Contrôle de charge des réseaux IoT : d'une étude théorique à une implantation réelle

IoT networks load control mechanisms : From a theoretical study to a real implementation

• Auteur / Autrice : Hugo Chelle
• Direction : André-Luc Beylot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et Télécommunication
• Date : Soutenance le 18/12/2018
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Valois
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André-Luc Beylot, Fabrice Valois, Aline Carneiro Viana, Houda Labiod, Riadh Dhaou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Aline Carneiro Viana, Antoine Gallais

Mots clés

Mots clés contrôlés

Satellites artificiels dans les télécommunications

Lignes de transmission (télécommunications)

Internet des objets

Mots clés libres

Internet des Objets

Contrôle de charge

Canal en accès aléatoire

Internet of things

Load control

Random Access Channel

Résumé

Prenons en exemple une salle de classe composée d’un professeur et de nombreux élèves, lorsque trop d’élèves s’adressent en même temps au professeur ce dernier n’est plus en mesure de comprendre les paroles transmisses par les élèves. Cette illustration s’étend évidemment aux systèmes de communications sans fil (la 4G par exemple). Dans ces systèmes, les terminaux (les élèves par analogie) transmettent sur un canal, nommé canal en accès aléatoire, des messages qui sont potentiellement réceptionnés par la station de base (le professeur par analogie). Ces canaux ne sont habituellement pas surchargés car leur capacité (nombre de messages reçus par seconde) est tellement importante qu’il est très complexe de surcharger le canal. L’émergence de l’Internet des objets où des milliards de petits objets devraient être déployés partout dans le monde a changé la donne. Étant donné leur nombre et leur type de trafic, ces derniers peuvent surcharger les canaux en accès aléatoire. Ainsi, le sujet : « contrôle de charge des canaux en accès aléatoire » a connu un gain d’intérêts ces dernières années. Dans cette thèse nous avons développé des algorithmes de contrôle de charge permettant d’éviter qu’une station de base soit surchargée. Cela est très utile pour les opérateurs Télécoms, ils sont désormais certains qu’il y n’y aura pas de perte de service à cause de ces surcharges. Tous les principes développés dans cette thèse seront intégrés dans un futur proche aux produits IoT d’Airbus.

Take for example a classroom composed of a teacher and many students. When too many students address at the same time to the teacher, the latter is no longer able to understand the words transmitted by students. This illustration obviously extends to wireless communication systems (the 4G for example). In these systems, terminals (students by analogy) transmit on a channel, named random access channel, messages that are potentially received by the base station (the teacher by analogy). These channels are usually not overloaded because their capacity (number of messages received per second) is so important that it is very complex to overload the channel. The emergence of the Internet of Things, where billions of small objects should be deployed around the world, has changed the game. Due to their number and type of traffic, they can overload random access channels. Therefore, the subject: "load control of random access channels" has seen an increase in interest in recent years. In this PhD we have developed load control algorithms to prevent a base station from being overloaded. This is very useful for telecom operators, they are now certain that there will be no loss of service because of these overloads. All the principles developed in this thesis will be integrated in the near future within Airbus IoT products