Stéphane VAN ROY

Etude des réseaux sans fil corporels à ultra-large bande [Etude des réseaux sans fil corporels à ultra-large bande]
Les réseaux sans fil corporels sont des réseaux placés à même le corps de l'utilisateur ou intégrés à ses vêtements dans le but de transmettre soit des informations bio-médicales, soit des contenus multi-médias. Nous avons mis en évidence que les transmissions se déroulaient autour du corps humain grâce à des ondes corporelles qui restent « attachées » au corps. Un premier but sera d'étudier expérimentalement le canal de communication sans fil autour du corps, soit dans le cadre des technologies classiques, soit dans le cadre des transmissions par impulsions ultra-courtes appelées Ultra-Wideband (UWB). Nous développerons ensuite des algorithmes de codage et de modulation adaptés aux caractéristiques du canal. Nous nous intéresserons à la fois aux communications entre dispositifs localisés sur le corps, et aux communications entre un dispositif placé sur le corps et un autre placé dans le voisinage proche.

Etude spatio-temporelle ultra-large bande du canal de transmission et des algorithmes de communication pour réseaux corporels sans fil [Ultra-wideband spatio-temporal study of the transmission channel and communication algorithms for body area networks]
Les avancées technologiques en électronique de ces dernières années, combinées au succès avéré et toujours montant des communications sans fil, ont tout naturellement donné naissance à un nouveau type de réseaux sans fil, communément appelés les Body Area Networks (BAN). A terme, ces réseaux corporels sans fil permettront à un ensemble de senseurs biomédicaux répartis sur le corps humain de communiquer, entre eux ou avec le monde extérieur, soit pour échanger des informations en vue du traitement en temps réel du patient, soit pour enregistrer des données physiologiques et/ou contextuelles en vue d'une analyse ultérieure. Néanmoins, avant que ces réseaux puissent être implémentés à large échelle, de nombreuses percées technologiques sont encore nécessaires. Le problème le plus ardu est certainement celui de la consommation d'énergie. Celle-ci devant être minimale au niveau des senseurs, c'est sur le centre névralgique du réseau, la station de base, que va se reporter toute la complexité des transmissions. En réponse à cette contrainte énergétique, notre projet de thèse envisage l'utilisation de deux technologiques émergentes : - L'ultra-wideband (UWB): elle est une technique de transmission où l'énergie radio est étalée sur une large plage de fréquences avec une faible densité spectrale de puissance. Ses avantages sont nombreux, incluant en autres, la possibilité de co-existence avec d'autres systèmes présents, l'immunité aux évanouissements et une résolution temporelle fine. ' Les systèmes multiple-input multiple-output (MIMO) ; ils tirent parti de l'utilisation de plusieurs antennes `a l'émetteur et au récepteur pour accroître la qualité des transmissions et/ou pour obtenir des communications simultanées entre dispositifs d'un réseau. En pratique, seule la station de base est équipée d'antennes, définissant un nouveau réseau baptisé multiple-sensor MIMO BAN. [A new kind of wireless personal and body-centric network has emerged for a few years. It is composed of several sensors placed on the human body and measuring vital information. This information is then carried out towards a central body-worn device, such as a personal digital assistant (PDA). This wireless network is known as a Body Area Network (BAN). Several applications are foreseen, e.g. patient monitoring, where the user is no longer restricted to one specific place and can be taken care of remotely. In this work, multi-sensor MIMO (MS-MIMO) Ultra-wideband (UWB) systems are investigated. Each sensor consists of one antenna while the central device (where most of the computational complexity is located) uses an antenna array. Using MIMO techniques, it is possible to perform beamforming, multi-hops relays or to improve the capacity of the transmission. UWB systems are characterized by a bandwidth ranging from 3.1 to 10.6 GHz, leading to several advantages such as low interference to and from other systems, low sensibility to fading and accurate position locating due to the fine time resolution. Yet, the development of efficient space-time algorithms requires a full UWB MS-MIMO channel characterization, with a special attention to the spatial domain.]