Gestion de la Mobilité, de la Qualité de Service et Interconnexion de Réseaux Mobiles de Nouvelle Génération

Management of the Mobility and the QoS, and Interconnection of next generation mobile networks

• Auteur / Autrice : Tarek Bchini
• Direction : André-Luc Beylot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Réseaux et télécoms
• Date : Soutenance le 10/06/2010
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT en cotutelle avec École supérieure des communications de Tunis (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (1995-....)

Mots clés

Mots clés libres

4g

WiMAX Mobile

Transfert intercellulaire

Mobilité

QdS

Interconnexion

4g

Mobile WiMAX

Handover

Mobility

QoS

Interconnexion

Résumé

Avec l’évolution rapide des technologies réseaux et télécoms radios mobiles, les chercheurs sont actuellement en train de préparer l’arrivée d’une nouvelle génération baptisée 4G. Le réseau de 4ème génération qui est encore l’objet de travaux de recherche vise à améliorer l’efficacité spectrale et à augmenter la capacité de gestion du nombre des mobiles dans une même cellule. Il tend à offrir des débits élevés en situation de mobilité à grande ou faible vitesse. Il vise aussi à permettre et à faciliter l’interconnexion et l’interopérabilité entre différentes technologies existantes en rendant transparent à l’utilisateur le passage entre les réseaux. Enfin, il vise à éviter l’interruption des services durant le transfert intercellulaire, et à basculer l’utilisation vers le tout IP. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés en premier lieu aux problématiques de la QoS en situation de mobilité au sein d’une technologie candidate à la 4G (WiMAX mobile) pour du trafic temps-réel. Pour cela, nous avons comparé la performance de plusieurs protocoles de mobilité dans le contexte du Handover de niveau 2 et de niveau 3 et plus. Nous avons pour cela fait varier les modèles de mobilité, les configurations et les scénarios. Enfin, nous avons modélisé un algorithme décisionnel qui gère le Handover dans le WiMAX mobile en fonction de plusieurs paramètres d’entrées. Au travers de ces études, nous avons dégagé des protocoles de mobilité qui offrent un niveau de QoS acceptable pour un trafic temps-réel dans le cadre des scénarios envisagés. En deuxième lieu, nous nous sommes concentrés sur les problèmes d’interconnexion et d’interopérabilité entre les réseaux en tenant compte de la mobilité et du Handover vertical entre deux technologies. Pour cela, nous avons proposé de comparer des protocoles de mobilité puis de les combiner afin de diminuer les délais des trafics temps-réel au cours du Handover. Au niveau de l’interconnexion, nous avons proposé des modèles entre WiMAX mobile et de nombreux autres standards (802.11e, UMTS, DVB-S/RCS, LTE). Outre les solutions d’interconnexion, nous avons également mis en évidence la ou les combinaisons de protocoles de gestion de la mobilité qui permettent de garantir de la QoS.

With the rapid evolution of mobile radio telecommunications and networks technologies, researchers are currently preparing the arrival of a new generation called 4G. The 4th generation network aims to improve spectral efficiency and increase capacity to manage a large number of mobiles in a cell. It tries to provide high flow rates under high or low mobility. It also aims to enable and facilitate the interconnection and the interoperability between different technologies allowing transparent transition between networks. Finally, it aims to avoid interruption of services during the handover, and to switch an all-IP system. In this context, we are concerned first with QoS and mobility issues in Mobile WiMAX for the real-time traffic. We compared the performance of several mobility protocols in the context of the level 2 and level 3+ handovers. Several mobility models, configurations and scenarios were considered. Finally, we modeled a decision algorithm that manages the handover in mobile WiMAX based on several input parameters.Through these studies, we have identified mobility protocols that provide an acceptable QoS level for real-time traffic under the proposed scenarios. Secondly, we focused on the problems of interconnection and interoperability between networks, taking into account the mobility and vertical handovers between two technologies. For this, we proposed to compare mobility protocols or combine them to reduce delays for real-time traffic during the handover. We also proposed interconnection models between mobile WiMAX and many other standards (802.11e, UMTS, DVB-S/RCS, LTE). Besides interconnection solutions, we also highlighted the combination or combinations of management mobility protocols that can guarantee QoS.