Téléchargement de Contenus dans les réseaux véhiculaires

L’évolution des systèmes de communications sans fil a permis d’envisager de très nombreuses applications pour les systèmes de transport intelligents (ITS). Elles peuvent ou non utiliser une infrastructure et iront de la sécurité routière aux applications de confort du conducteur ou aux jeux en réseaux. La mise à jour de cartes constitue de notre point de vue une application représentative dans la mesure où ce n’est pas une application de sécurité en tant que telle, mais qu’en revanche elle peut contribuer à réduire les embouteillages en améliorant l’efficacité dans la prise de décisions des conducteurs. Elle possède des caractéristiques facilement identifiables : volume élevé de données, faible contrainte de délai, possibilité de mise en œuvre par des communications d’infrastructure à véhicule, entre véhicules, et hybrides. L’objectif est que les contenus soient téléchargés intégralement par tous les véhicules en un temps minimal, en utilisant le moins de ressources possible et au moindre coût. Les solutions qui sont apparues comme les plus adaptées ont concerné l’utilisation de solutions 802.11p avec ou sans infrastructure. Dans le cas de solutions avec infrastructure, un certain nombre de points d’accès diffuseront des informations avec des zones de couverture le plus souvent disjointes. Vu les tailles de zone retenues et/ou le débit consacré à ce type d’applications, le passage devant un seul point d’accès ne suffira pas à télécharger de telles cartes. Il s’agit alors de définir des stratégies de diffusion d’information. Une première étude a consisté à comparer une stratégie unicast à du broadcast/multicast. Cette dernière se révèle largement meilleure. Une combinaison de ces principes n’améliore pas les performances du système, car le débit consacré à la transmission unicast ne compense pas le débit non utilisé par le broadcast. Le problème provient des doublons reçus par les véhicules en passant auprès de plusieurs points d’accès consécutifs. Afin d’atténuer le phénomène des doublons, nous avons eu recours au Codage Réseau linéaire pseudo-aléatoire. L’idée est que le point d’accès diffuse des combinaisons linéaires de morceaux de fichiers. Le grand nombre de ces combinaisons linéaires réduit de façon significative ce phénomène. De façon complémentaire, nous avons étudié l’utilisation de communications ad-hoc pour combler les morceaux de fichier manquants, en particulier dans le cas d’absence d’infrastructure. Nous avons vérifié que l’on pouvait atteindre de bons résultats dans ce contexte en fonction de la diversité des morceaux de fichiers appartenant aux véhicules rencontrés. ABSTRACT : The evolution of wireless communications systems have enabled to consider many applications for Intelligent Transportation Systems (ITS). They may or may not use the infrastructure. They will consider from the traffic safety applications up to the driver’s comfort or network games. The map updates are, from our point of view, a representative application but in the other hand it can help to reduce congestion in improving efficiency in decision making. It has well-defined characteristics : high volume of data, low delay constraint, possibility of implementation of infrastructure-to-vehicle communications, between vehicles and hybrids. The objective is that the contents are fully downloaded by all vehicles in minimum time, using fewer resources and lower costs. The solutions that have emerged as the most suitable concerned the use of the technology 802.11p with or without infrastructure. In the case of solutions with infrastructure, a number of access points broadcast information with coverage areas most often disjointed. Given the size of area used and/or flow devoted to this type of applications, the transition to a single access point is not enough to download these maps. It is then to define strategies of information dissemination. A first study was to compare a unicast strategy face to broadcast/multicast strategy. The latter appears largely improved. A combination of these principles does not improve system performance, because the flow devoted to unicast transmission does not compensate for the flow not used by the broadcast. The problem is duplicate chunks received by vehicles passing from several consecutive access points. To mitigate the phenomenon of duplication, we used the linear network coding pseudorandom. The idea is that the access point broadcasts linear combinations of chunks of files. The large number of these linear combinations significantly reduces this phenomenon. In a complementary manner, we investigated the use of ad hoc communications to fill the missing chunks of file, particularly in the absence of infrastructure. We verified that we could achieve good results in this context based on the diversity of chunks of files which are owned by the encountered vehicles

Délestage de données en D2D : de la modélisation à la mise en oeuvre

Mobile data traffic is expected to reach 24.3 exabytes by 2019. Accommodating this growth in a traditional way would require major investments in the radio access network. In this thesis, we turn our attention to an unconventional solution: mobile data offloading through device-to-device (D2D) communications. Our first contribution is DROiD, an offloading strategy that exploits the availability of the cellular infrastructure as a feedback channel. DROiD adapts the injection strategy to the pace of the dissemination, resulting at the same time reactive and relatively simple, allowing to save a relevant amount of data traffic even in the case of tight delivery delay constraints.Then, we shift the focus to the gains that D2D communications could bring if coupled with multicast wireless networks. We demonstrate that by employing a wise balance of multicast and D2D communications we can improve both the spectral efficiency and the load in cellular networks. In order to let the network adapt to current conditions, we devise a learning strategy based on the multi-armed bandit algorithm to identify the best mix of multicast and D2D communications. Finally, we investigate the cost models for operators wanting to reward users who cooperate in D2D offloading. We propose separating the notion of seeders (users that carry content but do not distribute it) and forwarders (users that are tasked to distribute content). With the aid of the analytic framework based on Pontryagin's Maximum Principle, we develop an optimal offloading strategy. Results provide us with an insight on the interactions between seeders, forwarders, and the evolution of data dissemination.Le trafic mobile global atteindra 24,3 exa-octets en 2019. Accueillir cette croissance dans les réseaux d’accès radio devient un véritable casse-tête. Nous porterons donc toute notre attention sur l'une des solutions à ce problème : le délestage (offloading) grâce à des communications de dispositif à dispositif (D2D). Notre première contribution est DROiD, une stratégie qui exploite la disponibilité de l'infrastructure cellulaire comme un canal de retour afin de suivre l'évolution de la diffusion d’un contenu. DROiD s’adapte au rythme de la diffusion, permettant d'économiser une quantité élevée de données cellulaires, même dans le cas de contraintes de réception très serrées. Ensuite, nous mettons l'accent sur les gains que les communications D2D pourraient apporter si elles étaient couplées avec les transmissions multicast. Par l’utilisation équilibrée d'un mix de multicast, et de communications D2D, nous pouvons améliorer, à la fois, l'efficacité spectrale ainsi que la charge du réseau. Afin de permettre l’adaptation aux conditions réelles, nous élaborons une stratégie d'apprentissage basée sur l'algorithme dit ‘’bandit manchot’’ pour identifier la meilleure combinaison de communications multicast et D2D. Enfin, nous mettrons en avant des modèles de coûts pour les opérateurs, désireux de récompenser les utilisateurs qui coopèrent dans le délestage D2D. Nous proposons, pour cela, de séparer la notion de seeders (utilisateurs qui transportent contenu, mais ne le distribuent pas) et de forwarders (utilisateurs qui sont chargés de distribuer le contenu). Avec l'aide d’un outil analytique basée sur le principe maximal de Pontryagin, nous développons une stratégie optimale de délestage

Communications multi-niveaux sécurisées dans une flotte de terminaux mobiles

Les matériels mobiles actuels, et les téléphones mobiles en particulier, sont équipés de différentes technologies sans fil qui augmentent et diversifient leurs capacités de communication. L utilisation combinée et efficace de ces technologies offre des possibilités variées et accrues en termes de services et d applications. Néanmoins elle requiert la réalisation d analyses fines en matières de sécurité et de choix du mode de communication à utiliser en fonction de critères dépendant du contexte : coût énergétique, coût financier, préférences des entités impliquées, préservation de la vie privée, etc. Cette problématique est apparue comme une question clé au sein du projet Smart Urban Spaces dans le cadre duquel s inscrit cette thèse. Notre contribution à ce projet est la création d applications collaboratives qui utilisent de façon appropriée la gamme des technologies sans fil disponibles sur les matériels considérés. En d autres termes, on cherche à utiliser les moyens de transmission les plus appropriés (au sens des critères indiqués plus haut) que deux ou plusieurs équipements mobiles peuvent utiliser pour réaliser leurs échanges, qui plus est, sans que cela ne nécessite de connaître leurs positions respectives. La transparence de la localisation des cibles devient ainsi une règle. On peut synthétiser la question centrale que nous avons choisie d étudier de la manière suivante : comment faire communiquer un ensemble de terminaux mobiles (des téléphones portables en particulier) de façon sécurisée en utilisant la technologie la plus adaptée en fonction du contexte ? Notre objectif est de proposer une réponse à cette question en définissant une plate-forme multi-niveaux prenant en compte les différentes technologies disponibles sur les équipements considérés. Il s agit en particulier d identifier l ensemble des éléments à prendre en compte dans la conception de la plate-forme, de les modéliser, de développer des applications de référence et de valider la pertinence des solutions proposées par des tests, ainsi que des évaluations qualitatives et quantitatives.Current mobile devices, and mobile phones in particular, are equipped with different wireless technologies that increase and diversify their communication capabilities.The combined and effective use of these technologies offers various opportunities in terms of services and applications. However, it requires detailed analysis in terms of security and choice of the communication mean to use according to context-dependent criteria : energy costs, financial costs, preferences of the involved entities, privacy issues, etc. This problem has emerged as a key issue in the Smart Urban Spaces project in which this thesis was carried out. Our contribution to this project is the creation of collaborative applications adequately using the available wireless technologies on the considered equipments. In other words, we try to use the most appropriate communication mean (according to the criteria listed above) that two or more mobile devices can use to perform exchanges (without considering their respective positions). Then, the transparency of targets localization becomes a rule.We can synthesize the central question that we have chosen to study in the following manner : how to allow a set of mobile terminals (mobile phones in particular) to securely communicate using the most appropriate technology depending on the context ? Our goal is to answer this question by defining a multilevel platform taking into account the different technologies available on the considered equipments. It is necessaty to identify the elements to consider in the design of the platform, to model them, to develop reference applications and to validate the relevance of the proposed solutions with qualitative and quantitative evaluations.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF