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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 succèsavéré et toujours montant des communications sans fil, ont tout naturellement donnénaissance à un nouveau type de réseaux sans fil, communément appelés les Body AreaNetworks (BAN). A terme, ces réseaux corporels sans fil permettront à un ensemble desenseurs biomédicaux répartis sur le corps humain de communiquer, entre eux ou avec lemonde extérieur, soit pour échanger des informations en vue du traitement en temps réel dupatient, soit pour enregistrer des données physiologiques et/ou contextuelles en vue d'uneanalyse ultérieure. Néanmoins, avant que ces réseaux puissent être implémentés à largeéchelle, de nombreuses percées technologiques sont encore nécessaires. Le problème le plusardu est certainement celui de la consommation d'énergie. Celle-ci devant être minimale auniveau des senseurs, c'est sur le centre névralgique du réseau, la station de base, que va sereporter toute la complexité des transmissions.En réponse à cette contrainte énergétique, notre projet de thèse envisage l'utilisation de deuxtechnologiques émergentes :- L'ultra-wideband (UWB): elle est une technique de transmission où l'énergie radio estétalée 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 avecd'autres systèmes présents, l'immunité aux évanouissements et une résolutiontemporelle fine.' Les systèmes multiple-input multiple-output (MIMO) ; ils tirent parti de l'utilisation deplusieurs antennes `a l'émetteur et au récepteur pour accroître la qualité destransmissions et/ou pour obtenir des communications simultanées entre dispositifsd'un réseau. En pratique, seule la station de base est équipée d'antennes, définissantun nouveau réseau baptisé multiple-sensor MIMO BAN. [A new kind of wireless personal and body-centric network has emerged for a few years. It iscomposed of several sensors placed on the human body and measuring vital information. Thisinformation 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 areforeseen, e.g. patient monitoring, where the user is no longer restricted to one specific place and can betaken care of remotely.In this work, multi-sensor MIMO (MS-MIMO) Ultra-wideband (UWB) systems areinvestigated. Each sensor consists of one antenna while the central device (where most of thecomputational complexity is located) uses an antenna array. Using MIMO techniques, it is possible toperform beamforming, multi-hops relays or to improve the capacity of the transmission. UWB systemsare characterized by a bandwidth ranging from 3.1 to 10.6 GHz, leading to several advantages such aslow interference to and from other systems, low sensibility to fading and accurate position locatingdue to the fine time resolution.Yet, the development of efficient space-time algorithms requires a full UWB MS-MIMOchannel characterization, with a special attention to the spatial domain.]



responsable


Philippe DE DONCKER


équipe


Stéphane VAN ROY


disciplines et mots clés déclarés


Technologie des télécommunications [télécommunications] Technologie des télécommunications [transmission] Technologies de l'information et de la communication (TIC)

codage spatio-temporel modélisation du canal multi-antennes réseaux corporels sans fil transmission ultra-large bande