Service continuity in heterogeneous wireless networks for time constrained applications

La continuité de service est un élément important dans les communications mobiles. Avec la coexistence de différentes technologies d'accès au réseau et l'émergence de dispositifs mobiles avec plusieurs interfaces réseau, les fournisseurs de services doivent maintenir la communication en cours lorsque les mobiles voyagent entre des réseaux hétérogènes. Des services comme l'IPTV, vidéo à la demande ou la voix sur IP sont largement proposés par les opérateurs pour lesquels la continuité de service doit être garantie. Cette thèse est consacrée à la continuité du service pour des applications temps réel dans des réseaux hétérogènes. Nous abordons ce problème de deux perspectives: la mobilité de session et la mobilité de terminal. Bien que ces deux mécanismes aient le même but qui est d'assurer la continuité de service lors du changement de terminal ou de réseau d'accès, chaque technique a ses propres défis et contraintes. En ce qui concerne la mobilité de session, un nouveau protocole de signalisation a été proposé pour transférer la session entre les différents terminaux d’un utilisateur. Ce protocole a été conçu pour les scénarios de streaming vidéo. Son implémentation a permis la validation du protocole proposé ainsi que son évaluation. En outre, nous traitons le problème de l'adaptation des flux multimédias, notamment la renégociation des paramètres de la qualité de service puisque la session pourrait être transféré à un nouveau terminal avec des capacités différentes que le terminal d’origine. Cette renégociation peut être étendue pour couvrir le cas où certains paramètres internes sont dégradés au cours de la session dans le même terminal. Quand à la mobilité de terminal, nous proposons un mécanisme basé sur l’utilisation de la nouvelle norme IEEE802.21 et du protocole de mobilité FMIPv6. Le but de cette proposition est de réduire le délai du handover et la taille de l’espace mémoire dédiée au niveau des routeurs d'accès. En outre, une optimisation est proposée pour FMIPv6 afin de maximiser la probabilité de son mode prédictive. Dans le même contexte, la mobilité dans l’IP Multimédia Subsystem (IMS) est considéré et une solution adaptée est proposée pour répondre aux exigences de l’IMS. Enfin, nous menons une étude comparative entre les différentes variantes de Mobile IP dans le cas de handover vertical. En se basant sur cette comparaison, nous donnons quelques directives qui devraient aider à choisir le protocole le plus efficace suivant des paramètres spécifiques. Les solutions proposées et les études ont été évaluées avec des méthodes analytiques et/ou en faisant appel à des simulations.Service continuity is an important component in mobile communications. With the coexistence of different access network technologies and the emergence of multi-interface mobile devices, service providers should maintain the ongoing communication when the mobile travels among heterogeneous networks. Services like IPTV, video on demand or voice over IP are widely proposed by operators for which service continuity should be guaranteed. This thesis is devoted to service continuity of real-time applications in heterogeneous networks. We tackle this problem from two perspectives: session mobility and terminal mobility. Although these two mechanisms have the same purpose which is ensuring service continuity when changing the terminal or the access network, each technique has its own challenges and constraints. As far as session mobility is concerned, a new signaling protocol has been proposed to transfer the session between different terminals. This protocol has been implemented in video streaming scenarios and evaluated in a testbed. Moreover, we address the problem of media adaptation, especially renegotiation of QoS parameters since session might be transferred to a new terminal with different capabilities than the original one. QoS renegotiation can be extended to cover the case where some internal parameters are degraded during the session in the same terminal. For terminal mobility, we propose a new handover mechanism using IEEE802.21 with Fast handover for Mobile IPv6. The purpose of this proposal is to reduce the handover delay and the dedicated buffer in access routers. In addition, an optimization is proposed for Fast handovers for Mobile IPv6 in order to maximize the probability of its predictive mode. In the same context, mobility in IMS is considered and an appropriate solution is proposed to answer IMS requirements. Finally, we conduct a comparison study between different mobile IP variants in the case of vertical handover. Based on this comparison, we give some guidelines that should help in choosing the most efficient protocol following specific parameters. The proposed solutions and studies have been evaluated analytically or/and using a simulation tool

Continuité de service dans les réseaux sans fils hétérogènes pour les applications à contrainte de temps

Service continuity is an important component in mobile communications. With the coexistence of different access network technologies and the emergence of multi-interface mobile devices, service providers should maintain the ongoing communication when the mobile travels among heterogeneous networks. Services like IPTV, video on demand or voice over IP are widely proposed by operators for which service continuity should be guaranteed. This thesis is devoted to service continuity of real-time applications in heterogeneous networks. We tackle this problem from two perspectives: session mobility and terminal mobility. Although these two mechanisms have the same purpose which is ensuring service continuity when changing the terminal or the access network, each technique has its own challenges and constraints. As far as session mobility is concerned, a new signaling protocol has been proposed to transfer the session between different terminals. This protocol has been implemented in video streaming scenarios and evaluated in a testbed. Moreover, we address the problem of media adaptation, especially renegotiation of QoS parameters since session might be transferred to a new terminal with different capabilities than the original one. QoS renegotiation can be extended to cover the case where some internal parameters are degraded during the session in the same terminal. For terminal mobility, we propose a new handover mechanism using IEEE802.21 with Fast handover for Mobile IPv6. The purpose of this proposal is to reduce the handover delay and the dedicated buffer in access routers. In addition, an optimization is proposed for Fast handovers for Mobile IPv6 in order to maximize the probability of its predictive mode. In the same context, mobility in IMS is considered and an appropriate solution is proposed to answer IMS requirements. Finally, we conduct a comparison study between different mobile IP variants in the case of vertical handover. Based on this comparison, we give some guidelines that should help in choosing the most efficient protocol following specific parameters. The proposed solutions and studies have been evaluated analytically or/and using a simulation tool.La continuité de service est un élément important dans les communications mobiles. Avec la coexistence de différentes technologies d'accès au réseau et l'émergence de dispositifs mobiles avec plusieurs interfaces réseau, les fournisseurs de services doivent maintenir la communication en cours lorsque les mobiles voyagent entre des réseaux hétérogènes. Des services comme l'IPTV, vidéo à la demande ou la voix sur IP sont largement proposés par les opérateurs pour lesquels la continuité de service doit être garantie. Cette thèse est consacrée à la continuité du service pour des applications temps réel dans des réseaux hétérogènes. Nous abordons ce problème de deux perspectives: la mobilité de session et la mobilité de terminal. Bien que ces deux mécanismes aient le même but qui est d'assurer la continuité de service lors du changement de terminal ou de réseau d'accès, chaque technique a ses propres défis et contraintes. En ce qui concerne la mobilité de session, un nouveau protocole de signalisation a été proposé pour transférer la session entre les différents terminaux d’un utilisateur. Ce protocole a été conçu pour les scénarios de streaming vidéo. Son implémentation a permis la validation du protocole proposé ainsi que son évaluation. En outre, nous traitons le problème de l'adaptation des flux multimédias, notamment la renégociation des paramètres de la qualité de service puisque la session pourrait être transféré à un nouveau terminal avec des capacités différentes que le terminal d’origine. Cette renégociation peut être étendue pour couvrir le cas où certains paramètres internes sont dégradés au cours de la session dans le même terminal. Quand à la mobilité de terminal, nous proposons un mécanisme basé sur l’utilisation de la nouvelle norme IEEE802.21 et du protocole de mobilité FMIPv6. Le but de cette proposition est de réduire le délai du handover et la taille de l’espace mémoire dédiée au niveau des routeurs d'accès. En outre, une optimisation est proposée pour FMIPv6 afin de maximiser la probabilité de son mode prédictive. Dans le même contexte, la mobilité dans l’IP Multimédia Subsystem (IMS) est considéré et une solution adaptée est proposée pour répondre aux exigences de l’IMS. Enfin, nous menons une étude comparative entre les différentes variantes de Mobile IP dans le cas de handover vertical. En se basant sur cette comparaison, nous donnons quelques directives qui devraient aider à choisir le protocole le plus efficace suivant des paramètres spécifiques. Les solutions proposées et les études ont été évaluées avec des méthodes analytiques et/ou en faisant appel à des simulations

Service continuity in heterogeneous wireless networks for time constrained applications

La continuité de service est un élément important dans les communications mobiles. Avec la coexistence de différentes technologies d'accès au réseau et l'émergence de dispositifs mobiles avec plusieurs interfaces réseau, les fournisseurs de services doivent maintenir la communication en cours lorsque les mobiles voyagent entre des réseaux hétérogènes. Des services comme l'IPTV, vidéo à la demande ou la voix sur IP sont largement proposés par les opérateurs pour lesquels la continuité de service doit être garantie. Cette thèse est consacrée à la continuité du service pour des applications temps réel dans des réseaux hétérogènes. Nous abordons ce problème de deux perspectives: la mobilité de session et la mobilité de terminal. Bien que ces deux mécanismes aient le même but qui est d'assurer la continuité de service lors du changement de terminal ou de réseau d'accès, chaque technique a ses propres défis et contraintes. En ce qui concerne la mobilité de session, un nouveau protocole de signalisation a été proposé pour transférer la session entre les différents terminaux d un utilisateur. Ce protocole a été conçu pour les scénarios de streaming vidéo. Son implémentation a permis la validation du protocole proposé ainsi que son évaluation. En outre, nous traitons le problème de l'adaptation des flux multimédias, notamment la renégociation des paramètres de la qualité de service puisque la session pourrait être transféré à un nouveau terminal avec des capacités différentes que le terminal d origine. Cette renégociation peut être étendue pour couvrir le cas où certains paramètres internes sont dégradés au cours de la session dans le même terminal. Quand à la mobilité de terminal, nous proposons un mécanisme basé sur l utilisation de la nouvelle norme IEEE802.21 et du protocole de mobilité FMIPv6. Le but de cette proposition est de réduire le délai du handover et la taille de l espace mémoire dédiée au niveau des routeurs d'accès. En outre, une optimisation est proposée pour FMIPv6 afin de maximiser la probabilité de son mode prédictive. Dans le même contexte, la mobilité dans l IP Multimédia Subsystem (IMS) est considéré et une solution adaptée est proposée pour répondre aux exigences de l IMS. Enfin, nous menons une étude comparative entre les différentes variantes de Mobile IP dans le cas de handover vertical. En se basant sur cette comparaison, nous donnons quelques directives qui devraient aider à choisir le protocole le plus efficace suivant des paramètres spécifiques. Les solutions proposées et les études ont été évaluées avec des méthodes analytiques et/ou en faisant appel à des simulations.Service continuity is an important component in mobile communications. With the coexistence of different access network technologies and the emergence of multi-interface mobile devices, service providers should maintain the ongoing communication when the mobile travels among heterogeneous networks. Services like IPTV, video on demand or voice over IP are widely proposed by operators for which service continuity should be guaranteed. This thesis is devoted to service continuity of real-time applications in heterogeneous networks. We tackle this problem from two perspectives: session mobility and terminal mobility. Although these two mechanisms have the same purpose which is ensuring service continuity when changing the terminal or the access network, each technique has its own challenges and constraints. As far as session mobility is concerned, a new signaling protocol has been proposed to transfer the session between different terminals. This protocol has been implemented in video streaming scenarios and evaluated in a testbed. Moreover, we address the problem of media adaptation, especially renegotiation of QoS parameters since session might be transferred to a new terminal with different capabilities than the original one. QoS renegotiation can be extended to cover the case where some internal parameters are degraded during the session in the same terminal. For terminal mobility, we propose a new handover mechanism using IEEE802.21 with Fast handover for Mobile IPv6. The purpose of this proposal is to reduce the handover delay and the dedicated buffer in access routers. In addition, an optimization is proposed for Fast handovers for Mobile IPv6 in order to maximize the probability of its predictive mode. In the same context, mobility in IMS is considered and an appropriate solution is proposed to answer IMS requirements. Finally, we conduct a comparison study between different mobile IP variants in the case of vertical handover. Based on this comparison, we give some guidelines that should help in choosing the most efficient protocol following specific parameters. The proposed solutions and studies have been evaluated analytically or/and using a simulation tool.EVRY-INT (912282302) / SudocSudocFranceF

SESSAMO : session mobility for video streaming applications

International audienceNowadays, telecom operators are making a remarkable progress in providing a wide offer of broadband access to answer the high demand for high bit rate applications. Nevertheless, user requirements do not stop at providing high rate connection, but exceeds it to ensuring transparent service portability among his equipments. The user would like to choose among his devices those which respond at best his needs and constraints. From small smart phones to large screen devices, the customer enjoys its entertainments or business meetings according to its current situation. Service continuity over different terminals known as session mobility is a challenging operation in terms of handover latency, context transfer and media adaptation. Moreover, this transfer requires synchronization between the involved terminals. In this paper we present SESSAMO, a new lightweight session mobility protocol for streaming applications using RTSP. This solution is transparent to the network and does not require any changes in the client or server streaming application. The solution is detailed and a set of measurement results are presented. In addition, we present a new method to renegotiate session parameters following terminal capacities in order to adapt the flow accordingly. Renegotiation proposal is based on the use of SDPng and MPEG-2

A coss-layer mechanism based on dynamic host configuration protocol for service continuity of real-time applications

International audienceMost important frameworks supporting mobile communications are not capable of meeting real-time application requirements because of the service degradation appearing during the handover process. Such degradation is mainly noticed as an excessive blocking time and a nonnegligible packet loss rate. This is due to slow procedures for address allocation, too much packets exchanged by signaling procedures, and the delay required to establish a new end-toend delivery path. Although these problems have been widely analyzed, and a number of solutions have been proposed, better handover performances are still needed. In this paper, we propose the introduction of some functionalities into access point equipments to improve the handover performances. These functionalities are based on the reduction of both the address allocation delay and the number of exchanged signaling packets, as well as the parallel execution of certain procedures. Our approach is implemented over the signaling mechanism of Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), from which extended options are used to convey information related to each procedure allowing mobile communication to be maintaine

A coss-layer mechanism based on dynamic host configuration protocol for service continuity of real-time applications

International audienceMost important frameworks supporting mobile communications are not capable of meeting real-time application requirements because of the service degradation appearing during the handover process. Such degradation is mainly noticed as an excessive blocking time and a nonnegligible packet loss rate. This is due to slow procedures for address allocation, too much packets exchanged by signaling procedures, and the delay required to establish a new end-toend delivery path. Although these problems have been widely analyzed, and a number of solutions have been proposed, better handover performances are still needed. In this paper, we propose the introduction of some functionalities into access point equipments to improve the handover performances. These functionalities are based on the reduction of both the address allocation delay and the number of exchanged signaling packets, as well as the parallel execution of certain procedures. Our approach is implemented over the signaling mechanism of Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), from which extended options are used to convey information related to each procedure allowing mobile communication to be maintaine

Field performance evaluation of VoIP in 4G trials

International audienceVoice over Internet Protocol (VoIP) is becoming popular to end-users and sparking great interests in broadband wireless networks. As a mobile version of Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), IEEE 802.16e plays an important role in the evolution towards 4G. In this paper, we have investigated the actual quality of VoIP in the 4G field trial, which aims to better understand the mobile WiMAX performance for delay-sensitive services. Distinct from the past research works, we set up two different evaluation systems, professional and user-friendly. The performance measurements utilize Perceptual Evaluation of Speech Quality (PESQ) to evaluate the voice quality, the packet loss, jitter and delay for network tests. Our test results show that the mobile WiMAX network is able to support well the delay-sensitive VoIP service. We find that the VoIP quality on the downlink is perfect. On the uplink, the quality is degraded but still adequate at both cases of the cell edge and handover. Our work makes a contribution in better understanding the mobile WiMAX performance for both industry and academi