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1. Mo, Yuqi. Ultra narrow band based IoT networks : Réseaux IoT à bande ultra étroite.

Degree: Docteur es, Sciences et technologies de l'information et de la communication, 2018, Lyon

La compagnie Sigfox est reconnue comme un acteur prometteur pour des transmissions de longue-distance et faible consommation, dans le contexte de l'IoT. La modulation à bande ultra étroite (Ultra Narrow Band (UNB)), la technologie de communication choisie par Sigfox, permet de transmettre des informations dans des bandes de signal très étroites (typiquement 100 Hz). A cause de l'imprécision fréquentielle causée par les oscillateurs générateurs de fréquence, il n'est pas réaliste de transmettre des signaux UNB dans des canaux parfaitement orthogonaux. L'accès naturel au canal radio pour le système de UNB est de type ALOHA, avec un aspect aléatoire à la fois en en temps et en fréquence. Cet accès aléatoire peut introduire des collisions qui dégradent la performance du réseau. Le but de cette thèse est de caractériser la capacité des réseaux basés sur UNB, ainsi que d’améliorer la performance en considérant l'aspect aléatoire en temps et en fréquence. La première contribution de cette thèse, est une évaluation de la capacité en théorie et en simulation pour une seule station de base (BS), sous des conditions de canal idéaliste ou réaliste. En conditions idéalistes, nous avons exprimé la capacité pour le cas de l'ALOHA généralisé, et l'avons étendu aux cas de réplications. Pour les conditions réalistes, nous avons pris en compte l'interférence spectrale d'UNB et le path loss (sans et avec Rayleigh fading) afin de caractériser la performance des réseaux UNB, avec l'outil géométrie stochastique. La deuxième contribution est d'appliquer l’annulation successive d'interférence (SIC), qui nous permet d'atténuer les interférences, dans des réseaux de UNB. Nous avons fourni une analyse théorique de la performance des réseaux en considérant le SIC et l'interférence spectrale de UNB, pour le cas de mono-BS. La troisième contribution est l'amélioration de la performance des réseaux UNB, en exploitant la diversité de multi-BS. Nous avons fait une analyse théorique de performance en considérant multi-BS et selection combining (SC). En particulier, nous avons considéré que l’interférence vue par chaque BS est corrélée. Nous avons ainsi démontré mathématiquement que cette corrélation ne peut pas être supprimée dans des systèmes UNB. Ensuite, nous avons appliqué les technologies de la combinaison des signaux plus complexes comme MRC (max ratio combining) et EGC (equal gain combining), ainsi que le SIC à travers multi-BS. Nous avons évalué l'amélioration de performance que chaque technologie apporte, et les avons comparées. Nous avons souligné l'efficacité de ces technologies qui nous permettent d’obtenir des gains importants comparés au cas mono-BS (e.x. 125 fois plus de réduction d'erreur avec SIC globale). La dernière contribution est une validation expérimentale du modèle d'interférence spectrale de UNB, ainsi que la capacité des réseaux UNB, sur un testbed de radio FIT/Cortexlab.

Sigfox rises as a promising candidate dedicated for long-distance and low-power transmissions in the IoT backgrounds. Ultra Narrow Band (UNB), being the…

Advisors/Committee Members: Gorce, Jean-Marie (thesis director).

Subjects/Keywords: Télécommunications; Radiocommunications; IoT - Internet of Things; Modulation à bande ultra étroite - UNB; RFTMA (Random Frequency and Time Multiple Access); Protocole ALOHA; Interférence spectrale; Capacity; Performance improvement; Annulation successive d'interférence - SIC; Telecommunications; Radiocommunication Network; IoT - Internet of Things; Ultra Narrow Band - UNB; RFTMA (Random Frequency and Time Multiple Access); ALOHA Protocol; Spectral interference; Capacit; Performance improvement; 621.384 107 2

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APA (6th Edition):

Mo, Y. (2018). Ultra narrow band based IoT networks : Réseaux IoT à bande ultra étroite. (Doctoral Dissertation). Lyon. Retrieved from http://www.theses.fr/2018LYSEI069

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Mo, Yuqi. “Ultra narrow band based IoT networks : Réseaux IoT à bande ultra étroite.” 2018. Doctoral Dissertation, Lyon. Accessed February 28, 2021. http://www.theses.fr/2018LYSEI069.

MLA Handbook (7th Edition):

Mo, Yuqi. “Ultra narrow band based IoT networks : Réseaux IoT à bande ultra étroite.” 2018. Web. 28 Feb 2021.

Vancouver:

Mo Y. Ultra narrow band based IoT networks : Réseaux IoT à bande ultra étroite. [Internet] [Doctoral dissertation]. Lyon; 2018. [cited 2021 Feb 28]. Available from: http://www.theses.fr/2018LYSEI069.

Council of Science Editors:

Mo Y. Ultra narrow band based IoT networks : Réseaux IoT à bande ultra étroite. [Doctoral Dissertation]. Lyon; 2018. Available from: http://www.theses.fr/2018LYSEI069

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