, 2014. http://espace.etsmtl.ca/1303/1/BENZID_Djedjiga.pdf.

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Abstract:

Les Réseaux Privés Virtuels (VPN) peuvent offrir une grande sécurité aux réseaux maillés sans fil (WMN). Toutefois, le déploiement conjoint des deux technologies devient problématique pour la gestion de la mobilité IP dont souffrent déjà les deux réseaux. En effet, diverses solutions ont été proposées pour assurer un handoff VPN rapide et transparent sur les réseaux sans fil. Cependant, ces solutions ne peuvent pas fonctionner convenablement sur les WMNs qui ont des caractéristiques de multi saut et une topologie dynamique. À cet effet, une nouvelle approche est proposée, l’algorithme Seamless Handoff VPN pour les réseaux maillés sans fil (SHVM). Celui-ci repose sur trois conceptions, à savoir la conception de chemin optimal, la conception de CE (Customer Edge) basés sur VRF et la conception de l’application de l’adresse statique de VPN. L’objectif de la solution proposée est de réduire le délai de handoff et de minimiser le taux de perte de paquets. Le modèle proposé est supposé être sécurisé avec la technologie MPLS-VPN. Dans le but de valider notre approche, le modèle a été simulé sur OPNET 16. Les résultats obtenus montrent que le délai et le taux de pertes de paquets sont effectivement inférieurs aux normes requises pour assurer un seamless handoff pour une application en temps réel.

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Kone, Cheick-Tidjane. "Conception de l'architecture d'un réseau de capteurs sans fil de grande dimension." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00650839.

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Abstract:

Cette thèse considère les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) de grande dimension (de l'ordre du million de noeuds). Les questions posées sont les suivantes : comment prédire le bon fonctionnement et calculer avant déploiement les performances d'un tel réseau, sachant qu'aucun simulateur ne peut simuler un réseau de plus de 100 000 noeuds ? Comment assurer sa configuration pour garantir performance, passage à l'échelle, robustesse et durabilité ? La solution proposée dans cette thèse s'appuie sur une architecture de RCSF hétérogène à deux niveaux, dont le niveau inférieur est composé de capteurs et le niveau supérieur de collecteurs. La première contribution est un algorithme d'auto-organisation multi-canal qui permet de partitionner le réseau inférieur en plusieurs sous-réseaux disjoints avec un collecteur et un canal de fréquence par sous-réseau tout en respectant le principe de réutilisation de fréquence. La seconde contribution est l'optimisation du déploiement des collecteurs car leur nombre représente celui des sous-réseaux. Les problèmes traités ont été : l'optimisation des emplacements des puits pour un nombre prédéfini de puits et la minimisation du nombre de puits ou du coût pour un nombre prédéfini de sauts dans les sous-réseaux. Une solution intuitive et appropriée pour assurer à la fois performances réseaux et coût, est de partitionner le réseau inférieur en sous-réseaux équilibrés en nombre de sauts. Pour ce faire, la topologie physique des puits est une répartition géographique régulière en grille (carrée, triangulaire, etc.). Des études théoriques et expérimentales par simulation des modèles de topologie montrent, en fonction des besoins applicatifs (densité de noeuds, charge applicative, distribution des envois, délai en nombre de saut) et physiques (portée radio, zone de surveillance), la méthodologie de choix et le calcul des meilleures solutions de déploiement.

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Bouchara, Syryn. "Mise en place d'un réseau sans fil de capteurs déployés à Salluit." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/33046.

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Abstract:

Pour suivre les effets du changement climatique et aider à la compréhension et la capacité de prédiction, des capteurs ont été installés dans le nord du Québec. Salluit à Nunavik est parmi les villages où un ensemble de capteurs a été installé. Cependant, la collecte de ces données est manuellement effectuée une fois par an par des scientifiques. Étant donné l’importance de ces informations, le chantier 1.5 du projet Sentinelle Nord vise à mesurer, enregistrer, et envoyer les données en temps réel. Notre projet a d’abord pour but l’installation d’un réseau sans fil permettant aux capteurs de transmettre les données tout au long de l’année, pour anticiper les risques et dommages. La conception du projet a été lancée en 2016 et les premiers travaux ont eu lieu en été 2017. Après une collecte de données réussie pendant les premiers mois suivants l’installation, des problèmes de réseau LTE sont survenus. La connexion LTE n’étant point fiable, les capteurs n’ont été visibles de l’université qu’entre 5 et 9% du temps, avant une perte totale du signal LTE à partir du mois de janvier 2017. Les conditions environnementales et météorologiques de la région ont confirmé les défis rencontrés de tels systèmes de collecte de données sans fil. Dans ce mémoire, nous détaillons les étapes prises pour déployer un tel réseau de capteurs dans des conditions extrêmes et inconnues. Nous expliquons aussi les défis, les problèmes et les limitations rencontrés lors du projet et donnons des recommandations et améliorations pour le futur.
To monitor the effects of climate change and to help the understanding and predictability, sensors have been installed in northern Québec. Salluit in Nunavik is among the villages of which a set of sensors has been installed. However, the collection of this data is manually done once a year by scientists. Given the importance of this information, Sentinel North project site 1.5 aims to measure, record, and send data in real time. Our project is primarily aimed at installing a wireless network that allows sensors to transmit data throughout the year, to anticipate risks and damages. The project design was launched in 2016, and the first work took place in summer 2017. After a successful data collection during the first months after installation, LTE network problems have occurred. Since the LTE connection is not reliable, the sensors were only visible from the university between 5% and 9% of the time, before a total loss of the LTE signal starting in January 2017. Environmental and meteorological conditions of the region have confirmed the challenges faced by such a system of wireless data collection. In this thesis, we detail the steps taken to deploy such a sensor network under extreme and unknown conditions. We also explain the challenges, problems and limitations encountered during the project and give recommendations and improvement for the future.

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Koné, Cheick Tidjane. "Conception de l'architecture d'un réseau de capteurs sans fil de grande dimension." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10056/document.

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Abstract:

Cette thèse considère les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) de grande dimension (de l'ordre du million de noeuds). Les questions posées sont les suivantes : comment prédire le bon fonctionnement et calculer avant déploiement les performances d'un tel réseau, sachant qu'aucun simulateur ne peut simuler un réseau de plus de 100 000 noeuds ? Comment assurer sa configuration pour garantir performance, passage à l'échelle, robustesse et durabilité ? La solution proposée dans cette thèse s'appuie sur une architecture de RCSF hétérogène à deux niveaux, dont le niveau inférieur est composé de capteurs et le niveau supérieur de collecteurs. La première contribution est un algorithme d'auto-organisation multi-canal qui permet de partitionner le réseau inférieur en plusieurs sous-réseaux disjoints avec un collecteur et un canal de fréquence par sous-réseau tout en respectant le principe de réutilisation de fréquence. La seconde contribution est l'optimisation du déploiement des collecteurs car leur nombre représente celui des sous-réseaux. Les problèmes traités ont été : l'optimisation des emplacements des puits pour un nombre prédéfini de puits et la minimisation du nombre de puits ou du coût pour un nombre prédéfini de sauts dans les sous-réseaux. Une solution intuitive et appropriée pour assurer à la fois performances réseaux et coût, est de partitionner le réseau inférieur en sous-réseaux équilibrés en nombre de sauts. Pour ce faire, la topologie physique des puits est une répartition géographique régulière en grille (carrée, triangulaire, etc.). Des études théoriques et expérimentales par simulation des modèles de topologie montrent, en fonction des besoins applicatifs et physiques, la méthodologie de choix et le calcul des meilleures solutions de déploiement
This thesis considers the large-scale wireless sensor network (LSWSN) consisting of million nodes. The questions are: how to predict the good working and to compute before deployment the performances of such a network, knowing that no simulator can simulate a network of more than 100000 nodes? How to ensure its configuration to ensure performance, scalability, robustness and longevity? The solution proposed in this thesis is based on a two-tiered heterogeneous architecture of WSN in which the level 1 is composed of sensors and the level 2 of collectors. The first contribution is a multi-channel self-organization algorithm, which allows partitioning the network of level 1 into several disjointed sub-networks with one collector and one frequency channel while respecting the principle of frequency reuse. The second contribution is to optimize the deployment of collectors because their number represents that of sub-networks. The problems addressed were: the optimization of sinks locations for a predetermined number of sinks, and the minimization of financial cost related of the sinks? number, for a predetermined number of hops in the sub-networks. An intuitive and appropriate solution to ensure both network performance and cost is to partition the network of level 1 into balanced sub-networks in number of hops. To do this, the physical topology of sinks is a regular geographical grid (square, triangular, etc.). Theoretical studies and simulation of topology models show, depending on application requirements (node density, charge application, etc.) and physical (radio range, surveillance zone), the methodology of choice and the computation of the best deployment solutions

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Chouikhi, Samira. "Tolérance aux pannes dans un réseau de capteurs sans fil multi-canal." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1031/document.

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Abstract:

Le développement dans les micros systèmes électromécaniques (MEMS) combiné avec l'émergence des nouvelles technologies de l'information et de la communication a permis l'intégration des fonctionnalités de collecte, de traitement et de transmission des données dans un seul dispositif minuscule qui est le capteur sans fil. En voie de conséquence, les réseaux composés de ces capteurs offrent aujourd'hui une pléiade d'avantages par rapport aux réseaux traditionnels notamment en termes de simplicité et de coût de déploiement. Ceci a conduit au développement d'une gamme très variée d'applications des réseaux de capteurs sans fil dans les domaines de la santé, de l'environnement, de l'industrie, des infrastructures, des activités spatiales, ou encore des activités militaires et dans plusieurs autres domaines. Cependant, de nouveaux défis surgissent des caractéristiques particulières de ces réseaux. En réalité, de nombreuses applications de ces réseaux sont critiques et exigent qu'un fonctionnement correct du réseau soit maintenu le plus longtemps possible. Par contre, les environnements dans lesquels ces réseaux sont déployés rendent la mission de maintien en condition correcte de ces réseaux très compliquée et même parfois impossible ; d'où la nécessité d'intégrer des mécanismes d'auto-correction qui visent à surmonter les problèmes qui puissent surgir dans le réseau sans intervention humaine. Dans ce contexte, nous avons, dans cette thèse, concentré notre étude sur les techniques et les mécanismes mis en œuvre pour améliorer la propriété de tolérance aux pannes dans les réseaux de capteurs sans fil. Tout d'abord, nous avons proposé des approches centralisées et distribuées pour l'auto-rétablissement de la connectivité et la réallocation des canaux dans un contexte de réseaux de capteurs sans fil reposant sur des communications multi-canal après la panne d'un nœud critique. Après la formulation du problème sous la forme d'un problème d'optimisation multi-objectif, nous avons proposé des algorithmes basés sur des heuristiques de coloration de graphes et d'arbre de Steiner, très connus dans la théorie de graphes pour la résolution de ce type de problèmes. Dans une deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié un cas d'application particulier, l'agriculture de précision, et avons proposé une solution distribuée pour le rétablissement du fonctionnement du réseau de capteurs sans fil
The development in Micro Electro-Mechanic Systems (MEMS) combined with the emergence of new information and communication technologies allowed the integration of the data sensing, processing and transmission in a single tiny device which is the wireless sensor. Consequently, the networks formed by these sensors offer a lot advantages compared with the traditional networks, in particular in terms of the deployment simplicity and cost. This led to the development of a wide range of Wireless Sensor Networks' applications in the domains of health, environment, industry, infrastructures, spatial activities, or even military activities and in many other domains. However, new challenges appear from the particular characteristics of these networks. In fact, many applications of this type of networks are critical and require that the correct functioning of the network is maintained as long as possible. However, the environments in which these networks are deployed return the mission of network maintenance very complicated or even impossible; hence, the necessity of integrating mechanisms of self-correction which aim to overcome the appeared problems without a human intervention. In this context, we focused our study on the techniques and mechanisms implemented to improve the property of fault tolerance in the wireless sensor networks. First, we proposed centralized and distributed approaches for the connectivity restoration and the channel reallocation in a multi-channel communication context after the failure of a critical node. After the formulation of the problem as a multi-objective optimization problem, we proposed some algorithms based on the heuristics of graphs coloring and Steiner tree, very known in the graph theory to solve this type of problems. In a second part in this thesis, we studied a particular application case, precision agriculture, and we proposed a distributed solution for the failure recovery in wireless sensor networks

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Greco, Claudio. "Diffusion robuste de la vidéo en temps réel sur réseau sans fil." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00998679.

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Abstract:

Au cours de cette dernière dizaine d'années, l'intérêt pour la diffusion en temps réel de séquences vidéo sur réseaux sans fil ad-hoc a grandi sans cesse, en raison de l'attrayante propriété d'être capable de déployer un système de communication visuelle à tout moment et en tout lieu, sans la nécessité d'une infrastructure préexistante. Une large gamme d'applications des opérations militaires et de sauvetage, jusqu'aux applications commerciales, éducatives, récréatives, a été envisagée, ce qui a crée un grand intérêt pour toutes les technologies concernées. L'objectif de cette thèse est de fournir un service efficace et robuste de diffusion vidéo en temps réel sur réseaux mobiles ad-hoc, avec un aperçu des solutions disponibles à ce moment, et de proposer de nouvelles solutions qui permettraient de surmonter les limites de celles actuelles. Nos contributions touchent à plusieurs aspects du paradigme mobile vidéo streaming : une nouvelle technique de codage vidéo par descriptions multiples, qui fournit une qualité vidéo acceptable, même en présence d'un taux élevé de pertes ; un protocole cross-layer pour la création et le maintien d'un réseau de overlay, qui, avec un échange de messages limité, géré de façon repartie un ensemble d'arbres de multicast, un pour chaque description du flux ; un cadre original de fonctions distribuées pour l'optimisation congestion-distorsion, qui, grâce à une représentation compacte des informations de topologie, permet aux nœuds d'apprendre la structure du overlay et d'optimiser leur comportement en conséquence ; et enfin, une intégration avec le paradigme émergent du codage réseau.

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Greco, Claudio. "Diffusion robuste de la vidéo en temps réel sur réseau sans fil." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2012. http://www.theses.fr/2012ENST0032.

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Abstract:

Au cours de cette dernière dizaine d’années, l’intérêt pour la diffusion en temps réel de séquences vidéo sur réseaux sans fil ad-hoc a grandi sans cesse, en raison de l'attrayante propriété d’être capable de déployer un système de communication visuelle à tout moment et en tout lieu, sans la nécessité d'une infrastructure préexistante. Une large gamme d'applications des opérations militaires et de sauvetage, jusqu'aux applications commerciales, éducatives, récréatives, a été envisagée, ce qui a crée un grand intérêt pour toutes les technologies concernées. L'objectif de cette thèse est de fournir un service efficace et robuste de diffusion vidéo en temps réel sur réseaux mobiles ad-hoc, avec un aperçu des solutions disponibles à ce moment, et de proposer de nouvelles solutions qui permettraient de surmonter les limites de celles actuelles. Nos contributions touchent à plusieurs aspects du paradigme mobile vidéo streaming : une nouvelle technique de codage vidéo par descriptions multiples, qui fournit une qualité vidéo acceptable, même en présence d'un taux élevé de pertes ; un protocole cross-layer pour la création et le maintien d'un réseau de overlay, qui, avec un échange de messages limité, géré de façon repartie un ensemble d'arbres de multicast, un pour chaque description du flux ; un cadre original de fonctions distribuées pour l'optimisation congestion-distorsion, qui, grâce à une représentation compacte des informations de topologie, permet aux nœuds d'apprendre la structure du overlay et d'optimiser leur comportement en conséquence ; et enfin, une intégration avec le paradigme émergent du codage réseau
During the last decade, real-time video streaming over ad-hoc networks has gathered an increasing interest, because of the attractive property of being able to deploy a visual communication system anytime and anywhere, without the need for a pre-existing infrastructure. A wide range of target applications, from military and rescue operations, to business, educational, and recreational scenarios, has been envisaged, which has created great expectations with respect to the involved technologies. The goal of this thesis is to provide an efficient and robust real-time video streaming system over mobile ad-hoc networks, proposing cross-layer solutions that overcome the limitations of both the application and network solutions available at this time. Our contributions cover several aspects of the mobile video streaming paradigm: a new multiple description video coding technique, which provides an acceptable video quality even in presence of high loss rates; a novel cross-layer design for an overlay creation and maintenance protocol, which, with a low overhead, distributedly manages a set of multicast trees, one for each description of the stream; an original distributed congestion-distortion optimisation framework, which, through a compact representation of the topology information, enables the nodes to learn the structure of the overlay and optimise their behaviour accordingly; and, finally, an integration with the emerging network coding paradigm

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Ermel, Erwan. "Localisation et Routage géographique dans les réseaux sans fil hétérogènes." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066109.

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Hatefi, Atoosa. "Codage distribué pour les réseaux coopératifs sans fil." Phd thesis, Supélec, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00829100.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et à la conception pratique de schémas de codage conjoint réseau/canal adaptés à différents scénarii de communications dans les réseaux sans fil. Contrairement aux hypothèses conventionnelles retenues dans la littérature (accès multiple orthogonal, absence d'erreurs sur certains liens), les caractéristiques de diffusion et de superposition des signaux propres au canal radio et la présence d'évanouissements lents et de bruit sur tous les liens sont prises en compte dans la formulation du problème et exploitées. Différentes stratégies de coopération au niveau du ou des relais sont examinées et comparées. Le point commun entre toutes ces stratégies est que le système doit fonctionner même en absence de coopération. Seuls le ou les relais et la destination sont informés d'une coopération. Ni les sources, ni le ou les relais ne connaissent l'état du canal à l'émission. Le premier volet de la thèse porte sur le canal à accès multiple avec relais unique (slow fading MARC). Le problème du codage et décodage conjoint canal/réseau (JNCC/JNCD) est étudié sur un plan théorique et pratique. Différentes hypothèses au niveau de l'accès multiple (semi-orthogonal et non-orthogonal) et différents modes de fonctionnement du relais (half-duplex et full-duplex) sont envisagés. Une nouvelle stratégie de coopération adaptative (SDF pour selective decode and forward) est définie dans laquelle le relais calcule et retransmet une fonction déterministe des messages de sources qu'il a pu décoder sans erreur. Le ré-encodage, défini sur un corps fini (corps binaire), est également conçu de manière à assurer que la performance finale au niveau de la destination atteint bien un ordre de diversité 2. Le modèle de canal MARC est par la suite étendu à plusieurs relais (slow fading MAMRC). Une analyse théorique est conduite et des nouveaux schémas JNCC/JNCD permettant de s'approcher des limites théoriques sont décrits. Afin d'assurer la diversité pleine, nous proposons de combiner un codage canal binaire et un codage réseau non-binaire. Pour les deux types de canaux, nous montrons que l'interférence naturellement induite par la diffusion des signaux dans un environnement sans fil, n'est pas un inconvénient mais bien un avantage dès lors qu'on est en mesure de la traiter via des techniques de codage et de décodage sophistiquées (turbo codes et leur décodage, turbo détection). Les gains en termes de capacité (rapportée à une certaine probabilité de coupure) obtenus avec un accès multiple semi-orthogonal ou non-orthogonal sont substantiels comparés à un accès multiple orthogonal (référence). Dans la dernière partie de la thèse, la stratégie de coopération SDF est comparée à deux autres stratégies de coopération s'appuyant sur un procédé de décodage-et-retransmission "souple" (sans prise de décisions intermédiaires) : l'une basée sur les rapports logarithmiques de probabilité a posteriori sur les bits codés et l'autre basée sur l'estimation de l'erreur quadratique moyenne (MSE). Nous vérifions que la stratégie de coopération SDF fonctionne bien dans la plupart des configurations, les stratégies de coopération souples n'améliorant légèrement les performances que dans certains cas extrêmes.

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Nguyen, Huu-Nghia. "Gestion de Mobilité Supportée par le Réseau dans les Réseaux Sans Fil Hétérogènes." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005406.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la mise en œuvre de Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) dans les réseaux sans fil hétérogènes, dont la topologie peut être arbitraire et spontanée. Nous proposons d'abord le concept de groupe autonome ou "cluster" qui permet le passage à l'échelle des réseaux. Ensuite nous proposons des extensions à PMIPv6, appelée Scalable Proxy Mobile IPv6 (SPMIPv6), qui prennent en compte de l'architecture en clusters au travers de l'interaction entre de multiples Local Mobility Anchors (LMAs). Nous évaluons l'aptitude à supporter le passage à l'échelle de SPMIPv6 dans un contexte de réseau maillé sans fil en faisant varier sa taille, la vitesse moyenne et la densité des terminaux mobiles. En outre, nous proposons des méthodes pour l'optimisation du routage dans SPMIPv6 pour réduire les latences des communications. Nous introduisons également un mécanisme de détection de mouvements des terminaux mobiles qui prend en compte de l'hétérogénéité des technologies d'accès. Nous implémentons l'ensemble des propositions sous Linux dans un environnement virtualisé. Nous expérimentons différents scénarios dans le mode émulation ainsi qu'en vrai grandeur pour évaluer des mesures différentes telle que le coût de signalisation, la latence de handover, la perte de paquets, le temps aller-retour (RTT), et variation de débit. Finalement, nous adressons le contexte de multi-domiciliation en proposant un concept appelé virtual Stream Control Transmission Protocol (vSCTP) et l'appliquons à l'architecture PMIPv6. Les premières simulations sous Ns-2 laissent entrevoir des bénéfices pour les scénarios d'agrégation de bande passante et les scénarios d'équilibrage de charge.

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Nguyen, Huu Nghia. "Gestion de mobilité supportée par le réseau dans les réseaux sans fil hétérogènes." Paris, ENST, 2009. https://pastel.hal.science/pastel-00005406.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la mise en œuvre de Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) dans les réseaux sans fil hétérogènes, dont la topologie peut être arbitraire et spontanée. Nous proposons d'abord le concept de groupe autonome ou "cluster" qui permet le passage à l'échelle des réseaux. Ensuite nous proposons des extensions à PMIPv6, appelée Scalable Proxy Mobile IPv6 (SPMIPv6), qui prennent en compte de l'architecture en clusters au travers de l'interaction entre de multiples Local Mobility Anchors (LMAs). Nous évaluons l'aptitude à supporter le passage à l'échelle de SPMIPv6 dans un contexte de réseau maillé sans fil en faisant varier sa taille, la vitesse moyenne et la densité des terminaux mobiles. En outre, nous proposons des méthodes pour l'optimisation du routage dans SPMIPv6 pour réduire les latences des communications. Nous introduisons également un mécanisme de détection de mouvements des terminaux mobiles qui prend en compte de l'hétérogénéité des technologies d'accès. Nous implémentons l'ensemble des propositions sous Linux dans un environnement virtualisé. Nous expérimentons différents scénarios dans le mode émulation ainsi qu'en vrai grandeur pour évaluer des mesures différentes telle que le coût de signalisation, la latence de handover, la perte de paquets, le temps aller-retour (RTT), et variation de débit. Finalement, nous adressons le contexte de multi-domiciliation en proposant un concept appelé virtual Stream Control Transmission Protocol (vSCTP) et l'appliquons à l'architecture PMIPv6. Les premières simulations sous Ns-2 laissent entrevoir des bénéfices pour les scénarios d'agrégation de bande passante et les scénarios d'équilibrage de charge
In this thesis, we focus on challenges to support Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) in heterogeneous wireless networks, of which the topology can be statically defined but more likely to be arbitrary and organized as spontaneous wireless mesh networks. We first propose the cluster-based architecture to scale up the network. Subsequently, we propose an extension to PMIPv6 for scalability support in large wireless networks in a cluster-based manner. We have evaluated the scalability of our framework, called Scalable Proxy Mobile IPv6 (SPMIPv6), in a wireless mesh network context. A mathematical model has been used to investigate the scalability of the framework with consideration of the wireless mesh network size, mobile node density, and average mobile speed. Furthermore, we introduce route optimization support into the SPMIPv6 framework, and then propose an enhanced IP-Layer network-based movement detection mechanism to deal with an environment employing heterogeneous radio access technologies. In order to evaluate the performance of these extensions, we implement all these propositions under Linux. We setup both virtual and real wireless mesh testbeds and run each in different scenarios to evaluate important information, such as signaling cost, handover latency, packets loss, Round Trip Time (RTT), and TCP throughput. Finally, we address the multi-homing context by proposing a virtual Stream Control Transmission Protocol (vSCTP) tunneling method, which is beneficial for both users and operators with wireless bandwidth aggregation and load balancing scenarios

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Ageneau, Paul-Louis. "Fiabilité et problèmes de déploiement du codage réseau dans les réseaux sans fil." Thesis, Paris, ENST, 2017. http://www.theses.fr/2017ENST0007/document.

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Abstract:

Même si les réseaux de données ont beaucoup évolué au cours des dernières décennies, les paquets sont presque toujours transmis d’un nœud à l’autre comme des blocs de données inaltérables. Cependant, ce paradigme fondamental est aujourd’hui remis en question par des techniques novatrices comme le codage réseau, qui promet des améliorations de performance et de fiabilité si les nœuds sont autorisés à mixer des paquets entre eux. Les réseaux sans fil manquent de fiabilité en raison des obstacles ou interférences que subissent les liens sans fil, et ces problèmes peuvent empirer dans des topologies maillées avec de multiples relais potentiels. Dans ce travail, nous nous concentrons sur l’application du codage réseau intra-flux aux flux unicast dans les réseaux sans fil, avec pour objectif d’améliorer la fiabilité des transferts de données et de discuter des opportunités de déploiement et des performances. Tout d’abord, nous proposons une borne inférieure pour la redondance, puis un algorithme opportuniste distribué, pour adapter le codage aux conditions du réseau et permettre la livraison fiable des données dans un réseau sans fil maillé, tout en prenant en compte les besoins de l’application. En outre, puisque les opérations requises pour le codage réseau sont coûteuses en termes de calcul et de mémoire, nous étendons cet algorithme pour s’adapter aux contraintes physiques de chaque nœud. Ensuite, nous étudions les interactions du codage intra-flux avec TCP et son extension MPTCP. Le codage réseau peut en effet améliorer les performances de TCP, qui ont tendance à être plus faibles sur les liens sans fil, moins fiables. Nous observons l’impact des problèmes d’équité qui se posent quand des flux codés fonctionnent en parallèle avec des flux traditionnels non codés. Pour finir, nous explorons deux manières différentes d’améliorer les performances de MPTCP dans les environnements sans fil : le faire fonctionner sur du codage réseau, et implémenter directement le codage directement dans le protocole MPTCP tout en préservant sa compatibilité avec TCP
Even if packet networks have significantly evolved in the last decades, packets are still transmitted from one hop to the next as unalterable pieces of data. Yet this fundamental paradigm has recently been challenged by new techniques like network coding, which promises network performance and reliability enhancements provided nodes can mix packets together. Wireless networks rely on various network technologies such as WiFi and LTE. They can however be unreliable due to obstacles, interferences, and these issues are worsened in wireless mesh network topologies with potential network relays. In this work, we focus on the application of intra-flow network coding to unicast flows in wireless networks. The main objective is to enhance reliability of data transfers over wireless links, and discuss deployment opportunities and performance. First, we propose a redundancy lower bound and a distributed opportunistic algorithm, to adapt coding to network conditions and allow reliable data delivery in a wireless mesh. We believe that application requirements have also to be taken into account. Since network coding operations introduce a non negligible cost in terms of processing and memory resources, we extend the algorithm to consider the physical constraints of each node. Then, we study the interactions of intra-flow coding with TCP and its extension MPTCP. Network coding can indeed enhance the performances of TCP, which tends to perform poorly over lossy wireless links. We investigate the pratical impact of fairness issues created when running coded TCP flows besides legacy non-coded TCP flows. Finally, we explore two different ways to enhance the performance of MPCTP in wireless environments : running it over network coding, and implementing the coding process directly in MPTCP while keeping it fully TCP-compatible

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Ageneau, Paul-Louis. "Fiabilité et problèmes de déploiement du codage réseau dans les réseaux sans fil." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2017. http://www.theses.fr/2017ENST0007.

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Abstract:

Même si les réseaux de données ont beaucoup évolué au cours des dernières décennies, les paquets sont presque toujours transmis d’un nœud à l’autre comme des blocs de données inaltérables. Cependant, ce paradigme fondamental est aujourd’hui remis en question par des techniques novatrices comme le codage réseau, qui promet des améliorations de performance et de fiabilité si les nœuds sont autorisés à mixer des paquets entre eux. Les réseaux sans fil manquent de fiabilité en raison des obstacles ou interférences que subissent les liens sans fil, et ces problèmes peuvent empirer dans des topologies maillées avec de multiples relais potentiels. Dans ce travail, nous nous concentrons sur l’application du codage réseau intra-flux aux flux unicast dans les réseaux sans fil, avec pour objectif d’améliorer la fiabilité des transferts de données et de discuter des opportunités de déploiement et des performances. Tout d’abord, nous proposons une borne inférieure pour la redondance, puis un algorithme opportuniste distribué, pour adapter le codage aux conditions du réseau et permettre la livraison fiable des données dans un réseau sans fil maillé, tout en prenant en compte les besoins de l’application. En outre, puisque les opérations requises pour le codage réseau sont coûteuses en termes de calcul et de mémoire, nous étendons cet algorithme pour s’adapter aux contraintes physiques de chaque nœud. Ensuite, nous étudions les interactions du codage intra-flux avec TCP et son extension MPTCP. Le codage réseau peut en effet améliorer les performances de TCP, qui ont tendance à être plus faibles sur les liens sans fil, moins fiables. Nous observons l’impact des problèmes d’équité qui se posent quand des flux codés fonctionnent en parallèle avec des flux traditionnels non codés. Pour finir, nous explorons deux manières différentes d’améliorer les performances de MPTCP dans les environnements sans fil : le faire fonctionner sur du codage réseau, et implémenter directement le codage directement dans le protocole MPTCP tout en préservant sa compatibilité avec TCP
Even if packet networks have significantly evolved in the last decades, packets are still transmitted from one hop to the next as unalterable pieces of data. Yet this fundamental paradigm has recently been challenged by new techniques like network coding, which promises network performance and reliability enhancements provided nodes can mix packets together. Wireless networks rely on various network technologies such as WiFi and LTE. They can however be unreliable due to obstacles, interferences, and these issues are worsened in wireless mesh network topologies with potential network relays. In this work, we focus on the application of intra-flow network coding to unicast flows in wireless networks. The main objective is to enhance reliability of data transfers over wireless links, and discuss deployment opportunities and performance. First, we propose a redundancy lower bound and a distributed opportunistic algorithm, to adapt coding to network conditions and allow reliable data delivery in a wireless mesh. We believe that application requirements have also to be taken into account. Since network coding operations introduce a non negligible cost in terms of processing and memory resources, we extend the algorithm to consider the physical constraints of each node. Then, we study the interactions of intra-flow coding with TCP and its extension MPTCP. Network coding can indeed enhance the performances of TCP, which tends to perform poorly over lossy wireless links. We investigate the pratical impact of fairness issues created when running coded TCP flows besides legacy non-coded TCP flows. Finally, we explore two different ways to enhance the performance of MPCTP in wireless environments : running it over network coding, and implementing the coding process directly in MPTCP while keeping it fully TCP-compatible

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Kamel, Sarah. "Sécurité pour les réseaux sans fil." Thesis, Paris, ENST, 2017. http://www.theses.fr/2017ENST0011/document.

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Abstract:

Aujourd’hui, le renforcement de la sécurité des systèmes de communications devient une nécessité, par anticipation du développement des ordinateurs quantiques et des nouvelles attaques qui en découleront. Cette thèse explore deux techniques complémentaires permettant d’assurer la confidentialité des données transmises sur des liens sans-fils. Dans la première partie de ce travail, nous nous intéressons au schéma de cryptographie à clé publique basée sur des réseaux de points, qui représente une des techniques les plus prometteuses pour la cryptographie post-quantique. En particulier, nous considérons le cryptosystème Goldreich-Goldwasser-Halevi (GGH), pour lequel nous proposons un nouveau schéma utilisant les GLD. Dans la seconde partie de ce travail, nous étudions la sécurité des canaux de diffusion multi-utilisateur, ayant accès à des mémoires de caches, en présence d'un espion. Nous considérons deux contraintes de sécurité: la contrainte de sécurité individuelle et la contrainte de sécurité jointe. Nous dérivons des bornes supérieure et inférieure pour le compromis sécurisé capacité-mémoire en considérant différentes distributions de cache. Afin d'obtenir la borne inférieure, nous proposons plusieurs schémas de codage combinant codage wiretap, codage basé sur la superposition et codage piggyback. Nous prouvons qu'il est plus avantageux d'allouer la mémoire de cache aux récepteurs les plus faibles
Today, there is a real need to strengthen the communication security to anticipate the development of quantum computing and the eventual attacks arising from it. This work explores two complementary techniques that provide confidentiality to data transmitted over wireless networks. In the first part, we focus on lattice-based public-key cryptography, which is one of the most promising techniques for the post-quantum cryptography systems. In particular, we focus on the Goldreich-Goldwasser-Halevi (GGH) cryptosystem, for which we propose a new scheme using GLD lattices. In the second part of this work, we study the security of multi-user cache-aided wiretap broadcast channels (BCs) against an external eavesdropper under two secrecy constraints: individual secrecy constraint and joint secrecy constraint. We compute upper and lower bounds on secure capacity-memory tradeoff considering different cache distributions. To obtain the lower bound, we propose different coding schemes that combine wiretap coding, superposition coding and piggyback coding. We prove that allocation of the cache memory to the weaker receivers is the most beneficial cache distribution scenario

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Paradis, Guillaume. "Gestion et surveillance d'un réseau sans fil de noeuds de capteurs dans le Nord." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69312.

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Abstract:

Les changements climatiques affectent grandement le climat partout sur la planète, mais plus particulièrement dans les zones nordiques, là où le pergélisol dégèle tranquillement. Les chercheurs tentent donc de suivre ces changements dans les zones à l’aide de collecteurs échantillonnant et sauvegardant les données. Cependant, la récupération de ces données est très coûteuse en déplacement et en temps étant donné l’isolement des villages où ces collecteurs se situent. Les réseaux sans fil de nœuds de capteurs sont une solution à ce problème. L’idée est donc de faire parvenir ces données automatiquement aux chercheurs en utilisant des moyens de communication. En 2017, un premier réseau sans fil de nœuds de capteurs a été installé dans le village de Salluit, au nord du Québec en utilisant des stations de collecte déjà existantes. Celui-ci a connu plusieurs problèmes de transfert des données et de collecte depuis son déploiement. Dans ce mémoire, nous examinons ces problèmes. Leurs causes ont été difficiles à déterminer puisque la conception des nœuds de collectes ne permet pas un bon suivi de l’état des nœuds. Les causes des problèmes ont tout de même été déterminées, mais sans certitude, ce qui est en soi un problème. C’est donc ce dernier problème qui nous a menés à proposer une architecture différente permettant de mieux diagnostiquer les problèmes des nœuds de collecte. Cette architecture déplace différentes fonctions effectuées par le collecteur dans le réseau de Salluit vers l’interface sans fil pour permettre un diagnostic plus individualisé de l’interface sans fil et du collecteur. Ce mémoire commence donc par détailler le fonctionnement des réseaux de collecte de données. Par la suite, il présente les installations de Salluit et procède à une analyse des capacités énergétiques des nœuds de collecte du réseau. Ensuite, il propose une architecture permettant de répondre aux lacunes du réseau de Salluit. Puis, le mémoire détaille une implémentation du nœud de collecte de cette architecture proposée.
Climate change greatly affects the climate all over the planet, but especially in northern areas, where permafrostis slowly thawing. Researchers are therefore trying to track changes in these areas using sampling sensors and saving the data locally. However, retrieving this data is very costly in travel and time given the isolation of the villages where these sensors are located. Wireless networks of sensor nodes are a possible solution to this problem. The idea is therefore to send this data automatically to researchers at Université Laval. In 2017, a first wireless network of sensor nodes was installed in the village of Salluit, in Northern Quebec, using already existing collection stations. The installation experienced several data transfer and collection issues sinceits deployment. In this thesis, we examine these failures in connectivity. Their origins have been difficult to determine since the nodes does not allow good monitoring of their state. This led to some uncertainty in our determination of all causes of failure. For this reason, we also propose a new architecture to better diagnoseany future problems of the sensor nodes. This architecture shifts various functions currently performed by the sensor in Salluit's network to the wireless interface to allow more individualized diagnosis of the wireless interface and the sensor.This thesis therefore begins by detailing the operation of data collection networks. It then presents the Salluit facilities and analyze the energy capacities of the network's collection nodes. Thereafter, it proposes anarchitecture able to respond to the shortcomings of the Salluit network. Then, the thesis details an implementation of the collection node of this proposed architecture.

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Ahmad, Ahmad. "Sécurité orientée utilisateur pour les réseaux personnels sans fil." Electronic Thesis or Diss., Evry, Institut national des télécommunications, 2010. http://www.theses.fr/2010TELE0009.

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Abstract:

Le concept d’un réseau personnel sans fil (Wireless Personal Area Network (WPAN)) est généralement limité aux couples d'appareils (un téléphone, un casque, un appareil photo) et fortement liés à un utilisateur unique. Néanmoins, nous pensons que le concept évoluera dans un proche avenir afin de créer un réseau de communication distribué tout autour de l’utilisateur avec beaucoup plus de dispositifs. Un tel réseau distribué est appelé un réseau personnel (Personal Network (PN)). La prochaine étape après la création de réseaux distribués est de les interconnecter avec certaines restrictions. Etant donné que le WPAN est généralement un espace privé, il est préférable de ne pas exposer toutes ou certaines de nos ressources à des utilisateurs externes, ou plutôt que ces derniers aient un accès limité à certaines ressources. De même, nous préférons nous connecter avec des amis et peut-être utiliser leurs propres ressources avec des conditions équivalentes. Pour réaliser tout cela, nous nous trouvons en face de quelques restrictions. Vue que les dispositifs utilisés dans les réseaux personnels sont, dans certains cas, considérés comme dispositifs à faible débit, la mise en œuvre des protocoles existants et connus de sécurité semble être inefficace. En effet, ces dispositifs nécessitent une implémentation minimale de sécurité à faible coût qui ne peut être prévue par les protocoles connus. En outre, un aperçu vertical de la pile de communication donne un aperçu sur les difficultés d'application de ces protocoles. Nous proposons d’implémenter un mécanisme de chiffrement au niveau de la couche physique juste après le processus de codage correcteur d’erreur. L'architecture proposée repose sur l'utilisation du « Output Feedback Mode (OFB) » en utilisant l'algorithme AES comme algorithme de chiffrement (Cipher). La contribution suivante vise l'élaboration d'un accord (partage) de clé entre plusieurs parties d’une façon hiérarchique. Cette solution permet de sécuriser les communications entre plusieurs groupes de dispositifs (Cluster) liés à un seul propriétaire. Un pas après avoir obtenu une architecture intra-réseau personnel est d'assurer le partage des ressources entre plusieurs PNs. Les ressources ne sont pas nécessairement dans le même domaine d’authentification et le serveur qui les organise s'appelle une fédération. Notre contribution dans ce contexte est basée sur deux composantes: un protocole de signalisation et un protocole qui assure une gestion de clé de groupe. Nous achevons notre travail en proposant une solution de sécurité qui vise l'intégration des réseaux PNs au sein de l'internet du futur, plus précisément, l’internet d'information. Dans l'Internet du futur, tout est mobile et connecté pratiquement à tout d’où l'objet prend une significative importance. En revanche, les réseaux personnels évoluent de façon à créer des Intelligent réseaux personnels (Smart personal networks) autour de l'utilisateur. Dans le concept des réseaux orientés sur l'objet et orientés utilisateur, l’accès à l'information devient plus facile mais l'instauration d'une bonne sécurité devient plus difficile. La difficulté n'est pas de trouver de nouveaux algorithmes de sécurité, mais plutôt d'adapter et d'améliorer les solutions existantes pour répondre aux exigences de sécurité souhaitable. Dans cette contribution, nous proposons une nouvelle solution qui fusionne la cryptographie basé sur l'identité et les systèmes de chiffrement cryptographique « Certificateless afin de garder leurs avantages et résoudre leurs problèmes
Wireless Personal Area Network (WPAN) communications concept is generally restricted to couples of devices (a phone, a headset, a camera) and strongly related to a user and communicating very periodically (exchanges of differentBtypes). Nonetheless, we believe that the concept will evolve in the near future to create a distributed communication network all around users with more devices. Such a distributed network is called a Personal Network (PN). The next step after the distributed network creation is to interconnect them with certain restrictions. Since the WPAN is generally a private area, we do not like to expose all the resources to external users but still we would like to let them have restricted access to certain facilities. Similarly, we would like to peer friends to let us use their own resources with equivalent conditions. As devices involved in the Personal Networks, in some cases, have a LowData Rate nature, implementing legacy security protocols seems to be inefficient.In fact, such devices require a minimal implementation of security solutions withlow cost which can not be provided by known protocols. Moreover, a verticaloverview of the communication stack gives insight on the difficulties of applyingthese protocols. We propose an efficient physical layer encryption to be implementedafter the error coding process. The proposed architecture relies on the use of the well proven secure Output Feedback Mode OFB using AES algorithm as a Cipher. The next contribution is targeting the development of a hierarchical key agreement between multi-parties to secure communication between many clusters related to only one owner. One step after securing the Intra-Personal Network is to secure resource sharing between many PNs. Resources are not necessarily in the same authentication domain and the group that uses them is called a federation. Our contribution is based on two components: A signaling protocol and a group key management system. We close our work by providing a security solution that targets the integration of the PN within the future internet, more precisely, the network of information. In the future internet, everything is mobile and virtually connected to everything where the object takes the cornerstone. In the other hand, Personal net works are evolving to create Smart personal networks around the user. In the object-centric and user-centric concepts, information access becomes easier but establishing good security becomes harder. The difficulty is not finding new secure algorithms but rather that of adapting and enhancing existing solutions to meet the security requirements desirable for the interaction between these networks. In this contribution, we propose a new solution that merges Identity-Based cryptography and the Certificateless Cryptography cryptographic systems into only one in order to keep their advantages and to resolve their problems

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Guguen, Philippe. "Techniques multi-antennes émission-réception : applications aux réseaux domestiques sans fil." Rennes, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISARA002.

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Kamel, Sarah. "Sécurité pour les réseaux sans fil." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2017. http://www.theses.fr/2017ENST0011.

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Abstract:

Aujourd’hui, le renforcement de la sécurité des systèmes de communications devient une nécessité, par anticipation du développement des ordinateurs quantiques et des nouvelles attaques qui en découleront. Cette thèse explore deux techniques complémentaires permettant d’assurer la confidentialité des données transmises sur des liens sans-fils. Dans la première partie de ce travail, nous nous intéressons au schéma de cryptographie à clé publique basée sur des réseaux de points, qui représente une des techniques les plus prometteuses pour la cryptographie post-quantique. En particulier, nous considérons le cryptosystème Goldreich-Goldwasser-Halevi (GGH), pour lequel nous proposons un nouveau schéma utilisant les GLD. Dans la seconde partie de ce travail, nous étudions la sécurité des canaux de diffusion multi-utilisateur, ayant accès à des mémoires de caches, en présence d'un espion. Nous considérons deux contraintes de sécurité: la contrainte de sécurité individuelle et la contrainte de sécurité jointe. Nous dérivons des bornes supérieure et inférieure pour le compromis sécurisé capacité-mémoire en considérant différentes distributions de cache. Afin d'obtenir la borne inférieure, nous proposons plusieurs schémas de codage combinant codage wiretap, codage basé sur la superposition et codage piggyback. Nous prouvons qu'il est plus avantageux d'allouer la mémoire de cache aux récepteurs les plus faibles
Today, there is a real need to strengthen the communication security to anticipate the development of quantum computing and the eventual attacks arising from it. This work explores two complementary techniques that provide confidentiality to data transmitted over wireless networks. In the first part, we focus on lattice-based public-key cryptography, which is one of the most promising techniques for the post-quantum cryptography systems. In particular, we focus on the Goldreich-Goldwasser-Halevi (GGH) cryptosystem, for which we propose a new scheme using GLD lattices. In the second part of this work, we study the security of multi-user cache-aided wiretap broadcast channels (BCs) against an external eavesdropper under two secrecy constraints: individual secrecy constraint and joint secrecy constraint. We compute upper and lower bounds on secure capacity-memory tradeoff considering different cache distributions. To obtain the lower bound, we propose different coding schemes that combine wiretap coding, superposition coding and piggyback coding. We prove that allocation of the cache memory to the weaker receivers is the most beneficial cache distribution scenario

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Kraimia, Yacine. "Mise en oeuvre d'un réseau de senseurs sans fil pour la détection d'un incendie." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/28612/28612.pdf.

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Abstract:

Le déploiement des réseaux de senseurs sans fil (WSN : Wireless Sensor Network) soulève un certain nombre de défis liés à la configuration des senseurs, la gestion des ressources et à l'implémentation d'applications. Les travaux récents ont montré la nécessité d'utiliser ces réseaux pour la détection des incendies. Toutefois, pour signaler la présence de ces derniers, il faut s'assurer de mesurer les bons indices, tels que la température, l'humidité et l'intensité lumineuse. Ce mémoire présente la mise en place d'un WSN capable de recueillir et de traiter des informations provenant de l'environnement, comme la température. Dans ce contexte, nous caractérisons d'abord les applications des WSNs. Ensuite, nous identifions les principaux paramètres sur lesquels se basent les applications des WSNs pour détecter les incendies. Finalement, afin d'évaluer l'impact du vent sur les températures recueillies, nous présentons les différentes étapes de la mise en {\oe}uvre d'un WSN pour la détection d'un incendie, ainsi que les expériences réalisées et les résultats obtenus. L'analyse des résultats montre que la vitesse et la direction du vent ont un impact important sur les températures recueillies par le WSN. Il est donc important d'en tenir compte pour pouvoir détecter à temps un incendie.
The deployment of wireless sensor networks (WSN: Wireless Sensor Network) raises a number of challenges related to the configuration of sensors, resource management and implementation of applications. Recent researches proved the necessary use of these networks to detect fires. However, to indicate their presence, make sure to measure the right indicators, such as temperature, humidity and light intensity. This report presents the setting of a WSN that can collect and process information from the environment such as temperature. In this context, we characterize the first; applications of WSNs. Then we identify the main parameters on which the applications of WSNs are based to detect fires. Finally, to assess the impact of wind on temperature gathered, we present the different stages of the setting of a WSN for detecting a fire, including the experiences and results. Analysis of the results shows that the speed of wind and its direction have both a significant impact on temperatures collected by the WSN. It is therefore important to take in account the wind for detecting fire in time.

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Elfaramawy, Tamer. "Conception et implémentation d'un réseau sans-fil pour la surveillance continue des signes vitaux." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/33287.

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Abstract:

Les dépenses de santé augmentent continuellement année après année et prennent une grande partie du budget d’un pays. Pendant les soins médicaux, les signes vitaux, tels que le rythme cardiaque et la respiration, sont des paramètres clés qui sont surveillés en permanence. La toux est un indicateur important de plusieurs problèmes comme la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), et c’est aussi la principale raison pour laquelle les patients consultent un médecin. En fait, c’est un mécanisme de défense pulmonaire des voies respiratoires qui permet l’expulsion de substances indésirables et irritantes. Les capteurs de corps sans fil sont de plus en plus utilisés par les cliniciens et les chercheurs, dans un large éventail d’applications telles que le sport, l’ingénierie spatiale et la médecine. La surveillance des signes vitaux en temps réel peut considérablement augmenter la précision du diagnostic et peut permettre des méthodes de guérison automatiques, par exemple, la détection et l’arrêt des crises d’épilepsie ou de narcolepsie. Les paramètres respiratoires sont essentiels en oxygénothérapie, en milieu hospitalier et en surveillance ambulatoire, tandis que l’évaluation de la sévérité de la toux est essentielle pour traiter plusieurs maladies, comme la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO). Dans cette thèse, un système de surveillance respiratoire sans fil de faible puissance avec détection de la toux est présenté. Ce système utilise des capteurs multimodaux, portables et sans-fils, conçus à l’aide de composants conventionnels disponibles dans le commerce. Ces capteurs portables utilisent une unité de mesure inertielle à 9 axes de faible puissance pour mesurer la fréquence respiratoire, et un microphone MEMS pour effectuer la détection de la toux. L’architecture de chaque capteur sans fil est présentée. De plus, les résultats montrent que le capteur à petite taille de 26,67 x 65,53 mm² consomme environ 12 à 16,2 mA et peut durer au moins 6 heures avec une batterie lithium-ion miniature de 100 mA. L’unité d’acquisition, l’unité de communication sans fil et les algorithmes de traitement de données sont décrits. Les performances du réseau de capteurs sont présentées pour des tests expérimentaux en comparant avec la pléthysmographie d’inductance respiratoire.
Health care expenses are continuously increasing year after year and taking a large part of a country’s budget. During medical care, vital signs, such as heart and breathing rates, are key parameters that are continuously monitored. Coughing is a prominent indicator of several problems such as COPD, and it is also the main reason for why patients seek medical advice. In fact, it is a pulmonary defense mechanism of the respiratory tract that allows the expulsion of undesirable and irritating substances. Wireless body sensors are increasingly used by clinicians and researchers, in a wide range of applications such as sports, space engineering and medicine. Monitoring vital signs in real time can dramatically increase diagnosis accuracy and enable automatic curing procedures, e.g. detect and stop epilepsy or narcolepsy seizures. Breathing parameters are critical in oxygen therapy, hospital and ambulatory monitoring, while the assessment of cough severity is essential when dealing with several diseases, such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD). In this thesis, a low-power wireless respiratory monitoring system with cough detection is proposed to measure the breathing rate and the frequency of coughing. This system uses wearable wireless multimodal patch sensors, designed using off the shelf components. These wearable sensors use a low-power 9-axis inertial measurement unit to measure the respiratory frequency, and a MEMs microphone to perform cough detection. The architecture of each wireless patch-sensor is presented. In fact, the results show that the small 26.67 x 65.53 mm² patch-sensor consumes around 12 to 16.2 mA, and can last at least 6 hours with a miniature 100 mA lithium ion battery. The acquisition unit, the wireless communication unit and the data processing algorithms are described. The proposed network performance is presented for experimental tests with a freely behaving user in parallel with the gold standard respiratory inductance plethysmography

Dissertations / Theses on the topic 'Réseau corporels sans fil'

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