Academic literature on the topic 'Réseaux mobiles cellulaires'

Notre choix sur un sujet d’investigation, c’est un exercice aussi difficile, surtout dans le domaine des sciences de société. Mais le choix que nous avons opéré est justifié par le souci de fournir quelques conseils sur la manière dont les étudiants doivent utiliser les réseaux sociaux. Ainsi, de tout ce qui précède, notre intérêt pour cette étude est triple : sur le plan social, scientifique ainsi que personnel. Sur le plan social, cette étude permet de relever et d’analyser l’interactivité de l’utilisation à travers les réseaux sociaux, c’est-à-dire la manière dont les réseaux sociaux sont venus bouleverser le monde traditionnel. Sur le plan scientifique, notre étude ouvre une réflexion sur la problématique de l’utilisation des réseaux sociaux comme Facebook et WhatsApp, entant que sites et d’acquisition d’une bonne appréhension des réseaux sociaux ; mais aussi, ce travail restera une référence pour les futurs chercheurs désirant approfondir leurs études sur les TIC, en général, et les réseaux sociaux, en particulier. Sur le plan personnel ou pratique : l’intérêt porté sur ce sujet est parti d’une curiosité personnelle dans le domaine de l’utilisation des réseaux sociaux chez les étudiants de la ville de Kisangani. Les réseaux sociaux sont devenus omniprésents dans notre vie quotidienne. Depuis leur invention et l’utilisation de téléphone cellulaire, ses services sont consommés à n’importe quel moment de la journée ou de la nuit. Les jeunes en général et les étudiants de la ville de Kisangani en particulier sont, 24 heures sur 24, connectés grâce au réseau mobile accessible à partir de leur téléphone cellulaire. Cependant, leur moralité est entamée car, les réseaux sociaux sont comme des nouvelles voitures puissantes lancées sur les routes de l’internet sans code de conduite ; les dérapages et les accidents sont évidents. L’utilisation des réseaux sociaux joue un grand rôle dans le renforcement de la sociabilité, surtout des jeunes individus. Les utilisateurs les plus actifs sur les réseaux sociaux sont également ceux qui ont une vie sociale plus remplie. Plus les utilisateurs en disant sur eux, plus ils mettent à jour leur profil régulièrement et plus ont « des amis ». La communication et les relations entre les individus et les groupes sociaux sont modifiées, la distance géographique entre les peuples laisse place à une proximité numérique. Ils s’offrent comme étant des outils avec lesquels les individus peuvent entrer en contact avec facilité, les uns avec les autres à travers l’écran. Cependant, les réseaux sociaux proposent de nombreux enjeux comme la gestion de son identité en ligne ainsi que sa réputation, la distraction exagérée, etc. Après une observation faite, nous avons constaté que les étudiants font partie de grands utilisateurs de réseaux sociaux dans la ville de Kisangani. Par le souci de relever quelques inconvénients qui proviennent des réseaux sociaux, nous avons jugé bon de mener une étude sur « Incidence des réseaux sociaux sur l’épanouissement de la culture scientifique des étudiants en RDC », en particulier la ville de Kisangani.

De nombreux algorithmes de réservation de ressources ont été proposés pour les réseaux cellulaires. Cependant, ils ne tiennent pas compte des caractéristiques urbaines : dissymétrie du trafic, cellules de petite taille, présence de routes, de carrefours. Nos travaux portent sur des mécanismes permettant d'inclure ces critères pour améliorer les modèles classiques d'une part et proposer de nouvelles solutions d'autre part. Le modèle le plus simple (new algorithm for channel réservation), consiste -en fonction des taux d'arrivée des nouveaux appels et des probabilités de routage inter-cellulaires- à trouver un nombre optimal de canaux à réserver dans chacune des cellules. Un modèle dynamique est ensuite proposé (politique de réservation prédictive). Les réservations dans ce cas s'adaptent instantanément au nombre de mobiles dans les différentes cellules en fonction de la topologie locale. Ce mécanisme est également adapté aux réseaux cellulaires hiérarchiques. L'évaluation des différentes propositions est effectuée au travers de simulations à évènements discrets et de modèles analytiques approchés permettant un dimensionnement rapide et peu coûteux en temps de calcul. Notre souci est de proposer des solutions efficaces, stables et peu coûteuses en terme de signalisation. Les résultats montrent que les propositions énoncées sont très prometteuses et s'adapteraient facilement aux réseaux actuels et futurs

Une évolution majeure des systèmes de troisième génération (3G) en comparaison avec ceux de deuxième génération (2G) est la possibilité d’offrir des services de haut débit. Ceci permet l’introduction des nouveaux services et notamment des services de données. Il est envisagé que les services de données formeront la plus grande partie du trafic écoulé dans les réseaux de 3G. Ces services vont coexister avec le service voix, déjà présent dans les systèmes de 2G. Par conséquent, des scénarios de trafic mixte doivent être considérés. L’existence des différents types de trafic augmente la complexité de la gestion des ressources radios. Le développement de systèmes de communication est actuellement limité par les contraintes sur la capacité de ces systèmes. En effet, l’augmentation du nombre d’accès simultanés génère de l’interférence qui dégrade la qualité de la communication. La définition de la capacité du réseau cellulaire WCDMA est liée au nombre d’appels ou bien au taux d’arrivée des appels qui garantit que la probabilité de rejet est inférieure à un seuil donné (capacité d’Erlang). Dans cette thèse nous calculons explicitement la capacité de liaison montante du système WCDMA avec deux types de trafic à savoir les appels en temps réel (RT) et les appels non temps réel appelés Best Effort (BE). Nous utilisons deux approches pour étudier les performances du système à savoir la méthode d’analyse spectrale et la méthode de perturbation singulière basée sur l’approximation. Nous comparons les deux approches puis nous validons notre résultat par le simulateur NS2. Nous étudions l’impact des pertes de paquets sur les performances du réseau cellulaire 3G en présence des applications multimédias. Par la suite, nous nous penchons sur l’étude des performances d’un système hétérogène composé de deux topologies à savoir le réseau UMTS et le réseau Ad-hoc
A major evolution of the third generation systems (3G) compared with those of second generation (2G), is the possibility to offer high and very high rates services. It allows the introduction of the new services and chiefly supports data transmissions. It’s expected that data services will form the biggest part of the traffic in 3G network. These services coexist with the voice service, which is already present in 2G systems. Therefore, schemes witch mixed traffic should be considered. The existence of the different types of traffic will lead then to an increased complexity and make management of the resources radios a real issue. The development of communication systems is limited currently by the constraints on the capacity of these systems. Indeed, the increase of the number of simultaneous access generates interference that deteriorates the quality of end to end the communication. The definition of the capacity of the WCDMA cellular network is bounded by the number of simultaneous calls or the rate of arrival that guarantees a reject probability lower than some given threshold (Erlang capacity ). In this thesis we explicitly calculate the capacity of uplink case the WCDMA systems in presence of two types of traffic. Namely real time calls (RT) and non real time calls (BE). We use two approaches to study the performances of this system to know indeed, we used the spectral analysis method and the singular perturbation method based on the approximation. We then compare the two approaches and validate our results using NS2 simulator. There after we bend a survey of the performances of a heterogeneous system, composed of two different topologies a UMTS subsystem and an Ad-hoc subsystem

Dans les réseaux mobiles cellulaires, l'intégration des services multimédia sur l'interface radio pose un certain nombre de problèmes, dont le plus important est au niveau de la bande passante, plus limitée que celle offerte dans les réseaux filaires. La gestion de la ressource radio est donc de loin le problème critique de ces réseaux et l'optimisation de l'allocation de ressources s'avère cruciale pour pouvoir y intégrer le support haut débit. Cette thèse s'est donc proposée de développer de nouvelles politiques d'allocation de ressources dans le but de satisfaire les demandes croissantes des abonnées multimédia en termes de qualité de service (QoS), caractérisée par les seuils d'appréciation du service considéré. Ces protocoles, proposés pour des réseaux multiservices de types GPRS (General Packet Radio Service) et UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), prennent en considération l'environnement de propagation et la mobilité des utilisateurs et leurs effets sur la QoS qui leur sont offerte. Pour ces deux types de réseaux, de nouvelles fonctions de contrôle d'admission de sessions (CAC) ont également été proposées. Leur rôle est de fournir un meilleur service aux appels acceptés, en limitant la quantité de trafic dans le réseau. Ces nouvelles fonctions tiennent compte des temps d'attente maximaux tolérés pour chaque classe de service et des interférences générées dans le système. En les comparant à certains protocoles de référence adaptés aux multiservices, nos algorithmes d'allocation de ressources proposés fournissent les meilleurs résultats
In mobile cellular networks, the integration of multimedia services over the radio interface prone to some problems. The most important is the bandwidth, more limited than in wireline networks. Radio resource management is by far the critical problem of these networks and the optimization of the resource allocation proves to be crucial to integrate the high bit rate support. This thesis intended to develop new resource allocation policies in order to satisfy the increasing demands of multimedia users in termsof quality of service (QoS), characterized by the appreciation thresholds of the considered application. These protocols, proposed for GPRS (General Packet Radio Service) and UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) multiservices networks, take into account the propagation environment and the users' mobility and their effects on offered QoS. For these two types of networks, new Connection Admission Control (CAC) policies have been proposed. Their aims are to provide better QoS to the accepted sessions, while limiting the amount of traffic in the network. This new function takes into consideration both maximum packet waiting delay tolerated for every class of service and interferences generated in the system. Comparing them to some reference protocols adapted to multimedia, our proposed radio resource allocation algorithms provide the best results

Les réseaux radio maillés/ad hoc offrent de bonnes performances et une simplicité d’installation grâce aux fonctions d’auto-organisation mais restent limités coté usager n’offrant ni un bon support de la mobilité ni celui des applications temps réels. Aussi, nous proposons une architecture de réseau ellulaire auto configurable, auto organisé pour l’opérateur pour un déploiement rapide de ’infrastructure et cellulaire pour l’usager pour le support de la mobilité. Les performances sont évaluées, avec un modèle de mobilité pour un backbone WiMAX mesh, et avec NS2 pour un réseau ad hoc WiFi et pour un réseau satellitaire. La partie suivante concerne l’accès usager en mode cellulaire pour un meilleur support de la téléphonie. Il s’agit d’abord de modifier le support de la voix dans les réseaux WiMAX grâce à un accès statistique qui réduit les délais d’accès et la bande consommée. Enfin, un algorithme distribué tire profit du lien descendant pour améliorer l’accès sur le lien montant
Mesh/ad hoc networks allow high performances and fast deployment thanks to self configuring capabilities but suffer from the lack of user mobility management and telephony support. We then propose a mixed architecture, cellular for users, and meshed for the operator. Appropriate functions related to configuration and mobility management are defined for the network. Performance evaluations were done for a WiMAX meshed infrastructure using an analytical model and under NS2 tool for ad hoc Wi-Fi and satellite networks. Then, we were interested in the cellular access between user and the base station for a good support of telephony applications. We first propose to enhance WiMAX voice support with a statistical multiple access scheme that takes advantage of the whole frame structure. Thereafter, we generalised the statistical access scheme and proposed a distributed scheduling algorithm that takes into account the downlink state. A 3 states source model was used for a refined prediction

Les communications professionnelles et critiques sont établies soit entre utilisateurs du secteur de la sûreté publique soit entre acteurs opérants des infrastructures critiques. Du fait des fortes exigences en termes de couverture, de priorité d’accès, de fiabilité et de résilience, sans oublier les services supplémentaires pour les utilisateurs professionnels, ces communications utilisent généralement les technologies PMR (Professional Mobile Radio). Vu la croissance des demandes de services, des changements importants sont attendus dans le domaine de la PMR. Les technologies PMR historiques échouent en effet à fournir des services à débits de données élevés, tels que les services vidéos et le transfert de photos. Ainsi, l’adaptation des technologies utilisées par les opérateurs commerciaux à la PMR apparaît comme une solution prometteuse. D’autre part, la prochaine génération de réseaux cellulaires prévoit une nouvelle variété d’applications et de services, dont les exigences de performances sont extrêmement hétérogènes. Ils se classent en trois groupes: enhanced Mobile BroadBand (eMBB), massive Machine-Type Communications (mMTC) et Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC). Récemment, les communications critiques ont été classées dans dans la famille URLLC des cas d’usage car elles sont prioritaires par rapport aux autres types de communications dans le réseau.Dans ce contexte, nous concentrons à renforcer la couverture des réseaux radio fournissant des communications de groupe, service essentiel fournit par les technologies PMR, afin de satisfaire les besoins. Tout d’abord, on évalue la performance des transmissions unicast et multicast, c’est à dire, les transmissions Multicast/Broadcast Single Frequency Network (MBSFN) et Single-Cell Point-To-Multipoint (SC-PTM), en termes de qualité radio, d’efficacité spectrale du système et de couverture de cellules, tout en considérant des configurations MBSFN statiques. Puis, nous étudions un modèle analytique pour estimer le Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR) dans un réseau MBSFN.En outre, nous proposons un algorithme simple de répétitions sans requête, comme alternative à l’algoritgme Hybrid Automatic Repeat re-Quest (HARQ), afin d’améliorer la couverture du réseau en présence de communications de groupe. En considérant les caractéristiques du canal radio, ainsi que les contraintes de délai de service, nous justifions que notre modèle fournit un important gain par rapport aux algorithmes de répétitions traditionnels.Enfin, on évalue le compromis entre la couverture et la capacité d’un réseau utilisant les transmissions multicast, qui évolue en fonction de la taille du cluster de stations serveuses. On formule alors un problème d’optimisation dont l’objectif est de maintenir une probabilité de blocage acceptable du système, tout en maximisant le SINR moyen du groupe d’utilisateurs. Pour chaque groupe, on choisit le cluster de cellules d’une manière dynamique, en se fondant sur la minimisation d’une fonction sous-modulaire, qui prend en compte le trafic de chaque cellule du réseau à travers certains poids, ainsi que le SINR moyen du groupe. Ces poids sont optimisés au moyen de la méthode Nelder-Mead, dans le but de diriger la probabilité de blocage vers un certain seuil. Les résultats obtenus montrent l’importance du regroupement dynamique des cellules dans l’amélioration de la capacité et la couverture du système
Business- and mission-critical communications are communications between professional users either from the public safety sector or operating critical infrastructures. Owing to special coverage, priority access, reliability and resilience requirements, as well as additional services for professional users, these communications are conveyed by Professional Mobile Radio (PMR) networks. Driven by the demand growth, significant changes are taking place in the PMR industry. The existing PMR technologies are indeed not well suited to provide high data rates mobile services like video and photo transfers; hence, the adoption of commercial technologies for mission-critical communications is gaining strong momentum. On the other hand, the next generation cellular networks are envisioned to support a large variety of applications and services with heterogeneous performance requirements, i.e., enhanced Mobile BroadBand (eMBB), massive Machine-Type Communications (mMTC) and Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC). Recently, mission-critical communications have been classified in a URLLC use case family, characterized by the need to a higher priority over other communications in the networks.In this context, we focus on enhancing the coverage of wireless networks providing group communications, the main service allowed by PMR networks, taking advantage of the current technologies (e.g. Multimedia Broadcast/Multicast Service), to meet the mission-critical communications needs. First, we evaluate the performance of unicast and multicast transmission techniques, i.e., the Multicast/Broadcast Single Frequency Network (MBSFN) and Single-Cell Point-To-Multipoint (SC-PTM), in terms of radio quality, system spectral efficiency and cell coverage, assuming static MBSFN configurations. Then, we introduce an analytical model to derive an approximate closed-form formula of the Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR) in a MBSFN network.Furthermore, we propose a simple repetition scheme without request, as an alternative to Hybrid Automatic Repeat re-Quest (HARQ), in the aim of improving the network coverage in presence of group communications. By considering the wireless channel characteristics, as well as the service delay constraints, we show that our proposed scheme provides significant gains over traditional repetition schemes.Finally, we assess the trade-off in the cluster’s size of serving cells which arises between network coverage and capacity in multi-point transmissions. We formulate an optimization problem to maintain an acceptable system blocking probability, while maximizing the average SINR of the multicast group users. For group calls, a dynamic cluster of cells is selected based on the minimization of a submodular function that takes into account the traffic in every cell through some weights and the average SINR achieved by the group users. Traffic weights are then optimized using a Nelder-Mead simplex method with the objective of tracking a blocking probability threshold. Results show the importance of dynamic clustering in improving system capacity and coverage

Divers études ont abordé le problème de la coopération d’un réseau cellulaire, dont certaines considèrent aléatoirement le positionnement des antennes. Plusieurs auteurs étudient le cas où l’utilisateur choisit les antennes qui le serviront. Pourtant, cette hypothèse n'est pas réaliste. En conséquence, d’autres auteurs proposent former les groupes d'antennes de façon statique. Pour que ces méthodologies soient optimales, ces groupes statiques devraient être formés par rapport à la proximité entre les nœuds. Nous proposons une méthodologie statique basée sur le modèle du plus proche. À l'aide de celle-ci, nous formons des singletons et des paires de nœuds coopératives. Nous fournissons alors une analyse des caractéristiques structurelles et de l'interférence produite par ces deux derniers processus ponctuels. Lorsque le positionnement des antennes suit une loi de Poisson, les processus de singletons de paires associées ne suivent pas une loi de Poisson. Nous pouvons, cependant, rapprocher des métriques de performance du modèle original à l'aide de la superposition de deux processus de Poisson. L’évaluation numériques montre des gains de couverture allant jusqu’à 15 %, en comparaison du modèle non coopératif. Pour que la coopération entre les antennes soit significative, chacune devrait avoir un nombre de ressources suffisante, en plus d'être suffisamment proches. La relation de voisin le plus proche est, alors, redéfinie avec une nouvelle métrique. Les résultats de notre analyse montrent que les gains d’un réseau coopératif dépendent fortement de la distribution des ressources disponibles dans tout le réseau
Recent studies have set the problem of base station cooperation within the framework of stochastic geometry, where the irregularity of the base station positions can be considered. Some authors study the case when the user can dynamically choose the set of stations cooperating for its service. This assumption is not realistic. Instead, other authors propose to form the groups in a static way. To be optimal, these static methodologies should consider proximity between the base stations to form the groups. We propose a grouping method based on the nearest neighbor model. We allow the formation of singles and pairs of nodes. We derive structural characteristics for these two processes and analyse the resulting interference fields. When the node positions are modelled by a Poisson point process, the processes of singles and pairs are not Poisson, complicating the corresponding analysis. The performance of the original model, however, can be approximated by the superposition of two Poisson point processes. Numerical evaluation shows coverage gains from different signal cooperation that can reach up to 15%, compared with the standard noncooperative case. For the cooperation to be meaningful, each station in a group should have sufficient resources to share, besides being close to each other. Thus, we redefine the nearest neighbors with a metric. The results of our analysis illustrate that cooperation gains strongly depend on the distribution of the available resources over the network

Cette thèse est consacrée à la gestion de la QoS et de la mobilité dans les réseaux d'accès IP. Elle s'inscrit dans l'optique de la définition d'un réseau radio-mobile tout IP aussi bien au niveau du réseau d'accès que dans le coeur du réseau. Le coeur du réseau est supposé ici construit autour de DiServ et du protocole Mobile IP. Nous nous intéressons donc principalement aux réseaux d'accès et en particulier à la signalisation de la QoS et à la gestion de handover. Le premier travail de cette thèse consiste à étudier les solutions proposées pour la gestion de la QoS et de la mobilité dans un réseau sans fils IP, à en faire l'analyse et à les comparer. Puis, nous définissons les nouveaux défis pour les opérateurs de réseaux sans fils et nous identifions certaines problématiques à résoudre pour mettre en oeuvre la gestion de la QoS et de la mobilité dans les réseaux sans fils IP. Enfin, nous proposons un nouveau protocole afin de fournir un ensemble de scénarios et de fonctions nécessaires pour coupler la gestion de la QoS et de la mobilité. Le protocole proposé, appelé " gestion de la QoS et de la micro mobilité " (Q3M en anglais) permet à un opérateur réseau de maximiser l'utilisation des ressources réseaux, d'améliorer la performance du réseau et de réduire le trafic de signalisation. Le protocole Q3M prend en considération les mécanismes de signalisation et le concept de contrôle par le réseau. L'implémentation du protocole Q3M sur une maquette de mobilité de France Télécom R&D (Rennes) ainsi que les résultats analytiques et des simulations montrent que le protocole Q3M donne de bons résultats en terme de délai d'établissement d'une session de QoS et en terme de probabilité de blocage. Les performances du protocole Q3M présentent des valeurs raisonnables comparées aux autres solutions. Les avantages du protocole Q3M deviennent plus importants lorsque le mobile change fréquemment son point d'attachement et lorsque le réseau est congestionné.
This study deals with QoS and mobility management in the wireless access networks. It is interested in the definition of wireless mobile IP networks both on the access network and the core network. The core network is supposed built on DiffServ and Mobile IP Protocol. We are thus focus mainly in the access network and in particular in the QoS signaling and handover management. The first part of this thesis consists in studying the basic concepts and proposals of QoS and mobility management in wireless IP networks. Then, we give an analysis and comparison of the main frameworks. Next, we define the new challenges for wireless operators and we address some important issues that arise when managing QoS within a wireless IP network. Lastly, we propose a new protocol to provide a set of scenarios and functions needed to couple QoS and mobility management. The proposed protocol, called QoS and Micro Mobility Management (Q3M), enables a network operator to use its network resources more efficiently, increase network performance and minimize signaling traffic. The implementation of Q3M protocol on the France Telecom R&D (Rennes) testbed, as well as the analytical and simulation results, show that Q3M protocol has a good performance in terms of delay establishment of QoS session and blocking probability. The performance of Q3M protocol is very reasonable compared to other related works. The Q3M advantage becomes more important when mobility is high and the network is congested

Afin de satisfaire le besoin toujours croissant en débit et offrir toujours plus de services, ce où que les utilisateurs se trouvent, les réseaux cellulaires évoluent rapidement vers des technologies caractérisées par une interface radio de plus en plus sophistiquée. Par exemple, alors que le déploiement des réseaux 4G ne faisaient que commencer, les premières mises à jour vers les solutions LTE-A étaient déjà planifiées par les opérateurs, et actuellement, les technologies 5G font l'objet de recherches actives à travers le monde. Ces changements rapides sont motivés par l'explosion du trafic mobile, comme le montrent des nombreuses études et observations sur les réseaux actuels. Ce trafic est principalement généré par des utilisateurs équipés de smartphones, tablettes, et autres équipements mobiles. Cependant, les réseaux actuels ont du mal à s'adapter à cette proportion toujours grandissante d'utilisateurs mobiles et à leur fournir un service adapté. Dans ce contexte, un des enjeux importants pour les opérateurs et équipementiers est de disposer d'outils efficaces pour évaluer les performances de leurs réseaux et mieux les dimensionner. Cette thèse porte donc sur le développement de modèles analytiques, à la fois précis et simples d'utilisation, permettant de répondre aux problèmes posés par l'évaluation de performances dans les réseaux cellulaires de nouvelle génération. Les modèles s'appuient sur la théorie des files d'attente et des processus stochastiques et permettent d'évaluer les performances d'un réseau et de ses utilisateurs en tenant compte de leur mobilité. Dans un premier temps, sont présentés tour à tour des modèles dédiés aux différents types de cellules rencontrées dans les réseaux cellulaires et aux utilisateurs qui visitent ces cellules. Dans un second temps, des modèles dédiés à un réseau cellulaire dans son ensemble sont présentés. Ces modèles réseaux combinent les précédents modèles dédiés aux cellules et un modèle de routage reproduisant le routage des utilisateurs mobiles entre les différentes cellules qui constituent le réseau. Tous les modèles proposés ont été pensés afin d'obtenir des expressions simples de l'ensemble des paramètres de performances du système. Cette simplicité associée à la rapidité de résolution rend possible les études de performance des systèmes les plus complexes, comme en témoignent les nombreux exemples inclus dans cette thèse
In order to meet the ever-increasing need for bandwidth and to offer ever more services, wherever users are, cellular networks are rapidly evolving towards technologies characterized by an increasingly sophisticated radio interface. For example, while the deployment of 4G networks was just beginning, operators already planned the first updates to LTE-A solutions and 5G technologies are currently receiving active attention. These rapid changes are motivated by the explosion of mobile traffic, as shown by numerous studies and observations on current networks. Users equipped with smartphones, tablets, and other mobile devices mainly generate this traffic. However most of models for cellular networks in literature do not take into account mobility of users. Authors who have tried to take into account users' mobility, propose models based on hypotheses like users moving with infinite speed. In this thesis we have developed analytical models for 4G and 5G cellular networks taking into account user mobility in a realistic way. The proposed models were designed to be simple and easy to solve, allowing users and networks performance to be evaluated almost instantaneously. Our first analysis and results where on the impact of mobility in dense LTE-A networks with small cells. We developed two models to access static users performance in small cell with mixed users (static and mobile users). The first model is based on Markov chains and the second one on Processor-Sharing queue. Our second analysis and results where on LTE/LTE-A macrocells with two coding zones and visited by mobile users. We proposed a model based on queuing theory to study the performance of mobile users in a LTE/LTE-A macrocell with different radio conditions over its coverage area. Then, we have then extended these models to the case of homogeneous cellular networks where cells are statistically identical. These models allowed us to show the positive impact of user mobility on performance in a cell or in a network. Moreover, we showed that this performance gain was not a monotonous function of user mobility, which is an important result showing the impact of hard handover implemented in LTE and LTE-A networks on performance. Finally, we turned our attention to heterogeneous networks with different type of cells and visited by users with different profiles (speed, amount of data to be transferred)

L'objectif de cette thèse est de concevoir, implémenter et évaluer les algorithmes cross-layer pratiques. Nous nous concentrons sur la technologie LTE et les réseaux non coordonnés post-LTE où l'interférence est un enjeu majeur compte tenu des nouvelles tendances du trafic. L'objectif est d'allouer les ressources radio d'une manière efficace. Nous développons des modèles d'interférence mathématiques et informatiques qui nous permettent de comprendre le comportement de ces réseaux et nous appliquons une approche basée sur la théorie de l'information à différents scénarios d'interférence et caractéristiques du trafic. Nous avons essayé de s'approcher le plus possible de systèmes réels pour être en mesure de tester la faisabilité des techniques proposées. La thèse porte sur l'évaluation de la performance des scénarios d'interférence dans les réseaux 4G, en particulier celles qui découlent du déploiements de cellules de petite taille ("small cells"). Le travail dans cette thèse s'adresse également à l'analyse de l'allocation des ressources et la requête de répétition automatique hybride (HARQ) à redondance incrémentale pour les interférences sporadiques (de façon plus générale les canaux variables dans le temps) qui permet uniquement des informations partielles de l'état du canal à l'émetteur. Ce travail est ensuite appliquée à la conception d'ordonnanceur pour les stations de base LTE et inclut une analyse de performance pour les modems LTE réels
The aim of this thesis is to design, implement and evaluate practical cross-layer algorithms. We focus on LTE and post-LTE uncoordinated networks where interference is a key issue given the new traffic patterns. The goal is to allocate the radio resources in an efficient way. We develop mathematical and computational interference models that allow us to understand the behavior of such networks and we apply an information-theoretic approach to different interference scenarios and traffic characteristics. We have tried to remain as close as possible to practical systems to be able to test the feasibility of the proposed techniques. The thesis deals with performance evaluation of interference scenarios in 4G networks, in particular those arising from small-cell deployments. The work in this thesis also deals with analysis of resource-allocation and incremental-redundancy based hybrid automatic repeat request (HARQ) for bursty interference (or more general time-varying channels) which allows for only partial channel state information at the transmitter. The work is then applied to practical scheduler design for LTE base stations and includes performance analysis for real LTE modems

L’objectif de ce chapitre est de mettre l’accent sur la sélection de réseaux dans un environnement hétérogène en se basant sur la notion de qualité de service (QoS). L’objectif principal pour un environnement hétérogène est de concrétiser le concept Always Best Connected (ABC) en offrant aux utilisateurs mobiles la possibilité de tirer profit des réseaux ayant des performances différentes. De nos jours, nous avons une variété de technologies d’accès radio, les WLAN, essentiellement l’IEEE 802.11 et les réseaux cellulaires (UMTS, HSPA et le LTE). Cette variété constitue l’environnement hétérogène. La procédure de sélection de réseau consiste à sélectionner le meilleur réseau parmi ceux disponibles. Cependant, le grand nombre de paramètres impliqués dans le processus de sélection (le coût d’utilisation, la QoS, l’énergie consommée) rend la décision très difficile et complexe.