Les recherches sur ce sujet se base sur la prise de conscience qu’il est possible de réaliser des équipements de très petite taille pouvant être exploité dans des différents domaines comme : l’habitat intelligent, surveillance et sécurité, les applications médicales, gestion d’une exploitation agricole, etc.Contrairement aux réseaux traditionnels qui se concentrent essentiellement à fournir une meilleure qualité de service (QoS), les RCSFs doivent, en plus, se préoccuper à conserver au mieux l’énergie dans le réseau.En effet, ils doivent adopter des techniques qui permettent aux utilisateurs de maximiser la durée de vie du réseau en entier, car chaque capteur est alimenté par une source d’énergie limitée et généralement irremplaçable.C’est pourquoi, il est important d’optimiser les performances de ce type de réseau en termes d’énergie à tous les niveaux de conception. Dans ce contexte, cette thèse est dédiée à l’étude des différentes techniques adoptées au niveau de la couche physique et MAC, plus particulièrement au processus de modulation et du codage des données puis aux techniques de relayage des informations. En effet, le choix de la modulation optimale et de la méthode de codage du canal appropriée est une tâche cruciale à la couche physique de cette classe de réseaux.Pour ce faire, nous avons présenté en premier temps les différents aspects caractérisant les réseaux de capteurs sans fil. Puis, les efforts engagés pour maximiser la conservation de l’énergie dans ces réseaux ont été résumés. En second lieu, nous nous sommes focalisés sur l’impact du choix du schéma de modulation et du codage canal dans les RCSFs, afin de trouver la consommation optimale permettant de préserver au mieux l’énergie du noeud capteur.Dans la dernière partie de notre étude, nous nous sommes intéressés à l’intégration de la coopération au niveau de la couche MAC afin de quantifier le gain apporté en termes de consommation d’énergie ainsi qu’en termes de stabilité des liens radio. / Wireless sensor networks (WSNs) are composed of sensor nodes generally powered by batteries, for which recharging or replacement is difficult. Since battery technology has not progressed as rapidly as semiconductor technology, energy efficiency has become increasingly important in WSN. On the other hand, data exchanged between nodes are vulnerable to corruption by errors induced by random noise, signal fading and other factors. Therefore, improving link reliability and reducing energy consumption are prime concerns in the design of wireless sensor networks. In this context, performing optimal modulation schemes with suitable channel coding process is a crucial task at the physical layer of this class of networks.The aim of this work is to study from a signal processing point of view different techniques used at the physical layer and MAC, in particular the modulation process, coding strategy and cooperative communication protocol dedicated to WSN.We investigate energy-constrained wireless sensor networks and we focus on the determination of the optimal system configuration that permits to improve the performance of this type of network. A comparative analysis of energy consumption referring to MSK modulation is presented in the chapter three. We show that the gain achieved with MSK modulation is very promising to obtain optimal energy network consumption. The final chapter is devoted to the cooperative relaying system. The aim of using such technique is to make better energy conservation in the network. Indeed, through Cooperative transmission with the help of relays provides a better performance gain compared to the direct transmission (DT).

Ce mémoire de thèse a comme thématique générale l'implant cochléaire (TC). Nous avons mené plusieurs travaux de recherche clinique avec l'objectif d'analyser différents protocoles en vue d'améliorer les résultats de l'TC. Ces études ont utilisé l'implant Neurelec-Oticon®. Après une introduction générale sur la problématique actuelle de l'TC, nous avons développé dans cette thèse 3 parties : Rappel de l'état de l'art en matière d'implantologie cochléaire et présentation des principales limites de l'TC qui justifient la poursuite des travaux de recherche tant sur les réglages de l'implant, sur ses indications, que sur les nécessaires améliorations technologiques, et cela à partir d'une meilleure connaissance des conséquences neurophysiologiques de l'implantation cochléaire. Présentation de nos travaux de recherche sur la thématique organisée en 3 chapitres : Dans le cadre de l'étude des relations hôte-dispositif implantable, un modèle spécifique a été observé. Ainsi, les effets et conséquences d'un TC sur un traitement par radiations ionisantes ont été analysés; et la résistance à la radiothérapie de l'implant lui-même (qui est un modèle de vieillissement accéléré) a ensuite été mesurée. Nous avons ensuite spécifiquement travaillé avec le fabricant à la validation clinique de nouvelles technologies du traitement du signal. Ces améliorations (Système Contralateral Routing of Signal, Système de compression CrystalisxDP, et réducteur de bruit VoiceTrack®) sont ici présentées. Une compréhension des phénoménes mis en jeu lors de la stimulation neurale est bien sur nécessaire à l'optimisation de l'implant et le dévellopement de mesures électrophysiologiques spécifiques est de ce fait essentiel. Ce chapitre détaille la mise au point de 2 protocoles expérimentaux permettant de mesurer les interactions électriques par potentiels évoqués auditifs chez le patient implanté cochléaire. Présentation d'une synthèse en s'appuyant sur les données électrophysiologiques obtenues avec analyse des perspectives de recherche permettant de rendre encore plus performante cette prothèse neurale / This thesis deals with cochlear implant (CI). We have conducted several clinical research studies in order to investigate various protocols and determine how to improve CI's efficiency. Such studies have used the Neurelec-Oticon® implant. Following a general introduction presenting current issues regarding CI, this thesis contains 3 parts: The first part presents the current state of the art on CI as well as its main limits justifying the need of further research studies on implant set up, indication and necessary technological improvements thanks to a better understanding of the neurophysiological consequences of cochlear implantation. The second part details specifically detailing our research findings and is divided into 3 chapters: In the framework of the implantable device-host relationships study, a specific model was observed. Thereby, we analyzed the effects and consequences of a CI on ionizing radiation treatment; the resistance to radiation of the implant itself (that is a model of accelerated aging) was then measured. We specifically worked with the manufacturer to ensure clinical validation of new technologies of signal processing. This study presents these improvements (Contralateral Routing of Signal System, CrystalisxDP compression scheme and noise reduction system VoiceTrack®). A good understanding of the phenomena involved in the neural stimulation process is of course necessary in order to optimize the implant. The development of specific electrophysiological measures is therefore crucial. This chapter details the implementation of two experimental protocols allowing to measure electrical interactions through auditory evoked potentials in cochlear implanted patient. The third part presents a synthesis based on the electrophysiological data obtained and the analysis of research perspectives enabling to obtain an even more efficient neural prosthesis

In this work is in details described anatomy and physiology of auditory tract, all its pathological changes included. The main part of this work concetrates on the issue of hearing disorders compensation when special emphasis comes to cochlear implants. This work characterizes every single functional part of cochlear implants from microphones to electrode array. The thesis works in details with speech processors of cochlear implants and with possibilities that provides codes strategies. In a practical part of this thesis is designed the scetch of block scheme of the cochlear implant using CIS and ACE strategy. As an outcome has been made the programme for processing acoustic signal that is based on mentioned block scheme.

Objectives: To assess the subjective and objective performance of the new fine structure processing strategy (FSP) compared to the previous generation coding strategies CIS+ and HDCIS. Methods: Forty-six adults with a minimum of 6 months of cochlear implant experience were included. CIS+, HDCIS and FSP were compared in speech perception tests in noise, pitch scaling and questionnaires. The randomized tests were performed acutely (interval 1) and again after 3 months of FSP experience (interval 3). The subjective evaluation included questionnaire 1 at intervals 1 and 3, and questionnaire 2 at interval 2, 1 month after interval 1. Results: Comparison between FSP and CIS+ showed that FSP performed at least as well as CIS+ in all speech perception tests, and outperformed CIS+ in vowel and monosyllabic word discrimination. Comparison between FSP and HDCIS showed that both performed equally well in all speech perception tests. Pitch scaling showed that FSP performed at least as well as HDCIS. With FSP, sound quality was at least as good and often better than with HDCIS. Conclusions: Results indicate that FSP performs better than CIS+ in vowel and monosyllabic word understanding. Subjective evaluation demonstrates strong user preferences for FSP when listening to speech and music. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Objectives: To assess the subjective and objective performance of the new fine structure processing strategy (FSP) compared to the previous generation coding strategies CIS+ and HDCIS. Methods: Forty-six adults with a minimum of 6 months of cochlear implant experience were included. CIS+, HDCIS and FSP were compared in speech perception tests in noise, pitch scaling and questionnaires. The randomized tests were performed acutely (interval 1) and again after 3 months of FSP experience (interval 3). The subjective evaluation included questionnaire 1 at intervals 1 and 3, and questionnaire 2 at interval 2, 1 month after interval 1. Results: Comparison between FSP and CIS+ showed that FSP performed at least as well as CIS+ in all speech perception tests, and outperformed CIS+ in vowel and monosyllabic word discrimination. Comparison between FSP and HDCIS showed that both performed equally well in all speech perception tests. Pitch scaling showed that FSP performed at least as well as HDCIS. With FSP, sound quality was at least as good and often better than with HDCIS. Conclusions: Results indicate that FSP performs better than CIS+ in vowel and monosyllabic word understanding. Subjective evaluation demonstrates strong user preferences for FSP when listening to speech and music. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Le clinicien se trouve parfois confronté à des sujets qui présentent une surdité supérieure à 90 dB HL au-delà de 1 kHz avec une audition résiduelle dans les fréquences graves. Pour réhabiliter les hautes fréquences, il existe aujourd’hui différentes technologies : amplification conventionnelle, compression fréquentielle, implant cochléaire et depuis une dizaine d’année la stimulation électro-acoustique EAS qui consiste à stimuler acoustiquement les sons graves et électriquement les sons aigus via un implant cochléaire. La première partie de cette thèse a consisté à identifier les facteurs qui influencent les capacités des patients sourds partiels à traiter l’information basse fréquence de la parole. Nous avons utilisé un test d’audiométrie vocale filtrée passe-bas. Nos résultats indiquent que les scores d’intelligibilité de la parole sont positivement corrélés avec la durée de la surdité. Ceci signifie qu’avec le temps, ces sujets malentendants apprennent à comprendre avec cette audition type filtre passe-bas, à tel point que certains ont des performances supra-normales pour l’utilisation des basses fréquences. Nos résultats montrent également une corrélation négative entre l’âge d’apparition de la surdité et les scores l’intelligibilité. Ce test pourra aider le clinicien à mieux cibler l’appareillage le plus adapté à chaque profil de patient. La seconde partie de cette thèse, consacrée à l’EAS, a consisté à évaluer par des simulations chez le normo-entendant, diverses stratégies de codage du son par l’implant EAS. Actuellement, la stratégie utilisée pour l’EAS est calquée sur celle de l’implant cochléaire et nos résultats suggèrent que cette stratégie peut être optimisée. / Clinicians may face patients who have a deafness superior to 90 dB HL above 1 kHz with good lowfrequency residual hearing. Today, several technologies are available to provide high frequencies: conventional amplification, frequency compression, cochlear implant since about 10 years Electric-Acoustic Stimulation EAS which consists in stimulating acoustically low frequencies while stimulating electrically high frequency sounds via a cochlear implant. The firt part of this dissertation consisted in identifying the factors which may influence abilities of partially deaf subjects to process low-frequency speech information. We used a low-pass filtered speech test. Our results show that speech intelligibility scores are positively correlated to the duration of deafness. This means that these hearing-impaired subjects learn to understand with this lowpass-like hearing, in such a way that some of them exhibit supranormal abilities for the processing of low-frequency sounds. Our results also show a negative correlation between the age at onset of deafness and speech intelligibility scores. This test may help the clinician to better evaluate which device would be best for every patient’s profile. The second part of this dissertation, about EAS, consisted in evaluating through simulations in normal hearing listeners, several coding strategies by the EAS implant. Now the strategy used for EAS duplicates the strategy used by cochlear implants and our results suggest that this strategy could be optimized.