Topic description
Les systèmes de localisation en environnement extérieur (Outdoor) sont très largement exploités depuis la mise en service du GPS. La possibilité de continuer à localiser en environnement intérieur (Indoor) soulève un intérêt croissant.
L'évolution rapide des systèmes de communication sans fil, conjuguée à la demande croissante de solutions de géolocalisation précises en intérieur, a conduit au développement des solutions JICAL (Joint Indoor Communications And Localization). Ces systèmes assurent une continuité de la communication tout en offrant des services de localisation en intérieur précis. Récemment, les solutions JICAL tentent de démontrer leur capacité à répondre simultanément aux exigences des systèmes communicants (6G, par exemple) et de localisation en intérieur. De ce fait, les systèmes de localisation en intérieur exploitant les infrastructures des technologies sans fils telles que le Wi-Fi, le Bluetooth, l'UWB et la RFID ont fait l'objet de nombreuses études.
Les systèmes JICAL visent à effectuer des tâches de localisation à partir des signaux de communication disponibles, sans le développement de cible hardware spécifique. Ces systèmes optimisent l'utilisation des ressources, minimisent la complexité de l'infrastructure et permettent à différents services de co-exister au sein d'une plateforme unique, grâce à l'utilisation des mêmes signaux pour la communication et la localisation. Ce modèle combiné illustre un domaine émergent, confronté à plusieurs enjeux que sont la fiabilité des communications et la précision de la localisation.
Cette thèse porte sur le développement et la validation du principe d'un système JICAL, basé sur la technologie d'identification par radiofréquence (RFID) passive dans la bande des ultra-hautes fréquences (UHF – MHz), et ayant recours à la trilatération comme technique de localisation et le temps d'arrivée (ToA) comme métrique.
Le premier objectif est de valider la transposition de ces signaux à des fréquences plus élevées (1 GHz – 3 GHz) afin de démontrer les capacités du JICAL avec les normes de communications mobiles. Les signaux des normes de communications mobiles seront modélisés et générés pour valider l'utilisation d'étiquettes RFID UHF passives fournissant les informations nécessaires à la perception de l'environnement.
Les possibilités de translation de la fréquence de fonctionnement des étiquettes UHF et la conception des antennes constituent des axes technologiques à explorer, afin de réaliser une analyse approfondie de la conception de puces RFID dédiées.
Une preuve de concept complète du JICAL à 2,4 GHz est visée dans le cadre de cette thèse.
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Outdoor localization applications are widely used since the Global Positioning System (GPS) generalization. The question of the continuity of the localization service to indoor environments is deeply raised.
The rapid evolution of wireless communication systems, coupled with the increasing demand for accurate indoor positioning solutions led to the development of Joint Indoor Communications And Localization (JICAL) solutions. The goal of such systems is providing seamless communication capabilities while offering precise localization services within indoor environments.
Lately, JICAL approaches are gaining a high reputation because of their ability to simultaneously address both communication (i.e., 6G) and localization requirements within indoor environments. As a result, indoor localization systems that leverage wireless signals from communication infrastructure such as Wireless Fidelity (WiFi), Bluetooth, Ultra-Wideband (UWB) and Radio Frequency IDentification (RFID) have been extensively studied.
JICAL systems seek to perform localization tasks using the available communication signals without the need to use special hardware. These systems can effectively optimize resources utilization, minimize infrastructure complexity and allow different services to exist on a single platform, by using the same signals for both communication and localization. This combined model reflects an arising field that faces several issues related to communication reliability and localization accuracy.
This thesis focuses on the development and validation of a JICAL system principle, based on the passive Radio Frequency Identification (RFID) technology in the Ultra-High Frequency band (UHF – MHz), trilateration as the localization technique, and Time of Arrival (ToA) as the metric.
The first objective is to validate the transposition of these signals at higher frequencies (1 GHz – 3 GHz) to prove the potentiality of JICAL with mobile communications standards. Signals of mobile communications standards will be modeled and generated for validating the use of passive UHF RFID tags providing necessary information for the environment sensing.
Possibilities of translating the UHF tags and antenna design to higher frequency bands of operation are technological locks to investigate, in order to give a fruitfully analysis of dedicated RFID chid design.
A complete proof of concept of JICAL at 2.4 GHz is targeted in the PhD.
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Début de la thèse : 01/10/
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Programme doctoral pour les cotutelles internationales de thèse (ADI)
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