No description available.

The integration of control systems with wireless communication networks has gainedsignificant popularity, leading to the emergence of wireless networked control systems(WNCS). WNCS comprises wireless devices such as sensors, actuators, andcontrollers that work together to ensure system stabilizability. However, communicationamong these wireless devices often relies on relay nodes, which presents a challengein guaranteeing system stabilizability due to potential failures caused by natural eventsor malicious activities targeting and disabling these nodes. This study proposes an approach to enhance the resilience of wireless sensor networks(WSNs) utilizing the WirelessHART communication protocol. The objective is to designthe WSNs and controller that can ensure stabilizability, even in the specific number ofrelay node failures. The study employs two key methodologies: firstly, the analysis ofconditions such as controllability, observability, solvability of fault detection andisolation, and the associated requirements to guarantee system stabilizability. Secondly,MATLAB simulations are employed to test the proposed system. By combiningtheoretical analysis and practical simulations, the study provides valuable insights anddesign strategies that contribute to the advancement of WNCS, enabling their reliabilityand stability in the face of potential relay node failures. / Integrationen av styrsystem med trådlösa kommunikationsnätverk har blivit mycketpopulär, vilket har lett till framväxten av trådlösa nätverksstyrningssystem (WNCS).WNCS omfattar trådlösa enheter som sensorer, aktuatorer och styrenheter som arbetartillsammans för att säkerställa systemets stabilisering. Kommunikationen mellan dessatrådlösa enheter förlitar sig emellertid ofta på relänoder, vilket utgör en utmaning föratt garantera systemets stabilisering på grund av potentiella fel orsakade av naturligahändelser eller skadliga aktiviteter som riktar sig mot och inaktiverar dessa noder. Denna studie föreslår ett tillvägagångssätt för att förbättra motståndskraften hos trådlösasensornätverk (WSNs) med hjälp av kommunikationsprotokollet WirelessHART. Måletär att utforma WSN och styrenheter som kan säkerställa stabilisering även vid ettspecifikt antal relänodfel. Studien använder sig av två huvudsakliga metoder: för detförsta analys av villkor såsom styrbarket, observerbarheten, lösbarheten hos felupptäcktoch isolering metod och de tillhörande kraven för att garantera systemets stabilisering.För det andra används MATLAB-simuleringar för att testa det föreslagna systemet.Genom att kombinera teoretisk analys och praktiska simuleringar ger studien värdefullainsikter och designstrategier som bidrar till framsteg inom WNCS, vilket möjliggörtillförlitlighet och stabilitet även vid potentiella fel på relänoder.

Denna rapport behandlar prestandaproblem i den nyligen standardiserade Mesh kommunikationsstandarden (IEEE 802.11s). I denna rapport, undersöker och förbättra vi ett förhållande som resulterar i reduktion av genomströmningen i en kedja av noder topologi. IEEE802.11s är mycket lovande med många fördelar för både IoT-systemen och trådlösa nätverk i båda hemmet och arbete.Vi arbetar med frågan om orättvisa när CSMA/CA tillämpas, vilket orsakar genomströmningsreduktion på grund av paketförluster och indikerar svältning. Vi analyserar konsekvenserna av Collision Avoidance (CA) mekanism och föreslår en ersättning för CA som är både rättvist och samtidigt kan upprätthålla undvikande av kollisioner. Vi implementera detta i en simulator och resultatet visar på betydligt högre end-to-end-genomströmning än standard CSMA/CA och inga paketförluster på grund av buffertspill. / This thesis rapport deals with the performance issues of the newly standardized Wireless mesh protocol (IEEE 802.11s). In this thesis, we work on improving the conditions that results in throughput degradation in a chain of nodes topology. The mesh standard is very promising with many advantages for both IoT systems and home wireless networks.We work on the issue of unfairness when CSMA/CA is applied, which causes throughput degradation due to packet loss and indicates starvation. We analyze the implication of the Collision Avoidance (CA) mechanism and propose a replacement for the CA that is both fair and able to maintain collision avoidance. We implement this in a simulator and the result shows significantly higher end-to-end throughput compared to the original CSMA/CA and no packet loss due to buffer overflow.

Cette thèse traite de l'estimation d'un canal de communication radio-mobile multi-bond. La communication entre l'émetteur et le récepteur est ainsi faite par l'intermédiaire de relais (de type « Amplify and-Forward ») en série. Les différents éléments (émetteurs, relais, récepteurs) peuvent être fixes ou mobiles. Chaque lien de communication (chaque bond) est modélisé par un canal de Rayleigh à évanouissements plats, avec un spectre Doppler issu de deux environnements possibles de diffusion : en deux dimensions (2D, amenant le spectre en U de Jakes), ou en trois dimensions (3D, amenant un spectre Doppler plat). L'objectif majeur de la thèse est l'estimation dynamique du canal global issue de la cascade des différents liens. A cette fin, la cascade de canaux est approchée par une modèle auto-régressif du premier ordre (AR (1)), et l'estimation est réalisée à l'aide d'un algorithme standard, le filtre de Kalman. La méthode couramment utilisée dans la littérature pour fixer le paramètre du modèle AR(1) est basée sur un critère de « corrélation matching » (CM). Cependant, nous montrons que pour des canaux à variations lentes, un autre critère basé sur la minimisation de la variance asymptotique (MAV) de la sortie du filtre de Kalman est plus approprié. Pour les deux critères, CM et MAV, cette thèse donne une justification analytique en fournissant des formules approchées de la variance d'estimation par le filtre de Kalman, ainsi que du réglage optimal du paramètre du modèle AR(1). Ces formules analytiques sont données en fonctions des fréquences Doppler et du rapport signal sur bruit, pour les environnements de diffusion 2D et 3D, quel que soit le nombre et le type de bonds (fixe-mobile ou mobile-mobile). Les résultats de simulations montrent un gain considérable en termes de l'erreur quadratique moyenne (MSE) de l'estimateur de canal bien réglé, en particulier pour le scénario le plus courant de canal à évanouissements lents. / This thesis deals with the estimation of the multihop Amplify-and-Forward relay communications. The various objects (transmitter, relays, receivers) can be fixed or mobile. Each link is modeled by a flat fading Rayleigh channel, with a Doppler spectrum resulting from two-dimensional (2D, leading to the U-shape Dopller spectrum) or three-dimensional (3D, leading to a flat Doppler spectrum) scattering environments. The cascade of channel hops is approximated by a first-order autoregressive (AR(1)) model and is tracked by a standard estimation algorithm, the Kalman Filter (KF). The common method used in the literature to tune the parameter of the AR(1) model is based on a Correlation Matching (CM) criterion. However, for slow fading variations, another criterion based on the off-line Minimization of the Asymptotic Variance (MAV) of the KF is shown to be more appropriate. For both the CM and MAV criteria, this thesis gives analytic justification by providing approximated closed-form expressions of the estimation variance in output of the Kalman filter, and of the optimal AR(1) parameter. The analytical results are calculated for given Doppler frequencies and Signal-to-Noise Ratio for both scattering environments, whatever the number and type of transmission hops (Fixed-to-Mobile or Mobile-to-Mobile). The simulation results show a considerable gain in terms of the Mean Square Error (MSE) of the well tuned Kalman-based channel estimator, especially for the most common scenario of slow-fading channel.