Reseaux d eclairage intelligents

par Muhammad jehangir Khan

Projet de thèse en Signal image parole telecoms

Sous la direction de Yannis Le guennec, Laurent Ros et de Ghislaine Maury.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal , en partenariat avec Grenoble Images Parole Signal Automatique (laboratoire) et de Communication and Information in Compex Systems (CICS) (equipe de recherche) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    Les réseaux de capteurs sans-fils (Wireless sensor networks WSN) sont en nombre croissant, en particulier avec l'avènement de l'Internet des Objets (IoT). Les technologies utilisées aujourd'hui pour communiquer dans ces réseaux sont essentiellement radio (RF). Or, la consommation des circuits de communications RF réduit drastiquement l'autonomie des capteurs, elle contribue à plus de 80% de la consommation énergétique globale du capteur. Par ailleurs, les bandes de fréquences radio disponibles sont rares, et cela pose le problème de pouvoir interconnecter un grand nombre de capteurs. Une alternative aux systèmes de communication radio repose sur l'utilisation des ondes optiques pour réaliser des communications numériques sans-fil (ou LiFi). Les dispositifs d'éclairage à base de diodes électroluminescentes (LED) à très faible consommation sont aujourd'hui largement répandus dans les bâtiments, les infrastructures. L'intensité optique délivrée par une LED est modulable par des «données numériques», à des vitesses suffisamment élevées pour qu'aucun scintillement ne soit perceptible par l'œil humain. Jusqu'ici, les applications visées se sont surtout focalisées sur les communications haut-débit, en utilisant des techniques de modulations conventionnelles, telles que la modulation d'amplitude (PAM), la modulation par modulation de position (PPM) ou encore les modulations multiporteuses. Compte tenu du large déploiement des éclairages LED, il est pertinent d'envisager l'utilisation de cette technologie LiFi pour une connectivité massive pour l'IoT bas débit. Par exemple, dans les réseaux électriques intelligents, les réseaux d'éclairages “intelligents” (smart lighting) permettraient de transmettre des données, via le LiFi, à/de multiples capteurs. Le doctorant s'appuiera sur les compétences «matérielle et système» de l'IMEP-LAHC et les compétences «signaux et communications» du Gipsa-lab, nécessaires pour la mise en œuvre de techniques de communications LiFi pour l'IoT. Les recherches se porteront sur des techniques de communication combinant des modulations non-linéaires et linéaires offrant une haute efficacité énergétique et une grande souplesse dans la définition de l'efficacité spectrale, pour adresser la problématique de l'adaptabilité aux débits de l'IoT. Un démonstrateur sera mis en œuvre.

  • Titre traduit

    Smart Lighting Networks


  • Résumé

    Wireless sensor networks (WSN) are growing in number, especially with the advent of the Internet of Things (IoT). The technologies used today to communicate in these networks are essentially radio (RF). However, the consumption of RF communications circuits drastically reduces the autonomy of the sensors, it contributes to more than 80% of the overall energy consumption of the sensor. Moreover, the available radio frequency bands are rare, and this poses the problem of being able to interconnect a large number of sensors. An alternative to radio communication systems is the use of optical waves for digital wireless communications (or LiFi). Light-emitting diodes (LEDs) with very low consumption are now widely used in buildings and infrastructures. The optical intensity delivered by an LED is modulated by 'digital data', at speeds sufficiently high that no flicker is perceptible by the human eye. So far, the targeted applications have mainly focused on broadband communications, using conventional modulation techniques such as amplitude modulation or multicarrier modulations. Given the wide deployment of LED lighting, it is relevant to consider the use of this LiFi technology for massive connectivity for low speed IoT. For example, in smart grids, 'smart lighting' networks could transmit data via LiFi to / from multiple sensors. The PhD student will rely on the 'material and system' skills of the IMEP-LAHC and the Gipsa-lab 'signal and communication' skills, to implement LiFi communication techniques for IoT. The research will focus on communication techniques combining non-linear and linear modulations offering high energy efficiency and flexibility in the definition of spectral efficiency, to address the issue of adaptability to IoT data rates. A demonstrator will be implemented.