The improvement of node Mobility in RPL to increase transmission efficiency

The Internet of Thing has gained interested to use for daily devices to industrial applications. Mission-critical applications such as connected car and healthcare services require real-time communications and mobility support. The 6LoWPAN protocol and IPv6 Routing Protocol for Low Power and Lossy Networks (RPL) have become the standard for the IoT. However, the RPL protocol is unable to support the application requirement causing from the high network overhead, long message latency and high packet loss rate due to mobility. Thus, in this paper, we propose a new cost metric combining the number of hops, RSSI values, and the summation of delay to enhance RPL mobility. In addition, we define the movement notification for the mobile node to activate mobile detection and parent selection processes. Finally, we presented a comparative study of the improved RPL protocols in terms of packet delivery ratio, end-to-end delay and the number of control messages. The result shows that improved RPL protocol with the new cost metrics provides a high packet delivery ratio and offers a low message latency

Spotting prejudice with nonverbal behaviours

Despite prejudice cannot be directly observed, nonverbal behaviours provide profound hints on people inclinations. In this paper, we use recent sensing technologies and machine learning techniques to automatically infer the results of psychological questionnaires frequently used to assess implicit prejudice. In particular, we recorded 32 students discussing with both white and black collaborators. Then, we identified a set of features allowing automatic extraction and measured their degree of correlation with psychological scores. Results confirmed that automated analysis of nonverbal behaviour is actually possible thus paving the way for innovative clinical tools and eventually more secure societies

MC^2S: a Mobile Component-based CrowdSensing framework

CrowdSensing often refers to sharing data collected by sensing devices with the aim of measure a phenomena of common interest. Within this thesis we will describe MC^2S, a novel Component-based framework suitable for the easy development of multiple, secure, portable, interopeable and concurrent MCS applications. The framework has been built in collaboration between University of Pisa and Trinity College Dublin, starting from September 2015. It exploits both Apache Felix implementation of OSGi framework specifications to ensure composite applications and Java environment to guarantee portability over an huge range of heterogeneous hardaware. However, even if MC^2S framework already offers several forefront capabilities, a lot of additional features may be introduced during the development of its next versions

Contributions to Wireless multi-hop networks : Quality of Services and Security concerns

Ce document résume mes travaux de recherche conduits au cours de ces 6 dernières années. Le principal sujet de recherche de mes contributions est la conception et l’évaluation des solutions pour les réseaux sans fil multi-sauts en particulier les réseaux mobiles adhoc (MANETs), les réseaux véhiculaires ad hoc (VANETs), et les réseaux de capteurs sans fil (WSNs). La question clé de mes travaux de recherche est la suivante : « comment assurer un transport des données e cace en termes de qualité de services (QoS), de ressources énergétiques, et de sécurité dans les réseaux sans fil multi-sauts? » Pour répondre à cette question, j’ai travaillé en particulier sur les couches MAC et réseau et utilisé une approche inter-couches.Les réseaux sans fil multi-sauts présentent plusieurs problèmes liés à la gestion des ressources et au transport des données capable de supporter un grand nombre de nœuds, et d’assurer un haut niveau de qualité de service et de sécurité.Dans les réseaux MANETs, l’absence d’infrastructure ne permet pas d’utiliser l’approche centralisée pour gérer le partage des ressources, comme l’accès au canal.Contrairement au WLAN (réseau sans fil avec infrastructure), dans les réseaux Ad hoc les nœuds voisins deviennent concurrents et il est di cile d’assurer l’équité et l’optimisation du débit. La norme IEEE802.11 ne prend pas en compte l’équité entre les nœuds dans le contexte des MANETs. Bien que cette norme propose di érents niveaux de transmission, elle ne précise pas comment allouer ces débits de manière e cace. En outre, les MANETs sont basés sur le concept de la coopération entre les nœuds pour former et gérer un réseau. Le manque de coopération entre les nœuds signifie l’absence de tout le réseau. C’est pourquoi, il est primordial de trouver des solutions pour les nœuds non-coopératifs ou égoïstes. Enfin, la communication sans fil multi-sauts peut participer à l’augmentation de la couverture radio. Les nœuds de bordure doivent coopérer pour transmettre les paquets des nœuds voisins qui se trouvent en dehors de la zone de couverture de la station de base.Dans les réseaux VANETs, la dissémination des données pour les applications de sureté est un vrai défi. Pour assurer une distribution rapide et globale des informations, la méthode de transmission utilisée est la di usion. Cette méthode présente plusieurs inconvénients : perte massive des données due aux collisions, absence de confirmation de réception des paquets, non maîtrise du délai de transmission, et redondance de l’information. De plus, les applications de sureté transmettent des informations critiques, dont la fiabilité et l’authenticité doivent être assurées.Dans les réseaux WSNs, la limitation des ressources (bande passante, mémoire, énergie, et capacité de calcul), ainsi que le lien sans fil et la mobilité rendent la conception d’un protocole de communication e cace di cile. Certaines applications nécessitent un taux important de ressources (débit, énergie, etc) ainsi que des services de sécurité, comme la confidentialité et l’intégrité des données et l’authentification mutuelle. Ces paramètres sont opposés et leur conciliation est un véritable défi. De plus, pour transmettre de l’information, certaines applications ont besoin de connaître la position des nœuds dans le réseau. Les techniques de localisation sou rent d’un manque de précision en particulier dans un environnement fermé (indoor), et ne permettent pas de localiser les nœuds dans un intervalle de temps limité. Enfin, la localisation des nœuds est nécessaire pour assurer le suivi d’objet communicant ou non. Le suivi d’objet est un processus gourmand en énergie, et requiert de la précision.Pour répondre à ces défis, nous avons proposé et évalué des solutions, présentées de la manière suivante : l’ensemble des contributions dédiées aux réseaux MANETs est présenté dans le deuxième chapitre. Le troisième chapitre décrit les solutions apportées dans le cadre des réseaux VANETs. Enfin, les contributions liées aux réseaux WSNs sont présentées dans le quatrième chapitre

Combinatorial Challenges and Algorithms in New Energy Aware Scheduling Problems

In this thesis, we study the theoretical approach on energy-efficient scheduling problems arising in demand response management in the modern electrical smart grid. Consumers send in power requests with flexible feasible timeslots during which their requests can be served. The grid controller, upon receiving power requests, schedules each request within the specified interval. The electricity cost is measured by a convex function of the load in each timeslot. The objective is to schedule all requests with the minimum total electricity cost. We study the smart grid scheduling problem in different models. For the offline model, we prove the problem is NP-hard for the general case. We propose a polynomial time algorithm for special input where jobs have unit power request and unit time duration. By adapting the polynomial time algorithm for unit-size jobs, we propose an approximation algorithm for more general input. On the other hand, we also present an exact algorithm to find the optimal schedule for the problem with general input. For the online model, we propose an online algorithm for jobs with jobs with arbitrary power request, arbitrary time duration, and arbitrary contiguous feasible intervals. We also show a lower bound of the competitive ratio for the smart grid scheduling problem with unit height and arbitrary width. For special cases, we design different online algorithms with better competitive ratios. Finally, we look at other optimization problems and show how to solve them by adapting our techniques. We prove that our online algorithm can solve the machine minimization problem with an asymptotically optimal competitive ratio. We also show that our exact algorithm can be adapted to solve other demand response management problems