Architectures de communications pour les véhicules autonomes connectés

Wireless communication architectures for connected autonomous vehicles

• Auteur / Autrice : Lucas Brehon--Grataloup
• Direction : André-Luc Beylot, Rahim Kacimi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Réseaux, Télécoms, Systèmes et Architecture
• Date : Soutenance le 15/11/2023
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• 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 : Hind Castel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André-Luc Beylot, Rahim Kacimi, Bertrand Ducourthial, Jérôme Härri, Marie-Pierre Gleizes, Houda Labiod, Fabrice Valois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bertrand Ducourthial, Jérôme Härri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux d'ordinateurs

Véhicules connectés

Mots clés libres

Réseaux véhiculaires

Communication V2X

Calcul en bordure

Allocation de ressources

Mobilité

Vehicular networks

V2X communication

Edge computing

Network resource allocation

Mobility

Résumé

Cette thèse s'intéresse au déploiement d'une architecture de communication V2X afin de faciliter l'insertion de véhicules autonomes dans une infrastructure réseau hétérogène. L'ajout de connectivité permettrait à une grande diversité d'applications de satisfaire leurs contraintes strictes de performance, en allégeant la charge induite sur les unités de calcul embarquées. Nous nous intéressons en particulier à des conditions de déploiement complexes : celles d'un milieu fortement urbanisé, pouvant grandement bénéficier de services de conduite autonome. Nous proposons alors deux systèmes répondant à des besoins concrets et d'actualité. Le premier est un système d'optimisation de délestage de tâches fondé sur la dissémination fréquente d'informations de contexte. Le second est un système de stabilisation de connectivité réseau pour des véhicules évoluant dans un milieu à fortes perturbations physiques. Au cœur de notre approche, nous tirons profit de la multiplicité des technologies d'accès radio ainsi que des spécificités des communications up, down et sidelink. Ces solutions ont soit été validées par simulation sur de multiples échelles, soit implantées sur du matériel de pointe dans le cadre d'expérimentations en conditions réelles.

This thesis focuses on the deployment of a V2X communication architecture to facilitate the insertion of autonomous vehicles into a heterogeneous network infrastructure. The presence of connectivity would enable a wide variety of applications to satisfy their strict performance constraints, while alleviating the load induced on on-board computing units. We are particularly interested in complex deployment conditions: those of a highly urbanized environment, which can greatly benefit from autonomous driving services. We are proposing two systems to meet concrete, topical needs. The first is a task offloading optimization scheme based on the frequent dissemination of context information. The second is a network connectivity stabilization solution for vehicles operating in an environment with strong network disturbances on the physical layer. At the core of our approach, we take advantage of the multiplicity of radio access technologies, as well as the specificities of up, down and sidelink communications. These solutions have either been validated by simulation on multiple scales, or implemented on state-of-the-art equipment in real-life experiments.