Les avancements récents dans les technologies sans fil ont vu l'émergence de techniques de localisation qui constitue une base utile et rentable pour offrir des nouveaux services. Ces services topo-dépendants ont été de plus en plus bénéfiques pour les opérateurs et les entreprises de télécommunications. Divers services topo-dépendants peuvent être offerts 'a l'utilisateur tels que le suivi, la publicité, la sécurité, et la gestion. Les réseaux sans fil eux-mêmes peuvent bénéficier de l'information de localisation pour améliorer les performances de leurs différentes couches. Le routage, la synchronisation et l'annulation d'interférences sont quelques exemples o'u l'information de localisation peut être fructueuse. Un système de localisation doit être capable d'exécuter deux tâches principales : la mesure des paramètres topo-dépendants (RSSI, TOA, et TDOA) et l'estimation de la position en utilisant des estimateurs appropriés. L'objectif principal de cette thèse est l'étude de différentes techniques d'estimation de la position: algébriques et géométriques. Les techniques algébriques étudiées sont les moindres carrés, le maximum de vraisemblance, et la programmation semi-définie. La technique géométrique RGPA proposée est basée sur l'analyse par intervalles et la représentation géométrique des paramètres topo-dépendants. L'accent est mis sur la fusion de différents paramètres topo-dépendants et son influence sur la précision de positionnement. L'estimation et la mesure des paramètres topo-dépendants sont également étudiées en utilisant une campagne de mesures ULB afin d'avoir une compréhension complète du domaine de localisation.

This work introduces the available authorization frameworks for the purpose of Single Sign-On functionality within an enterprise, along with the fundamental technicalities. The focus of the work is on SAML 2.0 and OAuth 2.0 frame- works. Following the details related to available protocol flows, supported client profiles and security considerations, the two frameworks are compared in accordance with a set of factors given in a criteria. The report discusses the possibilities provided by a Microsoft Windows based infrastructure, as well as different scenarios and their feasibility in an enterprise environment. The preferred framework, OAuth 2.0, is selected according to the given criteria and the comparative discussions.

Dans les décennies à venir, la connaissance d’informations très précises concernant la position d’un objet permettra de créer des applications révolutionnaires dans les domaines sociaux, médicaux, commerciaux et militaires. La technologie Ultra-Wideband (UWB) est considérée comme un bon candidat permettant de fournir des capacités de localisation précise grâce à la mesure de l’estimation du temps d'arrivée (TOA). Dans cette thèse, des algorithmes de mesure de distance dans le cas multi-utilisateurs pour des systèmes UWB sont étudiés afin d'atteindre une bonne précision pour une faible complexité, avec de la robustesse aux interférences multi-utilisateur et dans le cas d’un grand nombre d'utilisateurs. Au cours de la dernière décennie, les signaux chaotiques ont reçu une attention significative en raison d'un certain nombre de caractéristiques intéressantes. Les signaux chaotiques sont des signaux non périodiques, déterministes ou considérés comme pseudo-aléatoires provenant de systèmes dynamiques non linéaires. Leur bonne autocorrélation et leurs faibles propriétés d’inter corrélation les rendent particulièrement résistants aux évanouissements par trajets multiples et capables d'atténuer les interférences multi-utilisateur (MUI). En raison de leur grande sensibilité aux conditions initiales, il est possible de générer un grand nombre de signaux chaotiques pour accroître la capacité globale du système. Dans cette thèse, deux nouveaux algorithmes d'estimation de TOA sont proposés dans un cadre multi-utilisateur avec une faible complexité et une bonne robustesse. Le nombre d'utilisateurs pris en charge par ces deux algorithmes est beaucoup plus grand que dans le cas des estimateurs de TOA actuels. Cependant, l'utilisation de séquences d'étalement classique et d’impulsion limite l'amélioration des performances et la capacité du système. Afin d’apporter des améliorations, des signaux chaotiques sélectionnés sont utilisés comme séquences d'étalement ou impulsion dans les algorithmes proposés. Grâce à l'utilisation de signaux chaotiques, notre algorithme est non seulement amélioré, mais permet également l’utilisation d’un plus grand nombre d'utilisateurs par comparaison avec l’algorithme utilisant des signaux classiques / In the coming decades, highly accurate position information has the potential to create revolutionary applications in the social, medical, commercial and military areas. Ultra-Wideband (UWB) technology is considered as a potential candidate for enabling accurate localization capabilities through Time-of-Arrival (TOA) based ranging techniques. Over the past decade, chaotic signals have received significant attention due to a number of attractive features. Chaotic signals are aperiodic, deterministic, and random-like signals derived from nonlinear dynamical systems whose good autocorrelation, low cross-correlation and sensitivity to the initial conditions make them particularly suitable to ranging systems. In this thesis, two new multiuser TOA estimation algorithms are proposed with low complexity and robustness to MUI, the number of users supported by which is much larger than current multiuser TOA estimators. While, the use of classic spreading sequences and ranging pulse constrain the further improvement of ranging performance and system capacity. For breaking through the limit brought by the classic signals, the selected chaotic signals are employed as the spreading sequences or ranging pulse in our proposed algorithms. With the use of chaotic signals, our proposed algorithm not only obtains the additional improvement, but also with capability to support larger number of users comparing with its counterpart using classic signals

Internet des objets (IoT) est actuellement à notre portée. De nombreux domaines ont bénéficié de cette technologie. Cela va d'une application simple, comme l'identification d'un objet jusqu'à la gestion d'un système plus complexe. L'identification par radiofréquence (RFID) est l'une des technologies a une part importante dans l’IoT aujourd'hui. C’est une technologie embarqué, pas cher et ne nécessite aucune source d'alimentation supplémentaire dans le cas de tag passif. Avec sa fonctionnalité omniprésente, cette technologie permet de positionner un objet dans une zone spécifique. L’Assistance et l'Autonomie des personnes à Domicile (AAL) est l'un des nombreux domaines qui bénéficient de l'IoT. Il vise à aider les personnes âgées dans leurs routines quotidiennes en fournissant de nouveaux services d'assistance dans les maisons intelligentes (smart home). La présence de RFID dans une maison intelligente sont d'une grande aide pour une personne âgée et/ou déficiente, par exemple, pour l’aider à trouver un objet dans son environnement quotidien. Cependant, même avec tous ces avantages d’assistance dans notre vie, il est malheureusement à double tranchant où l'avantage qu'il apporte à un objet pourrait à son tour se tourner contre lui-même. En effet, pour pouvoir aider les personnes âgées à localiser un objet, le système nécessite certaines données relatives au positionnement de l'objet, tout au moins son identification. Étant donné que la couverture de l'étiquette RFID passive est très faible, une fois sa présence détectée, il est difficile de la cacher. La capacité de cette technologie à localiser des objets donne l'occasion à une tierce personne de profiter du système. Parallèlement au besoin persistant et constant de confidentialité par les utilisateurs, l'objectif de cette thèse consiste à améliorer la confidentialité dans la localisation d'un objet grâce à un nouveau protocole basé sur la deuxième génération de RFID passive. Le protocole proposé doit pouvoir empêcher un objet d'être identifié et localisé par des parties non autorisées ou par un lecteur malveillant. La première contribution de ce travail est l'évaluation de la gestion anti-collision RFID. Elle est réalisée par la création d'un modèle OMNET++, construit sur la base de la dernière norme RFID développée par GS1 et adaptée par ISO / IEC appelé Gen2V2 (RFID classe 2 Génération 2 Version 2). Dans cette norme une étiquette RFID passive ne nécessite aucune source d'alimentation interne. Il communique en utilisant la fréquence UHF. La norme Gen2V2 propose une liste de suites cryptographiques qui peuvent être utilisées comme méthodes pour authentifier une étiquette et un lecteur. Cette nouvelle génération d'étiquettes est soutenue par une alliance de fabricants appelée RAIN (RAdio frequency IdentifatioN) qui favorise l'adoption du Gen2V2. Nous évaluons les performances globales du protocole anti-collision et nous comparons ensuite quatre de ses suites cryptographiques, à savoir PRESENT80, XOR, AES128 et cryptoGPS pour garantir l’authentification lecteur/tag. Parmi les performances évaluées dans ce modèle, nous nous sommes intéressé au nombre de collisions et à la durée requise pour interroger un groupe d'étiquettes. Nous avons intégré en fonctionnalité de localisation dans le modèle en s’appuyant sur les messages échangés avant l’authentification, ce qui peut conduire à une localisation malveillante d'un objet. Pour augmenter la confidentialité de la localisation au sein des applications AAL, nous proposons donc une deuxième contribution qui est une nouvelle méthode de localisation basée sur les échanges standard Gen2V2 en anonymisant l'identité de l'étiquette. / Internet of things (IoT) is currently on our doorsteps. Numerous domains have beneted from this technology. It ranges from a simple application such as identifying an object up to handling a more complex system. The Radio Frequency IDentication (RFID) is one of the enabling technologies that drive the IoT to its position today. It is small, cheap and does not require any additional power sources. Along with its ubiquitous functionality, this technology enables the positioning of an object within a specic area. Ambient Assisted Living (AAL) is one of the many domains that benet from the IoT. It aims at assisting elderly people in their daily routines by providing new assistive services in smart homes for instance. RFIDs in a smart home come as a great help to an elderly person, for example, to nd an object that they misplaced. However, even with all its benets in simplifying our lives, it is unfortunately double-edged where the advantage that it brings to an object could in turn go against itself. Indeed to be able to help the older adults to locate an object, the system requires certain data in relation to the positioning of the object and its identication. As the passive RFID tag coverage is very small, once its presence is detected, it is dicult to hide it. The ability of this technology in localizing objects gives an opportunity to a third person to take an advantage of the system. In parallel with the persistent and constant need of privacy and secrecy by the users, the objective of this thesis consists of improving the privacy in localizing an object through a new protocol based on the latest version of the RFID second generation passive tag. The proposed protocol must be able to prevent an object from being identied and located by unauthorized parties or a malicious reader. The rst contribution of this work is the assessment of the RFID anti collision management. It is performed through the creation of an OMNET++ framework, modelled and built based on the latest RFID standard developed by GS1 and incorporated by ISO/IEC called Gen2V2 (RFID class 2 Generation 2 Version 2). It is a passive RFID tag that does not require any internal power sources to operate. It communicates using the UHF frequency. The Gen2V2 standard provides a list of cryptographical suites that can be used as a method to authenticate a tag and a reader. This new generation of tags is supported by an alliance of manufacturers called RAIN (RAdio frequency IdenticatioN) that promotes the adoption of the Gen2V2. The anti collision management overall performance is then compared with its theoretical value and four of its cryptographical suites namely PRESENT80, XOR, AES128 and cryptoGPS. Among the performances evaluated within the framework is the number of collisions and the duration required to interrogate a group of tags. Note that an addition of a localization functionality within the framework reveals that exchanged messages through wireless channel prior to the authentication can lead to a malicious localization of an object. To increase the localization privacy within AAL application, we propose therefore a second contribution which is a new localization method that is based on the current Gen2V2 standard exchanges by anonymizing the tag identity.

RFID (Radio Frequency Identification) system is a wireless system without any kinds of mechanical or optical connection between identifying and detected objects. It consists of two basic devices: a reader and tag. Recently with the development of the technology, SAW-RFID (Surface Acoustic Wave Radio Frequency Identification) tags come into market with acceptable price, as well as its size tends to miniaturization. We propose to use 3D wireless indoor localization system to detect the position of the tags. The reader converts radio waves returned from the SAW-RFID tag into a form, which can be useful to process the information. The system consists of SAW-RFID tags placed on the object and several RF Readers in the room. The readers sequentially transmit the impulse signals which are then reflected from different tags and received by readers. Then a signal round-trip TOA (Time of Arrival) between tags and readers can be estimated. We define a 3D coordinate system of the readers and calculate the positions of the tags using suitable specific algorithm. Our system is design to monitor a human body position. The goal is to detect a tumble of solitary living people. A case when the tag positions are identified to be below a per-set threshold means that something happened, and maybe a man has fallen on the ground. This emergency situation can be detected by the monitoring system which then sends information to an alarm system which can call the health centre to take care of the patient. In this paper, a 5 m×5 m×3 m indoor localization system is implemented in Matlab. The simulation results show a correct identification of a fallen man and accuracy of the high measurement below 30 cm. / 0762770008

Disertační práce je zaměřena na měření a modelování kanálu uvnitř a vně vozidla pro komunikaci a lokalizaci. Pro účely vytvoření integrovaného inteligentního dopravního systému ITS (Intelligent transportation system) je důležitý odhad vlastnosti kanálů pro vnitřní a venkovní scénáře. Za tímto účelem je vhodné provést řadu činností, které jsou obsahem disertační práce: Simulace fyzické vrstvy 802.11p, její srovnávání s 802.11a, měření kanálu pro různé scénáře pro 802.11p a pro širokopásmový systém (UWB), vytvoření modelů kanálů pro 802.11p a UWB a výzkum vlastností lokalizace založené na měření v pásmu UWB. Výzkum komunikace vozidla s okolím založená na IEEE 802.11p standardu. Jedním z cílů disertační práce je ukázat rozdíly mezi standardy fyzické vrstvy IEEE 802.11a a IEEE 802.11p prostřednictvím simulace s použitím modelu kanálu HIPERPLAN/2. V práci je uvedena simulace přenosu signálu 802.11p kanálem ITU-R M.1225 s odlišným zpožděním a středním výkonem (pro chodce a vozidla). Vliv kanálu na signál je analyzován za použití simulace v prostředí MATLABu pomocí vyhodnocení chybovosti. Určení vlastností kanálů v kmitočtovém pásmu 5,8 GHz pro standard IEEE 802.11p a UWB. Experimenty byly prováděny pro vnitřní a vnější prostředí vozidla. Bylo zjištěno, že pro protokol 802.11p může být trend (dlouhodobý vývoj) profilu PDP (power delay profile) nejlépe aproximován pomocí modelu obsahujícího dvě klesající exponenciální funkce, na rozdíl od Saleh-Valenzuelova (S-V) modelu, který je více vhodný pro UWB systémy pracující v pásmu 3 až 11 GHz. Vytvoření odpovídající impulzní odezvy (CIR) s využitím trendu PDP. Informace o CIR byla použita pro simulaci 802.11p za účelem vyhodnocení chybovosti při použití Ricianova modelu. Výsledky odhadu BER ukazují vhodnost protokolu pro vnitřní a vnější prostředí bezdrátových aplikací. Výsledky simulací dále ukazují, že se chybovost zásadně nemění a proto je možné určit střední křivku BER pro celou sadu změřených dat. Určení vlivu malé změny polohy antény na vlastnosti kanálu. Práce ukazuje náhodnost parametrů UWB kanálu pro malé změny polohy antény okolo vozidla, zaparkovaného v podzemní garáži. Ztráty šířením jsou monotónně rostoucí se vzdáleností, avšak náhodně se mění v závislosti na úhlu a výšce antén, a proto je vyhodnocení vzdálenosti pomocí síly signálu pro tyto scénáře nevhodné. Na druhé straně může být pro spolehlivé určení vzdálenosti bez ohledu na úhel nebo výšku antény použita doba příchodu prvního svazku. Ověření vlivu změn konfigurace kanálu na parametry S-V modelu. Práce demonstruje závislost parametrů Saleh-Valenzuela modelu v na vzdálenosti a výšce antén, avšak ukazuje, že jejich průměrné hodnoty jsou blízké IEEE 802.15.3 standardu. Ověření možnosti lokalizace pomocí metody TOA (time of arrival). Vzdálenost mezi anténami byla určena z profilu PDP s využitím lineární závislosti vzdálenosti na zpoždění. Souřadnice vysílací antény byly nalezeny pomocí dvou přijímacích antén pomocí 2-D lokalizační techniky TOA. Porovnání vypočtených souřadnic s původními vykazuje chybu menší než 6%, což ukazuje vhodnost navrženého přístupu pro lokalizaci vozidel.

Spectrum, environment and location awareness are key characteristics of cognitive radio (CR). Knowledge of a user’s location as well as the surrounding environment type may enhance various CR tasks, such as spectrum sensing, dynamic channel allocation and interference management. This dissertation deals with the optimisation of adaptive localisation techniques for CR. The first part entails the development and evaluation of an efficient bandwidth determination (BD) model, which is a key component of the cognitive positioning system. This bandwidth efficiency is achieved using the Cramer-Rao lower bound derivations for a single-input-multiple-output (SIMO) antenna scheme. The performances of the single-input-single-output (SISO) and SIMO BD models are compared using three different generalised environmental models, viz. rural, urban and suburban areas. In the case of all three scenarios, the results reveal a marked improvement in the bandwidth efficiency for a SIMO antenna positioning scheme, especially for the 1×3 urban case, where a 62% root mean square error (RMSE) improvement over the SISO system is observed. The second part of the dissertation involves the presentation of a multiband time-of arrival (TOA) positioning technique for CR. The RMSE positional accuracy is evaluated using a fixed and dynamic bandwidth availability model. In the case of the fixed bandwidth availability model, the multiband TOA positioning model is initially evaluated using the two-step maximum-likelihood (TSML) location estimation algorithm for a scenario where line-of-sight represents the dominant signal path. Thereafter, a more realistic dynamic bandwidth availability model has been proposed, which is based on data obtained from an ultra-high frequency spectrum occupancy measurement campaign. The RMSE performance is then verified using the non-linear least squares, linear least squares and TSML location estimation techniques, using five different bandwidths. The proposed multiband positioning model performs well in poor signal-to-noise ratio conditions (-10 dB to 0 dB) when compared to a single band TOA system. These results indicate the advantage of opportunistic TOA location estimation in a CR environment. / Dissertation (MEng)--University of Pretoria, 2012. / Electrical, Electronic and Computer Engineering / unrestricted

The aim of this work was to create a module for home automation tools Home Assistant. The module is able to determine  which room is inhabited and estimate more accurate position of people inside the room. Known GPS location cannot be used for this purpose because it is inaccurate inside buildings and therefore one of the indoor location techniques needs to be used. Solution based on Bluetooth Low Energy wireless technology was chosen. The localization technique is the fingerprinting method, which is based on estimating the position according to the signal strength at any point in space, which are compared with a database of these points using machine learning. The system can be supplemented with motion sensors that ensure a quick response when entering the room. This system can be deployed within a house, apartment or small to medium-sized company to determine the position of people in the building and can serve as a very powerful element of home automation.

The objective of this work is to enhance the awareness of the indoor propagation behaviour, by a set of investigations including simulations and measurements. These investigations include indoor propagation behaviour, local mean power estimation, proposing new indoor path loss model and introducing a case study on 60 GHz propagation in indoor environments using ray tracing and measurements. A summary of propagation mechanisms and manifestations in the indoor environment is presented. This comprises the indoor localization techniques using channel parameters in terms of angle of arrival (AOA), time of arrival (TOA) and received signal strength (RSS). Different models of path loss, shadowing and fast fading mechanisms are explored. The concept of MIMO channels is studied using many types of deterministic channel modelling such as Finite Difference Time Domain, Ray tracing and Dominant path model. A comprehensive study on estimating local average of the received signal strength (RSS) for indoor multipath propagation is conducted. The effect of the required number of the RSS data and their Euclidian distances between the neighbours samples are investigated over 1D, 2D and 3D configurations. It was found that the effect of fast fading was reduced sufficiently using 2D horizontal’s arrangement with larger spacing configuration. A modified indoor path loss prediction model is presented namely effective wall loss model (EWLM). The modified model with wall correction factors is compared to other indoor path loss prediction models using simulation data (for 2.4, 5, 28, 60 and 73.5 GHz) and real-time measurements (for 2.4 and 5 GHz). Different operating frequencies and antenna polarizations are considered to verify the observations. In the simulation part, EWLM shows the best performance among other models. Similar observations were recorded from the experimental results. Finally, a detailed study on indoor propagation environment at 60 GHz is conducted. The study is supported by Line of Sight (LoS) and Non-LoS measurements data. The results were compared to the simulated ones using Wireless-InSite ray tracing software. Several experiments have confirmed the reliability of the modelling process based on adjusted material properties values from measurements.

As the demand for wireless communication systems has exploded over the past few years, many researchers have taken on the challenge to model wireless channels more accurately. These models are very useful for enhancing the design of all aspects of wireless communications. Smart antennas and systems used in position location are among the most popular new studies that require signal information such as the amplitude, phase, and angle-of-arrival (AOA) of multipath delay spreads. For proper and efficient implementation of future systems, emerging wireless systems must be able to exploit processing of spatial information. The goal of the work presented in this thesis is to further improve two channel modeling tools, SMRCIM and SIRCIM, by implementing new geometrical models that provide users with angle-of-arrival information as well as amplitude and phase data for wideband wireless communication channels. The new angle-of-arrival models are explained and pseudo code is provided to demonstrate the software implementation of the models. Likewise, the channel models are explained and the usage and results of the simulation tools are described. The SMRCIM and SIRCIM tools are currently being used by researchers throughout the world. <i>[Vita removed March 5, 2012. Gmc]</i> / Master of Science