26/11/2014 - Les chercheurs de l'UPV/EH étudient les performances des réseaux Bluetooth

Menéame

La technologie Bluetooth est la norme de communication sans fil la plus répandue. L’une de ses applications est de créer des réseaux de capteurs électroniques.

Enquêteurs Groupe de recherche sur la conception électronique de l’UPV/EHU ont étudié les performances des réseaux Bluetooth et mesuré les retards qui se produisent dans le temps de transmission de l’information. La transmission rapide et efficace des informations reçues est essentielle pour qu’un capteur puisse remplir sa fonction.

"Supposons que nous avons besoin d’un système de surveillance des constantes vitales dans une résidence de personnes âgées, à condition d’être un système sans fil. En utilisant la norme déployée, nous connectons les capteurs qui seront transmis via Bluetooth. "Les personnes âgées de la résidence portent ces capteurs, qui servent à mesurer leur température corporelle, le nombre de pulsations, etc., et à recueillir ces données dans le département des soins infirmiers," note Josu Etxaniz Marañón. "Le temps est un facteur critique dans un tel réseau, et l’intervalle entre la mesure des pulsations d’une personne et la réception de cette donnée doit être le plus bas possible," ajoute-t-il. Etxaniz, membre du Groupe de recherche sur le design électronique de l’UPV/EHU, a analysé les temps de transmission et les retards des réseaux Bluetooth.

"La norme Bluetooth peut fonctionner de différentes manières ," souligne Etxaniz. "Dans l’une d’entre elles, les liens entre les nœuds sont toujours ouverts. Ces noeuds (appelés 'nœuds passerelles') collectent et transmettent les informations." Dans d’autres modes de travail, au contraire, ces nœuds s’éteignent de temps en temps s’ils ne travaillent pas. "La consommation d’énergie est moindre dans ces modes, plus adaptés aux cas où les nœuds ne peuvent pas être connectés en permanence au réseau," explique le chercheur. Etxaniz a étudié et comparé ces modes de travail pour savoir comment ils affectent la vitesse de transmission de l’information lorsqu'ils fonctionnent sur le réseau.

Le groupe de recherche a conçu, à cette fin, une plate-forme matérielle, avec des cartes spécifiques qui communiquent via Bluetooth, formant des réseaux. "Nous avons transféré les données d’un bout à l’autre du réseau, et ensuite nous les avons ramenées " indique Etxaniz. Dans les systèmes multisauts (ceux analysés par Etxaniz), les données passent par plus d’un nœud sur votre parcours vers la "meta."

L’enquêteur a effectué de nombreux tests avec les plates-formes, en modifiant les paramètres susceptibles d’avoir une incidence sur la performance temporelle: mode de travail des connexions entre nœuds, type de paquet de données attribué par la norme utilisée pour les communications, etc. Outre les plates-formes, il a mis au point deux méthodes spécifiques pour recueillir des informations sur les temps. Par ailleurs, il a déterminé le comportement des nœuds passerelles de la norme Bluetooth, ainsi que l’impact du traitement des données et des travaux de communication sur le retard général. " L’un des résultats qui nous a le plus attiré l’attention a été de constater que le plus petit retard n’est pas le cas lorsque les nœuds sont en activité en permanence; d’autre part, ce retard varie d’un saut à l’autre" souligne Etxaniz. Dans ce mode de travail, le retard présente une tendance parabolique. Selon Etxaniz, il est essentiel de tenir compte de ce facteur pour que les réseaux Bluetooth soient efficaces.

La littérature scientifique a consacré de nombreuses pages à la technologie Bluetooth, mais les performances temporelles des nœuds passerelles sur les plates-formes matérielles ont été très peu étudiées. Jusqu'à présent, aucun modèle empirique n’a été publié sur des plates-formes matérielles (de laboratoire ou du "monde réel") pour prédire le temps de retard des réseaux multisauts. Le modèle empirique (le premier) issu de l’analyse des résultats effectuée par le Groupe de recherche sur la conception électronique de l’UPV/EHU propose les équations clés pour la prévision des retards temporaires. Selon Etxaniz, "les tendances analysées et la méthode d’analyse utilisée s’appliquent à n’importe quel réseau Bluetooth."

Renseignements complémentaires

Josu Etxaniz Marañón (Santurtzi, 1972) est docteur en génie, professeur à l’École technique supérieure d’ingénierie de Bilbao (UPV/EHU) et chercheur au Département de technologie électronique. Etxaniz a développé sa thèse de doctorat ("Étude des performances temporelles des réseaux sans fil multisaut avec la technologie Bluetooth') dans le Groupe de recherche sur la conception électronique de l’UPV/EHU (GDE), sous la direction de Gerardo Aranguren Aramendia, professeur de l &; UPV-EHU.

Références

1. Etxaniz, J., Aranguren, G. &Gude, J.J., 2006, Proposal of health care monitoring by wireless ad-hocnet working, ITI 4th International Conference on Information&Communications Technology, ICICT, IEEE, ISBN 0-7803-9770-3.

2. Etxaniz, J., Alonso, A. & Aranguren, G., 2010, Influence of the distance between Bluetooth 2.0 nodes and their link mode with the communication delay, Third International Conference on Advances in Circuits, Electronics and Micro-Electronics, CENICS, IEEE, 12-16. (premiado como uno de los mejores artículos).

3. Etxaniz, J. & Aranguren, G., 2010, Delay Time Analysis in Bluetooth 2.0 Wireless Networks, Proc. 8th International Conference on Computing, Communications and Control Technologies.

4. Ortiz, J., Monje, P.M., Zabala, N., Arsuaga, M., Etxaniz, J. & Aranguren, G., 2013, New proposal for bogie-mounted sensors using energy harvesting and wireless communications, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. 0954409713495017.

5. Etxaniz, J., Monje, P.M. & Aranguren, G., 2014, Methodology for the analysis of the master-slave gateway in an implemented scatter net, Review of Scientific Instruments, 85.

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UPV/EHU

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