Optimisation et analyse des résesaux intelligents et des réseaux hétérogènes

par Ahmad Jabban

Thèse de doctorat en Electronique et télécommunications

Sous la direction de Maryline Hélard.

Soutenue le 16-09-2013

à Rennes, INSA , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes) , en partenariat avec Institut d'électronique et de télécommunications (Rennes) (laboratoire) , Université européenne de Bretagne et de INSTITUT d'Electronique et deTélécommunication de Rennes (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-François Diouris.

Le jury était composé de Youssef Nasser, Matthieu Crussière.

Les rapporteurs étaient Gilles Burel, Yves Lostanlen.


  • Résumé

    Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse permet d’évaluer et d’optimiser la charge de signalisation dans les réseaux intelligents (RI) à grande échelle ainsi que d’analyser plusieurs aspects liés aux réseaux hétérogènes.L’objectif principal des RI est de faciliter l’introduction de nouveaux services en se basant sur plus de flexibilité et de nouvelles fonctionnalités. Les composants principaux d’un RI sont le point de commutation de services (SSP) et le point de commande de services (SCP). L’emplacement des équipements de réseau et la répartition du trafic peuvent jouer un rôle important dans la réduction du volume de la signalisation. Dans la première partie de la thèse, nous examinons plusieurs configurations du RI à grande échelledans le but d’analyser les effets du déplacement, de l’addition des nouveaux commutateurs SSP et de la redistribution du trafic au sein du réseau sur le nombre requis de liens de signalisation. Nous proposons un algorithme assurant la distribution optimale du trafic sur les commutateurs SSP avecle nombre minimum requis de liens de signalisation. Dans la deuxième partie de la thèse, nous analysons les différentes stratégies de sélection de réseaux dans un contexte de réseaux hétérogènes. En effet, dans la prochaine génération de réseaux sans fil et mobiles, les utilisateurs pourront se déplacer entre les réseaux hétérogènes en utilisant des terminaux équipés d’interfaces d’accès de plusieurs types. Dans ce contexte, les terminaux mobiles sont en mesure de choisir le lien d’accès le plus approprié parmi lesoptions disponibles. Dans notre travail, nous proposons une stratégie de sélection basée sur la valeur estimée de SINR (Rapport signal à interférence plus bruit) dans un système hétérogène composé de deux types de réseau : LTE et WiFi. Avec cette stratégie, les utilisateurs sélectionnent toujours leréseau présentant le SINR le plus élevé afin d’effectuer leurs communications. En se basant sur la méthode de Markov, nous analysons dans un premier temps, les performances de la stratégie de sélection basée sur le SINR en termes de probabilités de blocage de demandes d’accès aux services, de probabilités de blocage de handover vertical ou horizontal et de qualité de connexion. Nous comparons les résultats obtenus avec deux autres stratégies basées sur la puissance du signal reçu et sur la disponibilité de bande passante. Les performances sont analysées et comparées selon les modèles de mobilité 2D fluid flow et Random WayPoint qui sont largement utilisés dans l’analyse des réseaux sans fil et mobiles. Finalement, nous analysons les influences de l’allocation de ressources du réseau LTE aux services Multicast et Unicast sur les performances du système.

  • Titre traduit

    Optimization and analyze of intelligent networks and heterogeneous networks


  • Résumé

    This thesis analyses the signaling load in intelligent large scale networks as well as the network selection strategies in the heterogeneous environment. The main objective of Intelligent Networks (IN) is to simplify the introduction of new services based on new features and more flexibility. The main components of the IN are the Service Switching Point (SSP) and the Service Control Point (SCP).The location of intelligent large-scale network equipments and the distribution of traffic on them can play an important role in reducing the volume of signaling in the network. In the firstpart of this thesis, we examine various configurations of the IN in order to study the effect of displacement or addition of new SSP and redistribution of traffic within the network on therequired number of signaling links. Finally, we propose a new algorithm giving the optimal distribution of traffic on the SSPs with a minimum required number of signaling links.In the second part of the thesis, we analyze the different network selection strategies as well as simulate other approaches related to heterogeneous wireless environment. Indeed, in the next generation of wireless heterogeneous networks, mobile users can move between several types ofnetworks, using terminals with multiple access interfaces. In this environment, the mobile terminals are able to choose the most appropriate access link among the available alternatives. In our work, we propose a network selection strategy based on the estimated SINR value (Signal to Interference-plus-NoiseRatio) in a heterogeneous system composed of two types of network: LTE and WiFi. According to this strategy, users always select the network presenting the highest SINR value. Based on the Markov method, we analyze the system performance in terms of blocking probabilities of calls, blocking probabilities of vertical or horizontal handover and connection quality. We compare our results with two other strategies based on the received signal strength and on the bandwidth availability.The performances are analyzed and compared according to the 2D fluid flow and the Random Waypoint mobility models which are widely used in the analysis of wireless and mobile networks. Finally, we analyze the influence of the resource blocks allocation to services Multicast and Unicast on the system performance.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (124 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. (pp. 115-124)

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