Systèmes communicants sans fil pour les réseaux avioniques embarqués

L'objet de nos travaux porte sur la proposition d'une architecture hybride IEEE 802.11e/AFDX (Avionics Full Duplex switched ethernet) et sur l'étude des techniques permettant l'interconnexion d'un réseau avionique filaire AFDX et d'un réseau sans fil IEEE802.11e pour des applications de maintenance au sol. Ces techniques devront être capables de satisfaire les exigences temporelles des flux AFDX, en particulier la latence de bout à bout et la gigue. Pour des raisons de déterminisme d'accès au médium, nous avons focalisé nos travaux sur l'adaption de la méthode d'accès HCCA (HCF Controlled Channel Access) pour supporter les exigences de QoS du réseau AFDX. L'utilisation de la technologie IEEE 802.11e et de sa méthode d'accès HCCA n'est pas sans contrainte. L'HCCA est plus orientées pour transporter des flux multimédias tels que la voix et la vidéo, ces derniers n'imposant pas les mêmes contraintes temporelles ni le même niveau d'intégrité des données que les flux AFDX. Pour répondre aux exigences des trafics AFDX (gigue et latence), il est primordial d'améliorer l'HCCA. Nous proposons ainsi une méthode d'accès basée sur l'HCCA appelé AFS-HCCA (AFDX Flows Scheduling with HCCA). Notre méthode implémente deux ordonnanceurs: (1) un ordonnanceur local distribué sur toutes les stations (QSTA) et (2) un ordonnanceur centralisé et contrôlé par le point d'accès (HC). L'ordonnanceur local nommé AWS (AFDX Wireless Scheduler) améliore considérablement celui de référence HCCA, car il sérialise les trames en fonction de leurs contraintes temporelles et intègre une méthode de retransmission contrôlée. AWS n'agit pas sur l'optimisation de la bande passante, d'où notre proposition de deux stratégies supplémentaires: Optimized Solution et Released Bandwidth Solution. Les résultats obtenus par l'ordonnancement AWS distribué et ses stratégies de gestion de la bande passante montrent de réelles nouvelles performances par rapport à la norme HCCA. Cependant, il est indispensable d'ordonnancer de façon centralisée l'ensemble de ces flux pour garantir un accès optimal au médium. Nous avons proposé deux méthodes d'ordonnancement hors-ligne : AFBA (Advanced Fixe BandWidth Allocation) et VBA (Variable Bandwidth Allocation). AFBA alloue des bandes passantes fixes calculées à priori pour satisfaire les exigences temporelles de tous les flux AFDX. VBA quant à lui est basé sur une allocation de bandes passantes variables calculée en fonction des arrivées des trames dans les files d'attente de chaque station. Les ordonnanceurs locaux et centraux avec leurs variantes ont été modélisés et simulés avec OPNET à partir de différents scénarios réels de flux AFDX. Les résultats montrent que l'HCCA de référence de la norme 802.11e n'est pas adapté aux fortes contraintes temporelles de l'AFDX. Nos contributions en termes de sérialisation des flux et d'optimisation de la bande passante réduisent les pertes de trames de 93%, même dans un pire cas avec un réseau chargé et un taux d'erreur binaire élevé

Sub-GHz LPWAN network coexistence, management and virtualization : an overview and open research challenges

The IoT domain is characterized by many applications that require low-bandwidth communications over a long range, at a low cost and at low power. Low power wide area networks (LPWANs) fulfill these requirements by using sub-GHz radio frequencies (typically 433 or 868 MHz) with typical transmission ranges in the order of 1 up to 50 km. As a result, a single base station can cover large areas and can support high numbers of connected devices (> 1000 per base station). Notorious initiatives in this domain are LoRa, Sigfox and the upcoming IEEE 802.11ah (or "HaLow") standard. Although these new technologies have the potential to significantly impact many IoT deployments, the current market is very fragmented and many challenges exists related to deployment, scalability, management and coexistence aspects, making adoption of these technologies difficult for many companies. To remedy this, this paper proposes a conceptual framework to improve the performance of LPWAN networks through in-network optimization, cross-technology coexistence and cooperation and virtualization of management functions. In addition, the paper gives an overview of state of the art solutions and identifies open challenges for each of these aspects

Empirical studies of Quality of Experience (QoE) : A Systematic Literature Survey

Quality of Experience (QoE) is a relatively new phenomenon. The main focus of this thesis has been to conduct a systematic literature survey of research done in the field of QoE over a ten year period. The method, developed by A. Fink, has been used to survey empirical studies. A framework of QoE has been developed, which created the possibility of grouping together and analysing all the studies in a common framework. In total, 44 studies were analysed. 66 per cent of them were studies with human participants and 34 per cent of them were studies without human participants. The majority of the selected empirical studies have analysed the sub-aspect ‘satisfaction’. Among other vital sub-aspects, which were of interest to researches, were ‘usefulness’, ‘ease of use’, ‘communication’, ‘loss/packet loss’, ‘delay’, ‘bandwidth’, and ‘jitter’. The results of this survey show that different sub-aspects depend on different services. It is not enough that one sub-aspect functions very well, because most of sub-aspects are closely related to each other. Therefore, it is very important that sub-aspects, which are dependent on each other, are functioning as one group to achieve higher QoE on user experience. This thesis may contribute to deeper understanding of the phenomenon QoE. Knowledge of QoE can bring in new ideas and new possibilities for developing a new system or products for achieving satisfaction of user experience