Contribution à la simulation déterministe du canal Body area network dans le contexte de la navigation du groupe et analyse du mouvement du corps

Contribution to deterministic simulation of Body area network channels in the context of group navigation and body motion analysis

• Auteur / Autrice : Meriem Mhedhbi
• Direction : Bernard Uguen, Stéphane Avrillon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et télécommunications
• Date : Soutenance le 02/10/2015
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : PRES : Université européenne de Bretagne (2007-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Électronique et de Télécommunications (Rennes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux corporels sans fils

Signaux déterministes

Mots clés libres

Simulation déterministe

Canal de propagation

Réseaux corporel

Modélisation d'antenne

Deterministic simulation

Body area network

Antennas

Résumé

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.