Heterogeneous Wireless Networks QoE Framework

With the appearance of small cells and the move of mobile networks towards an all-IP 4G network, the convergence of these with Wi-Fi becomes a possibility which at the same time opens the path to achieve what will become 5G connectivity. This thesis describes the evolution of the different mainstream wireless technologies deployed around the world and how they can interact, and provides tools to use this convergence to achieve the foreseen requirements expected in a 5G environment and the ideal user experience. Several topics were identified as needing attention: handover between heterogeneous networks, security of large numbers of small cells connected via a variety of backhaul technologies to the core networks, edge content distribution to improve latency, improvement of the service provided in challenging radio environments and interference between licensed and unlicensed spectrum. Within these topics a contribution was made to improve the current status by analysing the unaddressed issues and coming up with potential improvements that were tested in trials or lab environment. The main contributions from the study have been: 1. A patent in the wireless security domain that reuses the fact that overlapping coverage is and will be available and protects against man in the middle attacks (Section 5.3). 2. A patent in the content distribution domain that manages to reduce the cost to deliver content within a mobile network by looking for the shortest path to the requested content (Section 6.3). 3. Improvements and interoperability test of 802.21 standard which improves the seamlessness of handovers (Section 4.2). 4. 2 infill trials which focus on how to improve the user experience in those challenging conditions (Sections 7.2 and 7.3). 5. An interference study with Wi-Fi 2.4GHz for the newly allocated spectrum for 4G (Section 8.2). This thesis demonstrates some of the improvements required in current wireless networks to evolve towards 5G and achieve the coverage, service, user experience, latency and security requirements expected from the next generation mobile technology

Convergence du web et des services de communication

Les services de communication, du courrier postal à la téléphonie, en passant par la voix et la vidéo sur IP (Internet Protocol), la messagerie électronique, les salons de discussion sur Internet, les visioconférences ou les télécommunications immersives ont évolué au fil du temps. Un système de communication voix-vidéo sur IP est réalisé grâce à deux couches architecturales fondamentales : la couche de signalisation et la couche média. Le protocole de signalisation est utilisé pour créer, modifier et terminer des sessions multimédias entre des participants. La couche de signalisation est divisée en deux sous-couches - la couche de service et celle de contrôle - selon la spécification de l IP Multimedia Subsystem (IMS). Deux systèmes de communication largement utilisés sont l IMS et SIP Pair-à- Pair (P2P SIP). Les fournisseurs de services, qui se comportent en tant qu intermédiaires entre appelants et appelés, implémentent les systèmes de communication, contrôlant strictement la couche signalisation. Or ces fournisseurs de services ne prennent pas en compte la diversité des utilisateurs. Cette thèse identifie trois barrières technologiques dans les systèmes de communication actuels et plus précisément concernant la couche de signalisation. I. Un manque d ouverture et de flexibilité dans la couche de signalisation pour les utilisateurs. II. Un développement difficile des services basés sur le réseau et les sessions. III. Une complexification du la couche de signalisation lors d un très grand nombre d appels. Ces barrières technologiques gênent l innovation des utilisateurs avec ces services de communication. Basé sur les barrières technologiques listées cidessus, le but initial de cette thèse est de définir un concept et une architecture de système de communication dans lequel chaque individu devient un fournisseur de service. Le concept, "My Own Communication Service Provider" (MOCSP) et le système MOCSP sont proposés, accompagné d un diagramme de séquence. Ensuite, la thèse fournit une analyse qui compare le système MOCSP avec les systèmes de communication existants en termes d ouverture et de flexibilité. La seconde partie de la thèse présente des solutions pour les services basés sur le réseau ou les sessions, mettant en avant le système MOCSP proposé. Deux services innovants, user mobility et partial session transfer/retrieval (PSTR) sont pris comme exemples de services basés sur le réseau ou les sessions. Les services basés sur un réseau ou des sessions interagissent avec une session ou sont exécutés dans une session. Dans les deux cas, une seule entité fonctionnelle entre l appelant et l appelé déclenche le flux multimédia pendant l initialisation de l appel et/ou en cours de communication. De plus, la coopération entre le contrôle d appel réseau et les différents pairs est facilement réalisé. La dernière partie de la thèse est dédiée à l extension de MOCSP en cas de forte densité d appels, elle inclut une analyse comparative. Cette analyse dépend de quatre facteurs - limite de passage à l échelle, niveau de complexité, ressources de calcul requises et délais d établissement de session - qui sont considérés pour évaluer le passage à l échelle de la couche de signalisation. L analyse comparative montre clairement que la solution basée sur MOCSP est simple et améliore l usage effectif des ressources de calcul par rapport aux systèmes de communication traditionnelsDifferent communication services from delivery of written letters to telephones, voice/video over Internet Protocol(IP), email, Internet chat rooms, and video/audio conferences, immersive communications have evolved over time. A communication system of voice/video over IP is the realization of a two fundamental layered architecture, signaling layer and media layer. The signaling protocol is used to create, modify, and terminate media sessions between participants. The signaling layer is further divided into two layers, service layer and service control layer, in the IP Multimedia Subsystem (IMS) specification. Two widely used communication systems are IMS, and Peer-to-Peer Session Initiation Protocol (P2P SIP). Service providers, who behave as brokers between callers and callees, implement communication systems, heavily controlling the signaling layer. These providers do not take the diversity aspect of end users into account. This dissertation identifies three technical barriers in the current communication systems especially in the signaling layer. Those are: I. lack of openness and flexibility in the signaling layer for end users. II. difficulty of development of network-based, session-based services. III. the signaling layer becomes complex during the high call rate. These technical barriers hinder the end-user innovation with communication services. Based on the above listed technical barriers, the first part of this thesis defines a concept and architecture for a communication system in which an individual user becomes the service provider. The concept, My Own Communication Service Provider (MOCSP) and MOCSP system is proposed and followed by a call flow. Later, this thesis provides an analysis that compares the MOCSP system with existing communication systems in terms of openness and flexibility. The second part of this thesis presents solutions for network-based, session based services, leveraging the proposed MOCSP system. Two innovative services, user mobility and partial session transfer/retrieval are considered as examples for network-based, session-based services. The network-based, sessionbased services interwork with a session or are executed within a session. In both cases, a single functional entity between caller and callee consistently enables the media flow during the call initiation and/or mid-call. In addition, the cooperation of network call control and end-points is easily achieved. The last part of the thesis is devoted to extending the MOCSP for a high call rate and includes a preliminary comparative analysis. This analysis depends on four factors - scalability limit, complexity level, needed computing resources and session setup latency - that are considered to specify the scalability of the signaling layer. The preliminary analysis clearly shows that the MOCSP based solution is simple and has potential for improving the effective usage of computing resources over the traditional communication systemsEVRY-INT (912282302) / SudocSudocFranceF

XIII Jornadas de ingeniería telemática (JITEL 2017)

Las Jornadas de Ingeniería Telemática (JITEL), organizadas por la Asociación de Telemática (ATEL), constituyen un foro propicio de reunión, debate y divulgación para los grupos que imparten docencia e investigan en temas relacionados con las redes y los servicios telemáticos. Con la organización de este evento se pretende fomentar, por un lado el intercambio de experiencias y resultados, además de la comunicación y cooperación entre los grupos de investigación que trabajan en temas relacionados con la telemática. En paralelo a las tradicionales sesiones que caracterizan los congresos científicos, se desea potenciar actividades más abiertas, que estimulen el intercambio de ideas entre los investigadores experimentados y los noveles, así como la creación de vínculos y puntos de encuentro entre los diferentes grupos o equipos de investigación. Para ello, además de invitar a personas relevantes en los campos correspondientes, se van a incluir sesiones de presentación y debate de las líneas y proyectos activos de los mencionados equiposLloret Mauri, J.; Casares Giner, V. (2018). XIII Jornadas de ingeniería telemática (JITEL 2017). Editorial Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/97612EDITORIA