Présenté par Thanh Hà LÊ à l’insa de Lyon, le 9 Septembre 2004

STAGE DE DEA DEA Images et Systèmes LOCALISATION DES STATIONS MOBILES DANS LES RESEAUX SANS FILS Simulations et Mesures

• Présenté par Thanh Hà LÊ à l’INSA de Lyon, le 9 Septembre 2004

• Superviseurs : Jean Marie GORCE Maître de conférence à l’INSA de Lyon

• Katia RUNSER Doctorante à l’INSA de Lyon

• Rapporteur: M. Hervé Saint Jalmes Professeur à l’Université Claude Bernard - Lyon 1

Plan

• 1. Introduction

• 2. Etude bibliographique

• 3. Objectifs du stage

• 4. Présentation des résultats

• 5. Conclusions & perspectives

1. INTRODUCTION

• Utilisation des dispositifs de calcul portatifs et des réseaux sans fils

• Services dépendant de la position physique

• Localisation dans les environnements Indoor

• Exemples: guidage à l’intérieur d’un bâtiment, service d’impression
• Caractéristiques du canal radio dans les environnements Indoor
• Pas de chemin direct entre l’émetteur et récepteur
• Interférences, instable dans le temps …
• Technologies de localisation dans les environnements Indoor

2. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE Technologies de localisation

• GPS (Global Positioning System): environnements « outdoor »

• Infrarouge : Système Active Badge (1992) [1]

• Ultrason:

• Système de Constellation (1998) [2]
• Système Bat (1999) [3]
• Système Cricket (2000) [4]

• Radio Fréquence (RF)

• Réseaux sans fils 802.11b
• Puissance du signal
• Difficultés: chemin multiple, réflexion, réfraction …

2. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE Techniques RF

• Principe de fonctionnement

• Localisation à l’aide des signaux radio
• Prétraitement : base de connaissances de l’environnement (phase offline)
• Localisation: détermination de position d’un utilisateur mobile (phase online)

• Méthodes de localisation

• Méthodes déterministes:
• puissance moyenne du signal
• Méthodes probabilistes:
• histogramme des niveaux
• de puissance

• Architecture:

• Serveur centré
• Client centré

2. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE Système Radar – Méthode déterministe

• P.Bahl et al. (2000) [9]

• 43,2m x 22,5m, 3 points d’accès

• Construction de base de données

• Méthode empirique
• Modèle de propagation

• Méthodes de localisation

• NNSS – Nearest Neighbor in Signal Space
• k-NNSS (figure 3)
• Continuous User Tracking

2. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE Système Horus – Méthode probabiliste

• M.A.Youssef et al. (2002,2003) [15]

• Base de données:

• 67m x 25,5m, grille de 1.7x1.7m
• 110 points de mesure
• 300 échantillons à chaque point de mesure
• Histogramme des niveaux de signal (figure 6)

• Technique Joint Clustering

• Probabilité conjointe:

• Pk( AP1 = s1, AP2 = s2, … , APn = sn) = Pk(AP1=s1).Pk(AP2=s2)…..Pk(APn=sn)

• Regroupement des points d’accès

3. OBJECTIFS DU STAGE

• Intégration d’un simulateur de couverture radio

• dans la phase de prétraitement

•  Implanter des méthodes de localisation

•  Intégrer le simulateur radio

•  Comparer les méthodes de localisation implantées

•  Evaluer les performances de notre système

3. OBJECTIFS DU STAGE Moteur de calcul de couverture WILDE

• Prédiction du niveau de puissance reçu en tout point du plan 2D d’un bâtiment

• Résolution fine:

• 1pixel = 10cm

4. PRESENTATION DES RESULTATS

• a. Validation du système implanté

• b. Localisation avec le moteur WILDE

• c. Localisation des points d’un trajet continu

4. PRESENTATION DE TRAVAIL ET DES RESULTATS a. Validation du système implanté

4. PRESENTATION DE TRAVAIL ET DES RESULTATS a. Validation du système implanté

4. PRESENTATION DE TRAVAIL ET DES RESULTATS b. Localisation avec WILDE

• Résultat 1:
• Base de données de simulation

4. PRESENTATION DE TRAVAIL ET DES RESULTATS b. Localisation avec WILDE

• Interprétations

• Zones de symétrie
• Ecart entre les mesures expérimentales et les valeurs de simulation

4. PRESENTATION DE TRAVAIL ET DES RESULTATS b. Localisation avec WILDE

4. PRESENTATION DE TRAVAIL ET DES RESULTATS b. Localisation avec WILDE

4. PRESENTATION DE TRAVAIL ET DES RESULTATS c. Localisation des points d’un trajet continu

5. CONCLUSIONS et PERSPECTIVES

• La localisation dans les environnements Indoor dépend:

• de la qualité de la base de données
• du positionnement des points d’accès

• Utilisation de la simulation

• Qualité du simulateur
• Avantages

• Perspectives

• Technique « User Tracking »
• Technique probabiliste
• Nouvelles expérimentations avec un bon positionnement des points d’accès.
• Mise en place d’un service de localisation

QUESTIONS ?

ANNEXES

Planning

Base de données Construction des histogrammes

• En simulation

• Avec les mesures expérimentales

Validation du système implanté

Difficultés - Avantages

• Difficultés

• Recherche bibliographique
• Exécution du programme
• Modes d’évaluation

• Avantages

• Connaissances techniques
• Durée de réalisation du projet
• Aides des tuteurs

Expériences retenues

• Programmation

• Techniques de localisation

• Méthode de recherche, travail dans un laboratoire

• Méthode de travail : discussion, réunion, synthèse …

Base de données Structure générale