Thématiques de recherche
Mes travaux concernent 4 domaines de recherche :
- La géolocalisation des terminaux dans les réseaux Wi-Fi
- L'analyse de la mobilité basée sur des sources de données multiples
- L'optimisation de l'allocation des ressources radio pour les services multimédia multicast et broadcast dans les réseaux 3G
- Les communications entre véhicules électriques, utilisateurs et infrastructure dans les smart grids
La géolocalisation des terminaux dans les réseaux W-Fi
La géolocalisation permet de déterminer la position d'un terminal mobile afin de lui faire parvenir des services en relation avec son contexte géographique. J'ai choisi de m'orienter vers une géolocalisation basée sur la technologie Wi-Fi. En effet, cette technologie est d'une part très répandue. D'autre part, elle permet de coupler les fonctions de localisation et de communication grâce à des communications bidirectionnelles à des débits suffisants pour envisager des applications multimédia.
J'ai démarré ces travaux lors de ma thèse de doctorat (cf. la section thèse). Sur cette problématique, j'ai proposé plusieurs modèles de localisation basés sur Wi-Fi. Les modèles proposés ont donné lieu en 2010 à un projet en partenariat avec la société californienne Cozybit, puis à un dépôt de brevet aux États-Unis fin 2012 (patent application n°20120244875).
Ces travaux ont débouché sur plusieurs implémentations :
- Un programme basé sur radio tap déployé sur des mini PC avec cartes Wi-Fi Atheros pour mesurer les puissances des signaux émis par les terminaux mobiles
- Le portage de ce programme sur OpewWRT en deux versions :
- Une version sur Linksys WRT54GL avec l'utilisation de chip Wi-Fi Broadcom et l'entête radio Prism
- Une version sur TP-LINK MR3220v2 sur chip Atheros compatibles avec radio tap
- Un serveur de localisation en C++ intégrant les modèles proposés pendant la thèse
- Un serveur en Java (implémenté par des servlets sous Apache Tomcat) dans lequel il est possible d'implémenter une variété de modèles et d'algorithmes de localisation
Les versions Java et OpenWRT des programmes sont en mesure de fonctionner intégralement sur HTTP et de permettre d'interroger le serveur et les points d'accès via des requêtes HTTP simples.
Les outils utilisés pour ces outils sont les suivants
- C++ et la bibliothèque boost
- Chaîne de cross-compilation MIPS et C pour les points d'accès
- Bibliothèques GNU microhttpd, libcurl, libpcap et libpthread pour les communications HTTP et les mesures sur les points d'accès.
- JDBC et PostgreSQL pour la gestion de la base de données du serveur et son accès par les servlets.
Une application Android est également en développement pour permettre de calibrer le système de localisation d'une part, et pour utiliser la localisation d'autre part.
Analyse de la mobilité
L'analyse de la mobilité est un travail mené au travers de projets en partenariats avec les collectivités locales ainsi que des entreprises qui souhaitent connaître et visualiser des indicateurs de mobilité des citoyens et des usagers des services. Sur ce thèse, je pilote le projet PGAM (Plateforme Géographique d'Analyse de la Mobilité). Ce projet, en partenariat avec la jeune société WebGeoServices vise à proposer et promouvoir des modèles d'analyse de la mobilité et des outils proposés en SaaS pour visualiser ces modèles.
Les données utilisées pour modéliser la mobilité sont de natures diverses : Enquêtes Ménage-Déplacement, données INSEE, traces GPS de vélos en locations, données d'opérateurs de téléphonie mobile, etc.
À partir des données à notre disposition, nous pouvons construire, quantifier et qualifier les flux de personnes en fonction de critères et les visualiser. La plateforme SaaS est développée par WegGeoServices. L'équipe du projet utilise également un outil en C++ basé sur les bibliothèques WXWidgets et OpenGL pour visualiser et tester les modèles étudiés.
L'équipe du projet est composée de 5 personnes.
Optimisation pour les MBMS
Sur ce thème de recherche, il s'agit de proposer un modèle d'optimisation pour permettre de regrouper les utilisateurs qui consomment les mêmes contenus au sein de groupes de multicast. Construire des groupes de multicast dans un réseau UMTS est complexe du fait des qualitéss inégales du lien radio selon le contexte des utilisateurs (distance par rapport à l'antenne, interférences, etc.) et de la finitude des ressources à allouer.
L'optimisation retenue se concentre sur le partitionnement des utilisateurs entre différents modes de transmission : FACH pour les transmissions qui seront reçues par tous les terminaux de la cellule, DCH pour les canaux radio dévolus à un seul utilisateur, et HS-DSCH pour les canaux partagés par un sous-ensemble des utilisateurs de la cellule. L'algorithme retenu est un algorithme de recuit simulé.
Une seconde contrainte, la consommation globale de la cellule, rend le challenge encore plus difficile en limitant la puissance maximale utilisable. La puissance requise est notamment dépendante de l'éloignement des terminaux par rapport aux antennes.
Les premiers résultats sont très prometteurs et aboutissent à une qualité de service largement supérieure aux stratégies d'optimisation traditionnelles. Les perspectives sont l'amélioration des performances en temps de calcul du modèle pour permettre son utilisation en temps réel dans un réseau 3G en conditions réelles.
Les outils implémentés pour ce travail sont basés d'une part sur Matlab pour la modélisation du canal radio, et d'autre part sur C++ et sa bibliothèque Boost pour le moteur d'optimisation.
Smart Grids
Ce projet répond à un ensemble de problématiques très actuelles qui sont le développement durable, les énergies renouvelables et les véhicules électriques. En effet, la directive européenne qui pousse les constructeurs à ajouter des véhicules électriques à batteries à leurs catalogues soulève des questions. Ce travail prend sa source dans un projet en partenariat avec la jeune société Freshmile, située à Entzheim (67). L'objectif de cette société est de proposer un service complet autour du véhicule électrique pour permettre aux possesseurs de ces véhicules de rentabiliser leur achat.
En effet, recharger un véhicule électrique n'importe quand débouche sur un bilan carbone proche d'un véhicule thermique, du fait de la surcharge du réseau et de la nécessité d'apporter alors une production d'appoint souple, généralement sur énergies fossiles. Ici, il est donc question d'une part de pouvoir choisir l'heure de rechargement du véhicule en fonction des périodes de faible consommation. Il est même possible de réinjecter l'énergie contenue par les batteries de véhicules dans le réseau si celui-ci subit une trop forte pression. Ceci permet, au niveau énergétique, d'utiliser les batteries des véhicules comme un tampon permettant de lisser la consommation électrique sur le réseau.
Mon intervention sur ce projet a été la création d'un prototype de l'infrastructure de communication compatible avec la norme ISO/IEC 15118 qui spécifie les protocoles et fonctions à implémenter dans ce type de systèmes. Le prototype a été développé en C pour les simulateurs de véhicules et bornes de rechargement, en Java avec le SDK Android pour l'interface mobile de l'utilisateur et en Java (servlets) pour l'aggrégateur d'informations de statut des bornes et des véhicules.
Publications
Le détail de mes publications est accessible dans la section publications de mon CV.
