Développement d'un environnement vocal virtuel par communication sans fil et positionnement par puissance du signal reçu en environnement interne

Résumé

La communication sans fil permet aux travailleurs devant porter des protections auditives de communiquer entre eux dans un environnement de travail bruyant. Cependant, les systèmes de communications traditionnels envoient l’information de la voix à tous les utilisateurs d’un même canal sans se soucier de la proximité de ceux-ci. L’introduction du concept d’environnement vocal virtuel permet de prendre en compte cette proximité et de décider quels utilisateurs devraient entendre l’information de la communication. Un environnement vocal virtuel peut être obtenu à l’aide d’une communication sans fil et la connaissance de la position de chaque usager du réseau. Afin d’obtenir cette information, l’indicateur de puissance reçue (RSSI) de la communication peut être associé à une distance. Cependant, la propagation en environnement interne est fortement affectée par la présence de trajets multiples. Cela a pour effet de créer de fortes variations dans les mesures RSSI. De plus, l’environnement dans lequel le système sera déployé ne permet pas le déploiement d’une infrastructure de référence fixe. Bien qu’il existe plusieurs systèmes de positionnement en environnement interne dans la littérature, ceux-ci sont tous dépendants d’une infrastructure de référence. Dans le but de répondre à ce besoin, une nouvelle solution de positionnement basée sur une moyenne des mesures RSSI en fréquence a été développée. Celle-ci aborde la problématique en deux temps. La première étape est la caractérisation de l’environnement à l’aide d’un modèle paramétrique qui modélise la perte par propagation et les variations de RSSI pour une distance donnée. La seconde étape est l’algorithme de décision du positionnement. Celui-ci se base sur la probabilité qu’un utilisateur soit à l’intérieur d’une zone prédéterminée à partir des mesures RSSI. L’utilisateur peut se trouver dans trois zones différentes : une zone où la voix doit s’activer, une zone où elle se désactive et une zone d’hystérésis où elle reste inchangée. Celles-ci sont définies par l’ajustement de seuils des niveaux de puissance reçue en fonction de critères de fonctionnalité. Ce mémoire présente donc les résultats de la solution proposée dans une largeur de bande de 80 MHz dans la bande ISM de 2.4 GHz. Les résultats démontrent une réduction de l’écart type moyen des mesures RSSI de 2.0 dB par l’utilisation de la technique de diversité fréquentielle. De plus, deux scénarios définissant des distances d’activation différentes ont été étudiés, soit 0.5met 1 m. Pour une distance d’activation à partir de 1m, la distance de désactivation imposée par la modélisation se retrouve à 3.0 m. La validation croisée de l’algorithme de décision a donné un écart moyen de 0.18 m entre la distance d’activation prévue par la modélisation et celle obtenue par décision et un écart moyen 0.225 m pour la distance de désactivation.

Date	20 janv. 2014
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ghyslain Gagnon (Directeur(-trice)) & Jérémie Voix (Codirecteur(-trice))