Design and optimization of next-generation carrier-grade wi-fi networks

par Fatma Ben Jemaa

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Michel Pariente et de Guy Pujolle.

Soutenue le 27-09-2016

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Informatique, télécommunications et électronique (Paris) , en partenariat avec Laboratoire d'Informatique de Paris 6 (laboratoire) .

Le jury était composé de Catherine Rosenberg, Sami Tabbane, Maurice Gagnaire, Rami Langar, Emmanuel Bertin.

  • Titre traduit

    Conception et optimisation des réseaux wi-fi opérateur de nouvelle génération


  • Résumé

    Comme le Wi-Fi est devenu de plus en plus important dans les réseaux actuels, ainsi que dans les réseaux du futur, de nouvelles exigences " opérateur " se sont apparues afin de supporter les attentes des utilisateurs et de fournir des réseaux Wi-Fi de haute performance. Dans ce contexte, nous étudions plusieurs problèmes liés à la conception et l'optimisation des réseaux Wi-Fi opérateur de nouvelle génération. Dans la première étape, notre objectif est d'améliorer l'expérience utilisateur Wi-Fi et de lui offrir un accès personnalisé et transparent aux réseaux et services Wi-Fi. Pour cela, nous proposons une extension des trames de gestion IEEE 802.11 pour activer la découverte des services locaux avant l'association Wi-Fi, tout en évitant la surcharge du canal. Nous définissons également un ensemble d'étiquettes de service pour identifier d'une manière standardisée les services les plus connus. Dans la deuxième étape, nous adressons les problèmes liés à l'architecture et la gestion du réseau dans un environnement Wi-Fi opérateur de nouvelle génération. Plus précisément, nous proposons, tout d'abord, une nouvelle architecture Wi-Fi qui exploite les concepts de NFV et du Edge Cloud Computing. Nous visons à travers cette architecture à apporter plus d'agilité et d'adaptabilité et d'améliorer la QoS perçue par l'utilisateur en plaçant des fonctions réseau et certains services à proximité de lui. Pour faire face à certains problèmes de gestion dans cette architecture, nous proposons ensuite des stratégies de placement et de provisionnement des fonctions de réseau virtuelles en s'appuyant sur des exigences de QoS.


  • Résumé

    As Wi-Fi is gaining a lot of momentum in today’s networks as well as in future networks, new carrier-grade requirements are emerging to support future user expectations and provide high-performance Wi-Fi networks. In this context, we investigate several problems surrounding the design and optimization of carrier-grade next-generation Wi-Fi networks. In the first stage, our objective is to improve the Wi-Fi user experience and offer to him a personalized and seamless access to Wi-Fi networks and services. For this, we propose an extension to the IEEE 802.11 management frames to enable venue service discovery prior to Wi-Fi association while avoiding channel overhead. We define also a set of extensible service labels to uniquely and globally identify the most known venue-based services. In the second stage, we deal with network architecture and management issues in next-generation carrier Wi-Fi environment. More specifically, we first propose a novel carrier-managed Wi-Fi architecture that leverages NFV and Edge Cloud Computing concepts. We aim through this architecture to bring more agility and adaptability and improve user perceived QoS by placing network functions and certain services close to end-users. To address some major management issues in this proposed architecture, we then propose placement and provisioning strategies of Virtual Network Functions based on QoS requirements. These strategies can also be applied to any edge-central wireless carrier architecture, since they do not make any assumption about the underlying wireless technology.


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