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Theses

Bidirectional visible light communications for the internet of things

Alexis Duque 1, 2
2 AGORA - ALGorithmes et Optimisation pour Réseaux Autonomes
CITI - CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services, Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Résumé : Dans cette thèse, nous concevons et étudions un système de communication bidirectionnel par lumière visible (VLC) entre une diode électroluminescente (DEL) de couleur, intégrée à un objet connecté, et un smartphone. Le dispositif est ainsi capable d'envoyer et de recevoir des informations à travers sa DEL, tandis que le smartphone utilise sa caméra pour recevoir des données et son flash pour envoyer des informations. Nous mettons en œuvre et évaluons expérimentalement ce système VLC DEL-à-camera conçu spécifiquement pour les DELs de couleur à faible puissance. En nous appuyant sur les résultats d'une vaste étude expérimentale, nous modélisons, pour la première fois dans la littérature, le canal de communication DEL-à-caméra. Nous proposons alors un modèle de processus de Bernoulli modulé par une chaîne de Markov, qui nous permet d'étudier facilement l'efficacité de différentes stratégies de retransmission des messages. Nous exploitons ce modèle afin de concevoir un simulateur pour l'évaluation des performances des communications DEL-à-caméra. Afin d'obtenir un système de communication bidirectionnel, nous étudions ensuite les communications de type flash-vers-DEL entre un smartphone non-modifié et une petite DEL de couleur. Les performances, bien que limitées, sont suffisantes pour établir une voie retour qui permet de mettre en œuvre des mécanismes de fiabilisation. Nous proposons alors un mécanisme de codage linéaire pseudo-aléatoire, spécialement adapté aux conditions et contraintes du système DEL-à-caméra en ligne de visée directe. Notre évaluation expérimentale souligne que ce type d'approche augmente le rendement jusqu'à deux fois par rapport aux stratégies de retransmission classiques. Enfin, la plupart des objets que nous adressons ont des contraintes énergétiques importantes. Par conséquent, nous comparons la consommation d'énergie de notre système avec celle d'un module Bluetooth Low Energy avec une activité similaire. Nos résultats montrent que notre système réduit la consommation d'énergie dans le cadre d'un profil d'utilisation classique.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02061823
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Friday, March 8, 2019 - 1:15:10 PM
Last modification on : Tuesday, November 19, 2019 - 10:30:13 AM
Document(s) archivé(s) le : Monday, June 10, 2019 - 4:08:27 PM

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  • HAL Id : tel-02061823, version 1

Citation

Alexis Duque. Bidirectional visible light communications for the internet of things. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Université de Lyon, 2018. English. ⟨NNT : 2018LYSEI072⟩. ⟨tel-02061823⟩

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