Dissertations / Theses: 'Réseaux corporels sans fil'

1

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

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

2

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.

Full text

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.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

3

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.

Full text

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.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

4

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.

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

5

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.

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

6

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.

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

7

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.

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

8

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.

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

9

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.

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

10

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

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

11

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.

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

12

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

Full text

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++

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

13

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

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

14

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

Full text

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. [...]

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

15

Mucelli, Rezende Oliveira Eduardo. "From Human Routine to More Efficient Mobile Networks." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2015. https://theses.hal.science/tel-01160280/document.

Full text

Abstract:

L’omniprésence des communications a entraîné une récente augmentation des volumes de données mobiles, pour laquelle les opérateurs n’étaient pas toujours préparés. Les smartphones sont les plus gros consommateurs de données mobiles. Ces appareils peuvent être considérés comme méchants à cause d’un tel traffic, mais d’un point de vue analytique ils fournissent, aujourd’hui un des meilleurs moyens afin de collecter les données sur le comportement de consommation et de mobilité de grande échelle. Comprendre le comportement des utilisateurs sur leur mobilité et leur connectivité est nécessaire à la création d’un système de communication effectifs. Nous sommes routiniers. Ces cycles routiniers sont une grande partie de nos interactions avec le monde. Par exemple, nos habitudes definissent ce que l’on va faire le samedi ou les sites que nous consultons le lundi matin. Ces comportements répétés reflètent nos déplacements et activités en ligne. Dans cette thèse, nous allons nous concentrer sur les demandes de traffic générées par les usagers métropolitains durant leurs activités quotidiennes. Nous présentons une étude détaillée des usagers selon les comportements routiniers de mobilité ou d’activité sur internet. Dans une étude de cas, ou cette enquête serait utile, nous proposons une stratégies de déploiement de points de accès qui prendra en compte les aspects routiniers de la mobilités des utilisateurs. Nous étudirons en premier lieu, les modèles de mobilité en milieu urbain. Nous analyserons les données de mobilité à grande échelle dans de grandes villes comme Beijing, Tokyo, New York, Paris, San Francisco, London, Moscow, Mexico City. Cette contribution se fait en deux étapes. Premièrement, nous observerons les similitudes des déplacements peu importe la ville concernée. Ensuite, nous mettrons en évidence trois caractéristiques présentes dans les déplacements d’une population urbaine typique: Répétivité, utilisation de raccourcis, confinement. Ces caractéristiques sont dues à la tendance qu’ont les personnes à revisiter les même rues en utilisant les trajectoires proches du chemin le plus court. D’ailleurs, les personnes ont une mobilité quotidienne inférieure à dix kilomètres par jour. Nous avons ensuite étudié les modèles de demandes de traffic en utilisant une base de données comprenant les données de 6. 8 millions d’utilisateurs. Pour cela nous avons principalement deux contributions. Premièrement, une caractérisation précise des comportements de consommation des utilisateurs agrégés par modèle. Nous pouvons voir comment les routines quotidiennes impactent nos demandes de connections et la similarité de ce traffic en fonction des jours. En suite, nous fournirons un moyen de reproduire artificiellement mais avec cohérence les modèles des utilisateurs de données mobiles. Ces données synthétisées ont l’avantage de permettre la planification du réseau sans information sur la vie privées de utilisateurs comme les bases de données d’origine. Afin d’évaluer l’efficacité de ces informations dans un scénario grandeur nature, nous proposerons une stratégie de deploiement de points de accès qui prend en compte les caractéristiques routinières en terme de déplacement et de demande de trafic dans le but d’améliorer la décharge de données mobile. Déployer correctement des points de accès WiFi peut être moins cher que d’améliorer l’infrastructure de réseaux mobiles, et peut permettre d’améliorer considérablement la capacité du réseau. Notre approche améliore l’évacuation de trafic comparée aux autres solutions disponibles dans la littérature
The proliferation of pervasive communication caused a recent boost up on the mobile data usage, which network operators are not always prepared for. The main origin of the mobile network demands are smartphone devices. From the network side those devices may be seen as villains for imposing an enormous traffic, but from the analytical point of view they provide today the best means of gathering users information about content consumption and mobility behavior on a large scale. Understanding users' mobility and network behavior is essential in the design of efficient communication systems. We are routinary beings. The routine cycles on our daily lives are an essential part of our interface with the world. Our habits define, for instance, where we are going Saturday night, or what is the typical website for the mornings of Monday. The repetitive behavior reflects on our mobility patterns and network activities. In this thesis we focus on metropolitan users generating traffic demands during their normal daily lives. We present a detailed study on both users' routinary mobility and routinary network behavior. As a study of case where such investigation can be useful, we propose a hotspot deployment strategy that takes into account the routine aspects of people's mobility. We first investigate urban mobility patterns. We analyze large-scale datasets of mobility in different cities of the world, namely Beijing, Tokyo, New York, Paris, San Francisco, London, Moscow and Mexico City. Our contribution is this area is two-fold. First, we show that there is a similarity on people's mobility behavior regardless the city. Second, we unveil three characteristics present on the mobility of typical urban population: repetitiveness, usage of shortest-paths, and confinement. Those characteristics undercover people's tendency to revisit a small portion of favorite venues using trajectories that are close to the shortest-path. Furthermore, people generally have their mobility restrict to a dozen of kilometers per day. We then investigate the users' traffic demands patterns. We analyze a large data set with 6. 8 million subscribers. We have mainly two contributions in this aspect. First, a precise characterization of individual subscribers' traffic behavior clustered by their usage patterns. We see how the daily routine impacts on the network demands and the strong similarity between traffic on different days. Second, we provide a way for synthetically, still consistently, reproducing usage patterns of mobile subscribers. Synthetic traces offer positive implications for network planning and carry no privacy issues to subscribers as the original datasets. To assess the effectiveness of these findings on real-life scenario, we propose a hotspot deployment strategy that considers routine characteristics of mobility and traffic in order to improve mobile data offloading. Carefully deploying Wi-Fi hotspots can both be cheaper than upgrade the current cellular network structure and can concede significant improvement in the network capacity. Our approach increases the amount of offload when compared to other solution from the literature

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

16

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

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

17

Mhedhbi, Meriem. "Contribution to deterministic simulation of Body area network channels in the context of group navigation and body motion analysis." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S049/document.

Full text

Abstract:

Les progrès récents dans les technologies et les systèmes de communications sans fil soutenus par la miniaturisation de dispositifs ont donné naissance une nouvelle génération de réseaux personnels permettant des communications autour du corps humain: les réseaux corporels. Cette thèse étudie les différents types du canal de propagation des réseaux corporels en environnement intérieur dans le contexte de l’analyse du mouvement et de la navigation de groupe. Dans ce travail, une approche de simulation pour le cala de propagation est présenté. Le simulateur de canal de propagation est basé sur les techniques de tracé de rayons et l’approche de simulation est basée sur l’utilisation d’antennes perturbées et l’utilisation des données de capture de mouvement pour la modélisation de la mobilité humaine. Premièrement, nous étudions la question de l’antenne et l’influence de la proximité du corps humain sur diagramme de rayonnement de l’antenne. En outre, un modèle simple utilisé pour prédire le diagramme de rayonnement d’une antenne placée à proximité d’un corps humain. Deuxièmement, le simulateur physique est présenté et l’approche de simulation est introduite. Afin de vérifier l’approche proposée, des simulations préliminaires ont été effectuées et une première comparaison avec des donnes de mesures disponibles est faite. Enfin, une campagne de mesure spécifique joignant les données radio et les données de capture de mouvement a été exploitée pour valider et évaluer les résultats de la simulation
Recent advances in wireless technologies and system, empowered by the miniaturization of devices, give rise to a new generation of Personal Area Networks allowing communications around the human body : Body Area networks. This thesis studies the Body Area Network channels in indoor environment in the context of motion analysis and group navigation. In this work a simulation approach for BAN channels is presented. The propagation channel simulator is based on ray tracing and the simulation approach is based on using perturbed antennas and the use of motion capture data for modelling the human mobility. Firstly, we investigate the antenna issue and the influence of the human body prox- imity on antenna radiation pattern. Besides, a simple model used to predict the antenna radiation pattern placed in proximity to a human body. Secondly, the physical sim- ulator is presented and the simulation approach is introduced. In order to check the proposed approach, preliminary simulations were carried out and a first comparison with available measurement data is made. Finally, a specific measurement campaign jointing radio data and motion capture data was exploited to validate and evaluate the simulation results

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

18

Barake, Rabih. "Caractérisation et optimisation du canal de propagation corporel dans le cadre des systèmes de communications dédiées à la surveillance médicale." Limoges, 2012. http://www.theses.fr/2012LIMO4045.

Full text

Abstract:

Dans ce travail de thèse, on s’intéresse à l’étude des ondes électromagnétiques qui permettent la communication entre deux antennes situées à la surface du corps humain. On utilise le modèle de propagation par ondes de Norton avec la notion de fonction d’atténuation de Sommerfeld afin de modéliser l’atténuation de propagation sur des surfaces plane. Le modèle de Watson permet quant à lui, l’étude du coefficient d’atténuation des ondes électromagnétique qui se propagent tout autour d’un disque ou d’un cylindre. Afin de générer des d’onde dans une polarisation TM et TE, les sources d’excitation utilisées, dans un premier temps, sont des petits dipôles électriques élémentaires avec une polarisation normale et tangente. Afin d’affiner les résultats obtenus, nous proposons d’étudier plus en détail la polarisation du vecteur champ électrique durant sa propagation, au niveau de la surface d’un modèle complet du corps, pour différentes polarisations et pour différents trajets. Enfin, différents types d’antennes ont été modélisés et améliorés afin de favoriser la propagation des ondes de surface et donc de maximiser le bilan de liaison entre antennes
In this thesis, we focus on the study of the electromagnetic waves that allow the communication between two antennas lying on the surface of a human body. We use the wave propagation model of Norton with the notion of Somerfield attenuation function to model the attenuation in the case of propagation on flat surface. On the other hand, Watson’s model allow to studying the attenuation coefficient of electromagnetic wave that propagate around a disc or a cylinder. To generate a TM and TE wave polarization, the excitation sources used in a first step, are small elementary electric dipoles with a tangent and normal polarization. To refine the results, we propose to further investigate the polarization vector of the electric field during its propagation at the surface of a full body model, for different polarization and for different paths. Finally, various types of antennas were designed and studied in the goal of promoting the propagation of the surface waves and thus maximizing the link budget between antennas

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

19

Benmansour, Tariq. "Control and monitoring by wireless body area networks (WBANs)." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0240.

Full text

Abstract:

Le déploiement de biocapteurs sur le corps humain, en vue de la collecte des données physiologiques constitue ce qui est appelé un réseau de capteurs corporel sans fil ou Wireless Body Area Network (WBAN). Ainsi, pour assurer les communications entre les diffèrent composants des WBANs, l’organisme IEEE a établi la norme IEEE 802.15.6, comme norme de communication optimisée pour les terminaux et capteurs exigeants de faible consommation énergétique et fonctionnants dans ou autour du corps humain (mais non limitée aux humains). Dans ce contexte, plusieurs études de simulation ont été menées dans la littérature pour analyser et évaluer les performances du protocole d’accès CSMA/CA de la norme IEEE 802.15.6. De plus, des efforts ont été faits en matière de modélisation de ce protocole afin de mieux analyser les caractéristiques de la norme dans un contexte plus général. Cependant, ces modèles sont partiellement applicables aux applications WBANs qui présentent des trafics réseaux hétérogènes.Cette thèse porte sur la modélisation de la norme IEEE 802.15.6 dans le but de fournir un moyen d’évaluation et d’analyse de cette norme dans divers conditions et situations. Nous avons essayé, à travers les principales contributions réalisées dans le cadre de cette thèse de combler les lacunes des travaux existants comme suit : la première contribution concerne une évaluation des performances de la norme IEEE 802.15.6 utilisant de nombreuses stratégies de gestion des files d’attentes, dans un cadre médical réaliste (surveillance à domicile d'un patient souffrant d’un problème cardiaque). La deuxième contribution propose un modèle de gestion de file d’attente LLQ (Low Latency Queuing) comme complément au protocole CSMA/CA afin de répondre efficacement aux exigences du standard en termes de la Qualité de Service (QoS) pour certains types d’applications.La troisième contribution porte sur la proposition d’un modèle analytique permettant l'étude des performances du protocole d'accès CSMA/CA de la norme IEEE 802.15.6, en termes de latence et du taux de délivrance des paquets, sous l’hypothèse que les WBANs sont composés de nœuds hétérogènes qui génèrent un trafic hétérogène en termes de priorité.La dernière contribution traite la problématique de sécurité dans les réseaux WBANs. Elle propose un protocole de sécurité appelé "Server-Based Secure Key Management for the IEEE 802.15.6 standard" (SBSKM) qui permet au standard de pallier à la vulnérabilité d’usurpation d’identité, par l’inclusion d’un serveur de confiance, responsable de la création, de l'initialisation et de la distribution des clés de chiffrement et de leur renouvellement, ainsi que de garantir l'identité des capteurs qui se joignent au réseau.Mots-clés: réseaux de capteurs corporels (WBANs), IEEE 802.15.6, processus de renouvèlement et de récompense, files d’attente avec priorité, attaques d’usurpation d’identité
The deployment of several biosensors on the human body for the collection of physiological data forms what is called a Wireless Body Area Network (WBAN). Thus, to ensure wireless communications between the different components of WBANs, the IEEE has established the IEEE 802.15.6 standard, which is an optimized communication standard for low-power devices that operate on, in, or around the human body (but not limited to humans). In this context, several simulation studies have been conducted in the literature to analyze and evaluate the performance of the IEEE 802.15.6 CSMA/CA access scheme. Also, efforts have been made to model this scheme to better analyze the characteristics of the standard in a more general context. However, these models are partially applicable to WBANs applications with heterogeneous network traffic.This thesis deals mainly with a challenge related to the modeling of the IEEE 802.15.6 standard to provide a tool for evaluation and analysis of this standard in various channel conditions and situations. We have tried, through the main contributions made in this thesis, to address the shortcomings noted in existing work as follows: the first contribution concerns an evaluation of the performance of the IEEE 802.15.6 standard using numerous queue management strategies, in a realistic medical setting (home monitoring of a patient with a heart problem). The second contribution proposes an LLQ (Low Latency Queuing) queue management model as a complement to the CSMA/CA protocol to efficiently meet the requirements of the standard in terms of Quality of Service (QoS) for certain types of applications.The third contribution deals with the proposal of an analytical model allowing the study of the CSMA/CA access scheme of the IEEE 802.15.6 standard, in terms of latency and packet delivery rate under the assumption that WBANs are composed of heterogeneous nodes and that each of them generates heterogeneous traffic in terms of priority.The last contribution proposes a security protocol called "Server-Based Secure Key Management for the IEEE 802.15.6 standard" (SBSKM) that allows the standard to address the vulnerability of impersonation attacks, by including a trusted server, responsible for the creation, initialization, and distribution of encryption keys and their renewal, as well as to guarantee the identity of sensors joining the network.Keywords: Body Area Networks (WBANs), IEEE 802.15.6 standard, renewal reward process, priority queues, and impersonation attacks

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

20

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.

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

21

Razafimahatratra, Solofo Miharisoa Sarobidy. "Contribution au dimensionnement d'une liaison radio sur le corps humain : étude canal et antenne à 60 GHz." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2017PA066544.pdf.

Full text

Abstract:

L'étude au cours de cette thèse a permis d'aborder en partie les défis des communications BANs à 60 GHz. Cette fréquence présente des intérêts pour les applications BANs, principalement la réduction des interférences, la miniaturisation poussée des antennes, la large bande disponible permettant d'utiliser une technique de communication à faible consommation d'énergie. Pourtant, la forte atténuation à cette fréquence et l'influence du corps, rendent l'établissement d'une liaison BAN fiable et efficace en termes d'énergie à 60 GHz un vrai défi. Pour une analyse détaillée de canal de communication à cette fréquence, une antenne planaire a été conçue et utilisée pour des mesures sur le corps. Les mesures on-body montrent que les liaisons courtes et en conditions LOS (Line Of Sight) sont possibles à 60 GHz, les autres liaisons nécessitent le routage en multi-saut. Pour les scénarios off-body considérés, la faisabilité de l'utilisation des BANs à 60 GHz pour des systèmes de faible consommation d'énergie a été démontrée. En comparaison avec une fréquence dans la bande UWB (4 GHz), la probabilité d'interruption de communication à 60 GHz est toujours inférieure (8%) à celle à 4 GHz (15%), en respectant les standards de puissance pour les deux fréquences. Sur le plan analytique, pour franchir les difficultés de séparation antenne-canal sur le corps (ou " de-embedding "), plutôt que de considérer le gain d'antenne, une approche théorique basée sur la méthode des images complexes est présentée pour comparer deux antennes canoniques sur le corps en termes d'efficacité et de bilan de liaison
The 60 GHz-band is interesting for BAN applications mainly for less interference than at microwave frequencies, further antenna miniaturization, wide available band adapted to low energy consumption communication. Nevertheless, the high attenuation at this frequency and the body influence on the propagation enhance the link budget. The design of a reliable and effective communications between nodes on body or for off-body links at 60 GHz is a real challenge. It requires a detailed analysis of the communication channel. For that, a planar antenna was designed and used for channel measurements on body. The on-body measurements show that short-distance and LOS (Line Of Sight) links are possible. The other links with high attenuation could be recovered by applying multi-hop routing techniques. In addition, the dynamics of the body is taken into account by statistical channel measurement on-body at 60 GHz and off-body at two frequencies, 60 GHz and 4 GHz. For the considered off-body scenarios, by taking into account transmission power standards and receiver sensitivity, regarding low power consumption receivers in the literature, the outage probability at 60 GHz is always lower than 8 % whereas that at 4 GHz is lower than 15 %. In the channel consideration, difficulties arise to separate the antenna from the channel (de-embedding) because of the strong influence of the body presence on antenna parameters. A theoretical approach based on the complex images method has been presented to compare two canonical antennas on the body in terms of efficiency and link budget. This result is useful to estimate the energy consumption and to choose antennas for BANs

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

22

Rao, Ashwin. "Amélioration de la transparence et du contrôle par l'utilisateur dans les réseaux mobiles." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00937380.

Full text

Abstract:

Les terminaux mobiles (smartphones et tablettes) sont devenus les terminaux les plus populaires pour accéder à Internet. Cependant, l'écosystème incluant les terminaux mobiles est maintenu opaque à cause des intérêts financiers des différents acteurs : les concepteurs des systèmes d'exploitation et des applications, les opérateurs des "stores", et les FAI. Cette opacité est renforcée par le peu de contrôle qu'ont les utilisateurs sur les informations échangées par leur terminal. Pour résoudre ce problème d'opacité et de manque de contrôle, on a créé une plate-forme, Meddle, qui utilise la redirection de trafic des terminaux mobiles pour analyser et modifier ce trafic. Contrairement aux solutions qui nécessitent d'être implémentées sur le terminal, Meddle combine les techniques de VPN et de "middlebox" pour offrir une solution indépendante de l'OS, du FAI et de l'accès radio. On a utilisé Meddle pour des expérimentations contrôlées et pour une étude utilisateurs approvée par un IRB. On a observé que des applications populaires sous iOS et Android exposaient des informations personnelles dans le traffic réseau en clair et chiffré. On a ensuite exploité Meddle pour prévenir ces fuites d'informations privées. On a également utilisé Meddle pour étudier les caractéristiques réseaux du trafic vidéo sur Internet. On a trouvé que ce trafic dépend fortement du type de terminal, de l'application utilisée pour regarder la vidéo (application native ou navigateur Web) et du contenant (HTML5, Flash, Silverlight). Ce résultat montre qu'un changement dans le terminal, l'application ou le contenant peut avoir un impact important sur le réseau.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

23

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.

Full text

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.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

24

Slimani, Hicham. "Protocoles coopératifs pour réseaux sans fil." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://oatao.univ-toulouse.fr/10309/1/slimani.pdf.

Full text

Abstract:

La technique MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) est l’une des techniques de base qui offre une diversité spatiale. Elle associe plusieurs antennes à l’émission et à la réception. En plus de la diversité spatiale, le système MIMO permet d’augmenter le gain de multiplexage sans avoir besoin de plus de bande passante ou de puissance d’émission. Cependant, la technique MIMO a des limites liées au coût d’installation de plusieurs antennes sur un terminal, et a l’écart minimal exigé entre les antennes. La communication coopérative a été proposée comme une technologie alternative, dans laquelle la diversité spatiale peut être réalisée en coordonnant plusieurs nœuds qui sont proches géographiquement pour former des réseaux d’antennes virtuelles. La coopération permet de lutter contre l’instabilité du canal radio et de faire face aux phénomènes qui le perturbent comme les évanouissements, les bruits, ou les interférences. Elle permet aussi d’améliorer les performances du système en termes de débit global, d’énergie consommée et d’interférences, etc. Dans le cadre des communications coopératives, nous avons proposé deux protocoles MAC coopératifs dans le contexte des réseaux ad hoc. La première proposition est le protocole RACT (Rate Adaptation with Cooperative Transmission). Ce protocole combine la coopération avec un mécanisme d’adaptation de débit. Lorsqu’un lien entre une source et une destination subit de mauvaises conditions de canal, une station relais est sélectionnée dans le voisinage des deux nœuds de sorte que la liaison directe à faible débit de transmission soit remplacée par un lien à deux sauts avec un débit de données plus élevé. La sélection du meilleur relais est fondée sur un processus de contention distribué. La procédure ne nécessite aucune connaissance de la topologie et aucune communication entre les relais potentiels. Lorsque la qualité de la liaison directe est bonne et que la transmission coopérative n’est pas nécessaire, le protocole fonctionne comme un mécanisme d’adaptation de débit. L’adaptation de débit de données est également réalisée sans aucune signalisation supplémentaire. La sélection du meilleur relais et l’adaptation de débit sont fondés sur des mesures instantanées du canal pour s’adapter aux conditions dynamiques du canal radio. Dans le but d’améliorer davantage les performances du système, nous avons proposé notre deuxième protocole MAC coopératif PRACT (Power and Rate Adaptation with Cooperative Transmission). Ce protocole combine un mécanisme d’adaptation de puissance et de débit (TPRC : Transmit Power and Rate Control) avec un mécanisme de coopération. C’est en cela que cette contribution se distingue des solutions proposées dans la littérature. Notre objectif avec cette contribution est d’atteindre une efficacité d’énergie pour la transmission des données tout en augmentant le débit global du réseau. PRACT propose d’ajuster dynamiquement la puissance et le débit de transmission en s’adaptant aux variations de la qualité du canal radio. Cela permet de gagner davantage dans l’énergie économisée. En outre, le contrôle de puissance, réduit les interférences et augmente la réutilisation spatiale entre cellules ad hoc adjacentes en utilisant la même fréquence de transmission. L’idée de base du protocole est de permettre à chaque nœud dans le réseau ad hoc de créer une table avec les combinaisons puissance-débit optimales, en se fondant seulement sur les spécifications de la carte réseau, à savoir, les débits de transmission possible et la consommation en énergie de la carte. Avec la connaissance des qualités des liens obtenue grâce à l’échange des trames de contrôle et en recherchant dans la table puissance-débit, les nœuds choisissent la stratégie de transmission la plus adaptée pour chaque transmission de trames de données, ainsi que le mode de transmission (direct ou coopératif).

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

25

Kelif, Jean-Marc. "Modèles fluides de réseaux sans fil." Paris, ENST, 2008. https://pastel.hal.science/pastel-00004761.

Full text

Abstract:

Dans l’étude des réseaux, et plus généralement dans celle des systèmes complexes, il y a souvent un compromis entre la simplicité des outils mathématiques, les expressions analytiques ou les approches numériques d’une part, et la précision des résultats d’autre part. Nous analysons une telle situation pour les réseaux sans fils. Nous proposons un nouveau cadre pour l'étude des réseaux sans fil appelé "modèle fluide". L'idée sur laquelle repose le modèle fluide de réseau sans fil que nous développons dans cette thèse consiste à considérer l'ensemble des stations de base d'un réseau comme un continuum d'émetteurs. Cette approche permet d'établir une expression analytique simple d'une caractéristique des réseaux radio cellulaires, le facteur d'interférence f, utile dans un grand nombre d'analyses telles que le dimensionnement, la qualité de service, la gestion des ressources radio. . . Cette expression simplifie considérablement la complexité des calculs requis pour obtenir des résultats précis. Une des principales sources d'inexactitude des approches existantes se situe dans le fait que bien que le facteur d'interférence sur la voie descendante (downlink) dépende de la position du mobile dans la cellule, le calcul de f n'en tient en général pas compte. Le but de notre approche est de proposer un modèle plus précis, qui prend en compte la distance d'un mobile à sa station de base serveuse et qui reste suffisamment simple pour établir unr formule analytique du facteur d'interférence f.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

26

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

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

27

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

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

28

Ali, Mohamad Jaafar. "Wireless body area networks : co-channel interference mitigation & avoidance." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCB252.

Full text

Abstract:

L’amélioration de la qualité et de l’efficacité en santé est un réel enjeu sociétal. Elle implique la surveillance continue des paramètres vitaux ou de l’état mental du sujet. Les champs d’applications sont vastes : l’application la plus importante est la surveillance des patients à distance. Les avancées en micro-électronique, capteurs et réseaux sans-fil permettent aujourd’hui le développement de systèmes ambulatoires performants pour le monitoring de paramètres physiologiques, capables de prendre en compte d’importantes contraintes techniques : forte intégration pour la réduction de la taille et faible consommation pour une plus grande autonomie [1]. Cependant, la conception de ce type de réseaux de capteurs médicaux WBANs (Wireles Body Area Networks) se heurte à un certain nombre de difficultés techniques, provenant des contraintes imposées par les capacités réduites des capteurs individuels : basse puissance, énergie limitée et faible capacité de stockage. Ces difficultés requièrent des solutions différentes, encore très embryonnaires, selon l’application visée (monitoring à but médical). La forte mobilité et le changement rapide de la topologie du réseau dévoilent un verrou scientifique et social. En outre, l’interférence de différents capteurs constituant le WBAN augmente la difficulté de la mise en place de ce type de réseaux. De nombreuses solutions dans la littérature ont été étudiées, comme nous allons illustrer dans ce manuscrit, néanmoins elles restent limitées. Nous nous intéresserons tout particulièrement à la gestion des interférences Intra- et Inter-WBAN, leur impacte sur la fiabilité des transmissions (des liens) et la durée de vie de ce type de réseaux. Plus précisément, nous abordons ces problématiques en se basant sur des modélisations théoriques et analytiques et avec une conception pratique des solutions proposées. Afin d’atteindre les objectifs cités ci-dessous, nous abordons quatre solutions : • Une gestion des interférences intra-WBAN • Une gestion coopérative des interférences Inter-WBAN • Une gestion non coopérative des interférences, Inter-WBAN • Une gestion des interférences WBAN dans un contexte IoT Dans la première partie de cette thèse et afin de répondre en partie aux problèmes de gestion des interférences Intra-WBAN. Nous présentons deux mécanismes pour le WBAN : (a) CFTIM qui alloue dynamiquement des slots et des canaux dit- stables (avec un taux d’interférences le bas possible dans le temps) pour réduire les interférences intra-WBAN. (b) IAA ajuste dynamiquement la taille du superframe et limite le nombre de canaux à 2 pour abaisser les interférences Intra-WBAN et ainsi économiser l’énergie. Une validation avec un model probabiliste est proposé afin de valider théoriquement l’efficacité de notre solution. Les résultats de la simulation démontrent l’efficacité du CFTIM et de l’IAA en termes de réduction de la probabilité d’interférence, l’extension de la durée de vie du réseau et l’amélioration du débit et de la fiabilité des transmissions. Notre seconde contribution, propose une gestion coopératives des interférences Inter-WBAN en utilisant des codes orthogonaux. Motivé par un approvisionnement temporel distribué basé sur la norme [2] IEEE 802.15.6, nous proposons deux solutions. (a) DTRC qui fournit à chaque WBAN les connaissances sur les superframes qui se chevauchent. Le second, (b) OCAIM qui attribue des codes orthogonaux aux capteurs appartenant à deux listes de groupe de capteur en interférences de deux WBAN différents (SIL). Les résultats démontrent qu’OCAIM diminue les interférences, améliore le débit et préserve la ressources énergétiques. La troisième partie nous a permis d’aborder la gestion des interférences, mais cette fois ci d’une manière non-coopérative en se basant sur l’affectation couple Slot/Canal. Plus précisément, nous proposons deux schémas basés sur les carrés latins. (...)
A Wireless Body Area Network (WBAN) is a short-range network that consists of a coordinator (Crd) and a collection of low-power sensors that can be implanted in or attached to the human body. Basically, WBANs can provide real-time patient monitoring and serve in various applications such as ubiquitous health-care, consumer electronics, military, sports, etc. [1]. As the license-free 2.4 GHz ISM band is widely used among WBANs and across other wireless technologies, the fundamental problem is to mitigate the resulting co-channel interference. Other serious problems are to extend the network lifetime and to ensure reliable transmission within WBANs, which is an urgent requirement for health-care applications. Therefore, in this thesis, we conduct a systematic research on a few number of research problems related to radio co-channel interference, energy consumption, and network reliability. Specifically, we address the following problems ranging from theoretical modeling and analysis to practical protocol design: • Intra-WBAN interference mitigation and avoidance • Cooperative inter-WBAN interference mitigation and avoidance • Non-cooperative inter-WBAN interference mitigation and avoidance • Interference mitigation and avoidance in WBANs with IoT Firstly, to mitigate the intra-WBAN interference, we present two mechanisms for a WBAN. The first is called CSMA to Flexible TDMA combination for Interference Mitigation, namely, CFTIM, which dynamically allocates time-slots and stable channels to lower the intra-WBAN interference. The second is called Interference Avoidance Algorithm, namely IAA that dynamically adjusts the superframe length and limits the number of channels to 2 to lower the intra-WBAN interference and save energy. Theoretically, we derive a probabilistic model that proves the SINR outage probability is lowered. Simulation results demonstrate the effectiveness and the efficiency of CFTIM and IAA in terms of lowering the probability of interference, extending network lifetime, improving throughput and reliability. Secondly, we address the problem of interference among cooperative WBANs through using orthogonal codes. Motivated by distributed time provisioning supported in IEEE 802.15.6 standard [2], we propose two schemes. The first is called Distributed Time Correlation Reference, namely, DTRC that provides each WBAN with the knowledge about which superframes overlap with each other. The second is called Orthogonal Code Allocation Algorithm for Interference Mitigation, namely, OCAIM, that allocates orthogonal codes to interfering sensors belonging to sensor interference lists (SILs), which are generated based on the exchange of power-based information among WBANs. Mathematically, we derive the successful and collision probabilities of frames transmissions. Extensive simulations are conducted and the results demonstrate that OCAIM can diminish the interference, improve the throughput and save the power resource. Thirdly, we address the problem of co-channel interference among non-cooperative WBANs through time-slot and channel hopping. Specifically, we propose two schemes that are based on Latin rectangles. The first is called Distributed Algorithm for Interference mitigation using Latin rectangles, namely, DAIL that allocates a single channel to a timeslot combination to each sensor to diminish inter-WBAN interference and to yield better schedules of the medium access within each WBAN. The second is called Channel Hopping for Interference Mitigation, namely, CHIM, which generates a predictable interference free transmission schedule for all sensors within a WBAN. CHIM applies the channel switching only when a sensor experiences interference to save the power resource. Furthermore, we present an analytical model that derives bounds on collision probability and throughput for sensors transmissions. (...)

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

29

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

Full text

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.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

30

Darche, Davy. "Architecture de coopération de réseaux sans fil." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00126535.

Full text

Abstract:

Ce travail de thèse aborde les problématiques de coopération de réseaux hétérogènes et de leurs exploitations par un terminal multi-interfaces en situation de mobilité. Le phénomène de convergence des services vers un support unique place le protocole IP comme moyen de communication universel pour le transport de l'information. Cependant, le modèle TCP/IP actuel ne permet pas d'exploiter simultanément, et efficacement, les différentes connexions radio (UMTS, 802.11, DVB) potentiellement disponibles auprès d'un terminal.
Nous avons réalisé un état de l'art, mettant en exergue les insuffisances des solutions actuelles, et nous permettant de définir les modes de coopération de
réseaux. Nous proposons ici une nouvelle architecture protocolaire reposant sur les protocoles IPv6 et SCTP, et intégrant une entité de gestion des différents réseaux afin d'obtenir une coopération de réseaux optimisée pour un service donné. A travers une expérimentation et diverses simulations, nous avons pu évaluer, par partie, les performances du modèle proposé.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

31

Bekkaoui, Otmane. "Réseaux de capteurs d'hydrogène passifs sans fil." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2013. http://depot-e.uqtr.ca/6139/1/030426241.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

32

Le, Ngoc Khuyen. "Homologie simpliciale appliquée aux réseaux sans fil." Thesis, Paris, ENST, 2016. http://www.theses.fr/2016ENST0039/document.

Full text

Abstract:

Homologie simpliciale est un outil très efficace pour accéder à des informations importantes sur la topologie des réseaux sans fil, tels que : la couverture et la connectivité. Dans cette thèse, nous modélisons le réseau sans fil comme un déploiement aléatoire des cellules. Tout d’abord, nous introduisons un algorithme pour construire le complexe de Cech, qui décrit exactement la topologie du réseau. Ensuite, ˇ le complexe de Cech est utilisé dans des applications avancées. La première application est d’économiser ˇ l’énergie de transmission pour les réseaux sans fil. Cette application non seulement maximise la couverture de le réseau, mais réduit également la puissance de transmission. En même temps, la couverture et la puissance de transmission sont optimisées. La deuxième application est pour équilibrer la charge de trafic dans les réseaux sans fil. Cette application contrôle la puissance de transmission de chaque cellule dans le réseau, toujours sous contrainte de couverture. Avec la puissance d’émission contrôlée, les utilisateurs sont redirigés vers des cellules de charge plus faibles. Par conséquent, la charge du trafic est répartie entre lesdifférentes cellules
Simplicial homology is a useful tool to access important information about the topology of wireless networks such as : coverage and connectivity. In this thesis, we model the wireless network as a random deployment of cells. Firstly, we introduce an algorithm to construct the Cech complex, which describes exactly the topology of the network. Then, the Cech complex is used in further applications. The first application is to save transmission power for wireless networks. This application not only maximizes the coverage of the network but also minimizes its transmission power. At the same time, the coverage and the transmission power are optimized. The second application is to balance the traffic load in wireless networks. This application controls the transmission power of each cell in the network, always under the coverage constraint. With the controlled transmission power, the users are redirected to connect to the lower traffic load cells. Consequentially, the balanced traffic load is obtained for the network

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

33

Le, Ngoc Khuyen. "Homologie simpliciale appliquée aux réseaux sans fil." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2016. http://www.theses.fr/2016ENST0039.

Full text

Abstract:

Homologie simpliciale est un outil très efficace pour accéder à des informations importantes sur la topologie des réseaux sans fil, tels que : la couverture et la connectivité. Dans cette thèse, nous modélisons le réseau sans fil comme un déploiement aléatoire des cellules. Tout d’abord, nous introduisons un algorithme pour construire le complexe de Cech, qui décrit exactement la topologie du réseau. Ensuite, ˇ le complexe de Cech est utilisé dans des applications avancées. La première application est d’économiser ˇ l’énergie de transmission pour les réseaux sans fil. Cette application non seulement maximise la couverture de le réseau, mais réduit également la puissance de transmission. En même temps, la couverture et la puissance de transmission sont optimisées. La deuxième application est pour équilibrer la charge de trafic dans les réseaux sans fil. Cette application contrôle la puissance de transmission de chaque cellule dans le réseau, toujours sous contrainte de couverture. Avec la puissance d’émission contrôlée, les utilisateurs sont redirigés vers des cellules de charge plus faibles. Par conséquent, la charge du trafic est répartie entre lesdifférentes cellules
Simplicial homology is a useful tool to access important information about the topology of wireless networks such as : coverage and connectivity. In this thesis, we model the wireless network as a random deployment of cells. Firstly, we introduce an algorithm to construct the Cech complex, which describes exactly the topology of the network. Then, the Cech complex is used in further applications. The first application is to save transmission power for wireless networks. This application not only maximizes the coverage of the network but also minimizes its transmission power. At the same time, the coverage and the transmission power are optimized. The second application is to balance the traffic load in wireless networks. This application controls the transmission power of each cell in the network, always under the coverage constraint. With the controlled transmission power, the users are redirected to connect to the lower traffic load cells. Consequentially, the balanced traffic load is obtained for the network

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

34

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

Full text

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

35

Malik, Salman. "Evaluation et Optimisation des Réseaux Sans Fil Denses." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719083.

Full text

Abstract:

L'objectif principal de cette thèse est d'analyser la performance des réseaux sans fil selon divers scénarios: réseaux fixes, réseaux mobiles, réseaux mono-saut, et réseaux multi-sauts. Dans les deux premières parties de cette thèse, nous nous focalisons sur le placement géométrique des émetteurs simultanés dans le réseau. Dans la première partie, par l'intermédiaire d'une méthode d'accès au médium, nous étudions l'impact de l'emplacement des émetteurs sur la performance du réseau sans fil mono-saut. Nous établissons une structure générale et nous étudions l'emplacement des émetteurs dans le réseau. Ensuite, on compare ces résultats aux résultats obtenus à l'aide d'un par processus ponctuels aléatoires tels que le processus ponctuel de Poisson, ALOHA, le coloriage des nœuds et CSMA. Notre analyse nous permet d'évaluer les gains en performance d'une méthode d'accès au médium efficace qui serait nécessaire pour mettre en œuvre le déploiement optimal des émetteurs. Par exemple, nous montrons que la capacité garantie par une méthode d'accès très complexe est au plus deux fois la capacité d'un contrôle d'accès avec une faible complexité comme ALOHA. Plus tard, nous utilisons des méthodes analytiques pour évaluer les heuristiques pour l'optimisation de la capacité et de la couverture d'un réseau cellulaire existant de façon optimale via l'ajout de stations de base supplémentaires. Dans la deuxième partie, nous étendons notre analyse à un réseau sans fil multi-sauts où nous évaluons la portée de transmission optimale et la capacité du réseau avec différentes méthodes d'accès au médium. Nos analyses dans les deux premières parties de cette thèse nous permettent d'avoir des perspectives par rapport aux limites théoriques de la performance d'une méthode optimisée d'accès au médium pour les réseaux sans fil mono-saut et multi-sauts. Dans la dernière partie, nous concentrons nos efforts sur l'étude du compromi entre les délais et la capacité dans le réseau mobile sans fil. Nous proposons un routage géographique et nous étudions ses propriétés de passage l'échelle. En se basant sur un modèle de mobilité réaliste et des informations disponibles au niveau des nœuds mobiles, notre méthode de routage permet d'obtenir des délais qui sont bornés par une constante lorsque la capacité du réseau augmente de façon quasi-linéaire et quand le nombre de nœuds dans le réseau augmente et tend vers l'infini.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

36

Weis, Frédéric. "Exploitation d'approches système dans les réseaux sans fil." Habilitation à diriger des recherches, Université Rennes 1, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00790484.

Full text

Abstract:

Les travaux présentés s'inscrivent dans le cadre des systèmes mobiles et distribués, et s'intéressent tout particulièrement aux perspectives offertes par les réseaux locaux sans fil. A l'opposé de la complexité de déploiement d'une infrastructure cellulaire étendue, les interactions sans fil courte portée peuvent être utilisées de manière très simple, sans infrastructure. Ainsi, elles permettent à des calculateurs proches d'échanger automatiquement des informations. Nous proposons des supports système prenant en compte la volatilité des communications sans fil, et permettant de développer des applications tirant spontanément parti de la proximité physique des noeuds mobiles. Ces travaux sont ensuite étendus dans le cadre d'autres familles de réseaux sans fil. Ainsi, nous nous intéressons aux réseaux à couverture discontinue. La technologie support est la même que celle de notre première étude. Simplement, les communications entre les noeuds mobiles ne sont plus directes, mais passent par une borne fixe. Cette borne définit une bulle radio de taille limitée. C'est l'interconnexion de ces bulles, sans souci de continuité de la couverture radio, qui permet d'envisager un réseau étendu et simple à déployer. Dans ce cadre, les mécanismes système étudiés permettent de masquer l'intermittence de la connectivité, et autorisent le support d'applications exploitant les flux montants et descendants dans le réseau. Enfin, dans une dernière partie, nous abordons le problème du couplage système de deux architectures sans fil hétérogènes. Un tel couplage présente des objectifs comparables à ceux des réseaux à couverture discontinue : offrir des nouveaux services sur une couverture large, à des densités importantes d'utilisateurs mobiles. Ces travaux débouchent sur la définition de mécanismes permettant de coupler au sein d'un même service des propriétés fonctionnelles des deux infrastructures sans fil.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

37

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

Full text

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.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

38

Mezni, Anis. "Ordonnancement des réseaux de capteurs sans fil embarqués." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI030.

Full text

Abstract:

Les réseaux de capteurs sans fil ont attiré beaucoup d’activités de recherche et développement au cours de la dernière décennie. Pourtant, leur utilisation est restreinte, à ce jour, à la surveillance et l’acheminement des informations détectées. Cette thèse vise à introduire un nouvel aspect intéressant de point de vue fonctionnel. Partant d’une exigence spécifiée initialement, mettre en oeuvre une synergie à plusieurs niveaux entre un ensemble des noeuds, tout en se basant sur une interaction adéquate. Ceci est réalisé par la génération automatique de code (correct par construction) et sa distribution par la suite en s’appuyant sur la théorie de contrôle par supervision. La synthèse de contrôleurs discrets SCD est une application de ce cadre théorique. Dans ce manuscrit, nous montrons comment la technique de la SCD peut être utilisée dans le domaine de réseaux de capteurs sans fil. Ainsi son potentiel se décline à deux niveaux. L’ordonnancement intra-cluster (groupe redondant de capteurs) avec des spécifications exprimant l’exclusion mutuelle lors de l’activation d’un capteur au sein d’un cluster, essentielle pour économiser l’énergie du réseau ainsi que la génération automatique d’un algorithme de routage optimal et multicritères pour les réseaux de capteurs. Spécifiquement, un chemin optimal devrait avoir à la fois une longueur minimale en termes de distance tout en évitant des chemins composés de noeuds dits « maillons faibles » (ayant un niveau d’énergie plus bas que la majorité). Les outils formels cités s’appuient sur une démarche de modélisation basée sur des machines à états finis communicantes. Les verrous scientifiques sont liés à la nature d’un réseau de capteurs ainsi qu’à sa taille. La SCD génère des contrôleurs monobloc, alors qu’au sein d’un réseau de capteurs le traitement est essentiellement distribué. La problématique est celle de la distribution d’un contrôleur global, qui se présente sous forme d’une contrainte logique exprimée sur l’état global du réseau, sur chacun des noeuds du réseau, en ajoutant la synchronisation nécessaire pour garantir un fonctionnement distribué équivalent au contrôleur initialement généré
Wireless Sensor networks are attracted many activities of research and development during the last decade. Yet, the distributed behavior of a WSN remains centered on two main objectives: sensing and routing. This thesis advocates the introduction of an additional feature, which can be considered interesting from a functional point of view and potentially from the power consumption one: starting from a designer-specified requirement, implement a multiple level synergy between (groups of) nodes, based on adequate interaction. This is achieved by automatic generation and distribution of correct-by-construction code, relying on the Supervisory Control Theory. The Discrete Controller Synthesis (DCS) technique is an application of this theoretic framework. In this thesis, we show how DCS can be used for WSN. Thus, its potential is at two levels. The intra-cluster scheduling of a redundant group of sensors with specifications expressing the mutual exclusion during the activation of a sensor within a cluster, essential to save the energy within the network and then a multicriteria automatic generation of an optimal routing functionality. Specifically, an optimal path should have both a minimal length and go through nodes having maximal residual energy. The cited formal tools lean on a modelling approach based on communicating finite state machines (CFSM). The scientific challenges are generally related to the nature of the WSN as well as to its size. The DCS can only generates a monoblock controllers, while the WSN’s behavior is essentially distributed. The issue is how to distribute a global controller, who appears in the form of a logical constraint expressed on the global state of the network, into local controllers while adding the necessary synchronization to guarantee a distributed functioning equivalent to the initially generated controller

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

39

Al, Hanbali Ahmad. "Évaluation des performances des réseaux sans-fil mobiles." Nice, 2006. http://www.theses.fr/2006NICE4058.

Full text

Abstract:

Cette thèse s'intéresse à l'impact de la mobilité sur les performances des réseaux ad hoc mobiles (MANETs en anglais). Elle comporte deux parties. La première partie de la thèse dresse un état-de-l'art du protocole TCP dans MANETs. La principale conclusion est que la mobilité dégrade les performances de TCP, à cause de problèmes de routage et de partitions du réseau qu'elle occasionne. Partant de ce constat, dans la deuxième partie de la thèse nous proposons et analysons des schémas de transmission qui s'appuient sur la mobilité. Plus précisément, chaque noeud peut servir de relais en l'absence de route directe entre la source et la destination. Nous nous sommes tout d'abord intéressés aux performances des nœuds relais (débit et taille moyenne des files) en utilisant le formalisme des files d'attente. Un des résultats principaux est que le débit des nœuds relais est minimisé quand les noeuds bougent selon des modèles de mouvements aléatoires qui ont une distribution stationnaire uniforme de position. Pour optimiser les performances du protocole de relais à deux sauts, particulièrement le délai de transmission, nous avons ensuite étudié le cas où un paquet peut avoir plusieurs copies dans le réseau, sous l'hypothèse où ces copies ont des durées de vie limitée. Les performances (délai, énergie consommée) ont été obtenues en utilisant le formalisme des chaînes de Markov absorbantes, ainsi que des modèles fluides. Nous avons appliqué nos résultats pour optimiser la consommation d'énergie en présence de contraintes sur les délais
This thesis deals with the mobility impact on the performance of mobile ad hoc network (MANET). It contains two parts. The first part surveys the TCP protocol over MANET. The main conclusion is that mobility degrades the TCP performance. Since it induces frequent route failures and extended network partitions. These implications were the motivation in the second part to introduce and evaluate new transmission schemes that rely on the mobility to improve the capacity of MANET. More precisely, in the absence of a direct route between two nodes the rest of the nodes in the network can serve as the relay nodes. In the beginning, the focus was on the performance of the relay nodes (throughput and relay buffer size) using a detailed queueing analysis. One of the main results was that random mobility models that have uniform stationary distribution of nodes location achieve the lowest throughput of relaying. Next, in order to optimize the performance of the two-hop relay protocol, especially the delivery delay of packets, we evaluated the multicopy extension under the assumption that the lifetime of the packets is limited. The performance results (delivery delay, round trip time, consumed energy) were derived using the theory of absorbing Markov chains and the fluid approximations. These results were exploited to optimize the total energy consumed subject to a constraint on the delivery delay

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

40

Combes, Richard. "Mécanismes auto-organisants dans les réseaux sans fil." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066028.

Full text

Abstract:

Dans cette thèse on étudie la mise au point, la modélisation et la performance de mécanismes (dits auto-organisants) pour gérer les réseaux sans fils de façon autonome. Le contexte technologique est rappelé, et les outils mathématiques nécessaires sont introduits succinctement: théorie des files d'attente, processus ponctuels, théorie de l'information, approximation stochastique, processus de décision markoviens et apprentissage par renforcement. Dans une première partie, on s'intéresse à l'évaluation de performance des ordonnanceurs opportunistes, et à leur utilisation pour l'optimisation capacité/couverture. Les phénomènes de la couche physique tels que l'évanouissement rapide du canal, les interférences, la structure du récepteur et les schémas de modulation et codage pratiques sont pris en compte. Dans la deuxième partie, un mécanisme d'équilibrage de charge automatique prenant en compte les arrivées et départs des utilisateurs est présenté. Pour un trafic stationnaire, sa convergence vers l'optimum est prouvée par une technique d'approximation stochastique. Pour un trafic non stationnaire, des expériences numériques suggèrent que la méthode est capable de s'adapter aux variations de trafic journalières. Dans une troisième partie, on s'intéresse aux réseaux avec relais. Une formule analytique simple basée sur la théorie des files d'attentes est proposée pour leur dimensionnement. La formule est valable pour le modèle de trafic le plus général (stationnaire ergodique). Le mécanisme d'équilibrage de charge est étendu pour prendre en compte les relais. Une méthode d'équilibrage de charge dynamique utilisant l'apprentissage par renforcement est étudiée
In this thesis we study the design, modeling and performance evaluation of mechanisms which can manage wireless networks autonomously (self-organizing mechanisms). We recall the technological context, and the required mathematical tools are introduced concisely: queuing theory, point processes, information theory, stochastic approximation, Markov decisions processes and reinforcement learning. In the first part, we study opportunistic scheduling. We are interested in their performance evaluation and their use to perform coverage-capacity optimization. Physical layer phenomena such as channel fading, interference, receiver structure and practical modulation and coding schemes are taken into account. In the second part, an algorithm for automatic load balancing is presented. The dynamical arrivals and departures of users are taken into account. For stationary traffic, the convergence of the mechanism to the optimal configuration is shown using stochastic approximation theorems. For non-stationary traffic, numerical experiments suggest that the mechanism is able to adapt itself to daily traffic patterns. In the third part, we study relay-enhanced networks. Based on a queuing analysis, a simple formula for network dimensioning is given. It is valid for the most general traffic model (stationary ergodic input). The load balancing mechanism is extended to relay-enhanced networks. A dynamical load balancing algorithm based on reinforcement is studied

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

41

Jacquot, Aurélien. "Supervision de réseaux d'objets intelligents communicants sans fil." Phd thesis, Clermont-Ferrand 2, 2010. http://www.theses.fr/2010CLF22019.

Full text

Abstract:

Les évolutions technologiques des dernières années ont premis de mettre en évidence un nouveau domaine de recherche : les Réseaux de Capteurs Sans Fil ( RCSFs). Les RCSFs sont basés sur des systèmes embarqués à fortes contraintes de ressources telles que l'énergie, la puissance de calcul et la mémoire. Leurs domaines d'application sont vastes allant notamment de la collecte de données environnementales à la surveillance d'infrastructures en passant par l'aide aux personnes. Une application type contient de quelques dizaines à plusieurs milliers de capteurs sans fil (noeuds). Le challenge que cette thèse se propose de relever est de fournir des méthodes simples et peu intrusives pour administrer ces réseaux. L'objectif est de répondre à ce besoin en minimisant l'impact sur le fonctionnement des noeuds ainsi que le coût énergétique. La solution proposée -LiveNode Non Invasive, Context aware, and Modular management (LiveNCM)- fournit des méthodes permettant de connaître l'état des noeuds et d'interagir avec eux en prenant en compte le contexte applicatif et en utilisant des estimateurs pour minimiser les échanges. Déployé sur une application de collecte de données environnementales, LiveNCm propose un outil de supervision basé sur une extesion du protocole SNMP. Les résultats obtenus notamment sur les gains énergétiques sont importants avec une autonomie du réseau augmentée de plus de 50% pour certaines grandeurs physiques observées dans un contexte spécifique. De plus, en minimisant les échanges dans le réseau, LiveNCM limite les collisions et les goulots d'étranglement qui peuvent apparaître sur le serveur de collecte des données et entre les noeuds

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

42

Untz, Vincent. "Les réseaux sans fil spontanés pour l'Internet Ambiant." Phd thesis, Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0182.

Full text

Abstract:

Cette thèse propose une nouvelle architecture d'interconnexion pour les réseaux de bordure spontanés. Un réseau de bordure spontané est composé de différents réseaux utilisant des technologies variées mais ne formant, pour l'utilisateur, qu'un unique réseau local et autonome. La démocratisation des technologies sans fil, et en particulier de 802. 11, a favorisé l'émergence de ce type de réseaux. Tranchant avec la philosophie d'IP dans laquelle tout paquet est indépendant, nous affirmons l'importance de la notion de connexion et le besoin de garantir le bon fonctionnement des connexions établies. Nous proposons à cette fin un niveau 2. 5 entre les couches MAC et IP, qui se traduit par l'utilisation de chemins MPLS pour le transport des données. Couplée avec un routage réactif, cette architecture orientée connexion au niveau 2. 5 offre de nombreux avantages. Une implémentation de notre proposition a été réalisée sous la forme d'un prototype, Lilith
This thesis proposes a new interconnection architecture for spontaneous edge networks. A spontaneous edge network is made of several networks based on various technologies, which appear like only one local and autonomous network to the user. The democratization of wireless technologies, and especially of 802. 11, has enabled the rise of such networks. While the IP philosophy states that all packets are independent, we stress the importance of the concept of connection and the need to maintain established connections. To this end, we propose a 2. 5 layer, between the MAC and IP layers, using MPLS paths to convey data. Coupled with a reactive routing, this connection-oriented architecture at the 2. 5 layer presents several benefits. Our proposal has been implemented in a prototype called Lilith

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

43

Jacquot, Aurélien. "Supervision de réseaux d'objets intelligents communicants sans fil." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719350.

Full text

Abstract:

Les évolutions technologiques des dernières années ont premis de mettre en évidence un nouveau domaine de recherche : les Réseaux de Capteurs Sans Fil ( RCSFs). Les RCSFs sont basés sur des systèmes embarqués à fortes contraintes de ressources telles que l'énergie, la puissance de calcul et la mémoire. Leurs domaines d'application sont vastes allant notamment de la collecte de données environnementales à la surveillance d'infrastructures en passant par l'aide aux personnes. Une application type contient de quelques dizaines à plusieurs milliers de capteurs sans fil (noeuds). Le challenge que cette thèse se propose de relever est de fournir des méthodes simples et peu intrusives pour administrer ces réseaux. L'objectif est de répondre à ce besoin en minimisant l'impact sur le fonctionnement des noeuds ainsi que le coût énergétique. La solution proposée -LiveNode Non Invasive, Context aware, and Modular management (LiveNCM)- fournit des méthodes permettant de connaître l'état des noeuds et d'interagir avec eux en prenant en compte le contexte applicatif et en utilisant des estimateurs pour minimiser les échanges. Déployé sur une application de collecte de données environnementales, LiveNCm propose un outil de supervision basé sur une extesion du protocole SNMP. Les résultats obtenus notamment sur les gains énergétiques sont importants avec une autonomie du réseau augmentée de plus de 50% pour certaines grandeurs physiques observées dans un contexte spécifique. De plus, en minimisant les échanges dans le réseau, LiveNCM limite les collisions et les goulots d'étranglement qui peuvent apparaître sur le serveur de collecte des données et entre les noeuds

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

44

Untz, Vincent. "Les réseaux sans fil spontanés pour l'Internet Ambiant." Phd thesis, Grenoble INPG, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00195037.

Full text

Abstract:

Cette thèse propose une nouvelle architecture d'interconnexion pour les réseaux de bordure spontanés. Un réseau de bordure spontané est composé de différents réseaux utilisant des technologies variées mais ne formant, pour l'utilisateur, qu'un unique réseau local et autonome. La démocratisation des technologies sans fil, et en particulier de 802.11, a favorisé l'émergence de ce type de réseaux. Tranchant avec la philosophie d'IP dans laquelle tout paquet est indépendant, nous affirmons l'importance de la notion de connexion et le besoin de garantir le bon fonctionnement des connexions établies. Nous proposons à cette fin un niveau 2.5 entre les couches MAC et IP, qui se traduit par l'utilisation de chemins MPLS pour le transport des données. Couplée avec un routage réactif, cette architecture orientée connexion au niveau 2.5 offre de nombreux avantages. Une implémentation de notre proposition a été réalisée sous la forme d'un prototype, Lilith.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

45

Bramas, Quentin. "Réseaux de capteurs sans fil efficaces en énergie." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066309/document.

Full text

Abstract:

Les réseaux de capteurs sans fil sont constitués de noeuds capteurs, capables de récolter des données, de les analyser et de les transmettre. Ces réseaux ont plusieurs applications, en fonction de la zone où ils sont déployés. Application militaire ou de sauvetage dans des zones pouvant être inaccessibles aux humains ; application sanitaire avec des capteurs déployés sur et dans le corps humain ; application de surveillance avec des capteurs sur les voitures d'un ville, ou les arbres d'une forêt. Les noeuds sont autonomes en énergie et il est primordial d'assurer leur longévité sans retarder la récolte des données. La tache principale réalisée par les réseaux de capteurs sans fils consiste à effectuer des mesures et à envoyer ces données jusqu'à un noeud coordinateur. Cette tache d'agrégation est effectuée régulièrement, ce qui en fait la plus consommatrice d'énergie. L'étude approfondie de la consommation d'énergie des capteurs, qui au centre de ma thèse, peut se traduire de différentes manières. Premièrement, nous avons étudié la complexité du problème de l'agrégation de données en utilisant un modèle simplifié pour représenter un réseau de capteurs sans fils. Secondement, nous nous sommes concentrés sur l'estimation de cette durée de vie. Nous présentons WiSeBat, un modèle de batterie et de consommation d'énergie optimisé pour les réseaux de capteurs, implémenté dans le simulateur WSNET. Après validation, nous l'utilisons pour comparer les performances des algorithmes de broadcast efficaces en énergie
A wireless sensor network is an ad-hoc network connecting small devices equipped with sensors. Such networks are self-organized and independent of any infrastructure. The deployment of a WSN is possible in areas inaccessible to humans, or for applications with a long lifetime requirement. Indeed, devices in a wireless sensor network are usually battery-powered, tolerate failure, and may use their own communication protocols, allowing them to optimize the energy consumption. The main application of WSNs it to sense the environment at different locations and aggregate all the data to a specific node that logs it and can send alerts if necessary. This task of data aggregation is performed regularly, making it the most energy consuming. As reducing the energy consumed by sensor is the leading challenge to ensure sustainable applications, we tackle in this thesis the problem of aggregating efficiently the data of the network. Then, we study lifetime evaluation techniques and apply it to benchmark existing energy-centric protocols

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

46

Bramas, Quentin. "Réseaux de capteurs sans fil efficaces en énergie." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066309.

Full text

Abstract:

Les réseaux de capteurs sans fil sont constitués de noeuds capteurs, capables de récolter des données, de les analyser et de les transmettre. Ces réseaux ont plusieurs applications, en fonction de la zone où ils sont déployés. Application militaire ou de sauvetage dans des zones pouvant être inaccessibles aux humains ; application sanitaire avec des capteurs déployés sur et dans le corps humain ; application de surveillance avec des capteurs sur les voitures d'un ville, ou les arbres d'une forêt. Les noeuds sont autonomes en énergie et il est primordial d'assurer leur longévité sans retarder la récolte des données. La tache principale réalisée par les réseaux de capteurs sans fils consiste à effectuer des mesures et à envoyer ces données jusqu'à un noeud coordinateur. Cette tache d'agrégation est effectuée régulièrement, ce qui en fait la plus consommatrice d'énergie. L'étude approfondie de la consommation d'énergie des capteurs, qui au centre de ma thèse, peut se traduire de différentes manières. Premièrement, nous avons étudié la complexité du problème de l'agrégation de données en utilisant un modèle simplifié pour représenter un réseau de capteurs sans fils. Secondement, nous nous sommes concentrés sur l'estimation de cette durée de vie. Nous présentons WiSeBat, un modèle de batterie et de consommation d'énergie optimisé pour les réseaux de capteurs, implémenté dans le simulateur WSNET. Après validation, nous l'utilisons pour comparer les performances des algorithmes de broadcast efficaces en énergie
A wireless sensor network is an ad-hoc network connecting small devices equipped with sensors. Such networks are self-organized and independent of any infrastructure. The deployment of a WSN is possible in areas inaccessible to humans, or for applications with a long lifetime requirement. Indeed, devices in a wireless sensor network are usually battery-powered, tolerate failure, and may use their own communication protocols, allowing them to optimize the energy consumption. The main application of WSNs it to sense the environment at different locations and aggregate all the data to a specific node that logs it and can send alerts if necessary. This task of data aggregation is performed regularly, making it the most energy consuming. As reducing the energy consumed by sensor is the leading challenge to ensure sustainable applications, we tackle in this thesis the problem of aggregating efficiently the data of the network. Then, we study lifetime evaluation techniques and apply it to benchmark existing energy-centric protocols

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

47

Mabrouki, Issam. "Marches aléatoires dans les réseaux de capteurs sans-fil." Télécom Bretagne, 2008. http://www.theses.fr/2008TELB0081.

Full text

Abstract:

Les réseaux de capteurs sans-fil sont constitués d'un grand nombre de nœuds assujettis à de sévères contraintes en termes d'énergie, de capacité de traitement et de communication. Dans ce contexte, afin de réduire la complexité, un des défis majeurs rencontrés dans ce type de réseaux est le calcul des routes et la mise en œuvre de schémas de routage efficaces tout en minimisant la quantité d'information utilisée sur l'état du système. Face à ces contraintes, les protocoles de routage traditionnels ne sont plus adéquats vue leur forte consommation d'énergie ainsi que leur complexité. Un nouveau paradigme de routage est alors nécessaire où la conservation d'énergie, et par conséquent la prolongation de la durée de vie du réseau, sont les facteurs clés dans le choix de nouvelles solutions de routage. De nombreux travaux ont proposé des techniques de routage aléatoires tirant profit du très grand nombre de nœuds capteurs ainsi que de leur forte densité. Ces techniques, basées sur la théorie de la marche aléatoire, considèrent le problème de routage comme étant un déplacement aléatoire d'un paquet de données d'un nœud à un autre. La décision de routage est alors localement prise sans maintien préalable d'information de routage ni contrôle de topologie. Ce qui permettrait de limiter la complexité du protocole de routage, de réduire la quantité d'information de contrôle requise et de résister aux pannes. Cependant, l'évaluation et l'analyse de performance de ces techniques sont effectuées le plus souvent d'une manière qualitative ou grâce à des simulations. A l'inverse, ce travail a pour objectif la mise en œuvre de méthodes analytiques exploitant les outils théoriques puissants déjà développés en physiques statistiques. Différents modèles de routage utilisés pour la collecte de données dans les réseaux de capteurs sans-fil ont été alors définis. Pour chaque modèle, nous avons calculé analytiquement les principaux métriques de performance en fonction des diffèrent paramètres du modèle. Dans certains cas, nous avons aussi réalisé des simulations pour valider les résultats analytiques.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

48

Benamrouche, Bilal. "Efficacité énergétique des architectures de communication sans fil IR-UWB pour les réseaux de capteurs sans fil." Thesis, Toulouse, INSA, 2018. http://www.theses.fr/2018ISAT0023/document.

Full text

Abstract:

Le sujet de thèse propose une nouvelle génération de réseaux de capteur sans fil base sur impulse radio ultra wide band (IR-UWB) reconfigurable suivant l'application souhaitée et à très basse consommation. La consommation énergétique d’un système de communication sans fil est la contrainte majeure pour le déploiement d’un réseau de capteurs sans fil autonome. Les travaux de recherche présente dans cette thèse ont menés au développement d’un émetteur-récepteur à très faible consommation d’énergie pour les réseaux de capteurs sans fil autonome pour des applications de structural Heath monitoring dans des domaines aéronautique. Une description est faite pour les différents types de technologie de communication sans fil pour la surveillance des structures (SHM). Nous avons détaillé la communication sans fil ultra large bande (UWB) en présentant la technique de communication sans fil UWB par impulsion avec les avantages qu’elle offre pour notre application. Une présentation est faite de l’architecture de l’émetteur-récepteur IR-UWB conçu en détaillant le design complet avec l’intégration de la solution proposée clock-gating pour un système à une grande efficacité énergétique avec une implémentation et validation d’un prototype sur une plateforme FPGA. Une description de la conception et la fabrication d’un système sur puce ASIC de notre design d’émetteur-récepteur IR-UWB avec la technologie CMOS 65nm de st microélectronique et les avantages qu’il offre que ça soit en terme d’efficacité énergétique ou de taille de système
This Ph.D. Subject proposes the design of a new generation of wireless sensor networks (WSN) based on impulse radio ultra-wide band (IR-UWB), reconfigurable upon the application, reliable and ultra-low power. Applications like structure health monitoring of aerospace structures or portable smart sensing systems for human protection can be targeted. These industrial applications impose very demanding specifications for the wireless communication protocol (in some cases, new services are needed like: localization, clock synchronization, real-time transmission, etc) on one side, and for the circuit design, on the other side, as the ultra-low power circuits are needed. Energy efficiency is the major driver in today development of the wireless sensor networks. We chose impulse radio ultra-wideband (IR-UWB) technique for our developments. IR-UWB is a very promising technique able to respond to the wireless communication protocol constraints and to energy efficiency constraints.! The objective of this Ph.D. will be to design an ultra-low power IR-UWB transceiver. IR-UWB signal processing techniques has to be study and innovator solution has to be proposed for the implementation of the IR-UWB transceiver. The first prototype will be developed on FPGA boards (and/or USRP boards) and the final IR-UWB transceiver will be an ASIC in CMOS technology. The design of an ultra-low power consumption of the CMOS transceiver will be a major concern. Modern ultra-low power circuit techniques from the nanometrics CMOS design kits will be used. MAC layer adapted to the demands of the application and working on IR-UWB physical layer will be also studied and designed. A microprocessor integration on the chip for power management of the different parts (sensor, communication, computing, energy harvesting) of the system can also be studied. This work will be based on the previous research results obtained in our team in the case of static WSN. This work will take plac! e in the highly stimulating and competitive environment of a E! uropean project

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

49

La, Chi-Anh. "Réplication de contenu dans les réseaux sans fil mobiles." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00545009.

Full text

Abstract:

La croissance des terminaux et des services de réseau mobile pose aujourd'hui une question sur la méthode de distribuer efficacement des données aux utilisateurs. Plusieurs applications de réseau ont besoin de télécharger des données afin de fournir des informations aux utilisateurs. En conséquence, l'explosion du trafic de données exercé par les clients qui cherchent des contenus en ligne provoque la saturation du réseau cellulaire des opérateurs mobiles. Similaire aux problèmes du réseau Internet, les utilisateurs mobiles ont désormais fait face à la congestion au niveau des passerelles de réseau. En raison de l'imprévisibilité de la mobilité humaine, les fournisseurs de services mobiles ne peuvent pas installer suffisamment des infrastructures pour leurs clients. La réplication de contenu dans ce contexte a été prouvée comme une bonne solution pour améliorer la performance et l'extensibilité du réseau. Dans cette thèse, nous abordons les problèmes de la réplication du contenu dans des réseaux hétérogènes mobiles. Nous étudions deux questions fondamentales: où et combien de répliques doivent être placées dans le système. Nous modélisons le problème à l'aide de la théorie de "facility location" et nous concevons un mécanisme distribué qui est capable de réduire la latence d'accès au contenu et d'éviter la congestion au niveau des passerelles mobiles. En outre, nous examinons les contraintes de ressources des équipements mobiles et proposons des mécanismes P2P pour transférer les répliques afin de parvenir l'équilibrage de charge parmi les utilisateurs. Nous évaluons nos mécanismes en utilisant des modèles de mobilité humaine. Enfin, pour résoudre le problème causé par les utilisateurs rationnels qui se comportent égoïstement lors de la réplication du contenu dans les réseaux hétérogènes mobiles, nous dérivons un modèle de coût et utilisons la théorie des jeux pour étudier les équilibres du système. Particulièrement, nous étudions le facteur de réplication dans un scénario "flash-crowd" avec de différents débits de réseau sans fil. A partir des résultats théoriques, nos futurs travaux sont d'élaborer des stratégies à mettre en œuvre dans les réseaux en pratique.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

50

Jaffrès-Runser, Katia. "Méthodologies pour la planification de réseaux locaux sans-fil." Phd thesis, INSA de Lyon, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00406342.

Full text

Abstract:

L'objectif du travail présenté dans cette thèse est de proposer une stratégie de planification automatique des réseaux locaux sans fil de type WiFi en environnement Indoor. Il s'agit de rechercher une ou plusieurs configurations des points d'accès (AP) au réseau garantissant une certaine qualité de service (QoS). La qualité d'une telle stratégie dépend en grande partie du modèle de prédiction de couverture radio utilisé. La première partie de ces travaux a donc été consacrée au développement et à la validation des prédictions de couverture radio du modèle Multi-Resolution Fourier Domain ParFlow (MR-FDPF). Une étape de calibration du modèle nous a permis de définir un paramétrage adéquat du modèle MR-FDPF pour des bâtiments standard, garantissant une erreur quadratique de moins de 5 dB.

La seconde partie se concentre sur le problème de planification wLAN. Des critères de couverture radio, de minimisation des interférences, d'optimisation de la bande passante et d'amélioration des services de localisation ont été proposés. Deux heuristiques de recherche basées sur une approche Tabou ont été développées : une heuristique mono-objectif et une heuristique multiobjectifs. Ces travaux ont mis en évidence les avantages d'une recherche multiobjectifs car elle permet d'obtenir plusieurs solutions appartenant au front de Pareto de l'espace des fonctions associées au problème traité. Chaque solution représente alors un compromis différent entre les critères du problème à résoudre. Le choix de la solution à déployer se fait à posteriori dans l'ensemble limité des \textit{bonnes} solutions.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

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

Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles