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Soutenances de thèses

 

 

Contribution aux architectures protocolaires pour un système de localisation dans un réseau de capteurs sans fils basé sur une couche physique 802.15.4a UWB

Nezo Ibrahim FOFANA - Equipe IRT - IRIT

Jeudi 6 Juillet 2017, 10h00
IUT de Blagnac, Amphi 1
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Jury

M. Gérard CHALHOUB, Maître de conférences, Université Clermond-Ferrand 1 Auvergne, rapporteur
M. Adil SAYOUTI, Professeur des universités, École royale navale, rapporteur
Mme Rejane DALCE, Maître de conférences, ISIS Castres, membre du jury
M. Philippe FRAISSE, Professeur des universités,Université Montpellier 2 Sciences et Technique, membre du jury
M. Thierry VAL, Professeur des universités, Université Toulouse Jean Jaurès, directeur
M. Adrien VAN DEN BOSSCHE, Maître de conférences, Université Toulouse Jean Jaurès, co-directeur

Mots clés

Réseaux de capteurs sans fil ; Localisation ; Mesure de distance ; Temps de vol ; Hyper étalement de spectre ; Evaluation de performances ; Protocoles ; Prototypage

Résumé

Les réseaux de capteurs sans fil ont connu depuis quelques années un intérêt majeur dans tous les domaines d'activités. Une des informations attendue est la localisation des nœuds capteurs ; pourtant, compte-tenu des contraintes imposées aux capteurs en termes d'encombrement et d'énergie, il est peu envisageable d'équiper le capteur d'équipements spécifiques dédié à la localisation comme un récepteur GPS. Dès lors, localiser le capteur en exploitant le signal de communication est une option intéressante. A l'inverse des techniques Range-Free exploitant des hypothèses de connectivité du réseau, les techniques généralement connues pour atteindre une bonne précision de localisation par la radio sont de type Range-Based, et se basent, dans notre cas, sur la mesure du temps de vol du signal radio UWB. Nos contributions portent alors sur le choix d'une couche physique performante, sur la mise en place d'outils favorisant une bonne précision temporelle dans les échanges radio, et l'élaboration d'un protocole original d'évaluation de la distance. Les travaux présentés dans ce manuscrit visent donc à aborder la problématique générale de la localisation d'intérieur dans les réseaux de capteurs sans fil, et en particulier la fonctionnalité de ranging qui est le mécanisme d'évaluation de la distance entre les nœuds. Dans un premier temps, nous implémentons puis évaluons les protocoles de référence rencontrés dans la littérature. Nous identifions et corrigeons par la suite, les erreurs susceptibles de biaiser la métrique du temps de vol. Nous proposons alors le protocole 2M-TWR (2 Messages ¯ Two Way Ranging) comme une amélioration du protocole de référence TWR. Enfin, nous proposons et implémentons le protocole BB-TWR (Beacon Based ¯TWR), qui permet d'effectuer le ranging, de manière séquentielle et non séquentielle, en incluant les informations temporelles nécessaires dans tout trafic natif diffusé existant. Les preuves de concept ont été prototypées et évaluées sur un banc de test réel.

 

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