Etude et mise en oeuvre de la technologie Li-Fi pour un lit de bébé connecté sans fil et sans radio

Discipline

Sciences et ingénierie pour l'information

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Communications optiques sans fil, Télésurveillance, Infrarouge, Modulation de position d’impulsion, Accès multiple par répartition de codes optiques, Codes optiques orthogonaux, Récepteur à annulation parallèle d’Interférence, Radio logicielle

Mots-clés

Télécommunications optiques - Innovation,

Réseaux de capteurs (technologie),

Photodiodes

Le domaine de la télésurveillance a connu un grand essor ces dernières décennies et concerne divers contextes par exemple en milieu hospitalier, en maison de retraite, chez les particuliers. La majorité des systèmes de télésurveillance existants aujourd’hui reposent sur la technologie des radiofréquences (RF). Nous proposons dans cette thèse, des travaux portant sur la télésurveillance dans un contexte nouveau qui concerne une crèche. Les RF présentant certains inconvénients, comme l’impact des interférences électromagnétiques, mais aussi des failles de sécurité, une solution alternative est la technologie de communication par optique sans fil. Ainsi, nous avons étudié l'utilisation de la technologie infrarouge pour la transmission simultanée de données issues de capteurs placés sur les pieds des lits de bébé mais aussi sur les bébés couchés dans leur lit au sein de la crèche. Le système de réception est constitué de photodiodes situées aux coins d'un panneau d'éclairage central au plafond de l'environnement. La simulation du canal réalisée grâce à la technique de lancer de rayons associés à la méthode de Monte-Carlo a permis de déterminer le gain du canal pour chaque dispositif. Plusieurs scénarios de déploiement ont été définis en considérant le caractère amovible ou fixe des dispositifs et l’interchangeabilité des lits dans la pièce. Le partage du canal utilise la technique d’accès multiple par répartition de codes (OCDMA) associée aux codes optiques orthogonaux (OOC) dont la principale limitation est l’interférence d’accès multiple (IAM). Les performances de la modulation binaire par position d’impulsion (2-PPM) avec OCDMA et un décodage souple en réception ont été établies théoriquement et par simulation pour les différents scénarios définis considérant un réseau de 11 utilisateurs constitué de 8 lits et 3 dispositifs portés par des bébés. Les résultats ont été obtenus avec des récepteurs conventionnels par corrélation sans et avec limiteur puis un récepteur à annulation parallèle d’interférence plus efficace pour réduire l’impact de l’IAM. De plus, la faisabilité de l’utilisation de la technique OCDMA pour la transmission simultanée en optique sans fil a été mise en évidence par des expérimentations menées grâce à un banc de test développé en radio logicielle. Le banc a été mis en place, en utilisant des USRP (Universal Software Radio Peripheral) et des front-ends optique sans fil développés spécifiquement.