Contribution à l'étude d'un réseau de communications optiques sans fils indoor : application à la télésurveillance en milieu hospitalier

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

communications sans fil, optoélectronique, hôpital, télésurveillance

Mots-clés

Télécommunications optiques - Thèses et écrits académiques,

Systèmes de communication sans fil - Thèses et écrits académiques,

Monitorage médical - Thèses et écrits académiques,

Hôpitaux - Thèses et écrits académiques,

Matériel infrarouge - Thèses et écrits académiques

L'étude réalisée dans ce mémoire porte sur l'analyse des performances de la technologie optique sans fil, solution alternative aux radiofréquences, pour une application de télésurveillance médicale en milieu hospitalier. Dans le contexte, l'émetteur Infrarouge est placé sur le patient couplé avec les capteurs médicaux. De plus le patient est mobile dans un environnement déterminé. Le récepteur est fixe positionné au centre du plafond. Différentes configurations de transmissions optiques sont considérées : des liens optiques sans fils en visibilité directe dans plusieurs scénarios d'alignement entre l'émetteur et le récepteur ainsi que des liens en diffus basés sur la réflexion des ondes optiques sur les surfaces de l'environnement. Pour modéliser la mobilité du patient donc de l'émetteur on utilise dans cette étude différents modèles : uniforme, Gaussien et Random WayPoint. Pour chaque modèles de mobilité, nous calculons les distributions statistiques du gain statique du canal et du rapport signal à bruit pour tous les scénarios de transmission en visibilité directe et en diffus. Pour cela, nous utilisons des expressions analytiques pour le gain statique mais également des résultats issus d'un logiciel de lancer de rayons dans le cas diffus. Afin d'évaluer les performances nous déterminons la probabilité de rupture du lien de communication (Pout) et analysons les résultats en termes de débits, puissances et qualité de service. Nous montrons ainsi que quelle que soit la configuration, la technologie optique sans fil permet de satisfaire les contraintes liées à la surveillance médicale mobile. Dans le but de mettre en oeuvre une solution simple et robuste notamment aux problèmes éventuels de blocage de la liaison, la configuration de transmission en diffus représente le meilleur compromis mais nécessite une puissance de transmission plus élevée que dans les autres scénarios. En étudiant l'impact sur les performances de la prise en compte des propriétés de réflexion des surfaces de l'environnement, nous montrons que cette puissance peut être déterminée de manière plus précise ce qui conduit à un dimensionnement de la puissance plus favorable. De plus nous explorons la possibilité d'utiliser un codage de canal en calculant la capacité avec blocage ce qui permet d'envisager une diminution de la puissance émise dans le cas du diffus jusqu'à un niveau comparable à celui des liens en visibilité directe.