Dissertations / Theses: 'Réseaux mobiles cellulaires'

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Boumerdassi, Selma. "Mécanismes prédictifs d'allocation de ressources dans les réseaux cellulaires." Versailles-St Quentin en Yvelines, 1998. http://www.theses.fr/1998VERS0020.

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Abstract:

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

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Kobbane, Abdellatif. "Evaluation des performances dans les réseaux cellulaires WCDMA avec des applications multimédia." Avignon, 2008. http://www.theses.fr/2008AVIG0159.

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Abstract:

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

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Bejaoui, Tarek. "Gestion des ressources et qualité de service dans les réseaux mobiles multimédias." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112125.

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Abstract:

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

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Senouci, Sidi-Mohammed. "Application de techniques d'apprentissage dans les réseaux mobiles." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066485.

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Abdennebi, Marwen. "Réseaux cellulaires auto configurables : plan contrôle et accès usager." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2008. http://www.theses.fr/2008VERS0017.

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Abstract:

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

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Daher, Alaa. "Optimisation des réseaux cellulaires pour les communications professionnelles critiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLT009/document.

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Abstract:

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

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Alvarez, Corrales Luis. "Communications coopératives pour des très grands réseaux cellulaires." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2017. http://www.theses.fr/2017ENST0055.

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Abstract:

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

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Zagrouba, Rachid. "Contrôle de la mobilité et de la QoS dans les réseaux cellulaires tout IP." Télécom Bretagne, 2007. http://www.theses.fr/2007TELB0051.

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Abstract:

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

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Nya, Kamtchoum Narcisse. "Modèles multicellulaires pour les réseaux mobiles 4G." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS079.

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Abstract:

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)

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Villa, Trapala Tania. "Gestion dynamique de ressources appliquée aux réseaux cellulaires avec interférence." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0054.

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Abstract:

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

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Hautcoeur, Julien. "Conception d'un matériau transparent et conducteur efficace : application aux antennes-panneaux transparentes pour les réseaux radio cellulaires mobiles." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S014.

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Abstract:

Une synthèse bibliographique des différents matériaux transparents et conducteurs est présentée. L’analyse des performances hyperfréquences des antennes conçues et réalisées à partir de ces matériaux met en évidence la présence de pertes ohmiques et/ou de pertes par effet de peau rédhibitoires à l’obtention de systèmes efficaces. A partir de ce constat, un nouveau matériau transparent et conducteur a été élaboré et caractérisé au Laboratoire. Il est constitué d’un maillage métallique argent/titane déposé en couche mince sur substrat de verre. La largeur des rubans métalliques (~10 µm) et le pas du maillage (~100 µm) utilisés sont situés en-deçà de l’acuité visuelle. Des valeurs de résistance par carré de l’ordre de 0,05 Ω/□ et de transparence optique supérieure à 80 % sont mesurées. L’évaluation radioélectrique du matériau maillé a permis l’établissement de règles de conception pour l’obtention de systèmes hyperfréquences transparents efficaces. Trois topologies antennaire ont été conçues, réalisées, mesurées et discutées : une antenne monopole losange (850 MHz), une antenne monopole filaire (2,05 GHz) et une antenne ultra-large bande (2,5 GHz – 5,4 GHz). L’utilisation du matériau maillé a permis de limiter les pertes ohmiques et les pertes par effet de peau, démontrant ainsi son intérêt dans la réalisation de systèmes hyperfréquences transparents efficaces. Enfin, il est proposé un motif antennaire original respectant les spécifications des stations de base des réseaux cellulaires UMTS 2100. Un prototype d’antenne source transparente de grandes dimensions (30×30 cm2) a été réalisé. Une antenne réseau de 8 sources rayonnantes a enfin été conçue, simulée, et présentée
Une synthèse bibliographique des différents matériaux transparents et conducteurs est présentée. L’analyse des performances hyperfréquences des antennes conçues et réalisées à partir de ces matériaux met en évidence la présence de pertes ohmiques et/ou de pertes par effet de peau rédhibitoires à l’obtention de systèmes efficaces. A partir de ce constat, un nouveau matériau transparent et conducteur a été élaboré et caractérisé au Laboratoire. Il est constitué d’un maillage métallique argent/titane déposé en couche mince sur substrat de verre. La largeur des rubans métalliques (~10 µm) et le pas du maillage (~100 µm) utilisés sont situés en-deçà de l’acuité visuelle. Des valeurs de résistance par carré de l’ordre de 0,05 Ω/□ et de transparence optique supérieure à 80 % sont mesurées. L’évaluation radioélectrique du matériau maillé a permis l’établissement de règles de conception pour l’obtention de systèmes hyperfréquences transparents efficaces. Trois topologies antennaire ont été conçues, réalisées, mesurées et discutées : une antenne monopole losange (850 MHz), une antenne monopole filaire (2,05 GHz) et une antenne ultra-large bande (2,5 GHz – 5,4 GHz). L’utilisation du matériau maillé a permis de limiter les pertes ohmiques et les pertes par effet de peau, démontrant ainsi son intérêt dans la réalisation de systèmes hyperfréquences transparents efficaces. Enfin, il est proposé un motif antennaire original respectant les spécifications des stations de base des réseaux cellulaires UMTS 2100. Un prototype d’antenne source transparente de grandes dimensions (30×30 cm2) a été réalisé. Une antenne réseau de 8 sources rayonnantes a enfin été conçue, simulée, et présentée

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Kurien, Anish Mathew. "Approches pour la classification du trafic et l’optimisation des ressources radio dans les réseaux cellulaires : application à l’Afrique du Sud." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1090/document.

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Abstract:

Selon l'Union Internationale des Télécommunications (UIT), la progression importante du nombre de téléphones mobiles à travers le monde a dépassé toutes les prévisions avec un nombre d'utilisateurs estimé à 6 Mds en 2011 dont plus de 75% dans les pays développés. Cette progression importante produit une pression forte sur les opérateurs de téléphonie mobile concernant les ressources radio et leur impact sur la qualité et le degré de service (GoS) dans le réseau. Avec des demandes différenciées de services émanant de différentes classes d'utilisateurs, la capacité d'identifier les types d'utilisateurs dans le réseau devient donc vitale pour l'optimisation de l'infrastructure et des ressources. Dans la présente thèse, une nouvelle approche de classification des utilisateurs d'un réseau cellulaire mobile est proposée, en exploitant les données du trafic réseau fournies par deux opérateurs de téléphonie mobile en Afrique du Sud. Dans une première étape, celles-ci sont décomposées en utilisant deux méthodes multi-échelles ; l'approche de décomposition en mode empirique (Empirical Mode Decomposition approach - EMD) et l'approche en Ondelettes Discrètes (Discrete Wavelet Packet Transform approach - DWPT). Les résultats sont ensuite comparés avec l'approche dite de Difference Histogram qui considère le nombre de segments de données croissants dans les séries temporelles. L'approche floue de classification FCM (Fuzzy C-means) est utilisée par la suite pour déterminer les clusters, ou les différentes classes présentes dans les données, obtenus par analyse multi-échelles et par différence d'histogrammes. Les résultats obtenus montrent, pour la méthode proposée, une séparation claire entre les différentes classes de trafic par rapport aux autres méthodes. La deuxième partie de la thèse concerne la proposition d'une approche d'optimisation des ressources réseau, qui prend en compte la variation de la demande en termes de trafic basée sur les classes d'abonnés précédemment identifiés dans la première partie. Une nouvelle approche hybride en deux niveaux pour l'allocation des canaux est proposée. Le premier niveau considère un seuil fixe de canaux alloués à chaque cellule en prenant en considération la classe d'abonnés identifiée par une stratégie statique d'allocation de ressources tandis que le deuxième niveau considère une stratégie dynamique d'allocation de ressources. Le problème d'allocation de ressources est formulé comme un problème de programmation linéaire mixte (Mixed-Integer Linear programming - MILP). Ainsi, une approche d'allocation par période est proposée dans laquelle un groupe de canaux est alloué de façon dynamique pour répondre à la variation de la demande dans le réseau. Pour résoudre le problème précédent, nous avons utilisé l'outil CPLEX. Les résultats obtenus montrent qu'une solution optimale peux être atteinte par l'approche proposée (MILP)
The growth in the number of cellular mobile subscribers worldwide has far outpaced expected rates of growth with worldwide mobile subscriptions reaching 6 Billion subscribers in 2011 according to the International Telecommunication Union (ITU). More than 75% of this figure is in developing countries. With this rate of growth, greater pressure is placed on radio resources in mobile networks which impacts on the quality and grade of service (GOS) in the network. With varying demands that are generated from different subscriber classes in a network, the ability to distinguish between subscriber types in a network is vital to optimise infrastructure and resources in a mobile network. In this study, a new approach for subscriber classification in mobile cellular networks is proposed. In the proposed approach, traffic data extracted from two network providers in South Africa is considered. The traffic data is first decomposed using traditional feature extraction approaches such as the Empirical Mode Decomposition (EMD) and the Discrete Wavelet Packet Transform (DWPT) approach. The results are then compared with the Difference Histogram approach which considers the number of segments of increase in the time series. Based on the features extracted, classification is then achieved by making use of a Fuzzy C-means algorithm. It is shown from the results obtained that a clear separation between subscriber classes based on inputted traffic signals is possible through the proposed approach. Further, based on the subscriber classes extracted, a novel two-level hybrid channel allocation approach is proposed that makes use of a Mixed Integer Linear Programming (MILP) model to consider the optimisation of radio resources in a mobile network. In the proposed model, two levels of channel allocation are considered: the first considers defining a fixed threshold of channels allocated to each cell in the network. The second level considers a dynamic channel allocation model to account for the variations in traffic experienced in each traffic class identified. Using the optimisation solver, CPLEX, it is shown that an optimal solution can be achieved with the proposed two-level hybrid allocation model

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Ben, Othman Jalel. "Intégration multiservices dans un réseau ATM mobile." Versailles-St Quentin en Yvelines, 1998. http://www.theses.fr/1998VERS0019.

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Abstract:

Les réseaux mobiles de troisième génération seront large bande, c'est à dire qu'en plus des services téléphoniques traditionnels et de messageries, Ils seront capables de supporter d'autres types de services, à savoir données à haut dépit ou multimédia. Ces nouveaux services ont des besoins différents en terme de qualité de service. Afin d'intégrer ces nouveaux services, des travaux sur l'allocation de la bande passante sont envisages. Par ailleurs l'infrastructure sera différente de celle existante dans les réseaux de seconde génération. Dans ce travail de recherche de nouvelles politiques d'allocation ont été développées pour s'adapter aux contraintes imposées par les réseaux mobiles du futur : - intégration des différentes classes de services de l'atm forum sur la partie radio (multi-services resource allocation policy), - le support des services de groupe ou multicast (bandwidth allocation algorithm in a wireless atm networks for a multicast), - la prise en compte de l'architecture cellulaire hiérarchique (multitier allocation policy). Afin d'évaluer les performances de ces politiques, des modèles analytiques utilisant différentes techniques : markovienne, réseaux d'automates stochastiques, résolution numérique par calcul direct (gth) ou par décomposition (kms) et des modèles de simulation à évènements discrets montrent que ces politiques respectent les contraintes imposées par les organismes de normalisation

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Villa, Trapala Tania. "Gestion dynamique de ressources appliquée aux réseaux cellulaires avec interférence." Thesis, Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0054/document.

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Abstract:

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

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Kurien, Anish Mathew. "Approches pour la classification du trafic et l'optimisation des ressources radio dans les réseaux cellulaires : application à l'Afrique du Sud." Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00794515.

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Abstract:

Selon l'Union Internationale des Télécommunications (UIT), la progression importante du nombre de téléphones mobiles à travers le monde a dépassé toutes les prévisions avec un nombre d'utilisateurs estimé à 6 Mds en 2011 dont plus de 75% dans les pays développés. Cette progression importante produit une pression forte sur les opérateurs de téléphonie mobile concernant les ressources radio et leur impact sur la qualité et le degré de service (GoS) dans le réseau. Avec des demandes différenciées de services émanant de différentes classes d'utilisateurs, la capacité d'identifier les types d'utilisateurs dans le réseau devient donc vitale pour l'optimisation de l'infrastructure et des ressources. Dans la présente thèse, une nouvelle approche de classification des utilisateurs d'un réseau cellulaire mobile est proposée, en exploitant les données du trafic réseau fournies par deux opérateurs de téléphonie mobile en Afrique du Sud. Dans une première étape, celles-ci sont décomposées en utilisant deux méthodes multi-échelles ; l'approche de décomposition en mode empirique (Empirical Mode Decomposition approach - EMD) et l'approche en Ondelettes Discrètes (Discrete Wavelet Packet Transform approach - DWPT). Les résultats sont ensuite comparés avec l'approche dite de Difference Histogram qui considère le nombre de segments de données croissants dans les séries temporelles. L'approche floue de classification FCM (Fuzzy C-means) est utilisée par la suite pour déterminer les clusters, ou les différentes classes présentes dans les données, obtenus par analyse multi-échelles et par différence d'histogrammes. Les résultats obtenus montrent, pour la méthode proposée, une séparation claire entre les différentes classes de trafic par rapport aux autres méthodes. La deuxième partie de la thèse concerne la proposition d'une approche d'optimisation des ressources réseau, qui prend en compte la variation de la demande en termes de trafic basée sur les classes d'abonnés précédemment identifiés dans la première partie. Une nouvelle approche hybride en deux niveaux pour l'allocation des canaux est proposée. Le premier niveau considère un seuil fixe de canaux alloués à chaque cellule en prenant en considération la classe d'abonnés identifiée par une stratégie statique d'allocation de ressources tandis que le deuxième niveau considère une stratégie dynamique d'allocation de ressources. Le problème d'allocation de ressources est formulé comme un problème de programmation linéaire mixte (Mixed-Integer Linear programming - MILP). Ainsi, une approche d'allocation par période est proposée dans laquelle un groupe de canaux est alloué de façon dynamique pour répondre à la variation de la demande dans le réseau. Pour résoudre le problème précédent, nous avons utilisé l'outil CPLEX. Les résultats obtenus montrent qu'une solution optimale peux être atteinte par l'approche proposée (MILP)

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Ibrahim, Rita. "Utilisation des communications Device-to-Device pour améliorer l'efficacité des réseaux cellulaires." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLC002/document.

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Abstract:

Cette thèse étudie les communications directes entre les mobiles, appelées communications D2D, en tant que technique prometteuse pour améliorer les futurs réseaux cellulaires. Cette technologie permet une communication directe entre deux terminaux mobiles sans passer par la station de base. La modélisation, l'évaluation et l'optimisation des différents aspects des communications D2D constituent les objectifs fondamentaux de cette thèse et sont réalisés principalement à l'aide des outils mathématiques suivants: la théorie des files d'attente, l'optimisation de Lyapunov et les processus de décision markovien partiellement observable POMDP. Les résultats de cette étude sont présentés en trois parties. Dans la première partie, nous étudions un schéma de sélection entre mode cellulaire et mode D2D. Nous dérivons les régions de stabilité des scénarios suivants: réseaux cellulaires purs et réseaux cellulaires où les communications D2D sont activées. Une comparaison entre ces deux scénarios conduit à l'élaboration d'un algorithme de sélection entre le mode cellulaire et le mode D2D qui permet d'améliorer la capacité du réseau. Dans la deuxième partie, nous développons un algorithme d'allocation de ressources des communications D2D. Les utilisateurs D2D sont en mesure d'estimer leur propre qualité de canal, cependant la station de base a besoin de recevoir des messages de signalisation pour acquérir cette information. Sur la base de cette connaissance disponibles au niveau des utilisateurs D2D, une approche d'allocation des ressources est proposée afin d'améliorer l'efficacité énergétique des communications D2D. La version distribuée de cet algorithme s'avère plus performante que celle centralisée. Dans le schéma distribué des collisions peuvent se produire durant la transmission de l'état des canaux D2D ; ainsi un algorithme de réduction des collisions est élaboré. En outre, la mise en œuvre des algorithmes centralisé et distribué dans un réseau cellulaire, type LTE, est décrite en détails. Dans la troisième partie, nous étudions une politique de sélection des relais D2D mobiles. La mobilité des relais représente un des principaux défis que rencontre toute stratégie de sélection de relais. Le problème est modélisé par un processus contraint de décision markovien partiellement observable qui prend en compte le dynamisme des relais et vise à trouver la politique de sélection de relais qui optimise la performance du réseau cellulaire sous des contraintes de coût
This thesis considers Device-to-Device (D2D) communications as a promising technique for enhancing future cellular networks. Modeling, evaluating and optimizing D2D features are the fundamental goals of this thesis and are mainly achieved using the following mathematical tools: queuing theory, Lyapunov optimization and Partially Observed Markov Decision Process (POMDP). The findings of this study are presented in three parts. In the first part, we investigate a D2D mode selection scheme. We derive the queuing stability regions of both scenarios: pure cellular networks and D2D-enabled cellular networks. Comparing both scenarios leads us to elaborate a D2D vs cellular mode selection design that improves the capacity of the network. In the second part, we develop a D2D resource allocation algorithm. We observe that D2D users are able to estimate their local Channel State Information (CSI), however the base station needs some signaling exchange to acquire this information. Based on the D2D users' knowledge of their local CSI, we provide an energy efficient resource allocation framework that shows how distributed scheduling outperforms centralized one. In the distributed approach, collisions may occur between the different CSI reporting; thus, we propose a collision reduction algorithm. Moreover, we give a detailed description on how both centralized and distributed algorithms can be implemented in practice. In the third part, we propose a mobile relay selection policy in a D2D relay-aided network. Relays' mobility appears as a crucial challenge for defining the strategy of selecting the optimal D2D relays. The problem is formulated as a constrained POMDP which captures the dynamism of the relays and aims to find the optimal relay selection policy that maximizes the performance of the network under cost constraints

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Mabed, Hakim. "Modèles et techniques d'optimisation dynamique pour les réseaux radiomobiles." Angers, 2003. http://www.theses.fr/2003ANGE0019.

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Abstract:

Le design représente une étape indispensable à la conception, le déploiement et l'extension des réseaux radiomobiles. La nature dynamique de l'environnement des réseaux radiomobiles rend difficile l'établissement des critères de performance liés à la robustesse et à l'évolutivité des réseaux. La contribution de cette thèse se situe sur deux plans. Au niveau de la modélisation nous proposons plusieurs modèles de planification de fréquences tenant compte de l'évolution court et moyen terme du trafic. Comme nous présentons un modèle de planification des capacités cellulaires bi-critères. Sur un plan algorithmique, nous étudions plusieurs techniques d'optimisation dynamique et multicritère basées sur une hybridation des techniques de recherche tabou et d'algorithmes génétiques. Des tests sont effectués sur des réseaux fictifs et réels afin de valider les modèles et les techniques proposés
Cellular network design is a crucial task during the conception, the deployment and the extension of radio phone network. The dynamic aspect of cellular network environnent makes difficult the establishment of performance criteria related to the robustness and the upgradeability of networks. The contribution of this thesis is two folds. On the modelling level, we propose several models for frequency planning taking into account short, medium and long term traffic evolution. We present also a bi-criteria model for cell capacity planning. On the algorithmic level, we study several dynamic and multi-criteria optimization techniques based on hybridization of tabu search and genetic algorithm heuristics. Tests are carried out on both fictitious and real word problems in order to validate proposed models and techniques

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Ben, Cheikh Battikh Dorra. "Formules de probabilités de coupure pour les réseaux cellulaires : contributions pour les fonctionnalités MIMO, CoMP et de retournement temporel." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2012. http://www.theses.fr/2012ENST0031.

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Abstract:

L’étude de dimensionnement d’un réseau cellulaire est une phase de conception qui doit permettre de déterminer les performances d’un système dans une configuration donnée. Elle inclut l’étude de couverture et l’analyse de trafic. De complexes simulations sont possibles pour connaître les paramètres de performances d’un réseau mais seules les études analytiques fournissent des résultats rapides. Par ailleurs, pour faire face à la demande de hauts débits, à la rareté du spectre fréquentiel et à l’impossibilité d’émettre à de plus fortes puissances, de nouvelles techniques de transmissions sont apparues. Nous sommes ainsi passés d’un système classique à une seule antenne à des systèmes à multiple antennes et même à des scénarios de coopération entre stations de base. Dans cette thèse, nous proposons des modèles analytiques pour l’étude des performances, notamment en termes de probabilités de coupure, de ces évolutions des réseaux cellulaires. Dans une première phase, nous considérons des systèmes multicellulaires à une antenne émettrice et une antenne réceptrice (SISO). Nous proposons deux méthodes d’étude de l’impact conjoint de l’affaiblissement de parcours, de l’effet de masque et des évanouissements rapides. Nous étudions, par la suite, un système à large bande utilisant le retournement temporel comme technique de transmission. Dans une deuxième phase, nous considérons des systèmes multicellulaires à antennes multiple à l’émission ou à la réception (MISO/MIMO) implémentant les schémas de diversité Alamouti et de combinaison par rapport maximal (MRC). Ensuite, nous considérons un système multicellulaire multi-utilisateurs à précodage de forçage à zéro (ZFBF)
The implementation of cellular systems have aroused issues related to the design of cellular networks termed to as network dimensioning. It includes the coverage estimation and thetraffic analysis. Simple models and methods are required to reduce the time consumption of these two analysis. At the same time, the growing demand for higher data rates constrained by the scarcity of frequency spectrum, and the requirements in terms of power consumption reduction make the telecommunication community think about new transmission techniques moving from the classical single antenna systems to multiple antenna systems and even the newly envisaged cooperative systems. In this thesis, we provide analytical models to assess the performance of these different cellular network evolutions in terms of outage probabilities. In a first study, we consider multicellular single input single output (SISO) systems. First, we propose two accurate methods to study the joint impact of path-loss, shadowing and fast fading. This system has so far been studied either considering the only impact of path-loss and Rayleigh fading, or considering the same channel model as in our case but providing very complex outage probability expressions. Then, we provide an outage probability expression in a wideband communication context implementing the Time Reversal (TR) transmission technique considering the impact of fast fading. In a second study, we focus on multiple antenna systems. We study the performance of a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system implementing a transmit and a receivediversity schemes namely the Alamouti code and the Maximum Ratio Combining (MRC)

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Malik, Salman. "Evaluation et Optimisation des Réseaux Sans Fil Denses." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719083.

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Abstract:

L'objectif principal de cette thèse est d'analyser la performance des réseaux sans fil selon divers scénarios: réseaux fixes, réseaux mobiles, réseaux mono-saut, et réseaux multi-sauts. Dans les deux premières parties de cette thèse, nous nous focalisons sur le placement géométrique des émetteurs simultanés dans le réseau. Dans la première partie, par l'intermédiaire d'une méthode d'accès au médium, nous étudions l'impact de l'emplacement des émetteurs sur la performance du réseau sans fil mono-saut. Nous établissons une structure générale et nous étudions l'emplacement des émetteurs dans le réseau. Ensuite, on compare ces résultats aux résultats obtenus à l'aide d'un par processus ponctuels aléatoires tels que le processus ponctuel de Poisson, ALOHA, le coloriage des nœuds et CSMA. Notre analyse nous permet d'évaluer les gains en performance d'une méthode d'accès au médium efficace qui serait nécessaire pour mettre en œuvre le déploiement optimal des émetteurs. Par exemple, nous montrons que la capacité garantie par une méthode d'accès très complexe est au plus deux fois la capacité d'un contrôle d'accès avec une faible complexité comme ALOHA. Plus tard, nous utilisons des méthodes analytiques pour évaluer les heuristiques pour l'optimisation de la capacité et de la couverture d'un réseau cellulaire existant de façon optimale via l'ajout de stations de base supplémentaires. Dans la deuxième partie, nous étendons notre analyse à un réseau sans fil multi-sauts où nous évaluons la portée de transmission optimale et la capacité du réseau avec différentes méthodes d'accès au médium. Nos analyses dans les deux premières parties de cette thèse nous permettent d'avoir des perspectives par rapport aux limites théoriques de la performance d'une méthode optimisée d'accès au médium pour les réseaux sans fil mono-saut et multi-sauts. Dans la dernière partie, nous concentrons nos efforts sur l'étude du compromi entre les délais et la capacité dans le réseau mobile sans fil. Nous proposons un routage géographique et nous étudions ses propriétés de passage l'échelle. En se basant sur un modèle de mobilité réaliste et des informations disponibles au niveau des nœuds mobiles, notre méthode de routage permet d'obtenir des délais qui sont bornés par une constante lorsque la capacité du réseau augmente de façon quasi-linéaire et quand le nombre de nœuds dans le réseau augmente et tend vers l'infini.

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Rebecchi, Filippo. "Délestage de données en D2D : de la modélisation à la mise en oeuvre." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066234.

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Abstract:

Le trafic mobile global atteindra 24,3 exa-octets en 2019. Accueillir cette croissance dans les réseaux d’accès radio devient un véritable casse-tête. Nous porterons donc toute notre attention sur l'une des solutions à ce problème : le délestage (offloading) grâce à des communications de dispositif à dispositif (D2D). Notre première contribution est DROiD, une stratégie qui exploite la disponibilité de l'infrastructure cellulaire comme un canal de retour afin de suivre l'évolution de la diffusion d’un contenu. DROiD s’adapte au rythme de la diffusion, permettant d'économiser une quantité élevée de données cellulaires, même dans le cas de contraintes de réception très serrées. Ensuite, nous mettons l'accent sur les gains que les communications D2D pourraient apporter si elles étaient couplées avec les transmissions multicast. Par l’utilisation équilibrée d'un mix de multicast, et de communications D2D, nous pouvons améliorer, à la fois, l'efficacité spectrale ainsi que la charge du réseau. Afin de permettre l’adaptation aux conditions réelles, nous élaborons une stratégie d'apprentissage basée sur l'algorithme dit ‘’bandit manchot’’ pour identifier la meilleure combinaison de communications multicast et D2D. Enfin, nous mettrons en avant des modèles de coûts pour les opérateurs, désireux de récompenser les utilisateurs qui coopèrent dans le délestage D2D. Nous proposons, pour cela, de séparer la notion de seeders (utilisateurs qui transportent contenu, mais ne le distribuent pas) et de forwarders (utilisateurs qui sont chargés de distribuer le contenu). Avec l'aide d’un outil analytique basée sur le principe maximal de Pontryagin, nous développons une stratégie optimale de délestage
Mobile data traffic is expected to reach 24.3 exabytes by 2019. Accommodating this growth in a traditional way would require major investments in the radio access network. In this thesis, we turn our attention to an unconventional solution: mobile data offloading through device-to-device (D2D) communications. Our first contribution is DROiD, an offloading strategy that exploits the availability of the cellular infrastructure as a feedback channel. DROiD adapts the injection strategy to the pace of the dissemination, resulting at the same time reactive and relatively simple, allowing to save a relevant amount of data traffic even in the case of tight delivery delay constraints.Then, we shift the focus to the gains that D2D communications could bring if coupled with multicast wireless networks. We demonstrate that by employing a wise balance of multicast and D2D communications we can improve both the spectral efficiency and the load in cellular networks. In order to let the network adapt to current conditions, we devise a learning strategy based on the multi-armed bandit algorithm to identify the best mix of multicast and D2D communications. Finally, we investigate the cost models for operators wanting to reward users who cooperate in D2D offloading. We propose separating the notion of seeders (users that carry content but do not distribute it) and forwarders (users that are tasked to distribute content). With the aid of the analytic framework based on Pontryagin's Maximum Principle, we develop an optimal offloading strategy. Results provide us with an insight on the interactions between seeders, forwarders, and the evolution of data dissemination

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Rebecchi, Filippo. "Délestage de données en D2D : de la modélisation à la mise en oeuvre." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066234/document.

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Abstract:

Le trafic mobile global atteindra 24,3 exa-octets en 2019. Accueillir cette croissance dans les réseaux d’accès radio devient un véritable casse-tête. Nous porterons donc toute notre attention sur l'une des solutions à ce problème : le délestage (offloading) grâce à des communications de dispositif à dispositif (D2D). Notre première contribution est DROiD, une stratégie qui exploite la disponibilité de l'infrastructure cellulaire comme un canal de retour afin de suivre l'évolution de la diffusion d’un contenu. DROiD s’adapte au rythme de la diffusion, permettant d'économiser une quantité élevée de données cellulaires, même dans le cas de contraintes de réception très serrées. Ensuite, nous mettons l'accent sur les gains que les communications D2D pourraient apporter si elles étaient couplées avec les transmissions multicast. Par l’utilisation équilibrée d'un mix de multicast, et de communications D2D, nous pouvons améliorer, à la fois, l'efficacité spectrale ainsi que la charge du réseau. Afin de permettre l’adaptation aux conditions réelles, nous élaborons une stratégie d'apprentissage basée sur l'algorithme dit ‘’bandit manchot’’ pour identifier la meilleure combinaison de communications multicast et D2D. Enfin, nous mettrons en avant des modèles de coûts pour les opérateurs, désireux de récompenser les utilisateurs qui coopèrent dans le délestage D2D. Nous proposons, pour cela, de séparer la notion de seeders (utilisateurs qui transportent contenu, mais ne le distribuent pas) et de forwarders (utilisateurs qui sont chargés de distribuer le contenu). Avec l'aide d’un outil analytique basée sur le principe maximal de Pontryagin, nous développons une stratégie optimale de délestage
Mobile data traffic is expected to reach 24.3 exabytes by 2019. Accommodating this growth in a traditional way would require major investments in the radio access network. In this thesis, we turn our attention to an unconventional solution: mobile data offloading through device-to-device (D2D) communications. Our first contribution is DROiD, an offloading strategy that exploits the availability of the cellular infrastructure as a feedback channel. DROiD adapts the injection strategy to the pace of the dissemination, resulting at the same time reactive and relatively simple, allowing to save a relevant amount of data traffic even in the case of tight delivery delay constraints.Then, we shift the focus to the gains that D2D communications could bring if coupled with multicast wireless networks. We demonstrate that by employing a wise balance of multicast and D2D communications we can improve both the spectral efficiency and the load in cellular networks. In order to let the network adapt to current conditions, we devise a learning strategy based on the multi-armed bandit algorithm to identify the best mix of multicast and D2D communications. Finally, we investigate the cost models for operators wanting to reward users who cooperate in D2D offloading. We propose separating the notion of seeders (users that carry content but do not distribute it) and forwarders (users that are tasked to distribute content). With the aid of the analytic framework based on Pontryagin's Maximum Principle, we develop an optimal offloading strategy. Results provide us with an insight on the interactions between seeders, forwarders, and the evolution of data dissemination

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Ben, Cheikh Battikh Dorra. "Formules de probabilités de coupure pour les réseaux cellulaires : contributions pour les fonctionnalités MIMO, CoMP et de retournement temporel." Thesis, Paris, ENST, 2012. http://www.theses.fr/2012ENST0031/document.

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Abstract:

L’étude de dimensionnement d’un réseau cellulaire est une phase de conception qui doit permettre de déterminer les performances d’un système dans une configuration donnée. Elle inclut l’étude de couverture et l’analyse de trafic. De complexes simulations sont possibles pour connaître les paramètres de performances d’un réseau mais seules les études analytiques fournissent des résultats rapides. Par ailleurs, pour faire face à la demande de hauts débits, à la rareté du spectre fréquentiel et à l’impossibilité d’émettre à de plus fortes puissances, de nouvelles techniques de transmissions sont apparues. Nous sommes ainsi passés d’un système classique à une seule antenne à des systèmes à multiple antennes et même à des scénarios de coopération entre stations de base. Dans cette thèse, nous proposons des modèles analytiques pour l’étude des performances, notamment en termes de probabilités de coupure, de ces évolutions des réseaux cellulaires. Dans une première phase, nous considérons des systèmes multicellulaires à une antenne émettrice et une antenne réceptrice (SISO). Nous proposons deux méthodes d’étude de l’impact conjoint de l’affaiblissement de parcours, de l’effet de masque et des évanouissements rapides. Nous étudions, par la suite, un système à large bande utilisant le retournement temporel comme technique de transmission. Dans une deuxième phase, nous considérons des systèmes multicellulaires à antennes multiple à l’émission ou à la réception (MISO/MIMO) implémentant les schémas de diversité Alamouti et de combinaison par rapport maximal (MRC). Ensuite, nous considérons un système multicellulaire multi-utilisateurs à précodage de forçage à zéro (ZFBF)
The implementation of cellular systems have aroused issues related to the design of cellular networks termed to as network dimensioning. It includes the coverage estimation and thetraffic analysis. Simple models and methods are required to reduce the time consumption of these two analysis. At the same time, the growing demand for higher data rates constrained by the scarcity of frequency spectrum, and the requirements in terms of power consumption reduction make the telecommunication community think about new transmission techniques moving from the classical single antenna systems to multiple antenna systems and even the newly envisaged cooperative systems. In this thesis, we provide analytical models to assess the performance of these different cellular network evolutions in terms of outage probabilities. In a first study, we consider multicellular single input single output (SISO) systems. First, we propose two accurate methods to study the joint impact of path-loss, shadowing and fast fading. This system has so far been studied either considering the only impact of path-loss and Rayleigh fading, or considering the same channel model as in our case but providing very complex outage probability expressions. Then, we provide an outage probability expression in a wideband communication context implementing the Time Reversal (TR) transmission technique considering the impact of fast fading. In a second study, we focus on multiple antenna systems. We study the performance of a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system implementing a transmit and a receivediversity schemes namely the Alamouti code and the Maximum Ratio Combining (MRC)

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Esrafilian, Omid. "Learning from the sky : design of autonomous radio-enabled unmanned aerial vehicles in mobile cellular networks." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS307.

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Abstract:

L'utilisation de drones dans les réseaux sans fil a récemment suscité un vif intérêt. La première partie de cette thèse vise à étudier les travaux actuels sur les communications sans fil assistées par des drones et à développer de nouvelles méthodes pour le placement et la conception de la trajectoire d'un drone en tant que RAN volant dans les réseaux sans fil. Nous soulignons comment l'utilisation de cartes 3D des villes peut apporter des avantages substantiels pour l'autopositionnement fiable des radios volantes.Quel que soit l'emplacement ou la conception du chemin, tous les algorithmes fonctionnent sur la base d'un ensemble d'informations telles que la localisation GPS du nœud, la carte 3D de la ville, etc. permettant de prédire l'intensité des signaux radio. Si ces données peuvent être collectées par le réseau avant le vol réel du drone, une partie ou la totalité des informations peuvent également devoir être apprises par le drone. À cet égard, une partie de cette thèse est consacrée à la discussion sur la façon d'apprendre ces informations à partir des mesures prises par le drone. Dans l'hypothèse d'une connectivité cellulaire sûre, les drones deviennent prometteurs pour un large éventail d'applications telles que les transports, etc. Le principal défi dans ces domaines est la conception de trajectoires qui garantissent une connectivité cellulaire fiable tout au long du trajet tout en permettant l'accomplissement de la mission du drone. Ainsi, dans la deuxième partie de cette thèse, nous proposons une nouvelle approche pour la conception optimale de trajectoires entre un point initial et un point terminal en s'appuyant sur une carte de couverture
The use of UAVs in wireless networks has recently attracted significant attention. The first part of this thesis aims to investigate current works of UAV-aided wireless communications and develop novel methods for both the placement and path design of a UAV as a flying RAN in wireless networks. We highlight how the use of city 3D maps can bring substantial benefits for the reliable self-placement of flying radios.Regardless of the placement or path design, all algorithms operate on the basis of an array of information such as node GPS location, the city 3D map, etc. allowing the prediction of radio signal strengths. While such data may be collected via the network before the actual UAV flight, part or all of the information may also have to be learned by the UAV. In this regard, a part of this thesis is devoted to discussing how to learn such information from the UAV-borne measurements.Assuming the availability of safe cellular connectivity, UAVs are becoming promising for a wide range of applications such as transportation, etc. The main challenge in these areas is the design of trajectories that guarantee reliable cellular connectivity all along the path while allowing the completion of the UAV mission. Hence, in the second part of this thesis, we propose a novel approach for optimal path design between an initial and terminal points by leveraging on a coverage map. Lastly, we discuss the experimental verification of the placement algorithm of a UAV relay in LTE networks

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Chen, Guangshuo. "Human Habits Investigation : from Mobility Reconstruction to Mobile Traffic Prediction." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX026/document.

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Abstract:

La capacité à prévoir les activités humaines a des implications essentielles dans de nombreux aspects des réseaux cellulaires. En particulier, la haute disponibilité de la prédiction de la mobilité peut permettre différents scénarios d'application; une meilleure compréhension de la demande de trafic de données mobiles peut aider à améliorer la conception de solutions pour l'équilibrage de la charge du réseau. Bien que de nombreux chercheurs aient étudié le sujet de la prédiction de la mobilité humaine, il y a eu peu de discussions sur l'anticipation du trafic de données mobiles dans les réseaux cellulaires.Pour comprendre la mobilité humaine, les ensembles de données de téléphones mobiles, consistant en des enregistrements de données de taxation (CDR), constituent un choix pratique d'empreintes humaines. Comme le déploiement du réseau cellulaire est très irrégulier et que les fréquences d'interaction sont généralement faibles, les données CDR sont souvent caractérisées par une parcimonie spatio-temporelle qui, à son tour, peut biaiser les analyses de mobilité basées sur de telles données et provoquer la perte de trajectoires individuelles.Dans cette thèse, nous présentons de nouvelles solutions de reconstruction de trajectoires individuelles et de prédiction de trafic de données mobiles individuelles. Nos contributions abordent les problèmes de (1) surmonter l'incomplétude des informations de mobilité pour l'utilisation des ensembles de données de téléphonie mobile et (2) prédire la future demande de trafic de données mobiles pour le support des applications de gestion de réseau.Premièrement, nous nous concentrons sur la faille de l'information sur la mobilité dans les ensembles de données de téléphones mobiles. Nous rapportons une analyse en profondeur de son effet sur la mesure des caractéristiques de mobilité individuelles et l'exhaustivité des trajectoires individuelles. En particulier, (1) nous fournissons une confirmation des résultats antérieurs concernant les biais dans les mesures de mobilité causées par la rareté temporelle de la CDR; (2) nous évaluons le décalage géographique provoqué par la cartographie des emplacements des utilisateurs vers les tours cellulaires et révélons le biais causé par la rareté spatiale de la CDR; (3) nous fournissons une estimation empirique de l'exhaustivité des données des trajectoires CDR individuelles. (4) nous proposons de nouvelles solutions de complétion CDR pour reconstruire incomplète. Nos solutions tirent parti de la nature des modèles de mouvements humains répétitifs et des techniques d'inférence de données de pointe et surpassent les approches précédentes illustrées par des simulations axées sur les données.Deuxièmement, nous abordons la prédiction des demandes de trafic de données mobiles générées par les abonnés individuels du réseau mobile. Sur la base de trajectoires complétées par nos solutions développées et nos historiques de consommation de données extraites d'un ensemble de données de téléphonie mobile à grande échelle, (1) nous étudions les limites de prévisibilité en mesurant la prévisibilité maximale que tout algorithme peut atteindre. les approches de prédiction du trafic de données mobiles qui utilisent les résultats de l'analyse théorique de la prévisibilité. Notre analyse théorique montre qu'il est théoriquement possible d'anticiper la demande individuelle avec une précision typique de 75% malgré l'hétérogénéité des utilisateurs et avec une précision améliorée de 80% en utilisant la prédiction conjointe avec des informations de mobilité. Notre pratique basée sur des techniques d'apprentissage automatique peut atteindre une précision typique de 65% et avoir un degré d'amélioration de 1% à 5% en considérant les déplacements individuels.En résumé, les contributions mentionnées ci-dessus vont dans le sens de l'utilisation des ensembles de données de téléphonie mobile et de la gestion des opérateurs de réseau et de leurs abonnés
The understanding of human behaviors is a central question in multi-disciplinary research and has contributed to a wide range of applications. The ability to foresee human activities has essential implications in many aspects of cellular networks. In particular, the high availability of mobility prediction can enable various application scenarios such as location-based recommendation, home automation, and location-related data dissemination; the better understanding of mobile data traffic demand can help to improve the design of solutions for network load balancing, aiming at improving the quality of Internet-based mobile services. Although a large and growing body of literature has investigated the topic of predicting human mobility, there has been little discussion in anticipating mobile data traffic in cellular networks, especially in spatiotemporal view of individuals.For understanding human mobility, mobile phone datasets, consisting of Charging Data Records (CDRs), are a practical choice of human footprints because of the large-scale user populations and the vast diversity of individual movement patterns. The accuracy of mobility information granted by CDR depends on the network infrastructure and the frequency of user communication events. As cellular network deployment is highly irregular and interaction frequencies are typically low, CDR data is often characterized by spatial and temporal sparsity, which, in turn, can bias mobility analyses based on such data and cause the loss of whereabouts in individual trajectories.In this thesis, we present novel solutions of the reconstruction of individual trajectories and the prediction of individual mobile data traffic. Our contributions address the problems of (1) overcoming the incompleteness of mobility information for the use of mobile phone datasets and (2) predicting future mobile data traffic demand for the support of network management applications.First, we focus on the flaw of mobility information in mobile phone datasets. We report on an in-depth analysis of its effect on the measurement of individual mobility features and the completeness of individual trajectories. In particular, (1) we provide a confirmation of previous findings regarding the biases in mobility measurements caused by the temporal sparsity of CDR; (2) we evaluate the geographical shift caused by the mapping of user locations to cell towers and reveal the bias caused by the spatial sparsity of CDR; (3) we provide an empirical estimation of the data completeness of individual CDR-based trajectories. (4) we propose novel solutions of CDR completion to reconstruct incomplete. Our solutions leverage the nature of repetitive human movement patterns and the state-of-the-art data inference techniques and outperform previous approaches shown by data-driven simulations.Second, we address the prediction of mobile data traffic demands generated by individual mobile network subscribers. Building on trajectories completed by our developed solutions and data consumption histories extracted from a large-scale mobile phone dataset, (1) we investigate the limits of predictability by measuring the maximum predictability that any algorithm has potential to achieve and (2) we propose practical mobile data traffic prediction approaches that utilize the findings of the theoretical predictability analysis. Our theoretical analysis shows that it is theoretically possible to anticipate the individual demand with a typical accuracy of 75% despite the heterogeneity of users and with an improved accuracy of 80% using joint prediction with mobility information. Our practical based on machine learning techniques can achieve a typical accuracy of 65% and have a 1%~5% degree of improvement by considering individual whereabouts.In summary, the contributions mentioned above provide a step further towards supporting the use of mobile phone datasets and the management of network operators and their subscribers

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Chamaret, Blaise. "Outils de planification pour les réseaux cellulaires." Saint-Etienne, 1999. http://www.theses.fr/1999STET4002.

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Abstract:

Dans le cadre de ma thèse, je me suis intéressé à deux problèmes d'optimisation combinatoire : le placement d'émetteurs / récepteurs pour les réseaux de radio-communication et l'allocation de fréquences pour ces mêmes réseaux. Ces deux problèmes peuvent être traités à l'aide d'outils issus de la théorie des graphes. Pour le placement d'émetteurs / récepteurs, j'ai utilisé une modélisation basée sur un graphe non orienté où les sommets représentent les émetteurs / récepteurs et les arêtes différentes règles d'interdiction. J'ai mis en place une méthode basée sur la recherche du stable maximum. Les algorithmes développés pour la recherche de solutions dites sous-optimales font partie des algorithmes heuristiques. Ce choix se justifie par le fait que le problème de la recherche du stable maximum pour la famille de graphes obtenus avec notre modélisation, est np-complet. Il n'existe donc pas d'algorithme exact permettant de résoudre le problème du stable maximum en temps polynomial. Les algorithmes heuristiques testés sont des algorithmes gloutons et génétiques. Ils utilisent les caractéristiques du problème de placement. Les résultats obtenus montrent que les algorithmes hybrides deviennent plus performants dès que le nombre de sommets dans le graphe initial augmente de façon significative (plusieurs centaines). En ce qui concerne le problème de l'allocation de fréquences, il peut être étudié comme un problème de partage de ressources. A la différence des problèmes de k-coloriage classiques, l'allocation de fréquences dans le cas particulier des réseaux de téléphonie mobile que j'ai étudiés, est un problème de multi-coloriage (plusieurs couleurs par sommet) avec contraintes. Ce problème étant aussi np-complet, je me suis orienté vers trois algorithmes. Le premier découle des résultats obtenus par l'algorithme glouton d'extraction de stables. Il décompose l'ensemble des sommets du graphe en k stables maximaux. Cette décomposition n'étant pas unique, l'algorithme essaie de construire celle qui contient le moins de stables. Le deuxième est un algorithme stochastique randomisé qui, partant d'un coloriage donné, essaie de diminuer le nombre de couleurs utilisées. Le dernier est un algorithme hybride parallèle travaillant avec une population divisée en ilots. Tous ces algorithmes produisent trois résultats : une borne supérieure pour le nombre chromatique, un coloriage et l'empan de l'ensemble des fréquences utilisées. Le nombre chromatique n'est pas suffisant pour juger d'un résultat de multi-coloriage avec contraintes. J'ai confronté les résultats obtenus par optimisations successives des deux problèmes (placement puis allocation) aux résultats issus d'un processus global d'optimisation

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Lagrange, Xavier. "Analyse de performances des réseaux cellulaires hiérarchiques." Paris, ENST, 1998. http://www.theses.fr/1998ENST0009.

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Abstract:

Les réseaux cellulaires de télécommunications se développent considérablement depuis 1994. Afin d'écouler le trafic généré dans les zones à forte densité, les opérateurs déploient des micro-cellules. Celles-ci ont une forte capacité en Erlang/km2 mais leur faible taille les rend peu adaptées à l'accueil de terminaux à vitesse rapide à cause de la difficulté à assurer un transfert intercellulaire fiable. Les réseaux hiérarchiques comblnent les couvertures macro-cellulaires et micro-cellulaires sur une même zone de service. Cette étude, orientée télétrafic, porte sur l'étude de modèles analytiques pour évaluer les performances et réaliser le dimensionnement de ces réseaux. Dans un premier temps, nous proposons une modélisation de la mobilité et du trafic pour les systèmes à deux niveaux de couverture. Cette modélisation est susceptible d'être intégrée dans des outils informatiques d'analyse de performance. Nous étudions ensuite trois possibilités d'affectation des terminaux aux couches d'un réseau hiérarchique: réseau à couches séparées où les terminaux sont affectés à une couche donnée; réseau, dit non réversible, où les macro-cellules accueillent le trafic non écoulé par les micro-cellules mais où le retour sur la micro-cellule n'est pas autorisé; réseau réversible où tous les types de transfert sont autorisés. Pour chaque stratégie d'affectation, un modèle est proposé. On calcule la probabilité d'échec d'un appel, de coupure intempestive d'une communication et le nombre moyen de transferts intercellulaires. Les différents résultats analytiques sont confirmés par des simulations. Le modèle analytique est ensuite utilisé pour comparer les stratégies réversibles et non réversibles. Il permet de déterminer des configurations qui maximisent le trafic écoulé en garantissant une qualité de service donnée.

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Khedher, Houda. "Mécanismes pour la planification et l'ingénierie des réseaux cellulaires." Lyon, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAL0013.

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Abstract:

Le cadre de cette thèse se situe dans le contexte des réseaux cellulaires de 2ème et de 3ème génération. Notre objectif est la proposition de modèles de trafic et de mobilité paramétrables permettant l'évaluation des performances d'un réseau radio-mobile cellulaire. Les techniques classiques de planification et de dimensionnement des réseaux cellulaires se basent généralement sur des hypothèses théoriques ne tenant pas compte des conditions réalistes du trafic. Nous proposons dans ce travail une étude complète du trafic à partir de campagnes de mesures de l'OMC (centre d'exploitation et de maintenance) donnant lieu à la conception d'une méthodologie d'élaboration de modèles de trafic et de modèles de mobilité paramétrables. Afin que l'approche soit réaliste, nous avons adopté un modèle un modèle de réseau opérationnel couvrant une région urbaine dans la ville de Tunis. A partir d'une campagne de mesures et d'observations des compteurs bruts du BSS (sous-système radio), nous avons tout d'abord procédé à la caractérisation quantitative et qualitative du trafic pour la région concernée et ceci nous a permis de développer un modèle de zones et un modèle horaire du trafic. Ces modèles ont été par la suite utilisés pour la proposition d'un modèle de mobilité permettant de déterminer les valeurs des taux de transition des utilisateurs (appels entrants/ sortants) entre zones d'activités. Après cette phase de modélisation nous avons calibré et validé le modèle de mobilité proposé par des mesures réelles issues des compteurs de l'OMC et ceci en comparant les valeurs de la probabilité de blocage et de la probabilité de coupure de communication en cours (indicateurs de qualité) mesurées avec celles issues du modèle de mobilité. Enfin, et pour situer l'apport de notre approche au processus de planification et mettre en avant le gain qu'elle offre en terme de ressources utilisées, nous avons adopté une étude comparative du modèle de réseau proposé avec deux autres modèles. Le premier modèle suppose que les activités suivent une loi normale définie dans le modèle de base et que la mobilité est aléatoire entre les zones d'activités. Par contre dans le second scénario plus classique, les arrivées suivent un processus de Poisson et une mobilité aléatoire
We propose a general mobility model to characterize different mobility related traffic parameters within the service urban area. Starting with the analysis of the performance data collected in a real cellular network, we focus on the optimization in the context of a conversational service. The covered area is representative since it includes all the typical urban area such as business centers, residential centers and highways. We split the urban area up to several sub areas (residential, highways, business centre, downtown, industrial zone, university, tourist zone and shopping centre) according to the population activity and traffic characteristics. Each activity area gathers together a number of cells sharing the same characteristics. We define certain statistical distributions of the arrival processes namely fresh traffic and handover traffic and channel holding time. Then, we derive a traffic modelling in order to deduce the impact of each area on other areas and all kinds of interactions. Or approach is entirely statistical to derive distributions by means of the Kolmogorov Smirnov goodness of fit test. Using simulation with realistic hypotheses of a finite number of mobile users, call duration, channel holding lime and inter-arrival times are generated randomly by suitable exponential distributions. The cell transition process follows the transition probability matrix. Main system performance parameters in terms of blocking probability of new calls and handover blocking probability are computed and compared with measurements. Our model can be employed to evaluate the performance of realistic networks and to describe the impact on planning process

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Kamal, Mahmoud Hany. "Allocation dynamique du spectre pour les réseaux d'accès cellulaires." Paris, Télécom ParisTech, 2010. http://www.theses.fr/2010ENST0036.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'allocation dynamique du spectre (DSA) en adoptant le point de vue des opérateurs cellulaires. Les algorithmes que nous proposons sont tous fondés sur l'idée du partage d'une réserve (pool) commune de spectre entre différents opérateurs ou technologies d'accès radio. Le travail de la thèse se concentre sur le trafic de type paquet et prend en considération à la fois les aspects techniques et de tarification. Nous proposons plusieurs fonctions d'utilité à maximiser qui prennent en compte le prix du spectre et la qualité de service de l'utilisateur final. Nous adoptons des approches centralisées et décentralisées et nous étudions le cas d'un seul ou de plusieurs opérateurs. Nos algorithmes tirent tout d'abord bénéfice des hétérogénéités temporelles du trafic, ils ont pour but une meilleure utilisation du spectre. Cette efficacité est obtenue en adaptant la quantité de spectre loué à l'intensité réelle du trafic. Les algorithmes DSA proposés se fondent sur plusieurs méthodes : les processus de décision markoviens, l'apprentissage Q, la théorie des jeux et des heuristiques. Le second axe de recherche essaie de tirer profit des hétérogénéités spatiales du trafic. Ici, nous nous focalisons sur l'attribution des ressources spectrales aux cellules du réseau. Nous proposons une approche fondée sur la recherche Tabou et nous montrons dans différents scénarios, que les algorithmes DSA permettent à l'opérateur d'obtenir des gains bien supérieurs à ceux obtenus avec une allocation fixe (FSA). Ces gains sont particulièrement visibles à charges faibles et modérées mais parfois obtenus au prix d'une dégradation du débit des utilisateurs
In this thesis, we develop DSA (Dynamic Spectrum Allocation) systems while adopting the cellular operators point of view. The proposed algorithms are all based on the idea of sharing a common pool of spectral resources between different operators or different access networks. The thesis work focuses on packet traffic services while both technical and pricing aspects are taken into consideration. We propose several utility functions to be maximized taking into account spectrum price and end-user quality of service. We adopt centralized as well as distributed models while designing algorithms for DSA and we investigate both mono-operator and multi-operator cases. Our algorithms first take advantage of temporal heterogeneities of the traffic with the aim of a more efficient usage of the spectrum. This efficiency is obtained by adapting the amount of allocated spectrum to the network loads. The proposed DSA algorithms are based on different methods: SMDP (Semi Markov Decision Process), Q-learning, Game Theory and heuristics. The way DSA algorithms make use of the spatial heterogeneity of the traffic is our last research axis. Here, we focus on the allocation of spectral resources to individual cells of a network. We propose an approach based on Tabu search. We show that, for the different studied scenarios, the DSA algorithms allow the operator to gain more rewards than with the traditional FSA (Fixed Spectrum Allocation). The DSA algorithms also reduces the spectrum usage while maintaining an acceptable end-user QoS. In some cases, they achieve a lower blocking probability. DSA gains are particularly significative at low and moderate load conditions

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Martin, Loïc. "Conception d’une antenne compacte de station de base pour réseaux cellulaires." Thesis, Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017NANT4009/document.

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Abstract:

Les réseaux cellulaires ont connu et continuent de connaître des évolutions majeures à travers le monde. Plusieurs standards ont été déployés par tous les opérateurs depuis la fin des années 1980. L’engouement du grand public a vite fait saturer les premières générations et le nombre de services augmentent à chaque standard. Le développement d’un nouveau standard est l’occasion de simplifier l’architecture radio pour proposer une meilleure qualité de service (couverture radio ou débit). De nos jours, toute l’architecture a subi de grandes modifications sauf les antennes panneaux classiques qui posent des problèmes croissants surtout dans les centres villes. Ce mémoire s’oriente sur la possibilité d’améliorer les performances de deux antennes de station de base existantes. Ensuite, la conception d’éléments rayonnants compacts a été abordée afin de réduire la surface occupée par un réseau. Sa faisabilité a été validée puis présentée par la réalisation d’un réseau simplifié. Les résultats encourageants obtenus à la fin des travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour la réalisation d’une antenne de station de base compacte multibande avec l’ajout de nouvelles antennes compactes dans d’autres bandes de fréquence
Cellular networks undergo majors changes in the world. Several standards have been deployed since 1980. The enthusiasm of the general public quickly saturated the first generations and the number of services increases for every standard. Development of a new one is the occasion to find new ways to simplify the radio architecture in order to relieve consumers high quality of service. Today, this radio architecture has been simplified but base station antennas have become more and more critical for their size and create problems in towns specially. Moreover, constraints from the government and consumers associations contest deployment of new base station. Works of the thesis are focused on increasing base station antenna gain based on two different technologies. Then, conception of compact radiating elements was developed and presented through a small array. Good results open new perspectives to realize a compact multiband base station antenna thanks to new compact radiating element sized in others frequency bands

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Adjakple, Pascal Mèdétinmè. "Affectation de canaux dans les réseaux de téléphonie mobile cellulaire." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/tape17/PQDD_0028/NQ37371.pdf.

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Jaziri, Aymen. "Tracking traffic peaks in mobile networks and the impact of its imperfection on system performances." Thesis, Evry, Institut national des télécommunications, 2016. http://www.theses.fr/2016TELE0020/document.

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Abstract:

L'un des challenges le plus important pour les opérateurs des réseaux mobiles est de dimensionner le réseau de la manière la plus efficace possible, c'est-à-dire, bien planifier les ressources pour fournir une bonne couverture et une meilleure capacité. Afin de mieux gérer le trafic généré dans le réseau, les opérateurs déploient des petites cellules pour aider les macro-cellules à délester les zones de la cellule où le trafic de données est significativement supérieur au trafic moyen dans la cellule. Cependant, le problème majeur de ces réseaux hétérogènes consiste à bien localiser ces hotspots et puis de mettre en place la meilleure solution pour les absorber. Dans cette thèse, on traite le sujet de localisation de hotspot et on étudie l'impact de son imperfection sur les performances des déploiements des réseaux hétérogènes. Dans une première étape, on propose une nouvelle méthode de localisation de hotspot. Puis, on propose d'évaluer l'impact d'une mauvaise localisation de trafic sur le déploiement des petites cellules à travers une analyse de performances au niveau statique et dynamique. Sachant qu'une grande quantité de trafic de données dans le réseau mobile est générée par des utilisateurs qui sont en mouvement, on propose d'évaluer les performances des petites cellules mobiles. Enfin, la quatrième étape consiste à améliorer encore la solution de déploiement de petites cellules en utilisant les drones. On propose un mécanisme de décongestion du réseau et on discute les avantages et les points à explorer. Une analyse de performance est aussi réalisée pour comparer cette solution avec les solutions classiques de macro cellules et de petites cellules
The continuous increasing traffic in cellular networks has forced the mobile operators to look for efficient and viable options to manage their networks so as to ensure more efficiency over the network life cycle while also evolving with the implementation of new technologies. Traffic hotspot localization can help operators to identify the areas where deploying small cells can reduce the congestion. We firstly propose and assess a new traffic hotspot localization method based on the projection of O&M KPIs on the coverage map. Compared to probing methods, the computational costs and the equipment expenditures are reduced. Moreover, the localization accuracy is improved. Next, in order to evaluate the impact of the limited accuracy of traffic localization tools on small cell deployment, we study the performances of three different scenarios. The first one considers a network of macrocells only and represents a benchmark to decide about the usefulness of small cells. The second one is based on a network of macrocells with a perfectly deployed small cell allowing to identify the limitations of small cell deployment and the last one is with an imperfectly deployed small cell. Realizing that a significant amount of cellular demand is generated on the go and suffers deteriorating quality, we investigate the potential performance gains of using moving small cells. The major outcome is to understand if moving cells leverage the relative operators' investments. Finally, we propose a new mobile data offloading mechanism which capitalizes on drone small cells to alleviate the data traffic load. We realize a performance evaluation and comparison with classic small cell deployment

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Baert, Anne-Elisabeth. "Graphes aléatoires et diffusion dans les réseaux cellulaires : modélisation combinatoire et probabiliste." Amiens, 2003. http://www.theses.fr/2003AMIE0304.

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Abstract:

Le modèle utilisé classiquement pour les réseaux mobiles cellulaires est le maillage hexagonal. Nous présentons ici un modèle plus réaliste basé sur le diagramme de Voronoi͏̈ et la triangulation de Delaunay. La taille des cellules dans le réseau mobile cellulaire de Voronoi͏̈ est déterminée par deux facteurs de base : la position géographique des stations de base et de leur zone de couverture. Ce réseau mobile cellulaire peut être vu comme un graphe planaire triangulaire où les triangles ne sont pas réguliers. Soit le diamètre de ce réseau avec n stations de base. Nous montrons dans cet article que le diamètre moyen du réseau mobile cellulaire basé sur les cellules de Voronoi͏̈, , vérifie la relation suivante :

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Moalic, Laurent. "Modélisation dynamique de la densité de population via les réseaux cellulaires et optimisation multiobjectif de l'auto-partage." Thesis, Besançon, 2013. http://www.theses.fr/2013BESA2051/document.

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Abstract:

De nombreux problèmes de décision issus du monde réel sont de nature NP-difficile. Il est également fréquent que de tels problèmes rassemblent plusieurs objectifs à optimiser simultanément, généralement contradictoires entre eux. Pour aborder cette classe de problèmes, les métaheuristiques multiobjectifs fournissent des outils particulièrement efficaces. Par ailleurs, pour traiter des problèmes de transport, l'élaboration de modèles permettant de caractériser l’évolution spatio-temporelle d’une population est un élément essentiel. Dans le cadre de ces travaux, nous nous intéressons à la chaine complète qui permet de guider une décision dans le domaine de l'aménagement du territoire et du transport. Nous considérons ainsi les deux principales phases impliquées dans le processus de décision : la modélisation des déplacements de la population d'une part, et l'élaboration d'une métaheuristique hybride pour résoudre des problèmes d'optimisation multiobjectif d'autre part. Afin de modéliser l’évolution de la présence de personnes sur un territoire, nous proposons dans cette thèse un nouveau modèle de mobilité. L'originalité de ce travail réside dans l'utilisation de données nouvelles issues de la téléphonie mobile, ainsi que dans l'exploitation d'informations géographiques et socio-économiques pour caractériser le pouvoir d'attraction du territoire. Nous proposons par ailleurs une heuristique pour résoudre des problèmes multiobjectifs. L’étude de l'influence de différents opérateurs sur la construction de l'ensemble Pareto, nous a amené à concevoir une heuristique hybride de type mémétique, qui se révèle être significativement plus efficace que des approches de référence. Les deux principales phases, modélisation et optimisation, ont été expérimentées et validées dans un contexte réel. Elles ont donné lieu au développement d’une plate-forme logicielle d’aide à la décision utilisée notamment pour proposer des emplacements de stations pour un service d'auto-partage électrique
Many decision-making problems in the real world are NP-hard. These problems commonly feature several mutually-contradictory objectives to be optimized simultaneously. Multiobjective metaheuristics provide particularly effective means of addressing this class of problems. Moreover, for transportation problems, the development of models able to evaluate the spatiotemporal evolution of a population is essential. In our research, we are interested in the complete chain guiding a decision in the fields of transportation and territory planning. We consider the two main phases involved in the decision-making process: building a population mobility model and developing a hybrid metaheuristic to solve multiobjective optimization problems. In order to compute the evolution of population presence on a territory, in this thesis we propose a new mobility model; its originality lies in employing new data from mobile phone networks as well as geographic and socio-economic information to indicate the attractiveness of the territory. We have also developed a heuristic to solve multiobjective problems: following the study of the influence of several operators on the Pareto front, we have designed a hybrid memetic heuristic that is significantly more effective than reference approaches. The two main phases of modelling and optimizing have been tested and validated in a real context, allowing us to develop a decision-making software platform that can be used to provide station locations for an electric car-sharing service

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Song, Jian. "A Stochastic Geometry Approach to the Analysis and Optimization of Cellular Networks." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS545.

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Abstract:

Cette thèse porte principalement sur la modélisation, l'évaluation des performances et l'optimisation au niveau système des réseaux cellulaires de nouvelle génération à l'aide de la géométrie stochastique. En plus, la technologie émergente des surfaces intelligentes reconfigurables (RISs) est étudiée pour l'application aux futurs réseaux sans fil. En particulier, reposant sur un modèle d’abstraction basé sur la loi de Poisson pour la distribution spatiale des nœuds et des points d’accès, cette thèse développe un ensemble de nouveaux cadres analytiques pour le calcul d’importantes métriques de performance, telles que la probabilité de couverture et l'efficacité spectrale potentielle, qui peuvent être utilisés pour l'analyse et l'optimisation au niveau système. Plus spécifiquement, une nouvelle méthodologie d'analyse pour l'analyse de réseaux cellulaires tridimensionnels est introduite et utilisée pour l'optimisation du système. Un nouveau problème d’allocation de ressources est formulé et résolu en combinant pour la première fois géométrie stochastique et programmation non linéaire mixte en nombres entiers. L'impact du déploiement de surfaces réfléchissantes intelligentes sur un réseau sans fil est quantifié à l'aide de processus ponctuels, et les avantages potentiels des RISs contre le relais sont étudiés à l'aide de simulations numériques
The main focus of this thesis is on modeling, performance evaluation and system-level optimization of next-generation cellular networks by using stochastic geometry. In addition, the emerging technology of Reconfigurable Intelligent Surfaces (RISs) is investigated for application to future wireless networks. In particular, relying on a Poisson-based abstraction model for the spatial distribution of nodes and access points, this thesis develops a set of new analytical frameworks for the computation of important performance metrics, such as the coverage probability and potential spectral efficiency, which can be used for system-level analysis and optimization. More specifically, a new analytical methodology for the analysis of three-dimensional cellular networks is introduced and employed for system optimization. A novel resource allocation problem is formulated and solved by jointly combining for the first time stochastic geometry and mixed-integer non-linear programming. The impact of deploying intelligent reflecting surfaces throughout a wireless network is quantified with the aid of line point processes, and the potential benefits of RISs against relaying are investigated with the aid of numerical simulations

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Jaziri, Aymen. "Tracking traffic peaks in mobile networks and the impact of its imperfection on system performances." Electronic Thesis or Diss., Evry, Institut national des télécommunications, 2016. http://www.theses.fr/2016TELE0020.

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Abstract:

L'un des challenges le plus important pour les opérateurs des réseaux mobiles est de dimensionner le réseau de la manière la plus efficace possible, c'est-à-dire, bien planifier les ressources pour fournir une bonne couverture et une meilleure capacité. Afin de mieux gérer le trafic généré dans le réseau, les opérateurs déploient des petites cellules pour aider les macro-cellules à délester les zones de la cellule où le trafic de données est significativement supérieur au trafic moyen dans la cellule. Cependant, le problème majeur de ces réseaux hétérogènes consiste à bien localiser ces hotspots et puis de mettre en place la meilleure solution pour les absorber. Dans cette thèse, on traite le sujet de localisation de hotspot et on étudie l'impact de son imperfection sur les performances des déploiements des réseaux hétérogènes. Dans une première étape, on propose une nouvelle méthode de localisation de hotspot. Puis, on propose d'évaluer l'impact d'une mauvaise localisation de trafic sur le déploiement des petites cellules à travers une analyse de performances au niveau statique et dynamique. Sachant qu'une grande quantité de trafic de données dans le réseau mobile est générée par des utilisateurs qui sont en mouvement, on propose d'évaluer les performances des petites cellules mobiles. Enfin, la quatrième étape consiste à améliorer encore la solution de déploiement de petites cellules en utilisant les drones. On propose un mécanisme de décongestion du réseau et on discute les avantages et les points à explorer. Une analyse de performance est aussi réalisée pour comparer cette solution avec les solutions classiques de macro cellules et de petites cellules
The continuous increasing traffic in cellular networks has forced the mobile operators to look for efficient and viable options to manage their networks so as to ensure more efficiency over the network life cycle while also evolving with the implementation of new technologies. Traffic hotspot localization can help operators to identify the areas where deploying small cells can reduce the congestion. We firstly propose and assess a new traffic hotspot localization method based on the projection of O&M KPIs on the coverage map. Compared to probing methods, the computational costs and the equipment expenditures are reduced. Moreover, the localization accuracy is improved. Next, in order to evaluate the impact of the limited accuracy of traffic localization tools on small cell deployment, we study the performances of three different scenarios. The first one considers a network of macrocells only and represents a benchmark to decide about the usefulness of small cells. The second one is based on a network of macrocells with a perfectly deployed small cell allowing to identify the limitations of small cell deployment and the last one is with an imperfectly deployed small cell. Realizing that a significant amount of cellular demand is generated on the go and suffers deteriorating quality, we investigate the potential performance gains of using moving small cells. The major outcome is to understand if moving cells leverage the relative operators' investments. Finally, we propose a new mobile data offloading mechanism which capitalizes on drone small cells to alleviate the data traffic load. We realize a performance evaluation and comparison with classic small cell deployment

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Langar, Rami. "Mécanismes de Gestion de la Mobilité et Evaluation de Performance dans les Réseaux Cellulaires tout-IP." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001871.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous proposons différents mécanismes de gestion de la mobilité et de support de qualité de service (QoS) dans les réseaux cellulaires tout-IP. Avant d'entamer nos travaux de recherche, nous examinons et analysons tout d'abord l'architecture des réseaux mobiles tout-IP ainsi que la complexité et les problèmes liés aux performances des protocoles de macro- et micro-mobilité existants. Les résultats de cette analyse seront ensuite exploités pour présenter et discuter nos propositions. L'objectif recherché est d'assurer, au moindre coût, le meilleur support de la mobilité et d'offrir les garanties de QoS exigées par les applications temps réel. Notre solution de base, intitulée ``Micro Mobile MPLS'', repose sur l'intégration du protocole Mobile IP hiérarchique avec le protocole de commutation de labels (MPLS). Outre le support de la QoS, notre architecture est flexible, scalable (résiste au passage à l'échelle) et supporte les modèles Diffserv et Intserv. En effet, les chemins ou LSPs (Label witched Paths) peuvent être établis soit à l'avance par provisioning (on parle dans ce cas de LSPs statiques), soit dynamiquement sur demande (on parle dans ce cas de LSPs dynamiques). Dans un second temps, nous exposons trois variantes protocolaires proposées pour compléter notre solution de base ``Micro Mobile MPLS''. La première variante, intitulée ``FH-Micro Mobile MPLS'', supporte le fast handover pour réduire les perturbations des communications en cours en minimisant le temps de handover. La deuxième variante, intitulée ``FC-Micro Mobile MPLS'', est basée sur une suite de chemins construits dynamiquement pour réduire le coût de signalisation lors des mises à jour de localisation. En effet, en utilisant ce mécanisme, le terminal mobile a la capacité de s'enregistrer auprès de son ancien sous-réseau au lieu du noeud d'entrée du domaine formant ainsi une suite de chemins de tous les sous-réseaux visités. Enfin, la troisième variante protocolaire, intitulée ``MFC-Micro Mobile MPLS'', propose de réduire la charge de signalisation au sein du réseau d'accès en contrôlant dynamiquement le nombre des mises à jour de localisation auprès du noeud d'entrée du domaine. Ceci permet d'assurer une flexibilité et une adaptabilité optimales, en tenant compte des caractéristiques du réseau et de la mobilité des utilisateurs. Tout au long de ce travail, des études de performances, basée sur des analyses théoriques et également sur des simulations ont été réalisées afin d'évaluer l'efficacité de nos propositions. Des modèles de mobilité basés sur des chaînes de Markov sont développés en adoptant des configurations cellulaires à une dimension (1-D) et à deux dimensions (2-D). Les critères de performances utilisés correspondent au coût d'utilisation des liens, au coût de signalisation lors des mises à jour de localisation ou encore coût d'enregistrement, à la latence d'un handover et au taux de perte des paquets. Les résultats de cette analyse ont montré une nette amélioration du délai de handover et du taux de perte des paquets ainsi qu'une réduction importante du coût de signalisation permettant par ailleurs de garantir une bonne qualité de service pour les applications temps réel.

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Garcia, Virgile. "Optimisation du partage de ressources pour les réseaux cellulaires auto-organisés." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00838793.

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Abstract:

Cette thèse s'intéresse aux problèmes d'allocations des ressources et de puissance dans les réseaux cellulaires de quatrième génération (4G). Pour faire face à la demande continuellement croissante en débit des utilisateurs mobiles, les opérateurs n'ont d'autre choix que de densifier leurs infrastructures d'accès au réseau radio (RAN), afin de maximiser l'utilisation de la bande passante disponible dans l'espace. Un des défis de cette nouvelle architecture est la coexistence de nombreuses cellules voisines et la gestion des interférences co-canal qu'elles génèrent entre elles. De telles contraintes ont amené la communauté scientifique à s'intéresser aux réseaux auto-organisés et auto-optimisés (SON), qui permettent aux réseaux de s'optimiser localement via des décisions décentralisées (sans planification statique). L'intérêt principal de tels réseaux est le passage à l'échelle des algorithmes distribués et la possibilité de s'adapter dynamiquement à de nouveaux environnements. Dans cette optique, nous proposons l'étude de deux problèmes d'allocation de ressources. La première partie de cette thèse se concentre sur l'optimisation de l'usage des ressources, dans un contexte de transmission coordonnée par plusieurs stations de base (CoMP). Les performances de la coordination de stations de base sont évaluées, selon le critère de capacité uniforme, ainsi que le compromis entre l'efficacité spectrale et l'équité entre les utilisateurs. Nous proposons également une méthode généralisée et distribuée de sélection de l'ensemble de stations en coopération, afin d'optimiser le compromis efficacité-équité. Dans une seconde partie, nous nous intéressons à l'optimisation de l'allocation des ressources et de puissance, dans le but de minimiser la consommation électrique du réseau. Nous présentons deux algorithmes dont les décisions sont décentralisées. Le premier est basé sur une optimisation stochastique (via l'échantillonneur de Gibbs) et permet une optimisation globale du système. Le second quant à lui est basé sur l'adaptation de la théorie du contrôle et utilise des modèles prédictifs et la poursuite de cibles pour allouer les ressources et les puissances dans un contexte de canaux et d'interférences dynamiques. Dans de nombreux cas, plusieurs objectifs concurrents sont à considérer pour évaluer les performances d'un réseau (capacité totale, équité, consommation électrique, etc.). Dans le cadre de cette thèse, nous nous efforçons à présenter les résultats sous la forme de compromis multi-objectifs.

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Nuaymi, Loutfi. "Contributions sur les algorithmes de contrôle de puissance équilibrés dans les réseaux cellulaires." Paris, ENST, 2001. http://www.theses.fr/2001ENST0013.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions certains aspects des algorithmes de contrôle de puissance (PC) équilibrés ainsi que leur interaction avec le contrôle d'admission et l'affectation des mobiles aux stations de base. Pour ces algorithmes, les puissances obtenues à la convergence sont telles que toutes les liaisons ont le même rapport signal sur bruit (SIR) à la réception. Nous étendons les algorithmes équilibrés aux réseaux où plusieurs objectifs de qualité sont envisagés. Nous donnons la condition de réalisation de l'objectif de qualité par l'ensemble du réseau. Un algorithme est proposé et étudié en simulation, avec une variante prenant en compte les types d'abonnement. D'autre part, nous établissons analytiquement une limite supérieure pour la dégradation due à l'auto-interférence puis nous évaluons l'effet de cette dernière sur les algorithmes de PC équilibrés. Dans la suite, le PC des réseaux cellulaires CDMA est étudié en particulier. Nous remarquons que, pour la liaison uplink, le PC optimal est tel que tous les mobiles d'une station de base donnée sont reçus avec le même niveau de puissance sur cette dernière. Les méthodes proposées pour le PC de la liaison downlink sont subdivisées en deux groupes. Dans le premier, la puissance transmise vers un mobile est fonction de la distance base-mobile alors que le second contient les contrôles du type boucle fermée. Nous étudions un algorithme presque optimal de PC pour la liaison downlink. L'association de la sélection (I'affectation) de station de base et du PC est étudiée. Nous définissons une valeur pour la meilleure performance de SIR d'un réseau mobile, puis nous montrons que cette dernière peut être calculée à l'aide d'un algorithme distribué, exigeant moins de calculs que la méthode directe. A partir de cette meilleure performance, nous proposons un algorithme de contrôle d'admission pour un réseau cellulaire CDMA

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Fernandes, Soares Mota Vinicius. "Déchargement (offloading) infrastructuré et dispositif-à-dispositif dans les réseaux cellulaires." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1161/document.

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Abstract:

Cette thèse aborde le problème de la surcharge des réseaux des données des opérateurs mobiles. La croissance des abonnements au haut débit mobile engendre aujourd'hui de nombreux goulots d'étranglement dans ces réseaux. Plus particulièrement, la disponibilité de la bande passante sur les stations de bases est de plus en plus réduite. Pour faire face à cette problématique, les opérateurs mobiles essaient de décharger le trafic des données de leurs infrastructures en déployant des réseaux de substitution à petites cellules, tels que les femtocells ou réseaux WiFi publics. Ces réseaux restent néanmoins très localisés et ne résolvent donc que très partiellement le problème. Ainsi, plus récemment, nous voyons l'émergence des réseaux opportunistes qui visent à transmettent les données en ne se basant que sur les dispositifs mobiles, c-à-d, de dispositif à dispositif. Cette thèse vise à évaluer la faisabilité de décharger le trafic de données mobile à l'aide des hotspots WiFi en étendant leur champs de couverture par l'utilisation des réseaux opportunistes. Pour ce faire, cette thèse propose un cadre pour le déchargement (offloading) de données de façon opportuniste et un mécanisme d'incitation pour encourager la coopération des utilisateurs des dispositifs mobiles. Dans une première partie de cette thèse, nous avons tracé la couverture 3G et WiFi à travers plusieurs lignes de bus à Paris afin d'évaluer la façon dont les utilisateurs et les opérateurs mobiles peuvent bénéficier des réseaux WiFi existants pour le déchargement des données. Nos résultats indiquent que les points d'accès WiFi déployés par les fournisseurs de service Internet peuvent décharger une partie non négligeable du trafic de données, cependant des restrictions telles que le temps de l'association et le processus d'authentification peuvent diminuer la quantité de données transmises. Dans une tentative d'offrir une nouvelle approche pour le déchargement mobile, nous proposons dans un second temps un cadre décisionnel multi-critères, appelé OppLite, pour décharger les données des réseaux de mobiles 3G grâce à des communications dispositif à dispositif opportunistes. Nous avons montré par des simulations qu'un tel déchargement mobile opportuniste peut étendre la couverture et l'efficacité des réseaux cellulaires, permettant un déchargement pouvant aller jusqu'à 36% des données dans certains scénarios. L'efficacité du déchargement mobile par les réseaux opportunistes dépend principalement de la tolérance au délai par l'application et de la coopération des utilisateurs mobiles. Le déchargement opportuniste dépend de la volonté de l'utilisateur d'offrir ses ressources aux autres. Nous avons donc proposé, dans un troisième temps, un mécanisme d'incitation, appelé MINEIRO, qui calcul un rang de réputation basée sur la source des messages reçus par les nœuds intermédiaires. MINEIRO permet à des réseaux composés d'un pourcentage important, allant jusqu'à 60%, de nœuds avec un comportement égoïste sans dégradation des performances dans un scénario de mobilité aléatoire. Au delà de ce pourcentage, MINEIRO permet maintenir un taux de livraison et des délais de livraison constants
This thesis addresses the overload problem of the Wireless Internet service Providers' (WISP) network. The growth of mobile broadband subscription has been leading several bottlenecks to WISPs, such as, bandwidth availability and resource sharing of over a single cellular cell. WISPs can move off data traffic from its infrastructure by deploying small cells, such as femtocells, to public WiFi networks or, more recently, to device-to-device opportunistic networks. This work evaluates the feasibility to offload mobile data traffic using WiFi hotspots, proposes a framework to opportunistic data offloading and an incentive mechanism to encourage users cooperation. We mapped 3G and WiFi coverage through several bus routes in Paris in order to evaluate how users and WISPs can benefit from the existing infrastructure. Our results indicate that the deployed WISPs access points can offload part of the data traffic, however restrictions such as association time and the authentication process may reduce the amount of offloaded data. We propose a multi-criteria decision-making framework, called OppLite, to offload data from 3G networks using opportunistic device-to-device communications. Trace-driven simulations showed that opportunistic mobile offloading can expand coverage and network efficiency, offloading up to 36% of data in certain scenarios. Thus, the effectiveness of opportunistic mobile offloading depends mainly of the delay tolerance of the applications and whether the user cooperates. Since opportunistic offloading depends on the user's willingness to offer his/her resources to others, we propose a message-based incentive mechanism that builds a reputation rank based on the source of messages received by the forwarding nodes, called MINEIRO. The network supports up to 60% of nodes with selfish behavior without performance degradation in a random mobility scenario. After this threshold, MINEIRO kept the delivery rate and the delay constant. Meanwhile, in a scenario with social-based mobility, selfish behavior degrades the network performance quickly

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Neykova, Niya. "Nouvelles formes de communication - nouvelles formes de communauté : (les téléphones cellulaires et les cultures contemporaines des jeunes en Bulgarie)." Thesis, Saint-Etienne, 2014. http://www.theses.fr/2014STET2195/document.

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Abstract:

Le but de notre thèse est d’analyser par le moyen des approches interdisciplinaires «douces» des Cultural Studies les pratiques d’utilisation des téléphones portables par les jeunes bulgares (de la génération née après la chute du communisme dans le pays) en tant que bases non seulement de restructuration, mais aussi de création de nouveaux types de micro cultures juvéniles. Nous faisons l’hypothèse que les téléphones portables changent les conditions traditionnelles et les moyens d’exprimer une identité, de préserver l’intégrité d’un groupe d’appartenance, de construire une hiérarchie et des formes d’autorité. D’abord nous présentons le téléphone portable dans la perspective de l’imaginaire social, par les récits qui se reproduisent dans les produits de la culture de masse. Ensuite nous analysons les interprétations que les utilisateurs eux-mêmes donnent aux téléphones portables, ainsi que les moyens dont ils se servent pour créer de nouveaux types de relations sociales ou bien pour légitimer les anciennes, tout en nuançant certaines différences d’âge, de sexe, de statut social dans l’utilisation. A la fin nous montrons que les téléphones portables favorisent une forme de communauté spécifique, notamment l’individualisme en réseau, qui promut un individu capable de choisir et gérer ses loyautés et ses appartenances en tout temps et à tout lieu. Le téléphone portable est la technologie la plus intime, dont l’obtention est considérée comme un rite de passage qui intègre l’individu à la société de communication et à ses idéologies de transparence et de care et qui contribue ainsi à la « domestication » des situations qui lui arrivent
The aim of this thesis is to analyze the practices of mobile phone use among young Bulgarians (the generation born after the fall of communism in the country), by using the « soft » interdisciplinary approaches of Cultural Studies. These are practices which are bases not only for restructuring of micro cultures, but also for the appearance of new ones. We assume that mobile phones are changing the traditional conditions and ways of expressing identity, of preserving the integrity of a group of belonging, of building hierarchies and forms of authority. In the first place we present the mobile phone in the perspective of the social imaginary, by summarizing repetitive discourses in the products of mass culture. Afterwards we analyze the interpretations that users themselves give to mobile phones, and the means they exploit to create new kinds of social relationships or to legitimize the existing ones, while taking into consideration certain differences in use related to age, gender and social status. Finally we show that mobile phones encourage a specific form of community, the networked individualism, which promotes an individual able to choose and manage his loyalties and his allegiances at any time and at any place. The mobile phone is the most intimate technology. Its acquisition is considered to be a rite of passage that marks the transition to the communication society and its ideologies of transparence and care, and which contributes also to the « domestication » of the situations that happen

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Dufrene, Louis-Adrien. "Etude et optimisation de solutions reposant sur les réseaux cellulaires existants pour l'internet des objets." Thesis, Rennes, INSA, 2017. http://www.theses.fr/2017ISAR0022/document.

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Abstract:

L'Internet des objets (ldO) connaît un intérêt grandissant depuis plusieurs années, avec la multiplication des objets dits « connectés » et des applications associées. Pour assurer la connectivité de ces objets, des réseaux sans fil longue portée à faible consommation énergétique, dédiés à l'ldO, ont été développés, ces réseaux proposant une connectivité adaptée aux contraintes propres de l'ldO. Plus récemment, le 3GPP a fait évoluer ses technologies 2G et 4G pour pouvoir également fournir des solutions de connectivité adaptées à l'ldO. Pour obtenir l'extension de couverture requise, ces évolutions utilisent entre autres un mécanisme de répétition en aveugle. Dans ce contexte, cette thèse s'intéresse aux mécanismes de recombinaison au sein du récepteur et à l'impact de l'évolution temporelle du canal de propagation et des imperfections du système sur les performances de ces mécanismes, en prenant la technologie 2G comme cas d'application. Tout d'abord, nous nous intéressons aux performances des différents mécanismes dans le cadre d'un récepteur sans imperfection. Puis, nous considérons une synchronisation fréquentielle imparfaite et une estimation de canal imparfaite. Dans ce dernier cas, de nouveaux schémas de recombinaison mixte, alliant deux mécanismes de recombinaison successifs, sont proposés. Enfin, la dernière partie de l'étude consiste en une implémentation du système complet sur des cartes radio-logicielles. Les résultats de cette thèse peuvent être exploités afin d'adapter le schéma de combinaison en fonction de l'application visée, et ainsi de réduire la consommation énergétique du système
The Internet of Things (loT) is a concept, where a large number of connected devices are communicating together through the same network, constituting an autonomous and intelligent entity. The increasing number of connected devices and IoT services confirms the growing interest for the loT and its applications. To provide connectivity to the devices, several dedicated wireless low power and wide area networks have been created. Recently, with the Release 13, the 3GPP decided to modify the 2G and 4G technologies, to be able to also provide such connectivity for the loT devices, creating the field of Cellular-loT. These evolutions imply a coverage extension compared to the legacy technologies. To obtain this extension, these new standards especially use a blind repetition mechanism. In this context, this thesis studies the performance of several diversity combiners at the receiver, and observes the impact of the temporal evolution of the propagation channel and of imperfections in the receiver. The 2G GSM system is chosen as the application case. Firstly, we consider a receiver without imperfection. Secondly, we consider imperfect frequency synchronization in the receiver. Then, we consider imperfect channel estimation and propose a hybrid combining scheme, obtained by mixing two different combining mechanisms. Finally, in the last part of our study, we carry out a hardware implementation of the system into a software-radio platform. With the theoretical and simulation results provided in this thesis, one can better evaluate the potential of each combining scheme proposed in the framework of loT communications to efficiently benefit from blind repetition mechanisms

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Naboulsi, Diala. "Analysis and exploitation of mobile traffic datasets." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0084/document.

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Abstract:

Les équipements mobiles deviennent une partie intégrale de notre vie numérique. Ces équipements interagissent avec l'infrastructure des réseaux cellulaires et leur activité est enregistrée pour des buts de facturation et monitoring sous forme de données de trafic mobile. Les travaux menés dans cette thèse se focalisent sur le potentiel que portent ces données pour l'amélioration des réseaux cellulaires futurs. D'une part, on montre que les données mobiles permettent de construire des profils spatio-temporels typiques de l'utilisation des réseaux cellulaires en environnement urbain. Cette analyse permet aussi la détection des comportements atypiques dans le réseau qui sont liés à des événements spéciaux. D'autre part, on montre que les données mobiles constituent un élément méthodologique important pour l'évaluation des solutions réseaux. Dans ce sens, on propose un mécanisme pour réduire la consommation énergétique des infrastructures cellulaires, en contrôlant la puissance sur le réseau d'accès à différents moments de la journée, tout en assurant la couverture géographique du réseau. On exploite aussi ces données pour évaluer les gains apportés par une nouvelle architecture de réseau d'accès, basée sur la virtualisation d'une partie du réseau et sa centralisation dans un cloud. Nos résultats montrent que cette architecture est bénéfique du point de vue des messages de signalisation, notamment pour les utilisateurs mobiles
Mobile devices are becoming an integral part of our everyday digitalized life. In 2014, the number of mobile devices, connected to the internet and consuming traffic, has even exceeded the number of human beings on earth. These devices constantly interact with the network infrastructure and their activity is recorded by network operators, for monitoring and billing purposes. The resulting logs, collected as mobile traffic datasets, convey important information concerning spatio-temporal traffic dynamics, relating to large populations with millions of individuals. The thesis sheds light on the potential carried by mobile traffic datasets for future cellular networks. On one hand, we target the analysis of these datasets. We propose a usage patterns characterization framework, capable of defining meaningful categories of mobile traffic profiles and classifying network usages accordingly. On the other hand, we exploit mobile traffic datasets to evaluate two dynamic networking solutions. First, we focus on the reduction of energy consumption over typical Radio Access Networks (RAN). We introduce a power control mechanism that adapts the RAN's power configuration to users demands, while maintaining a geographical coverage. We show that our scheme allows to significantly reduce power consumption over the network infrastructure. Second, we study the problem of topology management of future Cloud-RAN (C-RAN). We propose a mobility-driven dynamic association scheme of the C-RAN components, which takes into account users traffic demand. The introduced strategy is observed to lead to important savings in the network, in terms of handovers

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Jedidi, Azza. "Mise en oeuvre de nouveaux services dans le cadre du couplage d'un réseau de diffusion de télévision mobile personnelle et d'un réseau cellulaire 3G." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1S142.

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Abstract:

Dans le domaine des réseaux de télécommunications, on assiste à l’avènement de nouveaux services multimédia, aux besoins de plus en plus sophistiqués (interactivité, débit, mobilité, etc. ). Les futurs réseaux de quatrième génération visent à répondre à ces besoins non seulement en définissant de nouveaux réseaux cellulaires très haut débit (LTE, WIMAX, etc. ), mais aussi en faisant inter-opérer l’ensemble des technologies cellulaires existantes. La convergence entre réseaux permet de bénéficier des capacités complémentaires des différents réseaux afin de pouvoir délivrer divers services. Dans ce cadre, l’objectif de cette thèse est d’étudier le couplage entre un réseau de diffusion DVB-SH et un réseau cellulaire 3G. Le réseau DVB-SH offre des capacités de diffusion importantes permettant d’offrir des services de télévision mobile personnelle. Néanmoins, un tel réseau est unidirectionnel. Le réseau cellulaire 3G est, quant à lui, bidirectionnel. Il permet d’offrir des services interactifs et personnalisés. Dans le cadre de cette étude, nous proposons, puis évaluons, un ensemble de services permettant de tirer parti des propriétés offertes par chacun des deux réseaux. Cette contribution repose sur trois parties. Dans un premier temps, nous définissons les éléments d’architecture nécessaires pour définir un tel couplage. Dans un second temps, nous définissons un service de basculement de contenus populaires du réseau 3G vers le réseau DVB. Les mécanismes nécessaires à la mise en œuvre de ce service sont présentés. Le problème des délais de transmission introduits par le service est abordé, et des mécanismes d’améliorations sont proposés. Dans un troisième temps, nous proposons un service de télévision mobile personnelle DVB où certains contenus standards sont substitués par des contenus personnalisés transmis via le réseau 3G. Nous présentons les mécanismes nécessaires à la mise en œuvre du service puis nous décrivons les problèmes liés au déploiement à grande échelle du service. Nous proposons et évaluons une solution à ce problème
Next generation networks aim to offer sophisticated and rich multimedia services, more and more demanding in terms of mobility, interactivity, data rate, etc. To deal with such constraints, next generation networks result from the convergence of different existing technologies, taking benefit from their complementary properties. In this context, this study addresses the coupling between a DVB-SH network and a 3G cellular network. On the one hand, DVB-SH offers very high broadcast capacities, suitable for mobile TV services. However, DVB is a unidirectional network. On the other hand, 3G network is bidirectional and provides service interactivity and personalization. The purpose of this study is to define innovative services that take benefit of the collaboration between 3G network and DVB-SH infrastructure. This contribution is constituted of three parts. In the first one, we define our DVB-SH/3G coupled network. In the second one, we present a service based on 3G popular content switching over DVB residual bandwidth. The service operating mechanisms are described. The transmission delay problem is presented and solution are proposed and evaluated. In the third part, we define a DVB-SH mobile TV services, enriched with 3G personalized contents. The challenges posed by a large scale deployment of the service are finally described together with our proposed solution

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Arya, Azin. "Localisation à base d'empreintes radios (fingerprinting) : méthodes robustes de positionnement pour les terminaux cellulaires." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00671865.

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Abstract:

Ces dernières années, les services basés sur la position (Location Based Services, LBS) ont attiré l'attention des opérateurs mobiles et autres acteurs des télécommunications. L'un des intérêts des opérateurs mobiles dans le contexte de LBS est d'offrir aux abonnés une localisation précise, durable et d'un coût peu élevé. Une méthode éventuelle qui peut répondre à ces besoins, est la méthode de "localisation basée sur les empreintes radios " (Location Fingerprinting, LFP). La méthode LFP exploite les réseaux radios existants, comme les réseaux cellulaires, ou les WLANs. La méthode profite des mesures génériques qui sont disponibles à partir des interfaces radios, et permet donc une localisation à bas coûts.La méthode n'exige pas une grande consommation d'énergie, car elle profite des mesures radios génériques qui se font régulièrement au sein du terminal. La première partie principale de cette thèse concerne la compression de la base de données radio, dans les systèmes de LFP. Nous avons proposé d'effectuer cette compression en appliquant une technique de Clustering pendant la phase d'apprentissage. A cette égard, nous avons développé un algorithme de clustering, bien adapté à la structure des empreintes radios dans la base. Dans la deuxième partie principale de cette thèse, nous avons abordé le sujet du traitement des données manquantes dans les bases de données radio. Une approche systématique a été développée, où on distingue le modèle pour les données complètes, et le modèle pour le mécanisme d'effacement. Ainsi, un algorithme de localisation basé sur le Maximum de Vraisemblance, et une technique de Multiple Imputation sont développés, qui traitent les données manquantes pendant la phase de localisation et la phase d'apprentissage.

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Arya, Azin. "Localisation à base d'empreintes radios (fingerprinting) : méthodes robustes de positionnement pour les terminaux cellulaires." Phd thesis, Paris, Télécom ParisTech, 2011. https://pastel.hal.science/pastel-00671865.

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Abstract:

Ces dernières années, les services basés sur la position (Location Based Services, LBS) ont attiré l’attention des opérateurs mobiles et autres acteurs des télécommunications. L’un des intérêts des opérateurs mobiles dans le contexte de LBS est d’offrir aux abonnés une localisation précise, durable et d’un coût peu élevé. Une méthode éventuelle qui peut répondre à ces besoins, est la méthode de «localisation basée sur les empreintes radios » (Location Fingerprinting, LFP). La méthode LFP exploite les réseaux radios existants, comme les réseaux cellulaires, ou les WLANs. La méthode profite des mesures génériques qui sont disponibles à partir des interfaces radios, et permet donc une localisation à bas coûts. La méthode n’exige pas une grande consommation d’énergie, car elle profite des mesures radios génériques qui se font régulièrement au sein du terminal. La première partie principale de cette thèse concerne la compression de la base de données radio, dans les systèmes de LFP. Nous avons proposé d'effectuer cette compression en appliquant une technique de Clustering pendant la phase d'apprentissage. A cette égard nous avons développé un algorithme de clustering, bien adapté à la structure des empreintes radios dans la base. Dans la deuxième partie principale de cette thèse, nous avons abordé le sujet du traitement des données manquantes dans les bases de données radio. Une approche systématique a été développée, où on distingue le modèle pour les données complètes, et le modèle pour le mécanisme d'effacement. Ainsi, un algorithme de localisation basé sur le Maximum de Vraisemblance, et une technique de Multiple Imputation sont développés, qui traitent les données manquantes pendant la phase de localisation et la phase d'apprentissage
In regards to the emerging interest for Location Based Services (LBS), this thesis was initiated with the goal of providing "low-cost" and "continuous" LBS to the end users. The Location Fingerprinting (LFP) method has been adopted as the main axis of our studies, where it is investigated in a machine learning perspective. As the first major contribution of this dissertation, we tackled the problem of radio database compression in LFP systems, by reducing the number of records. The cluster analysis in this work was proposed with the goal of reducing the computation and transmission loads, in order to decrease the terminal power consumption in mobile-based LFP systems. We proposed to perform the compression by applying a "clustering" process during the training phase. Once the standard clustering methods were examined, as a next step, a clustering algorithm well-tailored to the structure of the radio database was proposed. In the next part of the thesis, we tackled the problem of missing data in the RSS-based fingerprinting systems. A specific missing mechanism was proposed to describe the missingness occurring in RSS measurements, issued from the 3GPP-defined scanning process (as in 2G and 3G). Our modeled missing mechanism proceeds based on two parameters: the receiver minimum sensitivity for signal detection, and the maximum number of base stations to be measured in the radio measurements. Next, statistical methods were developed at two different levels, to deal with missing data

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Bastug, Ejder. "Les méthodes de caching distribué dans les réseaux small cells." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLC017/document.

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Cette thèse explore le caching proactif, l'un des principaux paradigmes des réseaux cellulaires 5G utilisé en particulier le déploiement des réseaux à petites cellules (RPCs). Doté de capacités de prévisions en combinaison avec les récents développements dans le stockage, la sensibilité au contexte et les réseaux sociaux, le caching distribué permet de réduire considérablement les pics de trafic dans la demande des utilisateurs en servant de manière proactive ces derniers en fonction de leurs demandes potentielles, et en stockant les contenus à la fois dans les stations de base et dans les terminaux des utilisateurs. Pour montrer la faisabilité des techniques de caching proactif, nous abordons le problème sous deux angles différents, à savoir théorique et pratique.Dans la première partie de cette thèse, nous utiliserons des outils de géométrie stochastique pour modéliser et analyser les gains théoriques résultant du stockage dans les stations de base. Nous nous focalisons en particulier sur 1-) les réseaux ``niveau-simple" dans lesquels de petites stations de base ayant une capacité de stockage limitée, 2-) Réseaux ``niveau-multiples" avec un backbone à capacité limitée et 3-) Les réseaux ``niveau-multiples groupés" à deux topologies différentes: déploiements en fonction de la couverture et en fonction de la capacité. Nous y caractérisons les gains de stockage en termes de débit moyen fourni et de délai moyen, puis nous montrons différents compromis en fonction du nombre de stations de base, de la taille de stockage, du facteur de popularité des contenus et du débit des contenus ciblés. Dans la seconde partie de la thèse, nous nous focalisons à une approche pratique du caching proactif et nous focalisons sur l'estimation du facteur de popularité des contenus et les aspects algorithmiques. En particulier, 1-) nous établissons dans un premier lieu les gains du caching proactif à la fois au niveau des stations de base qu'au niveau des terminaux utilisateurs, en utilisant des outils récents d'apprentissage automatique exploitant le transfert des communications appareil-à-appareil (AàA); 2-) nous proposons une approche d'apprentissage sur la base de la richesse des informations transmises entre terminaux (que nous désignons par domaine source) dans le but d'avoir une meilleure estimation de la popularité des différents contenus et des contenus à stocker de manière stratégique dans les stations de base (que nous désignons par domaine cible); 3-) Enfin, pour l'estimation de la popularité des contenus en pratique, nous collectons des données de trafic d'usagers mobiles d'un opérateur de télécommunications sur plusieurs de ses stations de base pendant un certain nombre d'observations. Cette grande quantité de données entre dans le cadre du traitement ``Big Data" et nécessite l'utilisation de nouveaux mécanismes d'apprentissage automatique adaptés à ces grandes masses de données. A ce titre, nous proposons une architecture parallélisée dans laquelle l'estimation de la popularité des contenus et celle du stockage stratégique au niveau des stations de base sont faites simultanément. Nos résultats et analyses fournissent des visions clés pour le déploiement du stockage de contenus dans les petites stations de base, l'une des solutions les plus prometteuses des réseaux cellulaires mobiles hétérogènes 5G
This thesis explores one of the key enablers of 5G wireless networks leveraging small cell network deployments, namely proactive caching. Endowed with predictive capabilities and harnessing recent developments in storage, context-awareness and social networks, peak traffic demands can be substantially reduced by proactively serving predictable user demands, via caching at base stations and users' devices. In order to show the effectiveness of proactive caching techniques, we tackle the problem from two different perspectives, namely theoretical and practical ones.In the first part of this thesis, we use tools from stochastic geometry to model and analyse the theoretical gains of caching at base stations. In particular, we focus on 1) single-tier networks where small base stations with limited storage are deployed, 2) multi-tier networks with limited backhaul, and) multi-tier clustered networks with two different topologies, namely coverage-aided and capacity-aided deployments. Therein, we characterize the gains of caching in terms of average delivery rate and mean delay, and show several trade-offs as a function of the number of base stations, storage size, content popularity behaviour and target content bitrate. In the second part of the thesis, we take a more practical approach of proactive caching and focus on content popularity estimation and algorithmic aspects. In particular: 1) We first investigate the gains of proactive caching both at base stations and user terminals, by exploiting recent tools from machine learning and enabling social-network aware device-to-device (D2D) communications; 2) we propose a transfer learning approach by exploiting the rich contextual information extracted from D2D interactions (referred to as source domain) in order to better estimate the content popularity and cache strategic contents at the base stations (referred to as target domain); 3) finally, to estimate the content popularity in practice, we collect users' real mobile traffic data from a telecom operator from several base stations in hours of time interval. This amount of large data falls into the framework of big data and requires novel machine learning mechanisms to handle. Therein, we propose a parallelized architecture in which content popularity estimation from this data and caching at the base stations are done simultaneously.Our results and analysis provide key insights into the deployment of cache-enabled small base stations, which are seen as a promising solution for 5G heterogeneous cellular networks

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Ghatak, Gourab. "Millimeter wave multi-RAT small cells for heterogeneous mobile services : performance analysis and optimization." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLT010/document.

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Les futures applications sans fil anticipent une explosion de la pléthore de cas d'utilisation et de services, qui ne peut être soutenue par des améliorations incrémentielles des schémas de communication existants. Pour cela, deux axes de recherche sont particulièrement intéressants: la densification du réseau à l'aide de petites cellules et la communication par ondes millimétriques (ondes millimétriques). Dans cette thèse, nous modélisons et évaluons des réseaux cellulaires constitués de petites cellules à ondes millimétriques utilisant la technique d'accès multi-radio (RAT) déployées au-dessus de la macro-architecture existante. Premièrement, nous modélisons mathématiquement un déploiement homogène de petites cellules multi-RAT et caractérisons les performances de l'utilisateur et du réseau en termes de probabilité de couverture signal sur brouillage plus rapport de bruit (SINR), de débit descendant et de probabilité de surcharge de cellule. Ensuite, nous étudions l'association des utilisateurs à différents niveaux et la sélection optimale de différents RAT, de manière à optimiser ces mesures de performance. En règle générale, les modèles de réseau cellulaire qui supposent des déploiements homogènes de petites cellules ne tiennent pas compte des nuances des caractéristiques de blocage urbain. Pour résoudre ce problème, nous modélisons les emplacements de petites cellules le long des routes d'une ville, puis nous prenons en compte les blocages de signaux dus à la construction d'immeubles ou au déplacement de véhicules sur les routes. Sur ce réseau, nous supposons que l’opérateur prend en charge trois types de services v.i.z., les communications ultra-fiables à faible temps de latence (URLLC), les communications massives de type machine (mMTC) et le haut débit mobile amélioré (eMBB) avec des besoins différents. En conséquence, nous étudions la sélection optimale de RAT pour ces services avec divers blocages de véhicules. Enfin, sur la base du modèle de déploiement sur route de petites cellules à ondes millimétriques, nous étudions un réseau conçu pour prendre en charge simultanément des services de positionnement et de données. Nous caractérisons la précision du positionnement en fonction des limites de la localisation, puis étudions des stratégies optimales de partitionnement des ressources et de sélection de la largeur de faisceau afin de répondre à diverses exigences de positionnement et de débit de données
Future wireless applications anticipate an explosion in the plethora of use-cases and services, which cannot be sustained by incremental improvements on the existing communication schemes. For this, two research directions are particularly attractive: network densification using small cells and millimeter wave (mm-wave) wave communications. In this thesis, we model and evaluate cellular networks consisting of multi-radio access technique (RAT) mm-wave small cells deployed on top of the legacy macro-architecture. First, we mathematically model a homogeneous deployment of multi-RAT small cells and characterize the user and network performance in terms of signal to interference plus noise ratio (SINR) coverage probability, downlink throughput, and the cell overloading probability. Then, we study users association to different tiers and optimal selection of different RATs, so as to optimize these performance metrics. Generally, cellular network models that assume homogeneous deployments of small cells fail to take into account the nuances of urban blockage characteristics. To address this, we model the small cell locations along the roads of a city, and subsequently, we take into consideration the signal blockages due to buildings or moving vehicles on the roads. In this network, we assume that the operator supports three types of services v.i.z., ultra-reliable low-latency communications (URLLC), massive machine-type communications (mMTC), and enhanced mobile broadband (eMBB) with different requirements. Consequently, we study the optimal RAT selection for these services with varying vehicular blockages. Finally, based on the on-road deployment model of mm-wave small cells, we study a network designed to support positioning and data services simultaneously. We characterize the positioning accuracy based on the localization bounds and then study optimal resource partitioning and beamwidth selection strategies to address varied positioning and data-rate requirements

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Khizar, Sadia. "Metrology for 5G edge networks (MEC). Leveraging mobile devices beyond the edge toward task offloading." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS069.

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L'omniprésence des dispositifs mobiles équipés d'une connectivité Internet et de systèmes de positionnement, nous pousse à les considérer comme une ressource précieuse à exploiter. Dans cette thèse, nous abordons l'utilisation des dispositifs mobiles sous un nouvel angle. Nous considérons l'extension de la capacité du MEC en utilisant les ressources disponibles des dispositifs mobiles au-delà de la bordure du réseau d'infrastructure. L'objectif est de tirer parti de leurs ressources inexploitées pour traiter les tâches de calculs au profit du MEC de manière distribuée. Pour pouvoir s'appuyer sur des nœuds mobiles, il est fondamental que le MEC soit capable de connaître son environnement d'exploitation. Dans la première partie de la thèse, nous explorons la disponibilité temporelle des ressources au-delà du bord. Nous avons choisi d'étudier la co-localisation des terminaux et d'analyser leurs persistances dans une cellule. Puis, nous nous intéressons à l'allocation des tâches. Nous mettons l'accent sur l'aspect spatio-temporel en quantifiant les ressources qu'une cellule peut fournir pour effectuer une tâche MEC. Nous estimons le potentiel de tâches de calcul effectuées par les terminaux en fonction du temps de présence cumulé dans une cellule donnée et d'un délai d'achèvement donné. Les résultats permettent de déterminer les possibilités de décharger des tâches de calcul sur des dispositifs mobiles. En outre, ils permettent de connaître les emplacements où il est judicieux de délester les tâches et la durée des tâches pouvant être délestées
The pervasiveness of mobile devices equipped with internet connectivity and positioning systems leads us to regard them as a valuable resource to leverage. In this thesis, we tackle the use of mobile devices from a new perspective. We consider the extension of the capacity of the MEC by using the available resources of mobile devices beyond the edge of the infrastructure network. The goal is to leverage their untapped resources to process computation on behalf of the MEC in a distributed way. It is fundamental for the MEC to be aware of its operating environment to rely on mobile nodes. In the first part of the thesis, we have focused on the temporal availability of beyond-the-edge resources. We chose to investigate the co-location of terminals and analyze their persistence in a cell. Then, we turn our attention to task allocation. We shift the focus on the spatio-temporal aspect by quantifying the resources that a cell can provide to perform a MEC task. We estimate the potential amount of computational tasks performed by nodes based on the cumulative presence time in a given cell and a given completion delay. Results provide insight into the possibilities of offloading computing tasks on mobile nodes. Furthermore, it allows knowing the locations where it is advisable to offload tasks and the time duration of tasks offloadable

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Fam, Pape Abdoulaye. "Modélisation, analyse et optimisation de réseaux hybrides unicast-broadcast pour la diffusion de services multimédias linéaires et non linéaires." Thesis, Rennes, INSA, 2017. http://www.theses.fr/2017ISAR0002/document.

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L’émergence des utilisateurs mobiles et la popularité croissante des services multimédias linéaires ont entrainé, ces dernières années, une augmentation impressionnante du trafic de données au sein des réseaux mobiles. En effet, le principal moteur de cette croissance est lié à la consommation de contenus vidéo de façon linéaire (télévision) ou non (vidéo à la demande) par de nombreux utilisateurs sur des appareils mobiles (tablettes, smartphones, ordinateurs portables, etc.) connectés aux réseaux cellulaires. Cependant, l’acheminement de ce trafic via le mode de transmission unicast traditionnel des réseaux cellulaires risque de générer un engorgement rapide du réseau au détriment de la qualité du service rendu. Ainsi, pour faire face cette demande continuellement croissante en débit des utilisateurs mobiles et devant la raréfaction croissante du spectre radioélectrique, les opérateurs n’ont d’autre choix que de densifier leurs infrastructures d’accès au réseau radio (RAN) et déployer des réseaux d’accès hétérogènes et hybrides exploitant plusieurs technologies (WiFi/small cells (3G/4G)) permettant le délestage du trafic de données mobiles. Dans cette optique, cette thèse porte sur la modélisation et l’optimisation d’un réseau hybride de diffusion de contenus multimédias pouvant exploiter de façon complémentaire deux infrastructures réseaux existantes et radicalement différentes, à savoir les réseaux cellulaires (LTE) et les réseaux de diffusion (DVB-T2 Lite, DVB-NGH ou éventuellement le mode broadcast LTE-eMBMS).Dans un premier temps nous nous consacrons à la modélisation et à la simulation du réseau hybride en considérant un scénario d’extension de couverture, où les deux réseaux coopèrent pour distribuer des services linéaires aux utilisateurs mobiles. A l’aide d'un simulateur système, nous évaluons les performances du réseau hybride en termes de capacité, consommation de puissance et efficacité énergétique.Dans un second temps, nous nous intéressons à l’optimisation de la capacité, de la consommation énergétique et de l’efficacité énergétique du réseau hybride pour la diffusion de ces services linéaires. Sur la base du modèle hybride, nous proposons une approche théorique, basée sur la distribution des utilisateurs, pour trouver une expression analytique de la zone de couverture optimale du réseau de diffusion tout en tenant compte de la qualité du service rendu aux utilisateurs. Les résultats théoriques et ceux obtenus à l’aide du simulateur système sont très proches. Nous étudions également l’impact de la popularité du service (en termes de nombre d’utilisateurs demandant le service) sur cette zone de couverture optimale.Enfin, nous proposons une extension au modèle de réseau hybride pour la diffusion des services non linéaires comme la vidéo à la demande, le téléchargement de fichiers, etc. Nous proposons une formalisation du problème d’optimisation en tenant compte des contraintes liées à ces services non-linéaires, en particulier le temps d’attente et de téléchargement ainsi que la fiabilité des transmissions radios.L’approche analytique proposée dans cette thèse constitue un atout précieux pour l’hybridation des réseaux cellulaires et des réseaux de diffusion. Ce modèle pourrait également permettre, d’une part d’évaluer le gain de telles approches hybrides, et d’autre part, de mettre en évidence les scénarios et stratégies de transmission de contenus multimédias les plus avantageux en fonction de critères donnés dans le contexte des réseaux « 4G avancés » voire « 5G »
The increasing popularity of linear multimedia services such as mobile TV, broadcasting live and sports events to mobile and portable devices, has led to a dramatic growth of the mobile data traffic. Indeed, the reason of this growth is related to the consumption of video content either as a linear service (live TV) or as a non-linear service (time-shifted or on demand), by many users on different devices (tablets, smartphones, laptops, etc.) connected to a cellular network. In cellular networks, these types of services are usually delivered over unicast connections, i.e. as many times as the number of users. This strategy is likely to lead to critical situations, e.g. network congestion at the expense of the quality of service. Thus, to deal with this mobile data traffic explosion and the lack of frequency bands, operators need to densify their radio access network infrastructure (RAN) and deploy heterogeneous and hybrid access networks using multiple technologies (WiFi / small cell (3G / 4G)), that enable data offloading.In this context, this thesis focuses on the definition and optimization of a hybrid network, where a unicast network (LTE) and a broadcast network (DVB-T2 Lite, DVB-NGH, LTE-eMBMS, etc.) cooperate to deliver multimedia content to mobile and portable devices.Firstly, we focus on the modeling and simulation of the hybrid unicast-broadcast network for the delivery of linear services. We consider a coverage extension scenario, where the coverage area of the broadcast network can be adjusted with respect to the distribution of the users and the number of users requesting the service. Using the TU-Wien system level simulator, we evaluate the performance of the hybrid network in terms of capacity, power consumption and energy efficiency.Secondly, with the proposed model, we provide a theoretical method to find an analytical expression of the broadcast coverage area that optimizes the service capacity, the power consumption and the energy efficiency of the hybrid network with respect to the quality of service requirements. Indeed, the theoretical results are in agreements with the simulation ones. Based on the proposed model, we analyze the impact of the number of users requesting the service on the optimal broadcast coverage area.Finally, we focus on the extension of the proposed hybrid network for the delivery of the non-linear services such as video on demand and file download services. We state an optimization problem regarding the constraints of these non-linear services, especially the waiting and downloading time and the transmission errors. This thesis provides great insights on the potential benefits that such hybrid approaches may bring in a context of “4G advanced” and “5G” networks where the UHF broadcasting spectrum is under pressure for being partly or completely attributed to mobile broadband operators due to the predicted explosion of the mobile data traffic

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Mdini, Maha. "Anomaly detection and root cause diagnosis in cellular networks." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2019. http://www.theses.fr/2019IMTA0144/document.

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Abstract:

Grâce à l'évolution des outils d'automatisation et d'intelligence artificielle, les réseauxmobiles sont devenus de plus en plus dépendants de la machine. De nos jours, une grandepartie des tâches de gestion de réseaux est exécutée d'une façon autonome, sans interventionhumaine. Dans cette thèse, nous avons focalisé sur l'utilisation des techniques d'analyse dedonnées dans le but d'automatiser et de consolider le processus de résolution de défaillancesdans les réseaux. Pour ce faire, nous avons défini deux objectifs principaux : la détectiond'anomalies et le diagnostic des causes racines de ces anomalies. Le premier objectif consiste àdétecter automatiquement les anomalies dans les réseaux sans faire appel aux connaissancesdes experts. Pour atteindre cet objectif, nous avons proposé un algorithme, Watchmen AnomalyDetection (WAD), basé sur le concept de la reconnaissance de formes (pattern recognition). Cetalgorithme apprend le modèle du trafic réseau à partir de séries temporelles périodiques etdétecte des distorsions par rapport à ce modèle dans le flux de nouvelles données. Le secondobjectif a pour objet la détermination des causes racines des problèmes réseau sans aucuneconnaissance préalable sur l'architecture du réseau et des différents services. Pour ceci, nousavons conçu un algorithme, Automatic Root Cause Diagnosis (ARCD), qui permet de localiser lessources d'inefficacité dans le réseau. ARCD est composé de deux processus indépendants :l'identification des contributeurs majeurs à l'inefficacité globale du réseau et la détection desincompatibilités. WAD et ARCD ont fait preuve d'efficacité. Cependant, il est possible d'améliorerces algorithmes sur plusieurs aspects
With the evolution of automation and artificial intelligence tools, mobile networks havebecome more and more machine reliant. Today, a large part of their management tasks runs inan autonomous way, without human intervention. In this thesis, we have focused on takingadvantage of the data analysis tools to automate the troubleshooting task and carry it to a deeperlevel. To do so, we have defined two main objectives: anomaly detection and root causediagnosis. The first objective is about detecting issues in the network automatically withoutincluding expert knowledge. To meet this objective, we have proposed an algorithm, WatchmenAnomaly Detection (WAD), based on pattern recognition. It learns patterns from periodic timeseries and detect distortions in the flow of new data. The second objective aims at identifying theroot cause of issues without any prior knowledge about the network topology and services. Toaddress this question, we have designed an algorithm, Automatic Root Cause Diagnosis (ARCD)that identifies the roots of network issues. ARCD is composed of two independent threads: MajorContributor identification and Incompatibility detection. WAD and ARCD have been proven to beeffective. However, many improvements of these algorithms are possible

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Dissertations / Theses on the topic 'Réseaux mobiles cellulaires'

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