Reliable multicast transport by satellite: a hybrid satellite/terrestrial solution with erasure codes

Geostationary satellites are an efficient way to provide a large scale multipoint communication service. In the context of reliable multicast communications, a new hybrid satellite/terrestrial approach is proposed. It aims at reducing the overall communication cost using satellite broadcasting only when enough receivers are present, and terrestrial transmissions otherwise. This approach has been statistically evaluated for a particular cost function and seems interesting. Then since the hybrid approach relies on Forward Error Correction, several practical aspects of MDS codes and LDPC codes are investigated in order to select a code

Transport multipoint fiable à très grande échelle : intégration de critères de coût en environnement Internet hybride satellite / terrestre

Le travail effectué aborde la problématique des services de communication multipoints fiables à grande échelle. Dans ce contexte, la possibilité de déployer un tel service au moyen d'un satellite géostationnaire émettant en bande Ka est étudiée. L'emploi de la bande Ka introduit cependant une grande variabilité de la qualité de réception au niveau des utilisateurs finals, rendant nécessaire l'utilisation d'un protocole de transport mettant en oeuvre des mécanismes spécifiques. Selon une fonction de coût définie, la comparaison des solutions basées sur IP Multicast classiquement utilisées montre que l'utilisation d'une approche hybride couplant l'utilisation des réseaux satellites et terrestres est avantageuse. Le principe de la proposition, nommée Hybrid Satellite Terrestrial Reliable Multicast, consiste ainsi à choisir, en fonction de la taille du groupe, le moyen de diffusion le plus rentable - au vu d'une fonction de coût définie. Une description détaillée de la proposition inclut le comportement de la source et des récepteurs, et le format des messages échangés. Bien que le principe de cette approche soit simple, plusieurs points durs sont liés à la conception des mécanismes adéquats. Ces problèmes concernent notamment la gestion de la fiabilité (utilisation de code correcteur d'erreur ou FEC), l'estimation de taille de très grands groupes, et la reprise des erreurs par voie terrestre (utilisation de réseaux de pair-à-pairs). Ces mécanismes sont étudiés de manière unitaire afin de déterminer des configurations satisfaisantes, et pour détecter des problèmes de performances. Ces mécanismes étant définis, la proposition de transport a été globalement modélisée, de manière à obtenir une vérification fonctionnelle du service proposé. Le protocole a été décrit au moyen du profil UML temps réel TURTLE. Les résultats de validation ont été obtenus grâce à la chaîne d'outils TTool-RTL, et à CADP. ABSTRACT : This thesis studies issues related to the proposition of large scale reliable multipoint communication services. In this context, the possibility to use a geostationary satellite, emitting in the Ka band, to deploy such a service is analysed. However, the use of the Ka band introduces a high variability of quality of reception. Thus, the use of a transport protocol, implementing specific mechanisms, is mandatory. According to a cost function, the comparison of classical solutions, based on IP Multicast, show that a hybrid approach which uses the terrestrial and the satellite networks is advantageous. Consequently, a protocol named Hybrid Satellite Terrestrial Reliable Multicast is proposed. Its principle consists of choosing, depending on the group size, the more profitable network (i.e. terrestrial or satellite network) to transmit information. This choice is made according to a predefined cost function. A sharp description of the proposition, including the hosts' behaviours and the message set-up, is depicted. In spite of the simplicity of the approach, several obstacles appear when one tries to design appropriate mechanisms. These issues include reliability (use of forward error correction), large group size estimation, and terrestrial error recovery (use of peer-topeer networks). Those mechanisms are studied separately to determine satisfactory configurations, and to detect performance issues. After the definition of those mechanisms, the proposition is globally modelized in order to start the formal validation of the proposed service. The model is realized using the real-time UML profile TURTLE, and the validation results are obtained thanks to the TTool-RTL toolkit, and to Aldebaran

Group size estimation for hybrid satellite/terrestrial reliable multicast

This paper addresses the problem of group size estimation for hybrid satellite/terrestrial multipoint communications. Estimators based on the maximum likelihood principle are investigated. These estimators assume that a Nack suppression mechanism is implemented at transport layer. The performance of these estimators is studied theoretically and via simulations. The integration of an appropriate group size estimator in a transport mechanism is finally considered

Transport à multipoint fiable à très grande échelle (intégration de critères de coût en environnement Internet hybride satellite/terrestre)

TOULOUSE-ENSEEIHT (315552331) / SudocSudocFranceF

Reducing satellite communication cost using terrestrial peer to peer to recover losts

A practical solution to implement IP multicast service may consist in using a geostationary satellite. The broadcast nature and the large coverage zone of such systems make it possible for a source to reach a potentially very large number of receivers with only one hop. In the context of reliable multicast communications, a hybrid satellite/terrestrial approach based on communication costs is described. Due to particular data dissemination resulting from the satellite communication phase, ad-hoc lost recovery peer-to-peer mechanisms are specially designed and evaluated through simulations