L’internet des objets est un défi technique et économique majeur pour la 5G : jusqu’à 50 milliards d’objets devraient être connectés, essentiellement par des liaisons sans fil, d’ici à 2020.
Diverses solutions technologiques sont développées et déployées (par exemple basées sur la norme IEEE 802.15.4), en particulier dans la bande ISM à 2,4 GHz, et, plus récemment, des technologies basse consommation et longue distance comme LoRa ou SigFox.
Quelles que soient l’application et la solution radio, les connexions doivent être fiables à faible puissance. En particulier les interférences de différentes origines (internes au réseau ou en provenance d’autres réseaux) sont un facteur limitant significativement les performances des systèmes.
Notre recherche porte sur ce type d’environnement avec deux problématiques majeures
- La faible consommation en incluant l’ensemble des consommations nécessaires à une communication, matérielle et logicielle.
- La fiabilité dans un environnement qui peut présenter de fortes variations dues au canal radio et aux interférences.
Nos contributions :
Modélisation de l’interférence : le constat premier est que l’hypothèse d’un bruit gaussien n’est pas vérifiée. Des modèles tenant compte de la nature dynamique et impulsive du bruit sont nécessaires. Nous travaillons essentiellement sur les modèle alpha-stables. Le second point est de modéliser la structure de dépendance dans ce type de modèle. La corrélation n’est pas adaptée et nous proposons d’utiliser les copules.
Impact de cette interférence sur la chaîne de communication : quand le bruit n’est pas gaussien, les récepteurs linéaires habituellement utilisés ne sont plus adaptés. Le maximum de vraisemblance nécessite d’introduire des non linéarités qui peuvent être prohibitives en terme de temps de calcul. Nous proposons des solutions à complexité réduite et robustes quelle que soit la nature de l’interférence.
Deux aspects sont étudiés :
- Capacité d’un canal à bruit additif alpha-stable
- Design des récepteurs
Mesure de la consommation et de l’interférence : nous avons développé une plateforme permettant de mesurer la consommation des différents composants d’un objet. Cela nous permet une analyse fine de l’impact de l’interférence sur la consommation, en tenant compte de l’ensemble du protocole de communication – les couches physique et réseau – mais également de la consommation du microcontrôleur. Ces mesures permettent en particulier de développer des couches MAC adaptées à l’environnement très changeant que peuvent rencontrer les objets.
Mise en œuvre de réseaux de capteurs : nous appliquons notre expertise au développement d’applications autour du bâtiment et de la ville intelligente. En particulier nous souhaitons développer un point d’accès multistandard reconfigurable qui s’adapte aux solutions radio déployées sur les objets.
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Contact : Christophe.loyez@iemn.univ-lille1.fr
