Gestion de la mobilité des terminaux dans les réseaux hétérogènes

A mobility solution for next-generation multi-technology networkscellular networks

• Auteur / Autrice : Richard Rouil
• Direction : Xavier Lagrange
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Télécom Bretagne en cotutelle avec Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Rennes 1 (1969-2022) - Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radiocommunications mobiles

Résumé

Avec le succès des réseaux sans fil et l’intégration de plusieurs technologies de communication au sein d’un même terminal, les utilisateurs souhaitent que les fournisseurs d’accès offrent une connexion permanente lorsqu’ils se déplacent. Cependant, chaque technologie possède ses propres caractéristiques en termes de couverture ou de débit, et il est donc nécessaire de pouvoir passer d’un réseau à un autre ou de sélectionner la connexion la plus avantageuse. Nous commençons par une revue des technologies sans fil les plus couramment déployées telles que IEEE 802. 11, IEEE 802. 16, et Universal Mobile Telecommunications System (UMTS). Ensuite, nous présentons les solutions actuellement utilisées pour gérer la mobilité des nœuds et nous discutons de leurs limites par rapport aux délais de transferts de connexion entre les réseaux et à leurs supports pour la multi-domiciliation. En se basant sur l’architecture IEEE 802. 21 Media Independent Handover (MIH), nous analysons trois aspects majeurs de la mobilité : premièrement, nous étudions l’impact des déclencheurs de niveau 2 pour accélérer la détection de mouvement et nous fournissons des recommandations afin d’assurer la rapidité et la pertinence des déclencheurs. Deuxièmement, nous définissons plusieurs mécanismes d’optimisation comprenant un algorithme de balayage des canaux pour les réseaux IEEE 802. 16 qui prend en compte les contraintes de qualité de service des applications, ainsi que l’intégration des déclencheurs de niveau 2 dans les protocoles Mobile IPv6 pour réduire les temps de transferts de connexion et les paquets perdus. Enfin, nous analysons les performances des protocoles de transport pour échanger les messages de signalisation et faciliter les transferts de connexion, et nous proposons une solution optimisée qui combine Stream Control Transport Protocol (SCTP) et MIH. Pour supporter nos activités de recherche, nous avons développé des modèles de simulation pour ns-2 comprenant IEEE 802. 16, IEEE 802. 21, et plusieurs versions des protocoles Mobile IPv6.

With the success of wireless communications and the integration of multiple network interfaces in a single device, users are expecting network providers to offer ubiquitous connectivity while moving. However, each technology has its own characteristics in terms of network coverage or data rate, thus being able to move from one access network to another or selecting the most effective connection is necessary. After reviewing the capabilities of widely deployed wireless technologies such as IEEE 802. 11, IEEE 802. 16, and Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), we present the current solutions used to handle node mobility and discuss their limitations in terms of handover latency or support for multihoming. Using the IEEE 802. 21 Media Independent Handover (MIH) as our framework, we focus on three major aspects of mobility: First, we study the impact of link triggers to enhance movement detection and provide guidelines in the trigger generation to ensure celerity and reliability. Then we provide various handover optimizations including a scanning algorithm for IEEE 802. 16 that maintains the applications’ Quality of Service (QoS) requirements and the integration of the link triggers with Mobile IPv6 protocols to reduce handover delays and packet loss. Finally, we look at the efficiency of several transport protocols to exchange information and facilitate handovers, and we propose an optimized solution combining Stream Control Transport Protocol (SCTP) and MIH. To support our research activities, we develop and validate simulation models of the standard protocols in the ns-2 simulator including IEEE 802. 16, IEEE 802. 21, and various flavors of Mobile IPv6 and use them to evaluate our proposed solutions.