Réseaux cellulaires auto configurables (plan contrôle et accès usager)

Les réseaux radio maillés/ad hoc offrent de bonnes performances et une simplicité d installation grâce aux fonctions d auto-organisation mais restent limités coté usager n offrant ni un bon support de la mobilité ni celui des applications temps réels.Aussi, nous proposons une architecture de réseau ellulaire auto configurable, auto organisé pour l opérateur pour un déploiement rapide de infrastructure et cellulaire pour l usager pour le support de la mobilité. Les performances sont évaluées, avec un modèle de mobilité pour un backbone WiMAX mesh, et avec NS2 pour un réseau ad hoc WiFi et pour un réseau satellitaire.La partie suivante concerne l accès usager en mode cellulaire pour un meilleur support de la téléphonie. Il s agit d abord de modifier le support de la voix dans les réseaux WiMAX grâce à un accès statistique qui réduit les délais d accès et la bande consommée. Enfin, un algorithme distribué tire profit du lien descendant pour améliorer l accès sur le lien montant.Mesh/ad hoc networks allow high performances and fast deployment thanks to self configuring capabilities but suffer from the lack of user mobility management and telephony support. We then propose a mixed architecture, cellular for users, and meshed for the operator. Appropriate functions related to configuration and mobility management are defined for the network. Performance evaluations were done for a WiMAX meshed infrastructure using an analytical model and under NS2 tool for ad hoc Wi-Fi and satellite networks. Then, we were interested in the cellular access between user and the base station for a good support of telephony applications. We first propose to enhance WiMAX voice support with a statistical multiple access scheme that takes advantage of the whole frame structure. Thereafter, we generalised the statistical access scheme and proposed a distributed scheduling algorithm that takes into account the downlink state. A 3 states source model was used for a refined predictionVERSAILLES-BU Sciences et IUT (786462101) / SudocSudocFranceF

Mobility and QoS management in next generation networks

Les réseaux de la nouvelle génération sont basés sur l'intégration des différentes technologies d'accès. Pour garantir la QoS et la mobilité transparente d'un terminal se déplaçant d'une technologie d'accès à une autre, une gestion spéciale de mobilité et de QoS est nécessaire. Dans ce contexte, nous présentons les différentes architectures d'intégration existantes intégrant les réseaux UMTS et WLAN considérés comme des technologies complémentaires à s intégrer naturellement, et les raisons principales à les intégrer forcement. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse consistent à proposer une nouvelle architecture d'intégration entre UMTS et WLAN assurant un handover (HO) vertical transparent avec minimum de délai, minimum de dégradation de la QoS, et une probabilité de rejection des appels de HO minimale. On propose l'architecture "Anticipated Vertical HO" basée sur le protocole de mobilité Fast MIPv6 dans le contexte du HO de UMTS à WLAN et vice versa, et le protocole de transfert du contexte (CTP). Pour améliorer la QoS, "Mobility and QoS Management Architecture" MQMA est proposée. Un nouveau module appelé Inter-Domain Management (IDM) est introduit pour réaliser la gestion de QoS et pour guider la demande du HO au réseau capable de satisfaire les paramètres du HO. Dans MQMA, le protocole de gestion de mobilité et de la QoS (MQMP) est proposé pour contrôler les échanges de messages dans le modèle MQMA. Le HO peut être réalisé verticalement par VIDM ou guidé horizontale au même réseau d'accès par HIDM. Le HO peut aussi être guidé à WiMax par le SIDM, au cas où le handover vertical ou horizontal n est pas possible, pour eviter le blocage du HO.The vision of next generation networks is an all-IP network supporting heterogeneous access technologies to accommodate a variety of services and to allow the mobile user to roam across different networks with a transparent and seamless mobility without degrading the QoS. For this case of mobility known as vertical HO, a special mobility and QoS management is needed in order for the HO to be performed with minimum delay, packet loss, and QoS degradation. The two complementary access technologies which are considered in this integration are UMTS and WLAN. Thus, we first describe the existing integration architectures combining the naturally converged networks UMTS and WLAN and the reasons behind integrating these different access technologies, in addition to the different mobility protocols employed in the different integration scenarios. In the context of vertical HO, we proposed to apply an Anticipated Vertical HO Architecture based on anticipated FMIPv6 mobility protocol in the context of WLAN to UMTS HOs, and vice versa. This will allow a seamless HO and will minimize the HO latency and packet loss. But, QoS management is still to be addressed. To this end, we propose the Mobility and QoS Management Architecture MQMA, and the Inter-Domain Management module IDM in order to "guide" the HO request to the best network capable of providing the required QoS parameters, based on the proposed Mobility and QoS Management Protocol, MQMP. The HO could be performed vertically by VIDM or guided horizontally to the same access technology by HIDM, if the vertical HO could not be performed. the HO could also be guided to WiMax network by the SIDM, preventing forced HO termination.PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

Mécanismes de gestion de la mobilité et évaluation de performance dans les réseaux cellulaires tout IP

Dans cette thèse, nous proposons différents mécanismes de gestion de la mobilité et de support de qualité de service (QoS) dans les réseaux cellulaires tout-IP. Dans un premier temps, nous présentons notre solution de base, intitulée Micro Mobile MPLS'', qui repose sur l'intégration du protocole Mobile IP hiérarchique avec le protocole de commutation de labels (MPLS). Outre le support de la QoS, notre architecture est flexible, scalable et supporte les modèles Diffserv et Intserv. Dans un second temps, nous exposons trois variantes protocolaires proposées pour compléter notre architecture de base. La première variante (FH) supporte le fast handover et réduit les perturbations des communications en cours en minimisant le temps de handover. La deuxième variante (FC) est basée sur une suite de chemins construits dynamiquement pour réduire le coût de signalisation lors des mises à jour de localisation. Enfin, la troisième variante (MFC) propose de réduire la charge de signalisation au sein du réseau d'accès en contrôlant dynamiquement le nombre des mises à jour de localisation auprès du noeud d'entrée du domaine. Ceci permet d'assurer une flexibilité et une adaptabilité optimales, en tenant compte des caractéristiques du réseau et de la mobilité des utilisateurs. Tout au long de ce travail, des études de performances, basée sur des analyses théoriques et également sur des simulations ont été réalisées afin d'évaluer l'efficacité de nos propositions. Des modèles de mobilité basés sur des chaînes de Markov sont développés en adoptant des configurations cellulaires à une dimension (1-D) et à deux dimensions (2-D). Cette étude analytique a pour but la validation de nos travaux.In this thesis, we propose a new micro-mobility management scheme, called Micro Mobile MPLS, that supports both mobility and QoS management in wireless networks. Our approach relies on integrating the Mobile IP Regional Registration and MPLS protocols. The major strength of our proposed scheme is its ability to support both the fast handoff and QoS via traffic engineering path and also to reduce the total signaling cost by controlling dynamically the number of registration updates with the root of the domain. Three protocol variants are then defined. In the first variant (FH), we consider the fast handoff mechanism, which anticipates the LSP procedure setup with an adjacent neighbor subnet that an MN is likely to visit. In the second variant (FC), the forwarding chain concept, which is a set of forwarding path, is provided to track efficiently the host mobility within a domain. Finally, the third protocol variant (MFC) aims to reduce the total signaling cost by controlling dynamically the number of registration updates with the root of the domain according to a cost comparison and using the mobility characteristics of users and network environments. In order to assess the efficiency of our proposals, all underlying protocols are compared through analysis and simulations. Analytical models using Markov chains are developed to evaluate the handoff latency, the link usage and the signaling cost function for both two-dimensional (2-D) and one-dimensional (1-D) mobility models. Numerical and simulation results show that the proposed mechanisms can significantly reduce the registration updates cost and provide low handoff latency and packet loss rate under various scenarios.PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

Contrôle de topologie ambiant dans les réseaux sans fil

Avec l'évolution des systèmes de communication sans fil et la maîtrise croissante de la complexité dans le matériel, il devient possible de concevoir des architectures de réseau dynamiquement contrôlables et dotées d'une capacité de décision ambiante. Dans le cadre de la thèse on se propose, dans un premier temps, d'étudier et d'optimiser le contrôle d'un réseau composé de noeuds mobiles qui communiquent sans infrastructure. Deux niveaux de contrôle sont considérés, l'un se situant au niveau des couches inférieures tandis que l'autre adresse les aspects relatifs aux couches supérieures. Le contrôle dynnamique au niveau des couches inférieures concerne deux aspects : 1- l'adaptation de la topologie du réseau et du routage aux demandes venant des couches supérieures. 2- l'optimisation inter-couche (cross-layer) afin d'utiliser au mieux les ressources du réseau et en particulier la radio. Le contrôle dynamique au niveau des couches supérieures concerne la découverte et l'adaptation de l'application aux services de communications offertes par les couches inférieures. Dans un deuxième temps, nous étudions les contrôles d'admissions. Nous nous proposons de traiter les paramètres locaux de chaque noeud, qui sont intéressants pour la continuité des sessions. Une approche pour le contrôle d'admission est donnée et fait interagir la durée de vie des noeuds et des points d'attachement.With the evolution of the wireless communication systems and the increasing control of complexity in the material, it becomes possible to conceive network architectures dynamicaly controlable and equiped with a capacity of ambient decision. Within the framework of the thesis we propose to study and optimize the control of a network made up of mobile nodes wich communicate without infrastructure. Two levels of control will be considered, one being at the level of the lower layers while the other adresses the aspects relating to the higher layers. The dynamic control on the level of the lower layers relates to two aspects : 1- The adaptation of the topology of the network and the routing to the requests coming from the lower layers. 2- Optimization inter-layer (cross-layer) in order to use as well as possible the resources of the network and in particular the radio. The dynamic control on the level of the higher layer relates to the discovery and the adaptation of the application to the services of communications offered by the lower layers. In a second step, we study the admission control. We propose to study the local parameters of each node, wich are interesting for the continuity of sessions. An approach for admission control is given which interact lifetime of nodes and their point of attachment.VERSAILLES-BU Sciences et IUT (786462101) / SudocSudocFranceF

Gestion conjointe de ressources, dimensionnement et analyse des performances dans les réseaux radio à large-bande

Après le succès des réseaux cellulaires, la demande inassouvie de capacité radio a conduit à l éclosion de nouvelles technologies sans-fil à haut débit. Ces technologies récentes, notamment WiFi et WiMAX s imposent comme un maillon indispensable de la chaîne de communication tout en coexistant avec les systèmes cellulaires. Cette thèse s intéresse aux technologies WiFi et WiMAX dans des contextes hétérogènes faisant intervenir ces deux technologies. Dans la première partie, la coexistence de WiMAX avec UMTS est étudiée au niveau de l accès en proposant un algorithme centralisé de contrôle d'accès. Au niveau applicatif, un méchanisme d'ordonnancement du trafic de la voix dans WiMAX est introduit pour faciliter le support de la téléphonie d'une façon transparente dans les réseaux hybrides WiMAX-UMTS. Dans la deuxième partie, les réseaux de desserte sans fil basés sur un déploiement hiérarchique des technologies WiFi et WiMAX sont considérés sous l'angle de leur dimensionnement, avec une formulation analytique du problème joignant la qualité de service et les aspects économiques. Cette partie se termine par une étude analytique des modes infrastructure et ad hoc de la technologie WiFi.After the revolution made by the world-wide deployment of cellular networks, a wind of change is blowing through the wireless universe: the growing appetite for wireless capacity has motivated the emergence of new broadband radio technologies. These newborn technologies, mainly WiFi and WiMAX, will be an inevitable link in the future networking chain while coexisting with cellular technologies. This thesis addresses WiFi and WiMAX and proposes contributions in heterogeneous scenarios implicating these technologies. In the first part, the WiMAX-UMTS coexistence is investigated by proposing a network-centric JRRM algorithm, while at the application level, an enhanced voice scheduling for WiMAX uplink is derived in order to facilitate telephony support in hybrid WiMAX-UMTS networks. The second part undertakes the hierarchical deployment of last-mile WiMAX-WiFi networks. The dimensioning of such networks is tackled by jointly considering performance and economic aspects. The thesis ends by giving an insight into the modeling of WiFi networks in infrastructure and ad hoc modes.VERSAILLES-BU Sciences et IUT (786462101) / SudocSudocFranceF

Plateforme de test de qualité vocale et étude de faisabilité de tests subjectifs en dialogue contrôlé avec sujet virtuel

De manière générale, le nombre des méthodes d évaluation de la qualité de parole objective et subjective s est accru de manière significative durant cette dernière décennie avec l avènement des réseaux mobiles de 2ième puis 3ième génération, puis de la voix sur IP. Cependant, devant les nombreuses limitations des méthodes objectives actuelles, l intérêt des tests subjectifs n est pas remis en cause, d autant que leurs méthodologies sont maintenant relativement abouties et précises. Malgré tout, leur mise en œuvre reste lourde, coûteuse en temps, et ne permet pas nécessairement de pouvoir discriminer suffisamment les différentes conditions de test. Dans ce contexte, afin de répondre aux besoins de l industriel, cette thèse porte sur deux axes. D une part, développer une plateforme de test de qualité vocale objectif et subjectif répondant aux demandes suivantes : 1) Mise en œuvre de tests subjectifs d écoute, conversationnel, et en double parole conformes aux recommandations ITU-T respectives, 2) Faciliter la reproductibilité des tests, par la maîtrise et la répétitivité des conditions de test. 3) Réduire le temps de réalisation d une campagne de tests sans pour autant changer la méthodologie. 4) Augmenter la discrimination entre les différents cas de tests. 5) Permettre par la réalisation simultanée de tests subjectifs et objectifs, de mieux benchmarker et étudier les nouvelles implémentations de méthodes objectives intrusives. D autre part, étudier la faisabilité de tests subjectifs en dialogue contrôlé avec sujet virtuel, permettant d offrir une meilleure flexibilité, une seule personne étant nécessaire pour des tests subjectifs conversationnel.Generally speaking, the number of speech quality assessment methods, including objective methods has increased significantly over the past decade with the apparition of 2nd and 3rd generation mobile networks and Voice over IP. However, due to all of these limitations of current objective methods, the interest of subjective tests is not challenged, especially since their methodologies are now relatively successful and accurate Nevertheless, their implementation remains expansive due to a huge time and cost consuming, and can not necessarily be able to discriminate sufficiently different test conditions. In this context, to meet the needs of the industry, this thesis focuses on two axes. First of all, develop a test platform for objective and subjective voice quality meets the following requirements : 1) Implementation of subjective listening tests, conversational, and double talk in accordance with the corresponding ITU-T recommendations. 2) Facilitate the reproducibility of tests, for controlling and repeatability of the tests conditions. 3) Reduce the time for a test campaign without changing the methodology. 4) Increase the discrimination between the different test cases. 5) Allow the simultaneous running of subjective and objective tests, to better benchmark and review new implementations of objective intrusive methods. On the other hand, study the feasibility of subjective tests in controlled dialogue with virtual subject, to offer a better flexibility, more than one person being needed for conversational subjective tests.VERSAILLES-BU Sciences et IUT (786462101) / SudocSudocFranceF

Protocoles d'accès multiple orientés qualité de service en constellation de satellites à orbite basse

PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

Gestion de la mobilité et allocation de ressources dans les réseaux multiservices sans fil

VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocPARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

Authentification forte pour fournir des services sécurisés dans les réseaux ad hocs

L'authentification est une pré-condition pour fournir de la sécurité dans les réseaux ad hoc. Afin de définir une solution d'autehtification adaptée aux caractéristiques de ces réseaux, nous faisons, dans cette thèse, une analyse approfondie des solutions existantes et de la façon dont elles ont été adaptées pour satisfaire aux contraintes des réseaux ad hoc. Cela permet d'identifier leurs limitations ainsi que les problèmes à résoudre. Nous proposons alors une première solution qui résout certains d'entre eux. Cette solution est améliorée dans une seconde solution qui permet, en outre, à chaque noeud de gérer seul ses paires de clefs. L'authenticité des clefs publiques ainsi générées peut être vérifiée sans accéder à une tierce entité. Finalement, nous utilisons cette solution pour définir trois applications sécurisées qui, d'une part, illustrent le fait qu'elle permet de fournir tout service de sécurité et qui, d'autre part, permettent de générer des revenus dans les réseaux ad hoc. La première application permet aux utilisateurs d'acheter des ressources multimédias dans des réseaux ad hoc. La non-répudiation est fournie afin de garantir qu'à la fin de toute transaction l'acheteur reçoit la ressource acheté, est capable de la visionner ou de l'écouter et que le vendeur sera rémunéré. La seconde application permet à des véhicules d'échanger anonymement des informations de sureté et dévaluer leurs fiabilités. Finalement, la troisième application permet aux noeuds de négocier et fournir un accès à un réseau fixe en empêchant toute fraude. Les performances de la solution, sur laquelle reposent ces applications, montrent qu'elle peut être utilisée par des appareils mobiles.Entity authentification is a precondition to provide secure services in ad hoc networks. In order to define an entity authentification solution that suits the characteristics of ad hoc networks, we do an in-depth analysis of existing authentification solutions and how they have been adapted to work in mobile ad hoc networks. This permits to identify their limitations as well as the problems that still need to be solved. We then propose a first solution that solves these remaining problems. It is improved in a second solution that additionally permits each node to manage alone its cryptographic key pairs. The authenticity of such generated public keys can be verified without accessing any third party. We finally use this improved solution to define three secured applications that first highlight how that solution can be used to fulfil various security requirements and that second permits to generate some revenues in ad hoc networks. The first application permits individuals to buy some multimedia resources in ad hoc networks. Non-repudiation is provided to guarantee that at the end of a transaction the buying node receives the resource it has bought and is able to view or play it. It is further provided to guarantee that the selling node is sure that it will be paid for having sold the resource. The second application permits vehicles to exchange anonymously some safety information and to evaluate the reliability of this information. The third application finally permits nodes to negociate and provide the access to a fixed network in a way that avoids defrauding. The performances of the improved solution, on wich these applications rely, show that it can be used on mobile device.VERSAILLES-BU Sciences et IUT (786462101) / SudocSudocFranceF