Letteratura scientifica selezionata sul tema "Réseau corporels sans fil"

La fin de l’année 2013 a été marquée par le lancement à grand bruit de la 4G, entendez le réseau de téléphonie mobile de 4 e génération, dont toutes les publicités vantaient la vitesse pour surfer, télécharger, regarder la télévision en haute définition, etc. Qu’est-ce donc que ce nouveau réseau qui suscite tant de concurrence entre opérateurs ?

Résumé Cette étude se penche sur l’image de l’araignée et le motif de l’empoisonnement par son ingestion dans le conte de l’Infanticide. Rédigé par le(s) compilateur(s) de la seconde Vie des Pères à partir de deux anecdotes des Vitae fratrum ordinis Praedicatorum, ce récit jouit d’un grand succès témoigné, entre autres, par quatre réécritures en prose sous la forme de miracles mariaux composées entre le XIVe et le XVe siècle. Deux lectures complémentaires de ces textes – en réseau et en diachronie – se révèlent utiles afin de comprendre le rôle des arachnides dans le bestiaire marial occidental aussi bien que l’évolution de leur symbolique au fil du temps. En plus de confirmer l’ambiguïté de ces bêtes qui, sans cacher leur caractère inquiétant, se font exécutrices du dessein divin, les résultats de nos analyses invitent à envisager davantage la fin du Moyen Âge comme une époque de transition vers la première modernité. Les changements concernant le traitement de la figure de l’araignée – qui dans la Vie des Pères incarne les péchés de l’héroïne du conte, mais qui est ensuite de plus en plus associée à son état de maladie mentale, voire à la mélancolie – en constitueraient un exemple.

En 1923, l’Union Académique Internationale (www.uai-iua.org) lançait le «Dictionnaire du Latin Médiéval» , pour remplacer le Glossarium Mediae et Infimae Latinitatis de Charles Du Cange (XVIIe siècle). Le «Nouveau Du Cange» devait être un dictionnaire scientifique moderne, historique et généraliste du latin de toute l’Europe des IXe-XIIe siècles. Pour le réaliser, un réseau européen de lexicographie médiolatine fut constitué. Un siècle plus tard, le projet a évolué : la consultation du Novum Glossarium et des dictionnaires nationaux de l’UAI, complémentaires, permet d’éviter en partie le recours aux dictionnaires de latin classique, sans remplacer entièrement l’ancien Glossarium de Du Cange. La rédaction du Novum Glossarium (IRHT-CNRS), qui doit rendre compte de plus de 10 000 références bibliographiques, est passée du «tout empirique» (dépouillement traditionnel au fil de l’eau) au «tout informatique » : à nouveau support, nouvelles méthodes, fondées sur l’exploitation des corpus textuels numérisés. Au delà de la numérisation rétrospective du Glossarium et des fascicules parus du Novum Glossarium, déjà réalisée, la perspective d’une publication électronique de la suite du dictionnaire se précise. L’Index scriptorum du Novum Glossarium, converti en SQL et en cours d’indexation, doit servir de base bibliographique. La révolution numérique en cours permet ainsi d’envisager un «Nouveau Nouveau Du Cange», dans le cadre des collaborations engagées autour de projets européens et nationaux, et d’aboutir à la concrétisation du rêve fondateur d’un dictionnaire universel du latin médiéval.

Dès la fin des années 90, certains secteurs psychiatriques ont développé une démarche pro-active envers un public particulier : personnes en grande précarité et exclusion ET présentant une souffrance psychique nécessitant des soins spécialisés en psychiatrie. Cesdispositifs préfiguraient ce que deviendront plus tard les Équipes Mobiles Psychiatrie Précarité (EMPP). Faire accéder ce public aux soins et aider à leur maintien dans les soins devenait le pivot de leur activité. Au fil des décennies ces actions se sont précisées et venues combler les difficultés du Secteur Psychiatrique quant à l’accès aux soins de ce public. Population L’acronyme « SDF » ne suffit plus à caractériser le public vers lequel se tourne les EMPP. En effet, peine supplémentaire, ces personnes doivent être porteuses de trouble psychique. Depuis une petite décennie ce public évolue, auquel viennent maintenant s’adjoindre les personnes migrantes, dont la souffrance psychique est apparue dans leur pays d’origine et/ou lors du parcours d’exil, voire même depuis leur arrivée sur le territoire national. Missions En premier, aller à la rencontre des « SDF », psychotiques ou pas, afin d’accompagner un parcours d’accès aux soins ou un retour aux soins psychiatriques. Parallèlement, auprès des acteurs de première ligne, il s’agit de faciliter les liens avec les structures sociales ou médico-sociales venant appuyer, compléter, soutenir le projet de soin. Toujours auprès de ces acteurs, la mission des EMPP est d’intervenir en appui et en soutien aux structures d’accueil et d’hébergement. Fonctionnement Les EMPP sont des équipes pluridisciplinaires composées de psychiatres, infirmiers, assistants de service social, psychologues… Une fois la personne en souffrance psychique signalée à l’équipe par les acteurs de première ligne, une visite à domicile pour sans domicile s’organise au plus près du patient (en rue, centre d’hébergement, accueil de jour…). Cette démarche d’aller vers permet une première rencontre, puis d’autres, afin d’évaluer la situation médicale, psychiatrique et sociale de la personne concernée et de la faire accéder aux soins les plus adaptés à son état. Les actions des EMPP s’effectuent aussi auprès des acteurs de première ligne visent à sensibiliser, informer et former à la souffrance psychique, à la psychiatrie en précarité. Des analyses de pratique et autres échanges d’appui et de soutien viennent compléter ces actions aidantes. Travail en réseau Le réseau avec lequel travaillent les EMPP est particulièrement étendu dans la mesure où il concerne tous les acteurs de la Cité, des Communes, des Communautés de Communes, du territoire couvert par l’EMPP concernée. De fait, cela implique les Conseils Locaux de Santé Mentale (CLSM), les réseaux solidarité, les membres des veilles sociales, les coordinations de maraudes, d’une façon générale tous les acteurs de première ligne, tous les accueillants des structures, et bien sûr tous les Secteurs de psychiatrie. Dans les petites communes les partenaires se rencontrent assez facilement, mais cela s’avère plus complexe lorsque les territoires sont très étendus ou dans les mégapôles où le nombre de partenaires varie au gré des mouvements des structures d’accueil et d’hébergement. Nombre, durée et lieux d’intervention Les EMPP n’ont pas vocation à augmenter en permanence leur file active mais représentent parfois pour les plus démunis une première rencontre et doivent plutôt assurer une noria, avec un accès aux soins de relais dans les structures de droit commun et, une fois allégées de ces missions, aller à la rencontre d’autres personnes. Chaque équivalent temps plein (ETP) de professionnel accompagne entre 50 et 80 personnes par an. L’activité est donc ETP dépendante. La durée est celle suffisante à l’accompagnement vers ces structures, parfois quelques heures, parfois quelques années… En principe les lieux d’intervention sont représentés par tout lieu de vie ne correspondant pas à un habitat personnel (rues, parcs, jardins, bois et forêts, squats, lieux d’accueils et d’hébergements, etc.). Tout lieu où le secteur de psychiatrie ne se déploie pas. Conclusion Le maillon faible du Secteur psychiatrique est le soin aux plus démunis. Les EMPP tentent de combler ce manque. Les disparités géo-populationnelles entraînent une grande variabilité des acteurs et des actions. La force des EMPP réside dans leur souplesse, adaptabilité et proactivité.

Le vieillissement de la population mondiale conduit à une augmentation des maladies liées à la vieillesse, aggravant la fragilité et donc réduisant l’autonomie des personnes âgées. Les réseaux de capteurs corporels sans fil font partie des solutions étudiées depuis plusieurs années pour surveiller et ainsi prévenir la santé des personnes âgées. La plupart des dispositifs existants proposent des communications sans fil basées sur des technologies radio fréquences (RF). Cependant les interférences électromagnétiques et les risques pour la santé des ondes radio constituent un frein au déploiement. Ainsi, une alternative originale dans ce contexte est l'utilisation des technologies de communication optique sans fil.L’équipe Sycomor du laboratoire XLIM travaille depuis plusieurs années sur cette technologie, en particulier la modélisation du canal et l’évaluation des performances pour les réseaux de capteurs corporels et collabore sur le sujet avec le laboratoire HAVAE de l’Université de Limoges, le CHU de Limoges, La Fondation partenariale de l’université et le centre de transfert de technologie CISTEME sur différents volets applicatifs. Parmi les applications, on retrouve les environnements où les ondes radios sont à limiter, principalement pour des raisons de santé ou de sécurité des informations transmises. Les ondes radios sont déconseillées pour les nourrissons et peuvent poser des problèmes de compatibilité et d’interférence pour des personnes portant des dispositifs électroniques implantés. Ainsi, les travaux menés par l’équipe portent aussi bien sur la surveillance du jeune enfant que sur celle de la personne âgée ou fragile.

Abstract: This paper explores three Canadian wireless network projects that demonstrate that Wi-Fi technologies, like landline telephones, radio, and hydro, can be used to bring services to local communities. It is our position that despite the strengths and weaknesses of Fredericton’s eZone, Montréal’s Île Sans Fil, and the Lac Seul network in Northern Ontario, these three highlighted Wi-Fi networks demonstrate that a public information utilities model is still a useful lens through which to understand the development and implementation of telecommunications in Canada. Through our case studies, we have observed that in order for municipally based and community Wi-Fi networks to successfully take root in a community, it is advantageous to build on existing technological infrastructure. Moreover, municipal and community needs must be considered in the project. Finally, a cohort of interested advocates from the region is needed. Résumé : Cet article explore trois projets canadiens de réseau sans fil qui démontrent qu’on peut utiliser les technologies Wi-Fi à la manière du téléphone traditionnel, de la radio ou du système hydraulique pour servir les communautés. Selon nous, les réseaux Wi-Fi eZone de Frédéricton, Île sans fil de Montréal et Lac Seul du nord de l’Ontario, quels que soient leurs qualités et défauts, démontrent que le modèle d’un service d’information au public demeure utile pour comprendre le développement et l’établissement des télécommunications au Canada. Au moyen de nos études de cas, nous avons remarqué qu’il est avantageux de se fonder sur l’infrastructure technologique existante pour établir avec succès des réseaux Wi-Fi municipaux et communautaires. Par surcroît, il faut tenir compte des besoins municipaux et communautaires dans un projet. En outre, il est nécessaire d’avoir une cohorte de défenseurs provenant de la région impliquée.

International audience Dans cet article, nous menons une étude complète visant à proposer trois stratégies de routage, intégrant différents niveau d’agrégation, afin d’acheminer les données collectées dans les Réseaux de Capteurs Sans Fil (RCSF) structurés en clusters auto-stabilisants. Ces trois scénarios sont : (i) le Routage Sans Agrégation (RSA), (ii) le Routage avec Agrégation Partielle (RAP) et (iii) le Routage avec agrégation Totale (RAT). Ces derniers se fondent sur un schéma de clustering autostabilisant où est intégré un système d’agents coopératifs. Nous validons ces trois scénarios par simulation sous OMNeT++ en évaluant et comparant leurs performances en termes de délai de bout en bout, de consommation énergétique et de durée de vie du réseau. Les résultats de simulation montrent que le RSA minimise les délais de communication, le RAP réduit la consommation énergétique et le RAT prolonge la durée de vie des cluster-heads

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

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.

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.

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

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
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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

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

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

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

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

L’Internet des Objets permet de connecter des équipements aux capacités de traitement réduites au réseau, en utilisant des liens de communications sans-fil. Ces technologies sont particulièrement intéressantes pour améliorer le contrôle et le suivi des processus industriels. Dans ce chapitre, nous décrivons les techniques de l’état de l’art pour gérer la topologie, et l’accès au medium, dans un tel réseau.

La e-santé, une des applications IoT, permet l’amélioration de la vie quotidienne des patients. Elle a été propulsée grâce aux différentes capacités de collecte, analyse, transmission et stockage de données médicales. Dans ce chapitre, nous nous intéressons à l’utilisation des techniques d’intelligence artificielle pour sécuriser une des principales composantes des systèmes e-santé, à savoir le réseau de capteurs médicaux sans fil.