Safety Applications and Measurement Tools for Connected Vehicles

L'abstract è presente nell'allegato / the abstract is in the attachmen

Key distribution technique for IPTV services with support for admission control and user defined groups

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 200

Prise de décision de handover vertical pour la gestion de mobilité dans les réseaux hétérogènes sans fil

L évolution des technologies réseaux sans fil, des terminaux mobiles ainsi que des contenus et des services créent des environnements hétérogènes de plus en plus complexes. Dans ce contexte, un compromis entre la mobilité, la transparence et la performance apparaît. Des utilisateurs mobiles, ayant différents profils et préférences, voudraient être toujours connectés au meilleur réseau à tout moment, sans avoir à se soucier des différentes transitions entre réseaux hétérogènes. Face à cette complexité, il parait nécessaire de proposer de nouvelles approches afin de rendre ces systèmes plus autonomes et de rendre les décisions de handover vertical plus efficaces. Cette thèse se concentre sur la gestion de mobilité verticale, plus précisément sur la prise de décision de handover vertical dans un environnement de réseaux hétérogènes sans fil. Après l identification des différents paramètres de prise de décision et l analyse de l état de l art relié à la gestion de la mobilité verticale, nous avons proposé un système de réputation qui permet de réduire les délais de prise de décision. La réputation d un réseau est introduite comme une nouvelle métrique de prise de décision qui peut être recueillie à partir des expériences précédentes des utilisateurs sur ce réseau. Nous montrons que la réputation est une métrique efficace qui permet l anticipation du handover et accélère la prise de décision. Bien que l objectif principal soit de garantir la meilleure qualité de service et l utilisation optimale des ressources radios, les aspects économiques doivent également être considérés, y compris la minimisation des coûts pour les utilisateurs et la maximisation des revenus pour les fournisseurs de services ou les opérateurs. Nous proposons alors, dans la deuxième partie de la thèse, un mécanisme de prise de décision basé sur la théorie des jeux. Ce dernier permet la maximisation des utilités des réseaux et des utilisateurs. Dans cette solution, chaque réseau disponible joue un jeu de Stackelberg avec un ensemble d utilisateurs, tandis que les utilisateurs jouent un jeu de Nash entre eux pour partager les ressources radios limitées. Un point d équilibre de Nash, qui maximise l utilité de l utilisateur et les revenus des fournisseurs de services, est trouvé et utilisé pour le contrôle d admission et la prise de décision de handover vertical. Dans la troisième partie de cette thèse, nous proposons et discutons deux différentes solutions architecturales sur lesquelles nos mécanismes de prise de décision proposés peuvent être intégrés. La première architecture proposée est basée sur la norme IEEE 802.21 à laquelle nous proposons certaines extensions. La seconde architecture proposée est basée sur un niveau de contrôle composé de deux couches de virtualisation. La virtualisation est assurée via des agents capables de faire un raisonnement et de prendre des décisions pour le compte d entités physiques qu ils représentent au sein du système. Cette architecture permet une plus grande flexibilitéMobility management over heterogeneous wireless networks is becoming a major interest area as new technologies and services continue to proliferate within the wireless networking market. In this context, seamless mobility is considered to be crucial for ubiquitous computing. Service providers aim to increase the revenue and to improve users satisfaction. However there are still many technical and architectural challenges to overcome before achieving the required interoperability and coexistence of heterogeneous wireless access networks. Indeed, the context of wireless networks is offering multiple and heterogeneous technologies (e.g. 2G to 4G, WiFi, Wimax, TETRA,...). On the one hand, this rich environment allows users to take profit from different capacities and coverage characteristics. Indeed, this diversity can provide users with high flexibility and allow them to seamlessly connect at any time and any where to the access technology that best fits their requirements. Additionally, cooperation between these different technologies can provide higher efficiency in the usage of the scarce wireless resources offering more economic systems for network providers. On the other hand, the heterogeneity of technologies and architectures and the multiplication of networks and service providers creates a complex environment where cooperation becomes challenging at different levels including and not limited to mobility management, radio resource provisioning, Quality of Service and security guarantees. This thesis is focusing on mobility management and mainly on decision making for Vertical handover within heterogeneous wireless network environments. After the analysis of the related state of the art, we first propose a reputation based approach that allows fast vertical handover decision making. A decision making scheme is then built on that approach. Network s reputation, is a new metric that can be gathered from previous users experiences in the networks. We show that it is an efficient construct to speed up the vertical handover decision making thanks to anticipation functionalities. While the main objective remains guaranteeing the best Quality of Service and optimal radio resource utilization, economical aspects have also to be considered including cost minimization for users and revenue maximization for network providers. For this aim, we propose, in the second part of the thesis, a game theoretic based scheme that allows maximizing benefits for both networks and users. In this solution, each available network plays a Stackelberg game with a finite set of users, while users are playing a Nash game among themselves to share the limited radio resources. A Nash equilibrium point, that maximizes the user s utility and the service provider revenue, is found and used for admission control and vertical handover decision making. The analyses of the optimal bandwidth/prices and the revenue at the equilibrium point show that there are some possible policies to use according to user s requirements in terms of QoS and to network capacities. For instance, we pointed out that networks having same capacities and different reputation values should charge users with different prices which makes reputation management very important to attract users and maximize networks revenue. In the third part of this thesis, we provide and discuss two different architectural and implementation solutions on which our proposed vertical handover decision mechanisms can be integrated. The first proposed architecture is a centralized one. It is based on the IEEE 802.21 standard to which some extensions are proposed. The second proposed architecture is distributed. It is based on an overlay control level composed of two virtualization layers able to make reasoning on behalf of physical entities within the system. This architecture allows higher flexibility especially for loosely coupled interconnected networksEVRY-INT (912282302) / SudocSudocFranceF

Implantations distribuées de modèles à base de composants communicants par interactions multiparties avec priorités : application au langage BIP

Distributed software is often required for new systems, because of efficiency and physical distribution and sensors and actuators. Ensuring correctness of a distributed implementation is hard due to the interleaving of actions belonging to distinct processes. This thesis proposes a method for generating a correct and efficient distributed implementation from a high-level model of an application. The input model is described as a set of components communicating through prioritized multiparty interactions. Such primitives change the state of all components involved in an interaction during a single atomic execution step. We assume that a distributed implementation is a set of processes communicating through asynchronous message-passing. The main challenge is to produce a correct and efficient distributed implementation of prioritized multiparty interactions, relying only on message-passing. The method relies on a rigorous design flow refining the high-level model of the application into a low-level model, from which code for a given platform is generated. All intermediate models appearing in the flow are expressed using the same semantics as the input model. Complex interactions are replaced with constructs using simpler interactions at each step of the design flow. In particular, the last model obtained before code generation contains only interactions modeling asynchronous message passing. The correctness of the implementation is obtained by construction. Using multiparty interaction reduces drastically the set of reachable states, compared to an equivalent model expressed with lower level primitives. Essential properties of the system are checked at this abstraction level. Each transformation of the design flow is simple enough to be fully formalized and proved by showing observational equivalence or trace equivalence between the input and output models. The obtained implementation is correct with respect to the original model, which avoids an expensive a posteriori verification. Performance can be optimized through adequate choice of the transformation parameters, or by augmenting the knowledge of components. The latter solution requires to analyze the original model to compute the knowledge, that is reused at subsequent steps of the decentralization. The various transformations and optimizations constituting the design flow have been implemented using the BIP framework. The implementation has been used to evaluate the different possibilities, as well the influence of parameters of the design flow, on several examples. The generated code uses either Unix sockets, MPI or pthreads primitives for communication between processes.Les nouveaux systèmes ont souvent recours à une implémentation distribuée du logiciel, pour des raisons d'efficacité et à cause de l'emplacement physique de certains capteurs et actuateurs. S'assurer de la correction d'un logiciel distribué est difficile car cela impose de considérer tous les enchevêtrements possibles des actions exécutées par des processus distincts. Cette thèse propose une méthode pour générer, à partir d'un modèle d'application haut niveau, une implémentation distribuée correcte et efficace. Le modèle de l'application comporte des composants communiquant au moyen d'interactions multiparties avec priorités. L'exécution d'une interaction multipartie, qui correspond à un pas de la sémantique, change de façon atomique l'état de tous les composants participant à l'interaction. On définit une implantation distribuée comme un ensemble de processus communiquant par envoi de message asynchrone. La principale difficulté est de produire une implémentation correcte et efficace des interactions multiparties avec priorités, en utilisant uniquement l'envoi de message comme primitive. La méthode se fonde sur un flot de conception rigoureux qui raffine progressivement le modèle haut niveau en un modèle bas niveau, à partir duquel le code pour une plateforme particulière est généré. Tous les modèles intermédiaires apparaissant dans le flot sont exprimés avec la même sémantique que le modèle original. À chaque étape du flot, les interactions complexes sont remplacés par des constructions utilisant des interactions plus simples. En particulier, le dernier modèle obtenu avant la génération du code ne contient que des interactions modélisant l'envoi de message. La correction de l'implémentation est obtenue par construction. L'utilisation des interactions multiparties comme primitives dans le modèle de l'application permet de réduire très significativement l'ensemble des états atteignables, par rapport à un modèle équivalent mais utilisant des primitives de communication plus simples. Les propriétés essentielles du système sont vérifiées à ce niveau d'abstraction. Chaque transformation constituante du flot de conception est suffisamment simple pour être complètement formalisée et prouvée, en termes d'équivalence observationelle ou d'équivalence de trace entre le modèles avant et après transformation. L'implémentation ainsi obtenue est correcte par rapport au modèle original, ce qui évite une coûteuse vérification a posteriori. Concernant l'efficacité, la performance de l'implémentation peut être optimisée en choisissant les paramètres adéquats pour les transformations, ou en augmentant la connaissance des composants. Cette dernière solution requiert une analyse du modèle de départ afin de calculer la connaissance qui est réutilisée pour les étapes ultérieures du flot de conception. Les différentes transformations et optimisations constituant le flot de conception ont été implémentées dans le cadre de BIP. Cette implémentation a permis d'évaluer les différentes possibilités ainsi que l'influence des différents paramètres, sur la performance de l'implémentation obtenue avec plusieurs exemples. Le code généré utilise les primitives fournies par les sockets POSIX, MPI ou les pthreads pour envoyer des messages entre les processus

Architectural patterns for Parallel Programming: models for performance estimation.

Parallel Programming relies on the coordination of computing resources, so that they simultaneously work towards a common objective. Achieving this requires extra effort from the software designer, because of the increased complexity involved. Furthermore, as Parallel Programming is considered a means to improve performance, the software designer has to consider sophisticated and cost-effective practices and techniques for performance measurement and analysis. In particular, it is of great interest to obtain performance information during design stages and before implementation, since this enables the software developer to select the organisation of computations and communications between components. The Architectural Performance Modelling Method is presented as a criteria for selecting the organisation of a parallel program based on estimating its probable per formance. By considering a parallel program as an instance of a software architecture, it can be described in terms of interacting software components. Such components can be classified depending on their particular objective and their rate of change, for example, as components associated with the hardware and software environment (or Platform), components representing the fundamental structural organisation for execution and communication (or Coordination), and so on. The performance of a parallel program can be estimated as the result of the contribution of each one of those kinds of components. An Architectural Performance Model is based on selecting from the Architectural Patterns for Parallel Programming (descriptions of coodinations commonly used in Parallel Programming), a component simulator (representing a simulation of a processing component's behaviour), and a performance analysis of parallel applications (in which the information on system performance is examined). Parallel programs simulated using the Architectural Performance Modelling Method range from a complete parallel pro gram to a partially implemented program design. The simulation of parallel systems, using the information about the problem to be solved, the available resources, and architectural patterns describing overall coordinations of the parallel programs, makes it possible to identify the best performing architectural solution for the system being built

Cultural Techniques: Assembling Spaces, Texts & Collectives

Addressing cultural techniques from different disciplinary perspectives, this volume elaborates upon a concept originally developed in media studies. In a series of case studies, it reconstructs the basic operations of spatialization underlying more complex symbolic artefacts and articulations, which range from techniques of the body to landscapes, from paperwork to encyclopedias, from collections to collectives