Tesis: "Codage de réseau"

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Salhi, Ismail. "Un codage réseau contraint pour les réseaux de capteurs sans fil". Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00794618.

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Les réseaux de communication inter-machines font partie des grandes évolutions de l'informatique contemporaine. Ces réseaux évolutifs promettent une nouvelle gamme de services et une meilleure connaissance du monde qui nous entoure. Pourtant, ils subissent plusieurs limitations de par la nature même des nœuds qui les composent : un débit faible et une fiabilité réduite dues aux contraintes en termes de capacité de calcul et de mémoire, une durée de vie limitée, ainsi que des délais non bornés souvent causés par des taux de perte élevés. Ces mêmes problématiques constituent, depuis une quinzaine d'années, un frein au déploiement à large échelle des réseaux de capteurs dans le monde réel. De récents développements dans la théorie de l'information sont finalement en train de bouleverser l'ordre établi, donnant naissance à une nouvelle approche connue sous le nom de théorie du codage réseau. Cette nouvelle façon d'acheminer l'information transforme les méthodes d'exploitation, de gestion et même la compréhension des réseaux de communications actuels et futurs. C'est dans ce contexte, que nous proposons dans cette thèse d'étudier l'impact, les bénéfices et la faisabilité du codage réseau dans les réseaux de capteurs sans fil. L'objectif étant de montrer l'intérêt d'exploiter ses concepts pour les différents paradigmes propres aux réseaux inter-machines en général, et aux réseaux de capteurs en particulier. Il s'agit dans un premier temps d'évaluer les apports prospectifs du codage réseau, qu'il soit linéaire ou opportuniste, strictement en termes de performances (i.e., latence et débit). Dans une seconde partie, nous poursuivrons notre étude en traitant de l'impact du codage réseau sur la fiabilité des réseaux de capteurs, ces derniers étant caractérisés par l'absence de mécanismes de contrôle de flux de bout-en-bout. Dans une dernière contribution, nous explorons la faisabilité dans une plateforme réelle, d'un mécanisme de codage réseau contraint spécifiquement conçu pour les réseaux à faible débit. Ce code opportuniste, est centré sur l'optimisation mémoire et l'efficacité énergétique. Il permet à la fois, d'améliorer les performances du réseau mais aussi sa fiabilité. De manière plus générale, cette thèse se présente comme une réponse à la question : " Quel type de codage, pour quels réseaux de capteurs ? " Elle ne prétend pas être l'unique réponse, mais propose néanmoins des briques théoriques et technologiques qui illustrent à la fois, la faisabilité du codage réseau dans les réseaux contraints, mais aussi la nécessité de l'adapter à leurs critères

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Kabore, Wendyida Abraham. "Codage de canal et codage réseau pour les CPL-BE dans le contexte des réseaux Smart Grid". Thesis, Limoges, 2016. http://www.theses.fr/2016LIMO0038/document.

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Resumen

Ce manuscrit traite de la fiabilisation des CPL-BE dans le contexte smart grid avec l’application des techniques de codage correcteur d’erreurs et d’effacements. Après une introduction sur le concept de smart grid, le canal CPL-BE est caractérisé précisément et les modèles qui le décrivent sont présentés. Les performances des codes à métrique rang, simples ou concaténés avec des codes convolutifs, particulièrement intéressants pour combattre le bruit criss-cross sur les réseaux CPL-BE sont simulées et comparées aux performances des codes Reed-Solomon déjà présents dans plusieurs standards. Les codes fontaines qui s’adaptent à n’importe quelles statistiques d’effacements sur le canal CPL sont utilisés et les performances de schémas coopératifs basés sur ces codes fontaines sur des réseaux linéaires multi-sauts sont étudiés. Enfin des algorithmes permettant de combiner le codage réseau et le codage fontaine pour la topologie particulière des réseaux CPL pour les smart grid sont proposés et évalués
This PhD dissertation deals with the mitigation of the impact of the Narrowband PowerLine communication (NB-PLC) channel impairments e.g., periodic impulsive noise and narrowband noise, by applying the error/erasure correction coding techniques. After an introduction to the concept of smart grid, the NB-PLC channels are characterized precisely and models that describe these channels are presented. The performance of rank metric codes, simple or concatenated with convolutional codes, that are particularly interesting to combat criss-cross errors on the NB-PLC networks are simulated and compared with Reed- Solomon (already present in several NB-PLC standards) codes performance. Fountain codes that can adapt to any channel erasures statistics are used for the NB-PLC networks and the performance of cooperative schemes based on these fountain codes on linear multi-hop networks are studied. Finally, algorithms to combine the network coding and fountain codes for the particular topology of PLC networks for the smart grid are proposed and evaluated

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Nemoianu, Irina-Delia. "Codage réseau pour des applications multimédias avancées". Thesis, Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0034/document.

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Resumen

Le codage réseau est un paradigme qui permet une utilisation efficace du réseau. Il maximise le débit dans un réseau multi-saut en multicast et réduit le retard. Dans cette thèse, nous concentrons notre attention sur l’intégration du codage réseau aux applications multimédias, et en particulier aux systèmes avancès qui fournissent un service vidéo amélioré pour les utilisateurs. Nos contributions concernent plusieurs scénarios : un cadre de fonctions efficace pour la transmission de flux en directe qui utilise à la fois le codage réseau et le codage par description multiple, une nouvelle stratégie de transmission pour les réseaux sans fil avec perte qui garantit un compromis entre la résilience vis-à-vis des perte et la reduction du retard sur la base d’une optimisation débit-distorsion de l'ordonnancement des images vidéo, que nous avons également étendu au cas du streaming multi-vue interactive, un système replication sociale distribuée qui, en utilisant le réseau codage en relation et la connaissance des préférences des utilisateurs en termes de vue, est en mesure de sélectionner un schéma de réplication capable de fournir une vidéo de haute qualité en accédant seulement aux autres membres du groupe social, sans encourir le coût d’accès associé à une connexion à un serveur central et sans échanger des larges tables de métadonnées pour tenir trace des éléments répliqués, et, finalement, une étude sur l’utilisation de techniques de séparation aveugle de source -pour réduire l’overhead encouru par les schémas de codage réseau- basé sur des techniques de détection d’erreur telles que le codage de parité et la génération de message digest
Network coding is a paradigm that allows an efficient use of the capacity of communication networks. It maximizes the throughput in a multi-hop multicast communication and reduces the delay. In this thesis, we focus our attention to the integration of the network coding framework to multimedia applications, and in particular to advanced systems that provide enhanced video services to the users. Our contributions concern several instances of advanced multimedia communications: an efficient framework for transmission of a live stream making joint use of network coding and multiple description coding; a novel transmission strategy for lossy wireless networks that guarantees a trade-off between loss resilience and short delay based on a rate-distortion optimized scheduling of the video frames, that we also extended to the case of interactive multi-view streaming; a distributed social caching system that, using network coding in conjunction with the knowledge of the users' preferences in terms of views, is able to select a replication scheme such that to provide a high video quality by accessing only other members of the social group without incurring the access cost associated with a connection to a central server and without exchanging large tables of metadata to keep track of the replicated parts; and, finally, a study on using blind source separation techniques to reduce the overhead incurred by network coding schemes based on error-detecting techniques such as parity coding and message digest generation. All our contributions are aimed at using network coding to enhance the quality of video transmission in terms of distortion and delay perceived

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Nemoianu, Irina-Delia. "Codage réseau pour des applications multimédias avancées". Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0034.

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Resumen

Le codage réseau est un paradigme qui permet une utilisation efficace du réseau. Il maximise le débit dans un réseau multi-saut en multicast et réduit le retard. Dans cette thèse, nous concentrons notre attention sur l’intégration du codage réseau aux applications multimédias, et en particulier aux systèmes avancès qui fournissent un service vidéo amélioré pour les utilisateurs. Nos contributions concernent plusieurs scénarios : un cadre de fonctions efficace pour la transmission de flux en directe qui utilise à la fois le codage réseau et le codage par description multiple, une nouvelle stratégie de transmission pour les réseaux sans fil avec perte qui garantit un compromis entre la résilience vis-à-vis des perte et la reduction du retard sur la base d’une optimisation débit-distorsion de l'ordonnancement des images vidéo, que nous avons également étendu au cas du streaming multi-vue interactive, un système replication sociale distribuée qui, en utilisant le réseau codage en relation et la connaissance des préférences des utilisateurs en termes de vue, est en mesure de sélectionner un schéma de réplication capable de fournir une vidéo de haute qualité en accédant seulement aux autres membres du groupe social, sans encourir le coût d’accès associé à une connexion à un serveur central et sans échanger des larges tables de métadonnées pour tenir trace des éléments répliqués, et, finalement, une étude sur l’utilisation de techniques de séparation aveugle de source -pour réduire l’overhead encouru par les schémas de codage réseau- basé sur des techniques de détection d’erreur telles que le codage de parité et la génération de message digest
Network coding is a paradigm that allows an efficient use of the capacity of communication networks. It maximizes the throughput in a multi-hop multicast communication and reduces the delay. In this thesis, we focus our attention to the integration of the network coding framework to multimedia applications, and in particular to advanced systems that provide enhanced video services to the users. Our contributions concern several instances of advanced multimedia communications: an efficient framework for transmission of a live stream making joint use of network coding and multiple description coding; a novel transmission strategy for lossy wireless networks that guarantees a trade-off between loss resilience and short delay based on a rate-distortion optimized scheduling of the video frames, that we also extended to the case of interactive multi-view streaming; a distributed social caching system that, using network coding in conjunction with the knowledge of the users' preferences in terms of views, is able to select a replication scheme such that to provide a high video quality by accessing only other members of the social group without incurring the access cost associated with a connection to a central server and without exchanging large tables of metadata to keep track of the replicated parts; and, finally, a study on using blind source separation techniques to reduce the overhead incurred by network coding schemes based on error-detecting techniques such as parity coding and message digest generation. All our contributions are aimed at using network coding to enhance the quality of video transmission in terms of distortion and delay perceived

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Ageneau, Paul-Louis. "Fiabilité et problèmes de déploiement du codage réseau dans les réseaux sans fil". Thesis, Paris, ENST, 2017. http://www.theses.fr/2017ENST0007/document.

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Même si les réseaux de données ont beaucoup évolué au cours des dernières décennies, les paquets sont presque toujours transmis d’un nœud à l’autre comme des blocs de données inaltérables. Cependant, ce paradigme fondamental est aujourd’hui remis en question par des techniques novatrices comme le codage réseau, qui promet des améliorations de performance et de fiabilité si les nœuds sont autorisés à mixer des paquets entre eux. Les réseaux sans fil manquent de fiabilité en raison des obstacles ou interférences que subissent les liens sans fil, et ces problèmes peuvent empirer dans des topologies maillées avec de multiples relais potentiels. Dans ce travail, nous nous concentrons sur l’application du codage réseau intra-flux aux flux unicast dans les réseaux sans fil, avec pour objectif d’améliorer la fiabilité des transferts de données et de discuter des opportunités de déploiement et des performances. Tout d’abord, nous proposons une borne inférieure pour la redondance, puis un algorithme opportuniste distribué, pour adapter le codage aux conditions du réseau et permettre la livraison fiable des données dans un réseau sans fil maillé, tout en prenant en compte les besoins de l’application. En outre, puisque les opérations requises pour le codage réseau sont coûteuses en termes de calcul et de mémoire, nous étendons cet algorithme pour s’adapter aux contraintes physiques de chaque nœud. Ensuite, nous étudions les interactions du codage intra-flux avec TCP et son extension MPTCP. Le codage réseau peut en effet améliorer les performances de TCP, qui ont tendance à être plus faibles sur les liens sans fil, moins fiables. Nous observons l’impact des problèmes d’équité qui se posent quand des flux codés fonctionnent en parallèle avec des flux traditionnels non codés. Pour finir, nous explorons deux manières différentes d’améliorer les performances de MPTCP dans les environnements sans fil : le faire fonctionner sur du codage réseau, et implémenter directement le codage directement dans le protocole MPTCP tout en préservant sa compatibilité avec TCP
Even if packet networks have significantly evolved in the last decades, packets are still transmitted from one hop to the next as unalterable pieces of data. Yet this fundamental paradigm has recently been challenged by new techniques like network coding, which promises network performance and reliability enhancements provided nodes can mix packets together. Wireless networks rely on various network technologies such as WiFi and LTE. They can however be unreliable due to obstacles, interferences, and these issues are worsened in wireless mesh network topologies with potential network relays. In this work, we focus on the application of intra-flow network coding to unicast flows in wireless networks. The main objective is to enhance reliability of data transfers over wireless links, and discuss deployment opportunities and performance. First, we propose a redundancy lower bound and a distributed opportunistic algorithm, to adapt coding to network conditions and allow reliable data delivery in a wireless mesh. We believe that application requirements have also to be taken into account. Since network coding operations introduce a non negligible cost in terms of processing and memory resources, we extend the algorithm to consider the physical constraints of each node. Then, we study the interactions of intra-flow coding with TCP and its extension MPTCP. Network coding can indeed enhance the performances of TCP, which tends to perform poorly over lossy wireless links. We investigate the pratical impact of fairness issues created when running coded TCP flows besides legacy non-coded TCP flows. Finally, we explore two different ways to enhance the performance of MPCTP in wireless environments : running it over network coding, and implementing the coding process directly in MPTCP while keeping it fully TCP-compatible

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Ageneau, Paul-Louis. "Fiabilité et problèmes de déploiement du codage réseau dans les réseaux sans fil". Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2017. http://www.theses.fr/2017ENST0007.

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Resumen

Même si les réseaux de données ont beaucoup évolué au cours des dernières décennies, les paquets sont presque toujours transmis d’un nœud à l’autre comme des blocs de données inaltérables. Cependant, ce paradigme fondamental est aujourd’hui remis en question par des techniques novatrices comme le codage réseau, qui promet des améliorations de performance et de fiabilité si les nœuds sont autorisés à mixer des paquets entre eux. Les réseaux sans fil manquent de fiabilité en raison des obstacles ou interférences que subissent les liens sans fil, et ces problèmes peuvent empirer dans des topologies maillées avec de multiples relais potentiels. Dans ce travail, nous nous concentrons sur l’application du codage réseau intra-flux aux flux unicast dans les réseaux sans fil, avec pour objectif d’améliorer la fiabilité des transferts de données et de discuter des opportunités de déploiement et des performances. Tout d’abord, nous proposons une borne inférieure pour la redondance, puis un algorithme opportuniste distribué, pour adapter le codage aux conditions du réseau et permettre la livraison fiable des données dans un réseau sans fil maillé, tout en prenant en compte les besoins de l’application. En outre, puisque les opérations requises pour le codage réseau sont coûteuses en termes de calcul et de mémoire, nous étendons cet algorithme pour s’adapter aux contraintes physiques de chaque nœud. Ensuite, nous étudions les interactions du codage intra-flux avec TCP et son extension MPTCP. Le codage réseau peut en effet améliorer les performances de TCP, qui ont tendance à être plus faibles sur les liens sans fil, moins fiables. Nous observons l’impact des problèmes d’équité qui se posent quand des flux codés fonctionnent en parallèle avec des flux traditionnels non codés. Pour finir, nous explorons deux manières différentes d’améliorer les performances de MPTCP dans les environnements sans fil : le faire fonctionner sur du codage réseau, et implémenter directement le codage directement dans le protocole MPTCP tout en préservant sa compatibilité avec TCP
Even if packet networks have significantly evolved in the last decades, packets are still transmitted from one hop to the next as unalterable pieces of data. Yet this fundamental paradigm has recently been challenged by new techniques like network coding, which promises network performance and reliability enhancements provided nodes can mix packets together. Wireless networks rely on various network technologies such as WiFi and LTE. They can however be unreliable due to obstacles, interferences, and these issues are worsened in wireless mesh network topologies with potential network relays. In this work, we focus on the application of intra-flow network coding to unicast flows in wireless networks. The main objective is to enhance reliability of data transfers over wireless links, and discuss deployment opportunities and performance. First, we propose a redundancy lower bound and a distributed opportunistic algorithm, to adapt coding to network conditions and allow reliable data delivery in a wireless mesh. We believe that application requirements have also to be taken into account. Since network coding operations introduce a non negligible cost in terms of processing and memory resources, we extend the algorithm to consider the physical constraints of each node. Then, we study the interactions of intra-flow coding with TCP and its extension MPTCP. Network coding can indeed enhance the performances of TCP, which tends to perform poorly over lossy wireless links. We investigate the pratical impact of fairness issues created when running coded TCP flows besides legacy non-coded TCP flows. Finally, we explore two different ways to enhance the performance of MPCTP in wireless environments : running it over network coding, and implementing the coding process directly in MPTCP while keeping it fully TCP-compatible

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Shrestha, Neetya. "Routage et codage réseau inter-session dans les réseaux sociaux mobiles tolérant le délai". Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4020/document.

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Resumen

Nous considérons les Réseaux Sociaux Mobiles Tolérant le Délai (DTMSN), constitués de nœuds sans-fil avec une connectivité intermittente, et groupés en communautés sociales. Cette thèse traite de l’analyse et de la conception de stratégies de transfert de l’information dans les DTMSN. Elle est principalement dédiée à l’étude de codage réseau inter-session (ISNC) dans ce but. Le codage réseau est une généralisation du routage et ISNC est connu comme un problème d’optimisation difficile en général, spécifiquement parce qu’il peut vite devenir nuisible si non conçu avec soin. Le premier chapitre répond théoriquement au problème d’optimisation du routage (sans ISNC) dans les DTMSN. Nous généralisons les résultants existants pour les topologies homogènes. Le deuxième chapitre conçoit et modélise un contrôle de ISNC par paire, qui englobe conjointement le contrôle du routage et du codage, avec une contrainte d’énergie. Pour s’attaquer de façon heuristique à l’optimisation de ce contrôle, le troisième chapitre présente une étude expérimentale visant à identifier quand ISNC est bénéfique ou nuisible, en fonction du nombre maximum de copies par paquet, de la charge du réseau, de la taille de buffer des nœuds relais et de la gestion de buffer. Le quatrième chapitre présente la conception de critères décentralisés de codage, pour déclencher en ligne le mélange de sessions si ISNC peut être bénéfique. Nous testons ces critères sur des topologies simples et sur des traces réelles, en expliquant les limites de notre approche
We consider Delay Tolerant Mobile Social Networks (DTMSN), made of wireless nodes with intermittent connections and clustered into social communities. This thesis deals with the analysis and design of information transfer strategies in DTMSN. It is mostly dedicated to investigate the use of Inter-Session Network Coding (ISNC) towards this goal. Network coding is a generalization of routing and ISNC is known as a difficult optimization problem in general, specifically because it can easily get detrimental, compared to no coding, if not designed carefully. The first part of this thesis addresses theoretically the optimization problem of the (non-ISNC) routing policy in DTMSNs. We generalize the existing results for homogeneous topologies. The second part of the thesis designs and models a parameterized pairwise ISNC control policy that encompasses both routing and coding controls with an energy constraint. In order to tackle heuristically the optimization problem, the third chapter presents an experimental study of pairwise ISNC to investigate when it can be beneficial or detrimental. We examine the impact on ISNC performance of a number of parameters, such as the constraint on the maximum number of copies per packet, the network load, the buffer size of the relay nodes and the buffer management policies. The fourth chapter addresses the design of decentralized coding criteria allowing to trigger online session mixing if ISNC may be beneficial. We test these coding criteria on both toy topologies and real-world traces, pointing out and explaining the limits of our approach

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Bui, Huyen Chi. "Méthodes d'accès basées sur le codage réseau couche physique". Thesis, Toulouse, ISAE, 2012. http://www.theses.fr/2012ESAE0031.

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Dans le domaine des réseaux satellitaires, l'apparition de terminaux interactifs à bas-prix nécessite le développement et la mise en œuvre de protocoles d'accès multiple capables de supporter différents profils d'utilisateurs. En particulier, l'Agence Spatiale Européenne (ESA) et le centre d'étude spatial allemand (DLR) ont récemment proposé des protocoles d'accès aléatoires basés sur le codage réseau couche physique et l'élimination itérative des interférences pour résoudre en partie le problème de collisions sur une voie de retour du type Slotted ALOHA. C'est dans ce contexte que s'inscrit cette thèse qui vise à fournir une amélioration dans des méthodes d'accès aléatoires existantes. Nous introduisons Multi-Slot Coded Aloha (MuSCA) comme une nouvelle généralisation of CRDSA. Au lieu de transmettre des copies du même paquet, l'émetteur envoie plusieurs parties d'un mot de code d'un code correcteur d'erreurs ; chaque partie étant précédée d'un entête permettant de localiser les autres parties du mot de code. Au niveau du récepteur, toutes les parties envoyées par le même utilisateur, y compris celles qui sont interférées par d'autres signaux, participent au décodage. Le signal décodé est ensuite soustrait du signal total. Ainsi, l'interférence globale est réduite et les signaux restant ont plus de chances d'être décodés. Plusieurs méthodes d'analyse de performance basées sur des concepts théoriques (calcul de capacité, évolution des densités) et sur des simulations sont proposées. Les résultats obtenus montrent un gain très significatif de débit global comparé aux méthodes d'accès existantes. Ce gain peut encore être augmenté en variant le taux de découpe des mots de code. En modifiant certains de ces concepts, nous proposons également une application du codage réseau couche physique basée sur la superposition de modulations pour l'accès déterministe à la voie retour des communications par satellite. Une amélioration du débit est aussi obtenue par rapport à des stratégies plus classiques de multiplexage temporal
In the domain of satellite networks, the emergence of low-cost interactive terminals motivates the need to develop and implement multiple access protocols able to support different user profiles. In particular, the European Space Agency (ESA) and the German Aerospace Center (DLR) have recently proposed random access protocols such as Contention Resolution Diversity Coded ALOHA (CRDSA) and Irregular Repetition Slotted ALOHA (IRSA). These methods are based on physical-layer network coding and successive interference cancellation in order to attempt to solve the collisions problem on a return channel of type Slotted ALOHA.This thesis aims to provide improvements of existing random access methods. We introduce Multi-Slot Coded Aloha (MuSCA) as a new generalization of CRDSA. Instead of transmitting copies of the same packet, the transmitter sends several parts of a codeword of an error-correcting code ; each part is preceded by a header allowing to locate the other parts of the codeword. At the receiver side, all parts transmitted by the same user, including those are interfered by other signals, are involved in the decoding. The decoded signal is then subtracted from the total signal. Thus, the overall interference is reduced and the remaining signals are more likely to be decoded. Several methods of performance analysis based on theoretical concepts (capacity computation, density evolution) and simulations are proposed. The results obtained show a significant gain in terms of throughput compared to existing access methods. This gain can be even more increased by varying the codewords stamping rate. Following these concepts, we also propose an application of physical-layer network coding based on the superposition modulation for a deterministic access on a return channel of satellite communications. We observe a gain in terms of throughput compared to more conventional strategies such as the time division multiplexing

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Vu, Thuong Van. "Application du codage réseau dans l'environnement sans fil : conditions de codage et contrôle de redondance adaptatif". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01022166.

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Resumen

Depuis 2001, le codage réseau a devenu une technique de communication qui permet des meilleures performances réseaux. Au lieu de relayer les paquets séparément, le codage réseau permet aux noeuds réseaux de combiner plusieurs paquets natifs en un seul paquet codé. Le réseau peut réduire le nombre de transmissions, réduire le temps de transfert et augmenter le débit de transmission. Le codage réseau ne suit pas l'hypothèse dans laquelle l'information reste séparée et invariable dans chaque paquet de la source à la destination. Dans le codage réseau, les informations transportées dans les paquets ne doivent pas être endommagées mais elles peuvent être mixées et transformées. Dans le contexte de cette thèse, nous contribuons dans deux directions: l'augmentation de la capacité du réseau et la fiabilité de la transmission contre les erreurs aléatoires. Pour augmenter la capacité du réseau, nous avons défini des nouvelles conditions de codage dans le codage réseau inter-flux. Pour fournir la fiabilité de la transmission, nous avons proposé de nouveaux protocoles de codage réseau. Les résultats de simulations via NS-2 ont montré les améliorations importantes des performances.

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Ngangue, Ndih Eugène David. "Dissémination de l'information par le codage réseau physique dans les réseaux mobiles pair-à-pair". Thèse, Université de Sherbrooke, 2014. http://hdl.handle.net/11143/5400.

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Avec l'émergence des terminaux de communication mobiles plus petits et plus performants, la dissémination de l'information prend une place plus importante dans les réseaux mobiles pair-à-pair ; à l'exemple de la dissémination des messages de routine, des messages d'urgence, ou du contenu multimédia dans les réseaux VANETS (Vehicular Ad hoc NETwork). Dans ce projet de doctorat, nous proposons une approche de dissémination de l'information dans les réseaux mobiles pair-à-pair, dont l'originalité consiste à utiliser les transmissions simultanées dans la même bande de fréquences pour réduire considérablement la durée de la dissémination. Pour ce faire, nous nous intéressons dans la première partie de cette thèse, au décodage des paquets qui résultent de la collision de deux paquets sources sans la connaissance préalable de ces derniers. L'analyse du symbole d'interférence révèle qu'en raison de la présence d'un point de symétrie centrale dans les constellations traditionnelles, le démodulateur conventionnel ne peut distinguer les symboles d'interférence issus de la superposition de symboles sources symétriques. Par conséquent, nous proposons, dans le cadre des transmissions simultanées synchronisées, une constellation dénommée 4-TRAQAM (TRApezoidal Quadrature Amplitude Modulation), qui n'admet pas de symétrie centrale et pour laquelle les régions de décision de tous les symboles d'interférence sont deux à deux disjoints. Dans le cas où les transmissions simultanées sont non synchronisées et effectuées dans un canal bruité dissipatif, nous proposons une modulation multidimensionnelle de dimension quatre appelée MNC (Modulation Network Coding), et dans laquelle deux symboles de dimension deux (symbole pilote et symbole d'information) issus d'une constellation M-PAM (Pulse Amplitude Modulation) de rotation pi/4 sont couplés pour constituer le symbole MNC qui est alors transmis par chaque nœud. Les résultats analytiques et de simulation dans les cas du 4-TRAQAM et du MNC montrent qu'il est ainsi possible de séparer deux symboles constituant une collision avec une faible probabilité d'erreur des symboles. Dans la deuxième partie de cette thèse, pour faire du CRP (Codage Réseau Physique) une technique de dissémination de l'information dans les réseaux mobiles pair-à-pair effective, nous proposons des techniques d'accès multiples propices aux transmissions simultanées contrôlées. Nous présentons ainsi deux protocoles d'accès au canal : le protocole VPNC-MAC (Physical-layer Network Coding based MAC protocol for VANETS) adapté aux réseaux véhicule-à-véhicule à une zone, et le protocole MAP (Medium Access for Physical-layer Network Coding) favorable à la dissémination de l'information dans un réseau véhiculaire multi-saut (plusieurs zones). La spécificité des protocoles d'accès multiple proposés est qu'ils permettent la mise en place des transmissions multiples contrôlées par une approche décentralisée sans avoir recours explicitement à des échanges de messages de contrôle. Les résultats des simulations montrent que la combinaison des techniques d'accès au canal VPNC-MAC ou MAP et des techniques de décodage MNC et/ou 4-TRAQAM permet d'améliorer considérablement la dissémination de l'information dans les réseaux mobiles pair-à-pair, comparativement aux méthodes conventionnelles.

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Mahmino, Ali. "Application du Codage Réseau aux Architectures à Garanties de Qualité de Service (QoS)". Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT023H/document.

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Resumen

L'intérêt du codage réseau (network coding) pour améliorer le débit ou optimiser l'utilisation de la capacité du réseau a été clairement démontré dans différents contextes. Certains travaux ont notamment montré que le codage réseau permet de diminuer le délai (maximal et moyen) de transmission de bout-en-bout d'un paquet. Ceci est dû au fait que le traitement simultané de plusieurs paquets dans un noeud de codage permet de réduire le temps passé par les paquets dans les files d'attente par rapport au routage classique. Dans cette thèse, nous considérons l'application du codage réseau dans le contexte des réseaux proposant des garanties de qualité de service (QoS). Notre principale contribution est la proposition de trois stratégies de codage réseau assurant un niveau de QoS garantie exprimé en termes de délai de bout-en-bout. La première stratégie, appelée "stratégie orientée réseau" est une stratégie de codage aléatoire, en termes de dates d'arrivée des paquets, permettant de réduire au maximum le temps passé par les paquets dans les files d'attente des routeurs. Le point faible de cette approche, comme toute approche aléatoire, est qu'elle n'est pas totalement fiable. Les deux autres stratégies proposées implémentent une stratégie fiable en utilisant le concept de code en bloc. La première, appelée "stratégie orientée flux" est basée sur la définition classique du codage réseau alors que la seconde, appelée "stratégie de transfert rapide", permet de réduire les temps d'attente des paquets dans les files d'attente en les transférant sans attendre tous les paquets du même bloc. Les délais maximums engendrés par les différentes stratégies ont été évalués au niveau d'un noeud de codage en utilisant le calcul réseau (network calculus). Les bornes de délais de bout-de-bout ont ensuite été calculées pour plusieurs types de réseaux. Dans la plupart des cas, ces bornes sont meilleures que celles obtenues pour le routage classique. Les stratégies de codage réseau fiables et la stratégie de routage ont été implémentées et évaluées par simulation sur les réseaux étudiés précédemment. Les résultats obtenus montrent que les pires cas de délais de bout-en-bout observés ont les mêmes comportements que les bornes maximales théoriques calculées, validant ainsi les stratégies proposées
The Interest of network coding to improve the throughput or to optimize the use of the network capacity was clearly shown in various contexts. Certain work in particular showed that network coding allows to decrease the end-to-end transmission delay (maximum and average) of a package. This is due to the fact that the processing simultaneous of several packages in a coding node allows to reduce the maximum time spent by the packets in the buffers compared to a classical routing. In this thesis, we consider the application of network coding in the context of the networks providing quality-of-service (QoS) guarantees. Our contributions include the following. First, we propose three network coding strategies ensuring a level of QoS guaranteed expressed in terms of end-in-end delay. The first strategy, called "Network-Oriented Strategy (NOS)", is a random coding strategy. This coding strategy simply consists in combining the inputs packets present in the buffer of a node. It allows minimizing the time spent by the packets in the router's buffers. The weak point of this approach, as any random approach, is that it is not completely reliable. The two other strategies suggested implement a reliable strategy by using the concept of generation. The first, called "Flow-Oriented Strategy (FOS)" is based on the traditional definition of network coding whereas the second, called "Fast Forwarding Strategy (FFS)", allows reducing the packet's buffering delays by transferring them without awaiting all packets of the same generation. The maximum delays generated by different strategies have been evaluated at a coding node level by using network calculus. The end-to-end delay bounds have been then calculated for several types of networks. In most cases, these bounds are better than those obtained for the classical routing. The reliable network coding strategies and the routing strategy have been implemented and evaluated by simulation on networks studied previously. The results obtained show that the worst cases of end-in-end delays observed have the same behaviors as the calculated maximum theoretical bounds, thus validating the suggested strategies

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Vu, Thuong Van. "Application du codage réseau dans l'environnement sans fil : conditions de codage et contrôle de redondance adaptatif". Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066062.

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Depuis 2001, le codage réseau a devenu une technique de communication qui permet des meilleures performances réseaux. Au lieu de relayer les paquets séparément, le codage réseau permet aux noeuds réseaux de combiner plusieurs paquets natifs en un seul paquet codé. Le réseau peut réduire le nombre de transmissions, réduire le temps de transfert et augmenter le débit de transmission. Le codage réseau ne suit pas l'hypothèse dans laquelle l'information reste séparée et invariable dans chaque paquet de la source à la destination. Dans le codage réseau, les informations transportées dans les paquets ne doivent pas être endommagées mais elles peuvent être mixées et transformées. Dans le contexte de cette thèse, nous contribuons dans deux directions: l'augmentation de la capacité du réseau et la fiabilité de la transmission contre les erreurs aléatoires. Pour augmenter la capacité du réseau, nous avons défini des nouvelles conditions de codage dans le codage réseau inter-flux. Pour fournir la fiabilité de la transmission, nous avons proposé de nouveaux protocoles de codage réseau. Les résultats de simulations via NS-2 ont montré les améliorations importantes des performances
Since its first introduction in 2001, network coding has gained a significant attention from the research communities in the need of improving the way of communication in computer networks. In short, network coding is a technique which allows the nodes to combine several native packets into one coded packet for transmission (i.e, coding packets) instead of simply forwarding packets one by one. With network coding, a network can save the number of transmissions to reduce data transfer time and increase throughput. This breaks the great assumption about keeping information separate and whole. Information must not be tampered but it can be mixed, and transformed. In the scope of the thesis, we focus on two main benefits of network coding: throughput improvement and transmission reliability against random losses. For the throughput improvement, we use inter-flow network coding and extend the coding conditions. For transmission reliability, we use intra-flow network coding and suggest new coding schemes. The obtained results via NS-2 simulations are quite promising

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Tizon, Nicolas. "Codage vidéo scalable pour le transport dans un réseau sans fil". Paris, ENST, 2009. http://www.theses.fr/2009ENST0032.

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Depuis quelques années, les données vidéo ont pris une place prépondérante en terme de trafic internet. Aussi, la multiplication des usages a fait émerger des besoins importants en termes d'adaptation du contenu en fonction du réseau ou du type de terminal utilisé. En ce qui concerne le codage source, le codage SVC (extension scalable de H. 264/AVC) constitue un outil très intéressant pour la mise en œuvre de solutions de transport optimisées dans des réseaux hétérogènes, soumis à de fortes contraintes au niveau des taux d'erreurs et particulièrement sensibles à la congestion. Du côté des réseaux, les solutions orientées IP sont devenues prédominantes et au niveau radio pour les réseaux sans fil, la tendance est de restreindre l'usage des canaux dédiés au profit d'une utilisation partagée de la ressource. Dans cette optique, les normes 3GPP prévoient la mise en oeuvre d'entités et de mécanismes de contrôle sensés apporter une QoS différenciée selon le type de service et permettant de gérer de façon rationnelle le partage de cette ressource. C'est dans une perspective d'optimisation du codage source et de la scalabilité de type SVC que s'inscrit une partie du travail réalisé dans cette thèse. Au niveau applicatif, un panel de débouchés peut être envisagé pour ce nouveau codec. En particulier, l'optimisation de la QoS a servi de cadre général aux travaux réalisés au cours de cette thèse. De façon plus précise, l'objectif initial et industriel de cette thèse était de mettre au point une solution de streaming vidéo tirant partie des possibilités du codage SVC pour optimiser l'utilisation de la ressource radio dans un réseaux téléphonique de type 3G
Bitrate adaptation is a key issue when considering streaming applications involving throughput limited networks with error prone channels, as wireless networks. The emergence of recent source coding standards like the scalable extension of H. 264/AVC namely Scalable Video Coding (SVC), that allows to encode in the same bitstream a wide range of spatio-temporal and quality layers, offers new adaptation facilities. The concept of scalability, when exploited for dynamic channel adaptation purposes, raises at least two kinds of issues: how to measure network conditions and how to differentiate transmitted data in terms of distortion contribution ? In this document, we propose and compare different approaches in terms of network architecture in order to comply with different practical requirements. The first approach consists in a video streaming system that uses SVC coding in order to adapt the input stream at the radio link layer as a function of the available bandwidth, thanks to a Media Aware Network Element (MANE) that assigns priority labels to video packets. The second approach consists in not modifying the existing network infrastructure and keeping the adaptation operations in the server that exploits long term feedbacks from the client. Moreover, in this document, we present a recursive distortion model, which is used to dynamically calculate the contribution of each packet to the final distortion. Finally, in the scope of lossy compression with subband decomposition and quantization, a contribution has been proposed in order to jointly resize decoded pictures and adapt the inverse transformation matrices following quantization noise and images content

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Dammak, Marwa. "Application du codage réseau aux plate-formes des jeux en ligne". Thesis, Cergy-Pontoise, 2018. http://www.theses.fr/2018CERG0961/document.

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L’application de jeu en ligne massivement multijoueurs fournit une grandepartie du trafic Internet global. Le trafic est généralement composé d’unepetite partie de données utiles encapsulé dans des segments TCP, entrainantun volume élevé d’entêtes transmis via le réseau. Cela implique: 1) la tailledes paquets est trop petite pour un routage efficace et; 2) la bande passanterequise par le serveur augmente. Par conséquent, il est nécessaire de trouverdes techniques de transmission et de routage plus efficaces afin de réduire levolume de trafic et augmenter l’efficacité du réseau permettant de prendre encharge le nombre croissant des joueurs. D’autre part, la qualité d’expérience(QoE) dans le contexte des jeux en ligne est fortement liée à la consistance.Cette consistance est influencée par la qualité de service (QoS) offerte parle réseau, principalement en termes de délai, de gigue et d’ordre de paquets.Par conséquent, une solution qui améliore ces paramètres aidera à satisfairedavantage de joueurs et à améliorer la qualité de service.L’objectif de cette thèse est de proposer des solutions pour améliorerla qualité d’expérience des jeux en ligne en augmentant la consistance devue, en réduisant les délais et en augmentant l’efficacité du réseau. Pour leproblème de consistance, nous proposons une topologie de réseau cyclique.Cette topologie ordonnée facilite la mise en place des procédures de gestionet de contrôle de la transmission pour imposer un ordre causal entre tousles joueurs. Concernant le délai et l’efficacité du réseau, certains ont proposé l’application de la technique du tunnel, compression et multiplexage(TCM). Cependant, les paquets transmis avec TCM sont plus grands queceux d’origine, ce qui nécessite plus de temps pour les transmettre et augmente le risque de saturation au niveau des fils d’attente. Nous proposonsl’utilisation de la technique de codage réseau (NC) qui permet d’augmenterle débit dans certaines conditions de topologies et de routage. Cette technique permet aux nœuds intermédiaires d’encoder les paquets qu’ils reçoivent plutôt que d’effectuer une simple fonction de stockage et de transfert. Celapeut réduire la charge de trafic, réduire les délais et augmenter l’efficacité duréseau.Dans cette thèse, nous proposons des modifications pour améliorer latechnique TCM et nous évaluons ses performances. De plus, nous proposonsd’ajouter le concept de partition des joueurs et de changer la topologie d’unarbre à une forêt. Nous étudions ensuite la topologie cyclique. Nous concevons un protocole de routage optimisé sur une topologie en cycle baséesur la technique de codage réseau. Puis, nous évaluons ses performances entermes de délai, de charge et d’ordre. Les résultats montrent que l’utilisationdu codage NC permet de réduire la charge et le nombre de paquets transmis, garantir un ordre de paquet par période et de réduire le délai. Eneffet, on peut gagner jusqu’à 14% de latence avec notre protocole par rapport à un protocole de routage optimisé sans codage réseau. Par la suite,nous proposons un scénario de mise en pratique de cette solution sur une infrastructure Device-to-Device. Nous validons les limites théoriques du délaien utilisant des simulations réseau et nous discutons ensuite des contraintespratiques qui s’imposent lors de l’implémentation dans un réseau réel. Finalement, nous proposons des solutions pour ces contraintes
The application of massively multiplayer online games provides a large partof the global internet traffic. The traffic is typically encapsulated in TCPsegments of small size information (the so called payload) resulting in a highvolume of headers transmitted through the network. This implies the following: 1) the packets’ size is too small for efficient routing and; 2) thebandwidth required by the server seems to be increasing. Therefore, it isnecessary to find more efficient transmission and routing techniques to reduce the traffic’s volume and to increase the network’s efficiency in orderto support the growing number of players. On the other hand, Quality ofExperience (QoE) in the context of online games is strongly influenced byconsistency. This consistency is influenced by the quality of service (QoS) offered by the network, mainly in terms of delay, jitter and order of the packets.As a result, a solution that enhances these parameters will help in satisfyingmore players and subsequently improving QoE.The goal of this thesis is to propose solutions to enhance the QoE of onlinegames by increasing the consistency of view, reducing the delay and increasing the efficiency of the network. For consistency, we propose a cyclic networktopology. This ordered topology facilitates the implementation of transmission management and control procedures to impose a causal order betweenall players. As for the delay and the efficiency problem, some have proposed the application of Tunneling, Compression and Multiplexing (TCM)technique. However, the transmitted packets with TCM are larger than theoriginal ones, which requires more delay to transmit them and increases therisk of congestion. We propose the use of the Network Coding technique(NC) which makes it possible to increase the bit rate of the network undercertain topological and routing conditions. This technique allows intermediate nodes to encode the data they receive rather than perform a simple”store and forward” function. It can reduce the traffic load, reduce the delay and increase the network’s efficiency.In this thesis, we propose some modifications to enhance the TCM technique and evaluate its performance. Besides, we propose to add the playerspartition approach and change the topology from a tree to a forest. Afterwards, we investigate the cyclic topology. We design an optimized routingprotocol over a cycle topology based on the network coding technique andevaluate its performance in terms of delay and order. The results show thatby using NC coding, one can gain up to 14% of latency over an optimizedrouting protocol for the cycle topology without the use of network coding.Afterwards, we propose a practical implementation scenario of this solutionover a device-to-device (D2D) infrastructure. We finally validate the theoretical limits of delay using network simulations and discuss a number ofpractical constraints

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Mejri, Asma. "Systèmes de communications multi-utilisateurs : de la gestion d'interférence au codage réseau". Thesis, Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0086/document.

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Ce travail est dédié à l'analyse, la conception et l'évaluation des performances des schémas de codage de réseaux pour les systèmes des communications multi-terminaux. Nous étudions en premier lieu le protocole « compute-and-forward » dans le canal à accès multiples. Nous proposons un critère de construction de codes de réseaux efficaces pour cette stratégie basé sur la résolution d'un problème du vecteur le plus court d'un réseau de points. En addition, nous développons de nouveaux algorithmes de décodage prouvés numériquement plus performants que le décodeur existant du CF. La deuxième partie concerne l'implémentation du protocole CF dans le canal à relais bidirectionnel et le canal à sources et relais multiples. Nous développons des algorithmes de construction de schémas de codage pour le CF et évaluons théoriquement et par simulations numériques leurs performances. La dernière partie concerne le canal MIMO distribué et en particulier une nouvelle architecture de décodeurs « integer forcing » inspirés par le protocole CF. Nous proposons de nouveaux algorithmes de construction des paramètres optimaux de ces décodeurs et montrons par simulations qu'ils apportent un gain significatif par rapport aux récepteurs linéaires existants
This work is dedicated to the analysis, design and performance evaluation of physical layer network coding strategies in multiuser communication systems. The first part is devoted to study the compute-and-forward protocol in the basic multiple access channel. For this strategy, we propose an optimal solution to design efficient network codes based on solving a lattice shortest vector problem. Moreover, we derive novel bounds on the ergodic rate and the outage probability for the CF operating in fast and slow fading channels respectively. Besides, we develop novel decoding algorithms proved numerically to outperform the traditional decoding scheme for the CF. The second part is dedicated to the design and end-to-end performance evaluation of network codes for the CF and the analog network coding in the two-way relay channel and the multi-source multi-relay channel. For each network model we study the decoding at the relay nodes and the end destination, propose search algorithms for optimal network codes for the CF and evaluate, theoretically and numerically, the end-to-end error rate and achievable transmission rate. In the last part, we study new decoders for the distributed MIMO channel termed integer forcing (if). Inspired by the CF, if receivers take advantage of the interference provided by the wireless medium to decode integer linear combinations of the original codewords. We develop in our work efficient algorithms to select optimal if receivers parameters allowing to outperform existing suboptimal linear receivers

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Mejri, Asma. "Systèmes de communications multi-utilisateurs : de la gestion d'interférence au codage réseau". Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0086.

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Ce travail est dédié à l'analyse, la conception et l'évaluation des performances des schémas de codage de réseaux pour les systèmes des communications multi-terminaux. Nous étudions en premier lieu le protocole « compute-and-forward » dans le canal à accès multiples. Nous proposons un critère de construction de codes de réseaux efficaces pour cette stratégie basé sur la résolution d'un problème du vecteur le plus court d'un réseau de points. En addition, nous développons de nouveaux algorithmes de décodage prouvés numériquement plus performants que le décodeur existant du CF. La deuxième partie concerne l'implémentation du protocole CF dans le canal à relais bidirectionnel et le canal à sources et relais multiples. Nous développons des algorithmes de construction de schémas de codage pour le CF et évaluons théoriquement et par simulations numériques leurs performances. La dernière partie concerne le canal MIMO distribué et en particulier une nouvelle architecture de décodeurs « integer forcing » inspirés par le protocole CF. Nous proposons de nouveaux algorithmes de construction des paramètres optimaux de ces décodeurs et montrons par simulations qu'ils apportent un gain significatif par rapport aux récepteurs linéaires existants
This work is dedicated to the analysis, design and performance evaluation of physical layer network coding strategies in multiuser communication systems. The first part is devoted to study the compute-and-forward protocol in the basic multiple access channel. For this strategy, we propose an optimal solution to design efficient network codes based on solving a lattice shortest vector problem. Moreover, we derive novel bounds on the ergodic rate and the outage probability for the CF operating in fast and slow fading channels respectively. Besides, we develop novel decoding algorithms proved numerically to outperform the traditional decoding scheme for the CF. The second part is dedicated to the design and end-to-end performance evaluation of network codes for the CF and the analog network coding in the two-way relay channel and the multi-source multi-relay channel. For each network model we study the decoding at the relay nodes and the end destination, propose search algorithms for optimal network codes for the CF and evaluate, theoretically and numerically, the end-to-end error rate and achievable transmission rate. In the last part, we study new decoders for the distributed MIMO channel termed integer forcing (if). Inspired by the CF, if receivers take advantage of the interference provided by the wireless medium to decode integer linear combinations of the original codewords. We develop in our work efficient algorithms to select optimal if receivers parameters allowing to outperform existing suboptimal linear receivers

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Hatefi, Atoosa. "Codage distribué pour les réseaux coopératifs sans fil". Phd thesis, Supélec, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00829100.

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Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et à la conception pratique de schémas de codage conjoint réseau/canal adaptés à différents scénarii de communications dans les réseaux sans fil. Contrairement aux hypothèses conventionnelles retenues dans la littérature (accès multiple orthogonal, absence d'erreurs sur certains liens), les caractéristiques de diffusion et de superposition des signaux propres au canal radio et la présence d'évanouissements lents et de bruit sur tous les liens sont prises en compte dans la formulation du problème et exploitées. Différentes stratégies de coopération au niveau du ou des relais sont examinées et comparées. Le point commun entre toutes ces stratégies est que le système doit fonctionner même en absence de coopération. Seuls le ou les relais et la destination sont informés d'une coopération. Ni les sources, ni le ou les relais ne connaissent l'état du canal à l'émission. Le premier volet de la thèse porte sur le canal à accès multiple avec relais unique (slow fading MARC). Le problème du codage et décodage conjoint canal/réseau (JNCC/JNCD) est étudié sur un plan théorique et pratique. Différentes hypothèses au niveau de l'accès multiple (semi-orthogonal et non-orthogonal) et différents modes de fonctionnement du relais (half-duplex et full-duplex) sont envisagés. Une nouvelle stratégie de coopération adaptative (SDF pour selective decode and forward) est définie dans laquelle le relais calcule et retransmet une fonction déterministe des messages de sources qu'il a pu décoder sans erreur. Le ré-encodage, défini sur un corps fini (corps binaire), est également conçu de manière à assurer que la performance finale au niveau de la destination atteint bien un ordre de diversité 2. Le modèle de canal MARC est par la suite étendu à plusieurs relais (slow fading MAMRC). Une analyse théorique est conduite et des nouveaux schémas JNCC/JNCD permettant de s'approcher des limites théoriques sont décrits. Afin d'assurer la diversité pleine, nous proposons de combiner un codage canal binaire et un codage réseau non-binaire. Pour les deux types de canaux, nous montrons que l'interférence naturellement induite par la diffusion des signaux dans un environnement sans fil, n'est pas un inconvénient mais bien un avantage dès lors qu'on est en mesure de la traiter via des techniques de codage et de décodage sophistiquées (turbo codes et leur décodage, turbo détection). Les gains en termes de capacité (rapportée à une certaine probabilité de coupure) obtenus avec un accès multiple semi-orthogonal ou non-orthogonal sont substantiels comparés à un accès multiple orthogonal (référence). Dans la dernière partie de la thèse, la stratégie de coopération SDF est comparée à deux autres stratégies de coopération s'appuyant sur un procédé de décodage-et-retransmission "souple" (sans prise de décisions intermédiaires) : l'une basée sur les rapports logarithmiques de probabilité a posteriori sur les bits codés et l'autre basée sur l'estimation de l'erreur quadratique moyenne (MSE). Nous vérifions que la stratégie de coopération SDF fonctionne bien dans la plupart des configurations, les stratégies de coopération souples n'améliorant légèrement les performances que dans certains cas extrêmes.

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Rault, Patrick. "Codage sous-bandes base région et quantification vectorielle sur réseau : application à l'image". Rennes 1, 1998. http://www.theses.fr/1998REN10019.

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Le cadre de cette these est celui du codage d'images basees region. Deux themes majeurs sont etudies : la transformation en sous-bandes basee region et l'indexation dans le contexte de la quantification vectorielle. Les transformations sous-bandes basees regions developpees s'appliquent a des regions de formes arbitraires en conservant l'echantillonnage critique. Elles sont independantes de la localisation de la region dans l'image et le traitement de l'<<<>interieur<>>> d'une region est independant de sa forme. Dans cette optique une transformation en <<<>ondelettes sur l'intervalle<>>> est presentee. Afin de pouvoir utiliser des bancs de filtres variant par decalage, une nouvelle methode de factorisation est developpee : elle permet de synthetiser des transformations orthogonales basees sur l'intervalle d'une maniere simple a partir des transformations <<<>classiques<>>>. Le probleme <<<>majeur<>>> actuel de la quantification vectorielle est la taille des dictionnaires necessaire pour l'indexation. Il est propose une methode complete d'indexation, n'utilisant pas de dictionnaire, de tres faible cout de calcul, s'appliquant a la plupart des reseaux utilises en quantification. Elle est particulierement bien adaptee pour des sources gaussiennes ou laplaciennes qui modelisent couramment les sous-bandes en image.

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Chavy, Cyril. "Codeur neuronal prédictif : application au codage de phonèmes". Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066526.

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Gara, Slim. "Allocation dynamique des ressources pour la transmission de la vidéo sur un réseau ATM". Versailles-St Quentin en Yvelines, 1998. http://www.theses.fr/1998VERS0007.

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Le développement des applications multimédia avec des contraintes temps réels repose sur la réduction des besoins en ressources de ces applications à travers des mécanismes de compression, l'optimisation de l'allocation des ressources au niveau du réseau et la garantie d'une qualité constante aussi bien au niveau de la compression que de la transmission de l'information. Un environnement pour le contrôle de trafic et des congestions dans un réseau atm a été défini par l'uit-t et l'atm-forum. La transmission d'un trafic variable avec un contrat cbr conduit soit à une sous-utilisation des ressources du réseau soit à une augmentation du délai de transmission. Le gain obtenu avec un contrat rt-vbr grâce au multiplexage statistique induit inévitablement des pertes aléatoires de cellules au sein du réseau. Avec le contrat abt/dt, la transmission d'un bloc de données est précedée d'une phase de réservation préalable des ressources. Selon la version rigide du contrat abt/dt, une demande de bande passante échoue si la bande passante demandée n'est pas disponible. La mise en place du contrat abt devrait reposer sur l'utilisation du protocole frp. Dans le cadre de cette étude, nous avons présenté un schéma global de transport de la vidéo. Nous avons défini une version élastique du contrat abt/dt et du protocole frp/dt ou la bande passante réservée peut être inférieure a celle requise. Nous avons aussi proposé un mécanisme de régulation du codeur au niveau image afin d'adapter le codeur à la bande passante réservée ou au contrat négocié. Enfin, nous avons étudié les performances du protocole proposé. Avec la version rigide, le taux de réduction des fortes demandes de bande passante est de loin plus important que celui des faibles demandes de bande passante. Les résultats obtenus montrent que la version élastique réduit cette différence et assure ainsi un taux de réduction plus équitable entre les fortes et les faibles demandes de bande passante.

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Savard, Anne. "Codage pour les communications coopératives : Codage de source distribué et canaux à relais". Thesis, Cergy-Pontoise, 2015. http://www.theses.fr/2015CERG0774/document.

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L'augmentation du trafic sur les réseaux sans fil ne permet plus de traiter les données en utilisant les protocoles standard des réseaux filaires, qui sont eux sans interférences. Ainsi, les nœuds des réseaux sans fil doivent coopérer en exploitant les corrélations inhérentes à la proximité des utilisateurs afin d'exploiter au mieux la capacité d'un tel réseau.Dans cette thèse, nous considérons tout d'abord le problème de codage de source avec information adjacente compressée. Le nœud coopératif, ayant accès à un signal corrélé avec celui de la source, peut en envoyer une version compressée au destinataire sur un lien indépendant, permettant d'économiser du débit sur le lien principal. En utilisant une caractérisation des cellules de Voronoi du quantificateur utilisé, nous avons pu améliorer un algorithme de décodage itératif basé sur des codes LDPC.La seconde partie de la thèse traite des problèmes de codage de canal, où les nœuds coopératifs sont des relais. L'exemple le plus simple d'une telle communication est le canal à relais, où un relais aide à la communication entre la source et la destination. Alors que dans le problème de codage de source, le canal de corrélation entre la source et le nœud coopératif est fixé, dans le codage de canal, la question est de savoir quelle opération effectuer au relais. Tout d'abord, nous considérons un problème quelque peu dual au problème de codage de source avec information adjacente compressée, en considérant des bruits corrélés au relais et la destination. Puis, nous étudions des bornes sur la capacité et des débits atteignables pour deux extensions du canal à relais, le canal à relais bidirectionnel avec des bruits corrélés au relais et aux destinations, où deux sources échangent leurs données avec l'aide d'un relais, et le canal multidirectionnel avec liens directs (qui modélisent la proximité des utilisateurs), où les utilisateurs sont regroupés dans des clusters et échangent leurs données localement au sein d'un même cluster avec l'aide d'un relais
The current wireless data traffic growth cannot be handled by classical multi-hop network protocols as in interference-free wired networks, thus it has been recognized that network nodes need to cooperate in order to take advantage of source and/or channel signal correlations, which is needed to achieve fundamental capacity limits.This thesis first considers a cooperative source coding problem, namely binary source coding with coded side information (CoSI): the helper node has access to a signal that is correlated with the source and may send a compressed version on a separate link to the destination, thus rate can be saved on the main source-destination link. Using a characterization of the Hamming-space Voronoi regions of the quantizer at the helper node, an improved practical scheme based on LDPC codes is proposed.The second part of the thesis considers cooperative channel coding, where helper nodes are relays. The simplest example of such a communication is the relay channel, in which a relay node helps the source to send its message to the destination. Whereas in the source coding problem, the correlation between source and side information is given, in channel coding, the main question is to find the best relaying operation. First, a somewhat dual problem to source coding with CoSI is studied, by considering correlated noises at the relay and destination. Then, various extensions of the relay channel are characterized using upper bounds on capacity and achievable rates: the two-way relay channel with correlated noises at the relay and destinations, where two sources wish to exchange their data with the help of a relay, and the multiway relay channel with direct links, where users, grouped into fully connected clusters (users in a cluster can overhear each others' messages), wish to exchange their messages locally within a cluster with the help of one relay

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Kadi, Nour. "Optimized broadcasting in wireless ad-hoc networks using network coding". Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112380.

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Le "Codage Réseau" (Network Coding) est une nouvelle technique qui permet aux routeurs de combiner les flux qu'ils reçoivent et à rediriger ces combinaisons vers les différentes routes. Il a été montré que le codage réseau, combinée avec la diffusion sans fil, peut potentiellement améliorer les performances en termes de débit, l'efficacité énergétique et l'utilisation de bande passante. Notre étude commence par l'intégration de codage réseaux avec la technique de relais multipoint (MPR). MPR est un mécanisme de diffusion efficace qui a été utilisé dans de nombreux protocoles sans fil. Nous montrons que la combinaison de deux techniques ensemble peut réduire le nombre de paquets transmis et augmenter le débit. Nous avons réduit la complexité en proposant un système de codage opportuniste qui effectue des opérations de codage sur le corps binaire. Au lieu de combiner les paquets reçus de manière linéaire, nous employons de sommation arithmétique modulo 2. A chaque transmission, un nœud choisit les paquets pour coder en utilisant les informations sur l'état de voisins tente de livrer un nombre maximum de paquets. Pour réduire Le surcoût (overhead), c'est-à-dire la quantité d'information de contrôle échangée, nous proposons un nouveau schéma de codage. Il utilise LT-code (un type de code fontaine) pour éliminer le besoin d'un feedback parfait entre les voisins. Ce système effectue le codage et le décodage avec une complexité logarithmique. Nous optimisons LT-code pour accélérer le processus de décodage. L'optimisation est réalisée en proposant une nouvelle distribution qui sera utilisés durant le processus d'encodage. Cette distribution permet aux nœuds intermédiaires de décoder même si peu de paquets codés sont reçus
Network coding is a novel technique which attracts the research interest since its emergence in 2000. It was shown that network coding, combined with wireless broadcasting, can potentially improve the performance in term of throughput, energy efficiency and bandwidth utilization. Our study begins with integrating network coding with multipoint relay (MPR) technique. MPR is an efficient broadcast mechanism which has been used in many wireless protocols. We show how combining the two techniques together can reduce the number of transmitted packets and increase the throughput. We further reduce the complexity by proposing an opportunistic coding scheme which performs coding operations on the binary field. Instead of linearly combining packets, we employ arithmetic summing packets in modulo 2, which simply corresponds to XOR the corresponding bits in each packet. These operations are computationally cheap. Using neighbors state information, a node in our scheme chooses packets to encode and transmit at each transmission trying to deliver a maximum number of packets. Therefore, an exchange of the reception information between the neighbors is required. To reduce the overhead of the required feedback, we propose a new coding scheme. It uses LT-code (a type of fountain code) to eliminate the need of a perfect feedback among neighbors. This scheme performs encoding and decoding with a logarithmic complexity. We optimize LT-code to speed up the decoding process. The optimization is achieved by proposing a new degree distribution to be used during the encoding process. This distribution allows intermediate nodes to decode more symbols even when few encoded packets are received

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Greco, Claudio. "Diffusion robuste de la vidéo en temps réel sur réseau sans fil". Phd thesis, Télécom ParisTech, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00998679.

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Au cours de cette dernière dizaine d'années, l'intérêt pour la diffusion en temps réel de séquences vidéo sur réseaux sans fil ad-hoc a grandi sans cesse, en raison de l'attrayante propriété d'être capable de déployer un système de communication visuelle à tout moment et en tout lieu, sans la nécessité d'une infrastructure préexistante. Une large gamme d'applications des opérations militaires et de sauvetage, jusqu'aux applications commerciales, éducatives, récréatives, a été envisagée, ce qui a crée un grand intérêt pour toutes les technologies concernées. L'objectif de cette thèse est de fournir un service efficace et robuste de diffusion vidéo en temps réel sur réseaux mobiles ad-hoc, avec un aperçu des solutions disponibles à ce moment, et de proposer de nouvelles solutions qui permettraient de surmonter les limites de celles actuelles. Nos contributions touchent à plusieurs aspects du paradigme mobile vidéo streaming : une nouvelle technique de codage vidéo par descriptions multiples, qui fournit une qualité vidéo acceptable, même en présence d'un taux élevé de pertes ; un protocole cross-layer pour la création et le maintien d'un réseau de overlay, qui, avec un échange de messages limité, géré de façon repartie un ensemble d'arbres de multicast, un pour chaque description du flux ; un cadre original de fonctions distribuées pour l'optimisation congestion-distorsion, qui, grâce à une représentation compacte des informations de topologie, permet aux nœuds d'apprendre la structure du overlay et d'optimiser leur comportement en conséquence ; et enfin, une intégration avec le paradigme émergent du codage réseau.

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de, Cuetos Philippe. "Streaming de Vidéos Encodées en Couches sur Internet avec Adaptation au Réseau et au Contenu". Phd thesis, Télécom ParisTech, 2003. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000489.

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Dans cette thèse nous proposons de nouvelles techniques et de nouveaux algorithmes pour améliorer la qualité des applications de streaming vidéo sur Internet. Nous formulons des problèmes d'optimisation et obtenons des politiques de contrôle pour la transmission sur le réseau Internet actuel sans qualité de service. Cette thèse étudie des techniques qui adaptent la transmission à la fois aux conditions variables du réseau (adaptation au réseau) et aux caractéristiques des vidéos transmises (adaptation au contenu). Ces techniques sont associées au codage en couche de la vidéo et au stockage temporaire de la vidéo au client. Nous évaluons leurs performances à partir de simulations avec des traces réseau (connexions TCP) et à partir de vidéos encodées en MPEG-4 FGS. Nous considérons tout d'abord des vidéos stockées sur un serveur et transmises sur une connexion TCP-compatible sans perte. Nous comparons les mécanismes d'ajout/retranchement de couches et de changement de versions; nous montrons que la flexibilité du codage en couches ne peut pas compenser, en général, le surcoût en bande passante par rapport au codage vidéo conventionnel. Deuxièmement, nous nous concentrons sur une nouvelle technique de codage en couches, la scalabilité à granularité fine (dite FGS), qui a été conçue spécifiquement pour le streaming vidéo. Nous proposons un nouveau cadre d'étude pour le streaming de vidéos FGS et nous résolvons un problème d'optimisation pour un critère qui implique la qualité des images et les variations de qualité durant l'affichage. Notre problème d'optimisation suggère une heuristique en temps réel dont les performances sont évaluées sur des protocoles TCP-compatibles différents. Nous montrons que la transmission sur une connexion TCP-compatible très variable, telle que TCP, résulte en une qualité comparable à une transmission sur des connexions TCP-compatibles moins variables. Nous présentons l'implémentation de notre heuristique d'adaptation dans un système de streaming de vidéos MPEG-4. Troisièmement, nous considérons le cadre d'étude général du streaming optimisé suivant les caractéristiques débit-distorsion de la vidéo. Nous analysons des traces débit-distorsion de vidéos de longue durée encodées en MPEG-4 FGS, et nous observons que le contenu sémantique a un impact important sur les propriétés des vidéos encodées. A partir de nos traces, nous examinons le streaming optimal à différents niveaux d'agrégation (images, groupes d'images, scènes); nous préconisons l'adaptation optimale scène par scène, qui donne une bonne qualité pour une faible complexité de calcul. Finalement, nous proposons un cadre d'optimisation unifié pour la transmission de vidéos encodées en couches sur des canaux à pertes. Le cadre d'étude proposé combine l'ordonnancement, la protection contre les erreurs par les FEC et la dissimulation d'erreur au décodeur. Nous utilisons des résultats sur les Processus de Décision de Markov (MDPs) à horizon infini et gain moyen, pour trouver des politiques de transmission optimales avec une faible complexité et pour un large éventail de mesures de qualité. Nous montrons qu'il est crucial de considérer la dissimulation d'erreur au décodeur dans la procédure d'optimisation de l'ordonnancement et de la protection contre les erreurs afin d'obtenir une transmission optimale.

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Smirani, Sinda. "Étude du codage réseau au niveau de la couche physique pour les canaux bidirectionnels à relais". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00962333.

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Le codage réseau est apparu comme une technique alternative au routage au niveau de la couche réseau permettant d'améliorer le débit et d'optimiser l'utilisation de la capacité du réseau. Récemment, le codage réseau a été appliqué au niveau de la couche physique des réseaux sans-fil pour profiter de la superposition naturelle des signaux effectuée par le lien radio. Le codage réseau peut être vue comme un traitement interne du réseau pour lequel différentes techniques de relayage peuvent être utilisées. Cette thèse étudie un ensemble de traitements ayant des compromis variés en terme de performance et complexité. Nous considérons le canal bidirectionnel à relais, un modèle de canal de communication typique dans les réseaux coopératifs, où deux terminaux s'échangent mutuellement des messages par l'intermédiaire d'un relais. La communication se déroule en deux phases, une phase à accès multiple et une phase de broadcast. Pour ce scénario, nous analysons, dans une première partie, une stratégie de "decode-and-forward". Nous considérons, pour cette étude, des alphabets de taille finie et nous calculons les probabilités moyennes d'erreur de bout-en-bout en se basant sur la métrique d'exposant d'erreur du codage aléatoire. Puis, nous dérivons les régions des débits atteignables par rapport à une probabilité d'erreur maximale tolérable au niveau de chaque nœud. Dans une deuxième partie de la thèse, nous proposons deux schémas de codage réseau pratiques, avec complexité réduite, qui se basent sur la stratégie de relayage "compress-and-forward" (CF). Le premier schéma utilise un codage en réseau de points imbriqués (nested lattices). Le deuxième schéma est une version améliorée qui permet d'atteindre des débits de données supérieurs pour l'utilisateur qui a les meilleures conditions canal. Nous construisons les régions des débits atteignables par les deux schémas proposés tout en optimisant la répartition du temps alloué à chacune des deux phases de transmission. Après l'étude du régime asymptotique, nous analysons le schéma de codage CF avec des réseaux de points de dimension finie. Nous nous concentrons sur le problème de la transmission analogique où la distorsion est optimisée. Enfin, nous étudions l'application d'un schéma de codage, basé sur la stratégie CF avec des réseaux de points imbriqués, pour le canal bidirectionnel à canaux parallèles. Ainsi, nous présentons deux régions de débits atteignables selon la technique de traitement, conjoint ou séparé, des sous-canaux par le relais.

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Jean, Antoine. "Codage de parole bas débit robuste sur réseau IP utilisant la notion de qualité de service". Thèse, Université de Sherbrooke, 2001. http://hdl.handle.net/11143/5794.

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Le codage de parole pour les communications temps réel a été conçu pour fonctionner sur des réseaux à commutation de circuits. Il a évolué en fonction de ces réseaux et avec eux. Avec l'avènement du transport de la voix sur les réseaux par paquets, les intégrateurs ont utilisé les systèmes disponibles, c'est-à-dire précisément les codeurs du monde de la commutation de circuits. Même si des méthodes d'augmentation de la robustesse existent pour gérer les problèmes spécifiques du transport par paquets, ces méthodes n'interagissent que peu avec le système de codage lui même. Pour maintenir la qualité de la parole au récepteur, on a construit un système de codage adaptatif qui tient compte des caractéristiques du canal et du type de sons à encoder à un moment donné. Ce système génère un flot qui permet de maintenir la qualité de la parole au récepteur dans une communication temps réel lorsque le réseau se dégrade.Le codage proprement dit et les méthodes de codage de canal se font conjointement en fonction des variations de différents paramètres de Qualité de Service, dans ce qu'on appelle un système de codage par paquets. L'étude est réalisée à partir de données réseau provenant d'Internet, comme exemple de réseau IP possédant des mécanismes encore restreints ou inexistants de gestion de la Qualité de Service.

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Seck, Mactar. "Conception et réalisation d'une machine parallèle de codage d'images à bas débit sur un réseau de transputers". Metz, 1993. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1993/Seck.Mactar.SMZ9326.pdf.

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Cette thèse est une contribution à la parallélisation d'algorithmes de traitement du signal. Elle justifie la nécessite du parallélisme en traitement du signal et en traitement d'images en particulier. En s'appuyant sur un exemple précis, il nous est montré que le traitement d'images est un domaine privilégié pour l'étude et la mise en oeuvre du parallélisme. En effet au travers d'un algorithme de codage d'images à bas débit, plusieurs techniques de parallélisation ont été mises au point. Les parties logicielles critiques ont été remplacées par des cartes prototypes spécialisées. C'est ainsi qu'une carte tcd (transformée en cosinus discrète) et un quantificateur vectoriel intégré ont été développé pour réaliser une machine parallèle basée sur un réseau de transputers, destinée dans un premier temps au codage d'images à bas débit. Cette machine incorpore quelques concepts architecturaux très intéressants dont plusieurs ont fait l'objet d'une demande de brevet. Inscrite dans un cadre technologique précis, le champ d'application de cette machine est plus vaste que le codage d'images (contrôle de processus industriel, détection de panne, biomédical, etc. )
This thesis is a contribution to algorithms parallelization in signal processing and moreover in image processing. Through a precise example, it appears that image processing application is a privileged field for the study and implementation of parallelism. Many parallelism techniques have been tested on a low rate image coding algorithm. Our purpose was to achieve a low-cost Transputer system for image coding. The critical sofware parts have been replaced by specialized prototype cards. DCT (discrete cosine tranformation) and Q. V. (vector quantization) cards were developed, and then used in a parallel machine based on a network of transputers. This machine includes very interesting architectural concepts, some of wich were patented

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Mahé, Pierre. "Codage ambisonique pour les communications immersives". Thesis, La Rochelle, 2022. http://www.theses.fr/2022LAROS011.

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Cette thèse s’inscrit dans le contexte de l’essor des contenus immersifs. Depuis quelques années, les technologies de captation et de restitution sonore immersive se sont développées de manière importante. Ce nouveau contenu a fait naître le besoin de créer de nouvelles méthodes dédiées à la compression audio spatialisée, notamment dans le domaine de la téléphonie et des services conversationnels. Il existe plusieurs manières de représenter l’audio spatialisé, dans cette thèse nous sommes intéressés à l’ambisonie d’ordre 1. Dans un premier temps, nos travaux ont porté sur la recherche d’une solution pour améliorer le codage multimono. Cette solution consiste en un traitement en amont du codec multimono pour décorréler les signaux des composantes ambisoniques. Une attention particulière a été portée à la garantie de continuité du signal entre les trames et à la quantification des métadonnées spatiales. Dans un second temps, nous avons étudié comment utiliser la connaissance de la répartition de l’énergie du signal dans l’espace, aussi appelée image spatiale, pour créer de nouvelles méthodes de codage. L’utilisation de cette image spatiale a permis d’élaborer deux méthodes de compression. La première approche proposée est basée sur la correction spatiale du signal décodé. Cette correction se base sur la différence entre les images spatiales du signal d’origine et du signal décodés pour atténuer les altérations spatiales. Ce principe a été étendu dans une seconde approche à une méthode de codage paramétrique. Dans une dernière partie de cette thèse, plus exploratoire, nous avons étudié une approche de compression par réseaux de neurones en nous inspirant de modèles de compression d’images par auto-encodeur variationnel
This thesis takes place in the context of the spread of immersive content. For the last couple of years, immersive audio recording and playback technologies have gained momentum and have become more and more popular. New codecs are needed to handle those spatial audio formats, especially for communication applications. There are several ways to represent spatial audio scenes. In this thesis, we focused on First Order Ambisonic. The first part of our research focused on improving multi-monocoding by decorrelated each ambisonic signal component before the multi-mono coding. To guarantee signal continuity between frames, efficient quantization new mechanisms are proposed. In the second part of this thesis, we proposed a new coding concept using a power map to recreate the original spatial image. With this concept, we proposed two compressing methods. The first one is a post-processing focused on limiting the spatial distortion of the decoded signal. The spatial correction is based on the difference between the original and the decoded spatial image. This post-processing is later extended to a parametric coding method. The last part of this thesis presents a more exploratory method. This method studied audio signal compression by neural networks inspired by image compression models using variational autoencoders

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Behboodi, Arash. "Réseaux coopératifs avec incertitude du canal". Phd thesis, Supélec, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00765429.

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Dans cette thèse, les réseaux coopératifs sont étudiés sous cette hypothèse que la source est incertain par rapport le canal en opération. Dans le premier chapitre, des stratégies coopératives sont développées pour les canaux à relais simultanés (SRC) lesquelles se composent d'un ensemble de deux canaux à relais parmi lesquels le canal en opération est choisi. Cela est équivalent au canal de diffusion à relais (BRC). Les bornes sur la région de capacité de BRC général sont dérivées. Les résultats de capacité sont obtenus pour les cas particuliers du canal à relais simultané semi-dégradé et dégradé Gaussien. Dans le deuxième chapitre, le canal à relais composite est considéré où le canal est tiré aléatoirement d'un ensemble de la distribution conditionnelle. Le débit est fixé en dépit du canal actuel et la probabilité d'erreur (EP) asymptotique est caractérisée. Une nouvelle stratégie de codage sélectif (SCS) est introduit permettant aux relais de choisir -selon leur mesurage du canal - la meilleur schéma de codage entre Décoder-et-Transmettre (DF) et Comprimer-et-Transmettre (CF). Les théorèmes de codage de réseau bruit généralisées sont démontrés pour le cas de réseau unicast général où les relais utilisent soit DF soit CF. Dans le troisième chapitre, le spectre asymptotique de EP est introduit en tant que nouvelle mesure de performance pour réseaux composites. Il est démontré que chaque code avec le débit hors de la borne cut-set, abouti à EP égal à un et le spectre asymptotique de EP coïncide avec la probabilité d'outage pour les réseaux satisfaisant la converse forte.

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Abdul-Nabi, Samih. "Centralized and distributed address correlated network coding protocols". Thesis, Rennes, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAR0032/document.

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Le codage de reseau (CR) est une nouvelle technique reposant, sur la realisation par les noeuds du reseau, des fonctions de codage et de decodage des donnees afin d’ameliorerle debit et reduire les retards. En utilisant des algorithmes algebriques, le codage consiste àcombiner ensemble les paquets transmis et le decodage consiste à restaurer ces paquets. Cette operation permet de reduire le nombre total de transmissions de paquets pour echanger les donnees, mais requiere des traitements additionnels au niveau des noeuds. Le codage de reseau peut etre applique au niveau de differentes couches ISO.Toutefois dans ce travail, sa mise en noeuvre est effectuee au niveau de la couche reseau. Dans ce travail de thèse, nous presentons des techniques de codage de reseau s’appuyantsur de nouveaux protocoles permettant d’optimiser l’utilisation de la bande passante,D’ameliorer la qualite de service et de reduire l’impact de la perte de paquets dans les reseaux a pertes. Plusieurs defis ont ete releves notamment concernant les fonctions de codage/decodage et tous les mecanismes connexes utilises pour livrer les paquets echanges entre les noeuds. Des questions comme le cycle de vie des paquets dans le reseau, lacardinalite des messages codes, le nombre total d’octets transmis et la duree du temps de maintien des paquets ont ete adressees analytiquement, en s’appuyant sur des theoremes, qui ont ete ensuite confirmes par des simulations. Dans les reseaux a pertes, les methodes utilisees pour etudier precisement le comportement du reseau conduisent a la proposition de nouveaux mecanismes pour surmonter cette perte et reduire la charge.Dans la premiere partie de la these, un etat de l’art des techniques de codage de reseauxest presente a partir des travaux de Alshwede et al. Les differentes techniques sont detaillees mettant l’accent sur les codages lineaires et binaires. Ces techniques sont decrites en s’appuyant sur differents scenarios pour aider a comprendre les avantages etles inconvenients de chacune d’elles. Dans la deuxieme partie, un nouveau protocole base sur la correlation des adresses (ACNC) est presente, et deux approches utilisant ce protocole sont introduites ; l’approche centralisee ou le decodage se fait aux noeuds d’extremites et l’approche distribueeou chaque noeud dans le reseau participe au decodage. Le decodage centralise est elabore en presentant d’abord ses modeles de decision et le detail du decodage aux noeuds d’extremites. La cardinalite des messages codes recus et les exigences de mise en mémoire tampon au niveau des noeuds d’extremites sont etudiees et les notions d’age et de maturite sont introduites. On montre que le decodage distribue permet de reduire la charge sur les noeuds d’extremite ainsi que la memoire tampon au niveau des noeuds intermediaires. La perte et le recouvrement avec les techniques de codage de reseau sont examines pour les deux approches proposees. Pour l’approche centralisee, deux mecanismes pour limiter l’impact de la perte sont presentes. A cet effet, le concept de fermetures et le concept dessous-ensembles couvrants sont introduits. Les recouvrements optimaux afin de trouver l’ensemble optimal de paquets a retransmettre dans le but de decoder tous les paquets reçus sont definis. Pour le decodage distribue, un nouveau mecanisme de fiabilite saut a saut est propose tirant profit du codage de reseau et permettant de recuperer les paquets perdus sans la mise en oeuvre d’un mecanisme d’acquittement
Network coding (NC) is a new technique in which transmitted data is encoded and decoded by the nodes of the network in order to enhance throughput and reduce delays. Using algebraic algorithms, encoding at nodes accumulates various packets in one message and decoding restores these packets. NC requires fewer transmissions to transmit all the data but more processing at the nodes. NC can be applied at any of the ISO layers. However, the focus is mainly on the network layer level. In this work, we introduce novelties to the NC paradigm with the intent of building easy to implement NC protocols in order to improve bandwidth usage, enhance QoS and reduce the impact of losing packets in lossy networks. Several challenges are raised by this thesis concerning details in the coding and decoding processes and all the related mechanisms used to deliver packets between end nodes. Notably, questions like the life cycle of packets in coding environment, cardinality of coded messages, number of bytes overhead transmissions and buffering time duration are inspected, analytically counted, supported by many theorems and then verified through simulations. By studying the packet loss problem, new theorems describing the behavior of the network in that case have been proposed and novel mechanisms to overcome this loss have been provided. In the first part of the thesis, an overview of NC is conducted since triggered by the work of Alshwede et al. NC techniques are then detailed with the focus on linear and binary NC. These techniques are elaborated and embellished with examples extracted from different scenarios to further help understanding the advantages and disadvantages of each of these techniques. In the second part, a new address correlated NC (ACNC) protocol is presented and two approaches using ACNC protocol are introduced, the centralized approach where decoding is conducted at end nodes and the distributed decoding approach where each node in the network participates in the decoding process. Centralized decoding is elaborated by first presenting its decision models and the detailed decoding procedure at end nodes. Moreover, the cardinality of received coded messages and the buffering requirements at end nodes are investigated and the concepts of aging and maturity are introduced. The distributed decoding approach is presented as a solution to reduce the overhead on end nodes by distributing the decoding process and buffering requirements to intermediate nodes. Loss and recovery in NC are examined for both centralized and distributed approaches. For the centralized decoding approach, two mechanisms to limit the impact of loss are presented. To this effect, the concept of closures and covering sets are introduced and the covering set discovery is conducted on undecodable messages to find the optimized set of packets to request from the sender in order to decode all received packets. For the distributed decoding, a new hop-to-hop reliability mechanism is proposed that takes advantage of the NC itself and depicts loss without the need of an acknowledgement mechanism

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Cagnazzo, Marco. "CODAGE DES DONNÉES VISUELLES : EFFICACITÉ, ROBUSTESSE, TRANSMISSION". Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00859677.

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Après l'obtention de mon doctorat (2005), mes travaux ont porté initialement sur deux des axes de recherche de la thèse, notamment sur le codage vidéo scalable et sur le codage d'images par ondelettes adaptées à la forme (OAF). J'ai en particulier étudié la mise en place d'un codeur vidéo scalable basé sur la transformée en ondelettes par schémas lifting compensés en mouvement et allocation optimale des ressources de codage. En suite j'ai abordé le problème du critère optimal pour l'estimation de mouvement pour ce type de codeur : des meilleures performances débit-distorsion peuvent être atteintes au prix d'une augmentation de la complexité de l'estimation de mouvement. Par rapport au codage d'images par OAF, j'ai travaillé sur les conditions qui permettent à cette approche d'être compétitif avec les méthodes traditionnelles, et ensuite sur l'utilisation conjointe de la transformée en OAF avec la quantification vectorielle arborescente et avec la transformée de Karhunen-Loéve par classes pour la compression d'images multi-spectrales. J'ai aussi considéré la relation entre distorsion sur les coefficients et distorsion perceptuelle ou non-perceptuelle sur l'image résultante. Ensuite j'ai travaillé sur l'amélioration d'un codeur vidéo standard par une représentation efficace du mouvement : un premier travail, visant une très bonne précision, a abouti à une nouvelle méthode de codage sans pertes basée sur l'information mutuelle ; une deuxième approche utilise la quantification des vecteurs de mouvement, permettant de réduire le débit pour la même qualité. J'ai ensuite travaillé sur le codage vidéo distribué (CVD). Dans le contexte du CVD, la corrélation entre deux images consécutives (ou entre deux vues voisines dans le cas de vidéo multi-vues) est exploité uniquement au décodeur, tandis que les deux images sont codées séparément. Il est alors fondamental que le décodeur soit capable de construire une bonne estimation de l'image manquante : dans ce cas le codeur devra envoyer seulement quelques bits de parité d'un code à correction d'erreurs pour améliorer l'estimation jusqu'à avoir une qualité acceptable. Dans ce cadre, mes travaux ont visé surtout à améliorer l'estimation de l'image manquante, par une description précise du mouvement : un premier axe est basé sur la représentation dense des champs de vecteurs de mouvement ; un deuxième sur la modélisation des trajectoires des objets ; les méthodes basées sur les hash, de raffinement successif et de fusion du mouvement global avec le mouvement local ont également donné des bons résultats. Ces techniques d'estimation peuvent être utilisées dans le cadre du codage par descriptions multiples : les images paires et impaires d'une séquence vidéo sont codées dans deux flux séparés avec un codeur standard, et le décodeur peut reproduire le taux original d'images par seconde même s'il reçoit un seul flux : les techniques de CVD permettent de reconstruire l'image manquante. Le CVD permet également de gérer efficacement le compromis entre degré d'interactivité, occupation d'espace de stockage et besoins de bande passante lors du streaming interactif de vidéos multi-vues. Le CVD de la vidéo 3D comporte des problématiques liées au codage des cartes de profondeur à la détection et la gestion des occlusions, et à la fusion des estimations temporelles et inter-vues. Finalement je me suis aussi occupé de la relation entre qualité de l'estimation de l'image manquante et le débit de codage total associé. Même en dehors du cadre du CVD, la compression vidéo 3D, ou plus précisément, de la vidéo multi-vues (VMV) et de la vidéo multi-vues avec profondeur (MVP) est également un domaine majeur de mon activité de recherche. Je me suis intéressé aux méthodes d'estimation dense de disparité, au codage de cartes de profondeur et au codage par Don't Care Regions (DCR) c'est à dire, en considérant les erreurs sur l'image synthétisé avec la carte de profondeur plutôt que la carte de profondeur elle-même. Le dernier domaine de recherche concerne la distribution de la vidéo sur réseau. Dans le cas de réseau filaire, j'ai travaillé sur une approche network-aware pour la distribution coopérative de vidéo. Dans le cas de réseau sans fils, je me suis intéressé à un protocole cross-layer qui minimise le nombre de message échangé, tout en garantissant à tous les nœuds la réception de la vidéo. Ce protocole a ensuite été amélioré pour prendre en compte les compromis entre distorsion et congestion sur le réseau. Ce protocole peut être utilisé conjointement au codage réseau pour maximiser le throughput du réseau et pour améliorer la robustesse de la communication. Les techniques de codage réseau peuvent également être utilisées avec le codage à descriptions multiples pour ultérieurement améliorer la robustesse, et avec le codage de la vidéo multi-vues pour optimiser (en sens débit-distorsion) la planification d'envoi des paquets vidéo.

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Le, Scouarnec Nicolas. "Codage pour l'optimisation de ressources dans les systèmes distribués". Phd thesis, INSA de Rennes, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00545641.

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Au sein de cette thèse, nous étudions l'utilisation de codes dans les systèmes de diffusion distribués et dans les systèmes de stockage auto-réparant. Les codes ont été largement utilisés afin de construire des systèmes fiables à partir d'éléments non fiables. A ce titre, les codes sont très utiles dans les systèmes distribués et surpassent les approches sans codes. Cependant, dans la pratique, les codes sont souvent délaissés notamment à cause de leurs coûts de décodage élevés et de leurs coûts de réparation plus élevés. Nous étudions la possibilité de réduire les coûts annexes afin de rendre les codes plus attrayants. Ainsi, nous proposons d'adapter un protocole de diffusion épidémique afin de profiter au plus des codes fontaines et nous construisons de nouveaux codes réseau basse complexité. Puis nous étudions l'utilisation de codes réseaux dans les systèmes de stockage afin d'offrir des compromis optimaux entre coûts de stockage et de réparation.

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Greco, Claudio. "Diffusion robuste de la vidéo en temps réel sur réseau sans fil". Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2012. http://www.theses.fr/2012ENST0032.

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Au cours de cette dernière dizaine d’années, l’intérêt pour la diffusion en temps réel de séquences vidéo sur réseaux sans fil ad-hoc a grandi sans cesse, en raison de l'attrayante propriété d’être capable de déployer un système de communication visuelle à tout moment et en tout lieu, sans la nécessité d'une infrastructure préexistante. Une large gamme d'applications des opérations militaires et de sauvetage, jusqu'aux applications commerciales, éducatives, récréatives, a été envisagée, ce qui a crée un grand intérêt pour toutes les technologies concernées. L'objectif de cette thèse est de fournir un service efficace et robuste de diffusion vidéo en temps réel sur réseaux mobiles ad-hoc, avec un aperçu des solutions disponibles à ce moment, et de proposer de nouvelles solutions qui permettraient de surmonter les limites de celles actuelles. Nos contributions touchent à plusieurs aspects du paradigme mobile vidéo streaming : une nouvelle technique de codage vidéo par descriptions multiples, qui fournit une qualité vidéo acceptable, même en présence d'un taux élevé de pertes ; un protocole cross-layer pour la création et le maintien d'un réseau de overlay, qui, avec un échange de messages limité, géré de façon repartie un ensemble d'arbres de multicast, un pour chaque description du flux ; un cadre original de fonctions distribuées pour l'optimisation congestion-distorsion, qui, grâce à une représentation compacte des informations de topologie, permet aux nœuds d'apprendre la structure du overlay et d'optimiser leur comportement en conséquence ; et enfin, une intégration avec le paradigme émergent du codage réseau
During the last decade, real-time video streaming over ad-hoc networks has gathered an increasing interest, because of the attractive property of being able to deploy a visual communication system anytime and anywhere, without the need for a pre-existing infrastructure. A wide range of target applications, from military and rescue operations, to business, educational, and recreational scenarios, has been envisaged, which has created great expectations with respect to the involved technologies. The goal of this thesis is to provide an efficient and robust real-time video streaming system over mobile ad-hoc networks, proposing cross-layer solutions that overcome the limitations of both the application and network solutions available at this time. Our contributions cover several aspects of the mobile video streaming paradigm: a new multiple description video coding technique, which provides an acceptable video quality even in presence of high loss rates; a novel cross-layer design for an overlay creation and maintenance protocol, which, with a low overhead, distributedly manages a set of multicast trees, one for each description of the stream; an original distributed congestion-distortion optimisation framework, which, through a compact representation of the topology information, enables the nodes to learn the structure of the overlay and optimise their behaviour accordingly; and, finally, an integration with the emerging network coding paradigm

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Grimbert, Laurent. "Transmission vidéo MPEG-2 à deux niveaux de priorité sur réseau ATM". Valenciennes, 1998. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/53ac8532-1075-48ef-b4f2-ddb3e1de701d.

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La nature variable et aléatoire du trafic vidéo MPEG-2 nécessite le contrôle du débit de chaque source à l'entrée du réseau ATM. Cependant, l'élimination des cellules en excès peut occasionner la perte d'une partie d'image, d'une image complète ou d'un groupe d'images entier dans les cas de pertes d'en-têtes MPEG-2. Pour pallier ce problème, nous proposons dans cette thèse d'utiliser une transmission vidéo à deux niveaux de priorité. Une des originalités de notre étude réside dans le choix des modes de transmission : flux haute priorité sur canal a débit constant (CBR) et flux basse priorité sur canal à débit variable (VBR). Ce système se distingue des autres méthodes (ARQ, FEC,) par sa capacité à garantir la réception des données vidéo de base, sans entrainer une augmentation inacceptable du débit et du délai de transmission, ni perdre de vue l'intérêt majeur de la transmission sur réseau ATM : le multiplexage statistique. L'innovation de ce travail consiste à quantifier les conséquences du choix d'un codage vidéo à deux niveaux de priorité en termes de qualité de service (QOS), d'allocation de ressources, de cout de transmission et de multiplexage statistique. Pour cela, nous avons dans un premier temps étudié une modélisation des flux de cellules sortant des codeurs MPEG-2. Sur la base du processus MMPP(2). Un modèle original, capable de prendre en considération les caractéristiques spatiales du contenu des images ainsi que les différents types d'image du codage MPEG-2 (i, p et b), est propose. L'étude comparative complété des deux modes de codage a deux niveaux de priorité retenus pour ce travail, le DP et le SNR-s, constitue la deuxième originalité de cette thèse. Nous avons pu mettre l'accent sur l'intérêt à transmettre en mode dp plutôt qu'en mode SNR-s, grâce à un flux haute priorité DP de débit plus faible et moins variable, et donc moins couteux. Une comparaison inédite des bandes passantes des codages en mode DP et SNR-s, par rapport au codage monocouche traditionnel, fait apparaitre une légère augmentation du débit total a allouer en transmission a deux niveaux, ce qui correspond au prix a payer en échange de la qualité de service supplémentaire. Nous nous sommes finalement intéressés au cout de transmission a partir de la tarification publiée par un operateur de télécommunications. Outre le fait que la grille de tarifs proposée est inadéquate avec un service vidéo de type grand public, nous nous sommes aperçus de l'inadaptation du rapport des couts du mode CBR sur le mode VBR.

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Vu, Xuan Thang. "Joint Network / Channel Decoding over Noisy Wireless Networks". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01060330.

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Network coding (NC) has gained much research attention as a potential candidate to solve the demand for higher spectral e ciency of modern wireless communications. Many research papers have investigated the performance of NC-aided networks such as throughput and outage capacity. However, the analysis of NC in practical systems where NC is combined with other techniques such as channel coding is still immature to fully understand its potential performance. In this thesis, we aim to design high performance receivers and analyze its performance for network-coded cooperative networks in practical scenarios. Firstly, we propose two Iterative Network/Channel Decoding (INCD) algorithms for the Multiple-Access Relay Channel (MARC) with two notable relaying schemes named Decode-and-Forward (DF) and Demodulate-and-Forward (DMF). The INCD algorithm operates based on turbo-like decoding methods and reduces the impact of the error propagation problem with the aid of a channel-aware receiver design. Both perfect Channel State Information (CSI) and imperfect CSI at the receiver side are investigated. We propose a practical method that forwards the quantized version of the relay decoding errors to the destination. It is shown that the proposed algorithms achieve full diversity gain and signi cantle outperforms solutions which do not take care of error propagation. We also show that the number of pilot symbols a ects only the coding gain but has a negligible impact on the diversity order, while the quantization level a cts both the diversity and coding gain. Secondly, we propose a Near Optimal Joint Network/Channel Decoding (NOJNCD) algorithm for the MARC that allows to analyze the system Bit Error Rate (BER). The NOJNCD algorithm performs network decoding and channel decoding in one decoding step of the super code, which comprises of all trellis states of individual code at the sources via NC. Furthermore, NC combined with Relay Selection (RS) is considered and the achievable diversity order is studied with the aid of outage analysis. We analytically show that Single Relay Selection (SRS) always achieves a diversity order two and Multiple Relay Selection (MRS) can achieve full diversity gain only when the number of selected relays exceeds the number of the sources. Last but not least, we propose a so-called partial relaying protocol to improve the spectral e ciency for channel coding assisted relay networks. Closed-form expression of the BER and the system diversity order are computed for partial relaying. We show, by analysis and simulations, that with a proper Convolutional Code (CC), partial relaying can achieve full diversity gain and same coding gain as the classical (full) relaying protocol in nite signal-to-noise ratio region while it obtains a better spectrum usage. Moreover, we propose a new protocol based on partial relaying in opportunistic relaying cooperative networks and show that this protocol signi cantly outperforms the NC-based cooperation in some circumstances.

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Parrinello, Emanuele. "Fundamental Limits of Shared-Cache Networks". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS491.

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Dans le contexte des réseaux de diffusion de contenu, les avantages puissants de la combinaison du cache et de la multidiffusion codée ont été démontrés pour les réseaux où chaque utilisateur est équipé de son propre cache isolé. Cette thèse vise à fournir les principes fondamentaux des réseaux à cache partagé où la communication avec les utilisateurs est assistée par un petit ensemble de caches, chacun d'entre eux servant un nombre arbitraire d'utilisateurs. Notre modèle de cache partagé, non seulement capture les réseaux cellulaires sans fil hétérogènes où les petites stations de base assistées par cache coexistent avec une macro station de base, mais il peut également représenter un modèle pour les réseaux où les utilisateurs demandent plusieurs fichiers. Nous verrons également comment ce problème des demandes de fichiers multiples se pose dans le contexte de calcul distribué codé, où nous appliquerons les mêmes idées et techniques que celles utilisées pour les réseaux avec cache. De plus, il est bien connu que la limitation du nombre de caches à une valeur beaucoup plus petite que le nombre d'utilisateurs peut être inévitable dans des scénarios pratiques où la taille des fichiers est finie et limitée. C'est pourquoi nous pensons que l'étude des réseaux de caches partagés est d'une importance critique pour le développement des techniques de mise en cache codée
In the context of communication networks, the emergence of predictable content has brought to the fore the use of caching as a fundamental ingredient for handling the exponential growth in data volumes. This thesis aims at providing the fundamental limits of shared-cache networks where the communication to users is aided by a small set of caches. Our shared-cache model, not only captures heterogeneous wireless cellular networks, but it can also represent a model for users requesting multiple files simultaneously, and it can be used as a simple yet effective way to deal with the so-called subpacketization bottleneck of coded caching. Furthermore, we will also see how our techniques developed for caching networks can find application in the context of heterogeneous coded distributed computing

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Astudillo, Salinas Darwin Fabián. "Téléchargement de Contenus dans les réseaux véhiculaires". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://oatao.univ-toulouse.fr/9844/1/astudillo_salinas.pdf.

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L’évolution des systèmes de communications sans fil a permis d’envisager de très nombreuses applications pour les systèmes de transport intelligents (ITS). Elles peuvent ou non utiliser une infrastructure et iront de la sécurité routière aux applications de confort du conducteur ou aux jeux en réseaux. La mise à jour de cartes constitue de notre point de vue une application représentative dans la mesure où ce n’est pas une application de sécurité en tant que telle, mais qu’en revanche elle peut contribuer à réduire les embouteillages en améliorant l’efficacité dans la prise de décisions des conducteurs. Elle possède des caractéristiques facilement identifiables : volume élevé de données, faible contrainte de délai, possibilité de mise en œuvre par des communications d’infrastructure à véhicule, entre véhicules, et hybrides. L’objectif est que les contenus soient téléchargés intégralement par tous les véhicules en un temps minimal, en utilisant le moins de ressources possible et au moindre coût. Les solutions qui sont apparues comme les plus adaptées ont concerné l’utilisation de solutions 802.11p avec ou sans infrastructure. Dans le cas de solutions avec infrastructure, un certain nombre de points d’accès diffuseront des informations avec des zones de couverture le plus souvent disjointes. Vu les tailles de zone retenues et/ou le débit consacré à ce type d’applications, le passage devant un seul point d’accès ne suffira pas à télécharger de telles cartes. Il s’agit alors de définir des stratégies de diffusion d’information. Une première étude a consisté à comparer une stratégie unicast à du broadcast/multicast. Cette dernière se révèle largement meilleure. Une combinaison de ces principes n’améliore pas les performances du système, car le débit consacré à la transmission unicast ne compense pas le débit non utilisé par le broadcast. Le problème provient des doublons reçus par les véhicules en passant auprès de plusieurs points d’accès consécutifs. Afin d’atténuer le phénomène des doublons, nous avons eu recours au Codage Réseau linéaire pseudo-aléatoire. L’idée est que le point d’accès diffuse des combinaisons linéaires de morceaux de fichiers. Le grand nombre de ces combinaisons linéaires réduit de façon significative ce phénomène. De façon complémentaire, nous avons étudié l’utilisation de communications ad-hoc pour combler les morceaux de fichier manquants, en particulier dans le cas d’absence d’infrastructure. Nous avons vérifié que l’on pouvait atteindre de bons résultats dans ce contexte en fonction de la diversité des morceaux de fichiers appartenant aux véhicules rencontrés.

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Souza, Oliveira Camila Helena. "Reliability and cost efficiency in coding-based in-network data storage and data retrieval for IoT/WSNs". Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1134/document.

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Dans cette thèse, nous nous intéressons à cette gestion des données dans les réseaux de capteurs sans fil intégrés dans un contexte IoT. Plus précisément, nous aborderons la problématique du stockage des données au sein même du réseau de capteurs en se posant la question suivante : Comment stocker provisoirement les données dans le réseau de capteurs de sorte que ces données soient facilement accessible par les consommateurs tout en assurant le meilleur compromis entre la fiabilité de livraison des donnés et la préservation des ressources énergétiques des capteurs ?Il s'agit dans un premier temps de proposer un système fiable de stockage de données basé sur la théorie du codage réseau et sur le modèle de communication « Publish/Subscribe ». Le système proposé est adapté à l'architecture des réseaux de capteurs ainsi qu'aux besoins des applications et services IoT localisés. Pour démontrer la validité du système de stockage proposé, des évaluations de performances au travers d'une analyse mathématique et de simulations sont conduites. Celles-ci montrent clairement une augmentation de la fiabilité de la livraison des données aux consommateurs avec un taux de livraison des paquets de 80% en moyenne. Afin d'améliorer encore plus les performances du système de stockage de données, nous proposons, dans un second temps, l'optimisation du système afin que celui-ci puisse réaliser le stockage des données de manière adaptative et autonome, tout en assurant le meilleur compromis entre fiabilité et coût. Ce dernier se traduit par l'impact du système de stockage sur la consommation d'énergie du réseau de capteurs sans fil. À notre connaissance, notre système est le premier à proposer d'assurer la fiabilité du stockage des données en fonction des demandes des services et des conditions du réseau. L'évaluation des performances, par simulation, de notre système de stockage adaptatif et autonome montre que l'optimisation du stockage des données (formulée sous forme d'un processus de décision Markovien (MDP)) selon les conditions de fonctionnement du réseau permet l'accès à 70% de données en plus comparativement au système non-adaptatif proposé précédemment. Ce résultat est obtenu tout en augmentant la durée de vie du réseau de 43%.Après avoir travaillé sur l'aspect quantitatif des performances du réseau à travers une étude sur le compromis coût - consommation énergétique, nous nous intéresserons dans la troisième contribution de cette thèse à l'utilisation de notre système de stockage dans des réseaux de capteurs sans fil disposant de cycles de services (cycle d'endormissement-réveil) variables. Aujourd'hui, les réseaux de capteurs reposant sur le standard 802.15.4 peuvent utiliser des cycles de services variables et avoir recours à l'endormissement des nœuds dans le but d'économiser leur énergie. Dans une première partie de cette contribution, nous avons ainsi proposé une amélioration du mécanisme de gestion du cycle de service (duty cycle) du standard 802.15.4 afin de le rendre dynamique et adaptable au trafic réseau. L'évaluation des performances par simulations de l'amélioration proposée montre que celle-ci aboutit à une économie d'énergie très significative tout en permettant au réseau de capteurs sans fil de remplir sa mission de prise en charge du trafic généré. Dans une seconde partie de cette contribution, nous évaluons les performances de notre système de stockage de données dans le but d'évaluer si un tel mécanisme pourrait cohabiter positivement avec un mécanisme de cycle de service variable (condition d'exploitation réaliste du réseau). L'évaluation des performances montre que l'activation d'un cycle de service variable dans le réseau de capteurs n'apporte aucune amélioration au niveau de la consommation énergétique mais que le compromis optimal entre la fiabilité et la consommation énergétique obtenu par notre système de stockage adaptatif et autonome n'est pas non plus affecté, celui-ci est maintenu
Wireless Sensor Networks (WSN) are made up of small devices limited in terms of memory, processing and energy capacity. They work interconnected and autonomously in order to monitoring a region or an object of interest. The evolution in the development of devices more powerful (with new capability such as energy harvesting and acting) and less expensive made the WSNs a crucial element in the emergence of Internet of Things (IoT). Nonetheless, assuming the new applications and services offered in the IoT scenario, new issues arise in the data management performed in the WSNs. Indeed, in this new context, WSNs have to deal with a large amount of data, now consumed on-demand, while ensure a good trade-off between its reliability and retrievability, and the energy consumption. In the scope of this thesis, we are interested in the data management in the WSN in the context of IoT realm. Specifically, we approach the problem of in-network data storage by posing the following question: How to store data for a short term in the WSNs so that the data could be easily retrieved by the consumers while ensuring the best trade-off between data reliability and conservation of energy resources? Foremost, we propose a reliable data storage scheme based on coding network, and assuming a communication model defined by the Publish/Subscribe paradigm. We validate the efficiency of our proposal by a theoretical analyses that is corroborate by a simulation evaluation. The results show that our scheme achieves a reliability of 80% in data delivery with the best cost-benefit compared to other data storage scheme. Aiming to further improve the performance of the data storage scheme proposed in our first contribution, we propose its optimization (modeling it as a Markov Decision Process (MDP)) in order to store data with optimal trade-off between reliability and communication overhead (in this context, also seen as energy consumption), and in an autonomously and adaptive way. For the best of our knowledge, our optimized data storage scheme is the only to ensure data reliability while adapt itself according to the service requirements and network condition. In addition, we propose a generalization of the mathematical model used in our first contribution, and a system model that defines the integration of WSNs performing our data storage scheme in the context for which it was envisaged, the IoT realm. Our performance evaluation shows that our optimization allows the consumers to retrieve up to 70% more packets than a scheme without optimization whereas increase the network lifetime of 43%.Finally, after being interested in finding the best trade-off between reliability and cost, we now focus on an auxiliary way to reduce the energy consumption in the sensor nodes. As our third contribution, we propose a study, in two parts, to measure how much a node activity scheduling can save energy. First, we propose an improvement in the duty cycle mechanism defined in the 802.15.4. Then, we propose a duty cycle mechanism introduced into our data storage scheme aiming at saving energy in the storage nodes. The simulation results show that our solution to the duty cycle mechanism in 802.15.4 led in considerable saving in energy costs. However, regarding duty cycle in our data storage scheme, it did not end up in more energy saving. Actually, as our optimized scheme already saves as much resource energy as possible while ensuring high reliability, the duty cycle mechanism can not improve the energy saving without compromise the data reliability. Nonetheless, this result corroborates that our scheme, indeed, performs under the optimal trade-off between reliability and communication overhead (consumption energy)

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Rouissi, Fatma. "Optimisation de la couche PHY des systèmes de communication sur le réseau d'énergie en présence de bruit impulsif". Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10042/document.

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Les travaux de cette thèse concernent l'étude et la proposition de nouvelles solutions d'adaptation d'un système de transmission CPL haut débit aux caractéristiques du canal ligne électrique en accordant un intérêt particulier au bruit impulsif qui représente une contrainte sévère encore difficile à surmonter. Le premier objectif concerne la conduite d'une analyse statistique des mesures du bruit impulsif puis l'étude et la définition d'un modèle à la fois simple et fidèle qui servira à dimensionner et évaluer par simulation les techniques à proposer. Les campagnes de mesure réalisées dans les milieux indoor et automobile ont permis de dégager les caractéristiques du bruit dans les deux environnements et de les comparer pour déduire l'agressivité du bruit indoor et la difficulté de sa compensation. Dans la phase de modélisation du bruit, trois modèles ont d'abord été présentés et étudiés: la classe A du modèle de Middleton, l'approche basée sur les chaînes de Markov et l'approche stochastique. Ensuite, une approche hybride, permettant à la fois une simplicité et une efficacité à reproduire les caractéristiques temporelles, a été proposée. La comparaison des mesures aux différents modèles étudiés ainsi qu'à celui proposé a montré l'efficacité de l'approche hybride qui sera adoptée dans la suite de ce travail. Le deuxième objectif concerne la proposition d'une nouvelle méthode de compensation de l'effet du bruit impulsif qui soit à la fois performante mais à faible complexité d'implantation matérielle. D'abord, la solution d'ajout de modules d'annulation de bruit au niveau du récepteur a été étudiée en proposant des techniques d'annulation de bruit basées sur l'estimation de sa puissance, ensuite différentes structures de codage canal ont été développés, et leurs performances ont été vérifiées et comparées en présence de plusieurs types de scénarios de bruit impulsif
This thesis deals with the study and the suggestion of new solutions to improve high bit rate power line communications. A special interest is given to impulsive noise presence which is the most difficult transmission constraint to overcome. The first aim of this work is to analyze statistically measure results then to propose a simple and efficient noise model that will be used in a simulation tool to define accurately suitable noise cancellation techniques. Experimental measurements done in both Indoor and vehicle PLC channels allowed to deduce noise characteristics in the two environments, to compare these characteristics and to prove high effect of Indoor impulsive noise. ln next step, three models were studied: c1ass A of Middleton mode 1, Markov chains-based model and the stochastic approach. Then, a new hybrid model, that combines the stochastic approach and Markov chains, was proposed. This model is simple, easy to implement and allows a satisfying fitting to noise temporal characteristics. Comparisons of models to measured noise show the efficiency of the hybrid approach that will be used afterward. The second aim of this work is to defme new appropriate and cost-effective methods to compensate impulsive noise effect. The frrst solution is to add a noise canceller module in the PLC system receiver. This solution was studied by proposing techniques to cancel noise by estimating its power. The second solution is to use error correction methods. ln this case, three channel coding structures were developed and their performances were studied in the presence of different impulsive noise scenarios

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El, Qachchach Imad. "Optimisation des codes en métrique rang pour les systèmes de communication sans fil". Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0024.

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Dans cette thèse, nous avons envisagé l’utilisation des codes en métrique rang pour des applications de communication sans fil en général, et les réseaux de capteurs en particulier. Après avoir introduit les codes en métrique rang, ces codes, qui ont été proposés dans le contexte de la cryptographie, sont adaptés par la suite pour la correction d’erreurs. Pour cela, une étude est faite sur le comportement de ces familles de codes dans un scénario de transmission sans fil en utilisant le codage réseau. Dans ce contexte, trois types d’erreurs sont considérés : le bruit de fond, les erreurs injectés dans le réseau par un utilisateur malveillant et les effacements qui peuvent être dus aux pannes des nœuds. L’analyse qui a été faite sur la famille des codes Low Rank Parity Check (LRPC) a montré que ces derniers sont plus adaptés aux réseaux de capteurs sans fil par rapport aux codes Gabidulin utilisés dans la littérature. Cette analyse a été généralisée dans le contexte multi-sources et a montré que les codes LRPC sont plus efficaces dans ce contexte. Ces contributions apportent un nouveau souffle à l’utilisation des codes en métrique rang et offrent des perspectives de poursuite intéressantes
In this thesis, we have considered the rank metric codes for wireless sensor networks. Firstly, we have introduced the rank metric codes. Then, we adapted these codes, which were originally dedicated to cryptography applications, for error correction. To this end, we have studied the behavior of the family of rank metric codes in a wireless communication scenario using network coding. In this context, three types of errors are considered, background noise, errors injected into the network by a malicious user and erasures caused by node failures. Our analysis of the Low Rank Parity Check codes (LRPC) has shown that they are more suited to wireless sensor networks and they perform better than Gabidulin codes used in the literature. This analysis has been generalized in the multisource context and has shown that LRPC codes are more efficient in this context compared to Gabidulin codes. These contributions give a new incentive for the use of rank metric codes and offer interesting perspectives

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Avgousti, Sotiris. "Plateforme de vidéo mobile de télé-échographie robotisée sur un réseau 4G-LTE". Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2029/document.

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L'objectif de cette thèse est le déploiement et l'évaluation d'une plate-forme de télé-échographie mobile, utilisée pour fournir un diagnostic et des soins à distance dans des milieux médicalement isolés. La plateforme intègre de nouveaux concepts qui permettent de l’utilisation de la télé-échographie robotisée sur les réseaux sans fil 3G, 4G et 5G pour satisfaire au transfert de qualité des vidéos ultrasonores pour un diagnostic médical robuste. Ce travail contribue au domaine des Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication appliquées au secteur de la santé et en particulier à la robotique médicale téléopérée. Les principales contributions de la thèse sont : I. Un état de l’art des systèmes télé-robotiques appliqués au médical menée sur la base de publications écrites entre 2004 et 2016, II. L'évaluation objective et subjective (clinique) de la qualité vidéo a démontré que les normes H.264/AVC et HEVC peuvent atteindre une qualité vidéo sans perte de diagnostic à des débits (1024 et 2048 Kbps) bien en deçà des débits de données supportés par les réseaux 4G. Les normes de codage vidéo antérieures (Mpeg-4, Mpeg-2) ne peuvent pas être utilisées pour le diagnostic clinique à ces débits car elles présentent une perte d'information pour le diagnostic médical, III. Les experts médicaux ont apprécié la réactivité dynamique mécanique de la plate-forme en raison du faible délai présenté par les canaux LTE. La limitation la plus importante soulevée par l'expert médical, empêchant une évaluation globale clinique favorable au diagnostic, était le positionnement initial du robot sur le corps du patient et son déplacement vers l'obtention d’une échographie cardiaque, Les résultats fournissent une forte indication que la plate-forme télé-échographie robotisée peut être utilisée pour fournir un diagnostic fiable et à distance sur les réseaux sans fil émergents 4G et au-delà
The objective of this Thesis was the deployment and evaluation of an end-to-end mobile tele-echography platform used to provide remote diagnosis and care within medically isolated settings. The platform integrates new concepts that enable robotized tele-echography over commercially available 4G and beyond mobile networks for rendering diagnostically robust medical ultrasound video. It contributes to the field of Information and Communication technologies applied in the healthcare sector. The main contributions of the Thesis are: I. A systematic review on the state of the art in medical telerobotic systems was conducted based on publications of the last decade, and more specifically between the years 2004 to 2016. II. Both objective and subjective (clinical) video quality assessment demonstrated that H.264/AVC and HEVC standards can achieve diagnostically-lossless video quality at bitrates (1024 and 2048 Kbps) well within the LTE supported data rates. Earlier video coding standards (Mpeg-4 & Mpeg-2) cannot be employed for clinical diagnosis at these rates as they present loss of clinical information.III. Medical experts highly appreciated the proposed platform’s mechanical dynamic responsiveness due to the low end-to-end delay (latency) facilitated by LTE-channels. The most important limitation raised by the medical expert and prevented higher overall rating and ultimately clinical QoE was the robot initial positioning on the patient’s body and navigation towards obtaining the cardiac ultrasound. IV. Results provides a strong indication that the proposed robotized tele-echography platform can be used to provide reliable, remote diagnosis over emerging 4G and beyond wireless networks

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Lefebvre, Thibaut. "Optimization of information flows in telecommunication networks". Thesis, Paris, CNAM, 2016. http://www.theses.fr/2016CNAM1053/document.

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Dans les réseaux de télécommunications, la demande croissante pour de nouveaux services, comme la diffusion de vidéos en continu ou les conférences en ligne, engendre un besoin pour des dispositifs de télécommunication où le même contenu est acheminé depuis un émetteur unique vers un groupe de récepteurs. Cette évolution ouvre la voie au développement de nouvelles techniques d'acheminement des données, comme le multicast qui laisse un nœud du réseau copier ses données d'entrée puis retransmettre ces copies, ou le codage réseau, qui est une technique permettant à un nœud d'effectuer des opérations de codage à partir de ses données d'entrée. Cette thèse traite de la mise en place de techniques de codage au sein d'un réseau multicast filaire. Nous formalisons certains problèmes qui apparaissent naturellement dans ce contexte grâce à la recherche opérationnelle et à des outils d'optimisation mathématique. Notre objectif est de développer des modèles et des algorithmes afin de calculer, au moins de manière approchée, certaines grandeurs qui ont vocation à être pertinentes dans le cadre de la comparaison de techniques d'acheminement de données dans un réseau de télécommunications. Nous évaluons ainsi, d'un point de vue à la fois théorique et expérimental, l'impact induit par l'introduction de techniques de codage au sein d'un réseau multicast. Nous nous concentrons en particulier sur des critères importants pour un opérateur de télécommunication, comme la maximisation du débit d'information entre une source et un ensemble de destinataires dans le réseau, la minimisation de la congestion sous contrainte de demande, ou la minimisation de la perte de débit ou du coût induit par l'acheminement des données dans un réseau soumis à des pannes
In telecommunication networks, the increasing demand for new services, like video-streaming or teleconferencing, along with the now common situation where the same content is simultaneously requested by a huge number of users, stress the need for point to many data transmission protocols where one sender wishes to transmit the same data to a set of receivers. This evolution leads to the development of new routing techniques like multicast, where any node of the network can copy its received data and then send these copies, or network coding, which is a technique allowing any node to perform coding operations on its data. This thesis deals with the implementation of coding techniques in a wired multicast network. We formalize some problems naturally arising in this setting by using operations research and mathematical optimization tools. Our objective is to develop models and algorithms which could compute, at least approximately, some quantities whose purpose is to be relevant as far as forwarding data using either multicast and network coding in telecommunications networks is concerned. We hence evaluate, both in theory and numerically, the impact of introducing coding techniques in a multicast network. We specifically investigate relevant criteria, with respect to the field of telecommunications, like the maximum amount of information one can expect to convey from a source to a set of receivers through the network, the minimum congestion one can guarantee while satisfying a given demand, or the minimum loss in throughput or cost induced by a survivable routing in a network prone to failures

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Maraš, Mirjana. "Learning efficient signal representation in sparse spike-coding networks". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEE023.

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La complexité de l’entrée sensorielle est parallèle à la complexité de sa représentation dans l’activité neurale des systèmes biologiques. Partant de l’hypothèse que les réseaux biologiques sont réglés pour atteindre une efficacité et une robustesse maximales, nous étudions comment une représentation efficace peut être réalisée dans des réseaux avec des probabilités de connexion locale et une dynamique synaptique observée de manière expérimentale. Nous développons une règle synaptique locale régularisée de type Lasso, qui optimise le nombre et l’efficacité des connexions récurrentes. Les connexions qui affectent le moins le rendement sont élaguées, et la force des connexions restantes est optimisée pour une meilleure représentation du signal. Notre théorie prédit que la probabilité de connexion locale détermine le compromis entre le nombre de potentiels d’action de la population et le nombre de connexions synaptiques qui sont développées et maintenues dans le réseau. Les réseaux plus faiblement connectés représentent des signaux avec des fréquences de déclenchement plus élevées que ceux avec une connectivité plus dense. La variabilité des probabilités de connexion observées dans les réseaux biologiques pourrait alors être considérée comme une conséquence de ce compromis et serait liée à différentes conditions de fonctionnement des circuits. Les connexions récurrentes apprises sont structurées et la plupart des connexions sont réciproques. La dimensionnalité des poids synaptiques récurrents peut être déduite de la probabilité de connexion du réseau et de la dimensionnalité du stimulus. La connectivité optimale d’un réseau avec des délais synaptiques se situe quelque part à un niveau intermédiaire, ni trop faible ni trop dense. De plus, lorsque nous ajoutons une autre contrainte biologique comme la régulation des taux de décharge par adaptation, notre règle d’apprentissage conduit à une mise à l’échelle observée de manière expérimentale des poids synaptiques. Nos travaux soutiennent l’idée que les micro-circuits biologiques sont hautement organisés et qu’une étude détaillée de leur organisation nous aidera à découvrir les principes de la représentation sensorielle
The complexity of sensory input is paralleled by the complexity of its representation in the neural activity of biological systems. Starting from the hypothesis that biological networks are tuned to achieve maximal efficiency and robustness, we investigate how efficient representation can be accomplished in networks with experimentally observed local connection probabilities and synaptic dynamics. We develop a Lasso regularized local synaptic rule, which optimizes the number and efficacy of recurrent connections. The connections that impact the efficiency the least are pruned, and the strength of the remaining ones is optimized for efficient signal representation. Our theory predicts that the local connection probability determines the trade-off between the number of population spikes and the number of recurrent synapses, which are developed and maintained in the network. The more sparsely connected networks represent signals with higher firing rates than those with denser connectivity. The variability of observed connection probabilities in biological networks could then be seen as a consequence of this trade-off, and related to different operating conditions of the circuits. The learned recurrent connections are structured, with most connections being reciprocal. The dimensionality of the recurrent weights can be inferred from the network’s connection probability and the dimensionality of the feedforward input. The optimal connectivity of a network with synaptic delays is somewhere at an intermediate level, neither too sparse nor too dense. Furthermore, when we add another biological constraint, adaptive regulation of firing rates, our learning rule leads to an experimentally observed scaling of the recurrent weights. Our work supports the notion that biological micro-circuits are highly organized and principled. A detailed examination of the local circuit organization can help us uncover the finer aspects of the principles which govern sensory representation

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Cluzel, Sylvain. "Système M2M/IoT par satellite pour l'hybridation d'un réseau NB-IoT via une constellation LEO". Thesis, Toulouse, ISAE, 2019. http://www.theses.fr/2019ESAE0007/document.

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Le but de cette thèse est d'étudier la mise en œuvre de services de type Internet of Thing (IoT) ou Machine to Machine (M2M) par satellite. Ce type de système pose une double problématique: d'une part au niveau couche physique : les contraintes liées au terminal (limité en puissance, énergie, taille d'antenne), au canal (potentiellement avec masquage et multitrajet) et au segment spatial impliquent la mise en œuvre de différentes techniques (entrelacement, suppression d'interférents, ...) permettant d'assurer le bilan de liaison adéquat pour le service. D'autre part, le besoin d'offrir un accès à la ressource à un grand nombre de terminaux demandant un débit faible implique l'utilisation de techniques d'accès à contention optimisées, ainsi que la prise en compte au niveau accès des problématiques d'économie d'énergie. Cette couche accès doit également être en mesure de s'interfacer avec des architectures réseaux plus vastes. On peut citer par exemple les architectures Internet afin de supporter des services IP pour l'IoT, avec des notions de services intermittents, telles qu'on les retrouve dans les réseaux DTN, ou bien les architectures 4G/5G pour la mise en œuvre de services mobiles. Cette thèse va investiguer deux approches systèmes innovantes ainsi que différentes techniques aussi bien couche physique que couche accès (potentiellement couplée) permettant leur mise en œuvre. Le premier scénario système consiste à l'utilisation d'un terminal satellite relais très bas débit (contrairement au cas classique traité dans la littérature reposant sur des terminaux broadband), s'interfaçant avec des capteurs en technologie accès terrestres. Des techniques innovantes de gestion des ressources et d'économie d'énergie au travers d'une couche accès dédiée (non DVB) pourraient permettre de supporter le nombre très important de terminaux dans ce type de système. Le second scénario repose sur une communication directe avec des capteurs/objets via une constellation satellite. Cette approche pose le problème de l'efficacité de la forme d'onde pour des services extrêmement sporadique et de la fiabilisation de la communication. Il existe de nombreux travaux coté DLR sur ce type de forme d'onde avec notamment la définition de S-MIM. Néanmoins, cette solution semble complexe et de nombreuses optimisations pourraient être apportées. Coté accès, E-SSA (communication asynchrone à spectre étalé avec SIC) défini par l'ESA est également une piste de travail intéressante même si sa mise en œuvre au niveau système et sa complexité doivent être consolidées
The aim of this thesis is to study the implementation of Internet-based services of Thing (IoT) and Machine to Machine (M2M) through a satellite link. This type of system have to deal with two issues: first the physical layer level: terminal related constraints (limited in power, energy, and antenna size), channel (potentially with masking and multipath) and the space segment involve the implementation of different techniques (interleaving, interference cancellation,) to ensure proper link budget allowing the communication. On the other hand , the need to provide access to the resource to a large number of terminals requiring low throughput involves the use of optimized contention access techniques , as well as taking into account the level of access issues energy saving. The access layer should also be able to interface with larger networks architectures. Internet architectures for example include supporting IP services for Iota, with sporadic services, such as the ones found in the DTN networks, or 4G architectures / 5G for the implementation of mobile services. This thesis will investigate two innovative approaches and different techniques as well as physical layer access layer (potentially coupled) to their implementation. The first scenario involves the use of a very low throughput satellite relay terminal (unlike in the conventional case found in the literature based on broadband terminals), interfacing with terrestrial access technology sensors. Innovative resource management and energy saving techniques through a dedicated access layer (not DVB) could absorb the large number of terminals in this type of architecture. The second scenario is based on direct communication with sensors / objects via satellite constellation. This approach raises the question of the efficiency of the waveform for extremely sporadic services and the reliability of communication. DLR works on this type of waveform including the definition of S -MIM. However, this solution seems to be complex and many optimizations can be made. From the access layer point of view, E -SSA (asynchronous spread spectrum communication with SIC) defined by the ESA is also interesting even if its implementation to the system and its complexity level should be consolidated

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Behboodi, Arash. "Cooperative Networks with Channel Uncertainty". Thesis, Supélec, 2012. http://www.theses.fr/2012SUPL0008/document.

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Dans cette thèse, les réseaux coopératifs sont étudiés sous cette hypothèse que la source est incertain par rapport le canal en opération. Dans le premier chapitre, des stratégies coopératives sont développées pour les canaux à relais simultanés (SRC) lesquelles se composent d'un ensemble de deux canaux à relais parmi lesquels le canal en opération est choisi. Cela est équivalent au canal de diffusion à relais (BRC). Les bornes sur la région de capacité de BRC général sont dérivées. Les résultats de capacité sont obtenus pour les cas particuliers du canal à relais simultané semi-dégradé et dégradé Gaussien. Dans le deuxième chapitre, le canal à relais composite est considéré où le canal est tiré aléatoirement d'un ensemble de la distribution conditionnelle. Le débit est fixé en dépit du canal actuel et la probabilité d'erreur (EP) asymptotique est caractérisée. Une nouvelle stratégie de codage sélectif (SCS) est introduit permettant aux relais de choisir -selon leur mesurage du canal – la meilleur schéma de codage entre Décoder-et-Transmettre (DF) et Comprimer-et-Transmettre (CF). Les théorèmes de codage de réseau bruit généralisées sont démontrés pour le cas de réseau unicast général où les relais utilisent soit DF soit CF. Dans le troisième chapitre, le spectre asymptotique de EP est introduit en tant que nouvelle mesure de performance pour réseaux composites. Il est démontré que chaque code avec le débit hors de la borne cut-set, abouti à EP égal à un et le spectre asymptotique de EP coïncide avec la probabilité d'outage pour les réseaux satisfaisant la converse forte
In this thesis, cooperative networks are studied under the assumption that the source is uncertain about the channel in operation. In the first chapter, cooperative strategies are developed for simultaneous relay channels (SRC) which consist of a set of two single relay channels out of which the channel in operation is chosen. This is equivalent to the broadcast relay channel (BRC). Bounds on the capacity region of the general BRC with two helper relays are derived. Capacity results are obtained for specific cases of semi-degraded and degraded Gaussian simultaneous relay channels. In the second chapter, the composite relay channel is considered where the channel is randomly drawn from a set of conditional distributions according to a given distribution. The transmission rate is fixed regardless of the current channel and the asymptotic error probability (EP) is characterized. A novel selective coding strategy (SCS) is introduced which enables relays to select –based on their channel measurement– the best coding scheme between Compress-and-Forward (CF) and Decode-and-Forward (DF). Generalized Noisy Network Coding theorems are shown for the case of unicast general networks where the relays use either DF or CF scheme. In the third chapter, the asymptotic behavior of EP is studied for composite multiterminal networks. The asymptotic spectrum of EP is introduced as a novel performance measure for composite networks. It is shown that every code with rate outside cut-set bound, yields EP equal to one and for the networks satisfying strong converse condition, the asymptotic spectrum of EP coincides with the outage probability

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Iwaza, Lana. "Joint Source-Network Coding & Decoding". Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112048/document.

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Dans les réseaux traditionnels, la transmission de flux de données s'effectuaient par routage des paquets de la source vers le ou les destinataires. Le codage réseau (NC) permet aux nœuds intermédiaires du réseau d'effectuer des combinaisons linéaires des paquets de données qui arrivent à leurs liens entrants. Les opérations de codage ont lieu dans un corps de Galois de taille finie q. Aux destinataires, le décodage se fait par une élimination de Gauss des paquets codés-réseau reçus. Cependant, dans les réseaux sans fils, le codage réseau doit souvent faire face à des erreurs de transmission causées par le bruit, les effacements, et les interférences. Ceci est particulièrement problématique pour les applications temps réel, telle la transmission de contenus multimédia, où les contraintes en termes de délais d'acheminement peuvent aboutir à la réception d'un nombre insuffisant de paquets, et par conséquent à des difficultés à décoder les paquets transmis. Dans le meilleurs des cas, certains paquets arrivent à être décodés. Dans le pire des cas, aucun paquet ne peut être décodé.Dans cette thèse, nous proposons des schémas de codage conjoint source-réseau dont l'objectif est de fournir une reconstruction approximative de la source, dans des situations où un décodage parfait est impossible. L'idée consiste à exploiter la redondance de la source au niveau du décodeur afin d'estimer les paquets émis, même quand certains de ces paquets sont perdus après avoir subi un codage réseau. La redondance peut être soit naturelle, c'est-à-dire déjà existante, ou introduite de manière artificielle.Concernant la redondance artificielle, le codage à descriptions multiples (MDC) est choisi comme moyen d'introduire de la redondance structurée entre les paquets non corrélés. En combinant le codage à descriptions multiples et le codage réseau, nous cherchons à obtenir une qualité de reconstruction qui s'améliore progressivement avec le nombre de paquets codés-réseau reçus.Nous considérons deux approches différentes pour générer les descriptions. La première approche consiste à générer les descriptions par une expansion sur trame appliquée à la source avant la quantification. La reconstruction de données se fait par la résolution d'un problème d' optimisation quadratique mixte. La seconde technique utilise une matrice de transformée dans un corps de Galois donné, afin de générer les descriptions, et le décodage se fait par une simple éliminationde Gauss. Ces schémas sont particulièrement intéressants dans un contexte de transmission de contenus multimédia, comme le streaming vidéo, où la qualité s'améliore avec le nombre de descriptions reçues.Une seconde application de tels schémas consiste en la diffusion de données vers des terminaux mobiles à travers des canaux de transmission dont les conditions sont variables. Dans ce contexte, nous étudions la qualité de décodage obtenue pour chacun des deux schémas de codage proposés, et nous comparons les résultats obtenus avec ceux fournis par un schéma de codage réseau classique.En ce qui concerne la redondance naturelle, un scénario typique est celui d'un réseau de capteurs, où des sources géographiquement distribuées prélèvent des mesures spatialement corrélées. Nous proposons un schéma dont l'objectif est d'exploiter cette redondance spatiale afin de fournir une estimation des échantillons de mesures transmises par la résolution d'un problème d'optimisation quadratique à variables entières. La qualité de reconstruction est comparée à celle obtenue à travers un décodage réseau classique
While network data transmission was traditionally accomplished via routing, network coding (NC) broke this rule by allowing network nodes to perform linear combinations of the upcoming data packets. Network operations are performed in a specific Galois field of fixed size q. Decoding only involves a Gaussian elimination with the received network-coded packets. However, in practical wireless environments, NC might be susceptible to transmission errors caused by noise, fading, or interference. This drawback is quite problematic for real-time applications, such as multimediacontent delivery, where timing constraints may lead to the reception of an insufficient number of packets and consequently to difficulties in decoding the transmitted sources. At best, some packets can be recovered, while in the worst case, the receiver is unable to recover any of the transmitted packets.In this thesis, we propose joint source-network coding and decoding schemes in the purpose of providing an approximate reconstruction of the source in situations where perfect decoding is not possible. The main motivation comes from the fact that source redundancy can be exploited at the decoder in order to estimate the transmitted packets, even when some of them are missing. The redundancy can be either natural, i.e, already existing, or artificial, i.e, externally introduced.Regarding artificial redundancy, we choose multiple description coding (MDC) as a way of introducing structured correlation among uncorrelated packets. By combining MDC and NC, we aim to ensure a reconstruction quality that improves gradually with the number of received network-coded packets. We consider two different approaches for generating descriptions. The first technique consists in generating multiple descriptions via a real-valued frame expansion applied at the source before quantization. Data recovery is then achieved via the solution of a mixed integerlinear problem. The second technique uses a correlating transform in some Galois field in order to generate descriptions, and decoding involves a simple Gaussian elimination. Such schemes are particularly interesting for multimedia contents delivery, such as video streaming, where quality increases with the number of received descriptions.Another application of such schemes would be multicasting or broadcasting data towards mobile terminals experiencing different channel conditions. The channel is modeled as a binary symmetric channel (BSC) and we study the effect on the decoding quality for both proposed schemes. Performance comparison with a traditional NC scheme is also provided.Concerning natural redundancy, a typical scenario would be a wireless sensor network, where geographically distributed sources capture spatially correlated measures. We propose a scheme that aims at exploiting this spatial redundancy, and provide an estimation of the transmitted measurement samples via the solution of an integer quadratic problem. The obtained reconstruction quality is compared with the one provided by a classical NC scheme

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Wang, Yuhui. "On the use of network coding and multicast for enhancing performance in wired networks". Phd thesis, Institut National des Télécommunications, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00919771.

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The popularity of the great variety of Internet usage brings about a significant growth of the data traffic in telecommunication network. Data transmission efficiency will be challenged under the premise of current network capacity and data flow control mechanisms. In addition to increasing financial investment to expand the network capacity, improving the existing techniques are more rational and economical. Various cutting-edge researches to cope with future network requirement have emerged, and one of them is called network coding. As a natural extension in coding theory, it allows mixing different network flows on the intermediate nodes, which changes the way of avoiding collisions of data flows. It has been applied to achieve better throughput and reliability, security, and robustness in various network environments and applications. This dissertation focuses on the use of network coding for multicast in fixed mesh networks and distributed storage systems. We first model various multicast routing strategies within an optimization framework, including tree-based multicast and network coding; we solve the models with efficient algorithms, and compare the coding advantage, in terms of throughput gain in medium size randomly generated graphs. Based on the numerical analysis obtained from previous experiments, we propose a revised multicast routing framework, called strategic network coding, which combines standard multicast forwarding and network coding features in order to obtain the most benefit from network coding at lowest cost where such costs depend both on the number of nodes performing coding and the volume of traffic that is coded. Finally, we investigate a revised transportation problem which is capable of calculating a static routing scheme between servers and clients in distributed storage systems where we apply coding to support the storage of contents. We extend the application to a general optimization problem, named transportation problem with degree constraints, which can be widely used in different industrial fields, including telecommunication, but has not been studied very often. For this problem, we derive some preliminary theoretical results and propose a reasonable Lagrangian decomposition approach

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Lefebvre, Thibaut. "Optimization of information flows in telecommunication networks". Electronic Thesis or Diss., Paris, CNAM, 2016. http://www.theses.fr/2016CNAM1053.

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Dans les réseaux de télécommunications, la demande croissante pour de nouveaux services, comme la diffusion de vidéos en continu ou les conférences en ligne, engendre un besoin pour des dispositifs de télécommunication où le même contenu est acheminé depuis un émetteur unique vers un groupe de récepteurs. Cette évolution ouvre la voie au développement de nouvelles techniques d'acheminement des données, comme le multicast qui laisse un nœud du réseau copier ses données d'entrée puis retransmettre ces copies, ou le codage réseau, qui est une technique permettant à un nœud d'effectuer des opérations de codage à partir de ses données d'entrée. Cette thèse traite de la mise en place de techniques de codage au sein d'un réseau multicast filaire. Nous formalisons certains problèmes qui apparaissent naturellement dans ce contexte grâce à la recherche opérationnelle et à des outils d'optimisation mathématique. Notre objectif est de développer des modèles et des algorithmes afin de calculer, au moins de manière approchée, certaines grandeurs qui ont vocation à être pertinentes dans le cadre de la comparaison de techniques d'acheminement de données dans un réseau de télécommunications. Nous évaluons ainsi, d'un point de vue à la fois théorique et expérimental, l'impact induit par l'introduction de techniques de codage au sein d'un réseau multicast. Nous nous concentrons en particulier sur des critères importants pour un opérateur de télécommunication, comme la maximisation du débit d'information entre une source et un ensemble de destinataires dans le réseau, la minimisation de la congestion sous contrainte de demande, ou la minimisation de la perte de débit ou du coût induit par l'acheminement des données dans un réseau soumis à des pannes
In telecommunication networks, the increasing demand for new services, like video-streaming or teleconferencing, along with the now common situation where the same content is simultaneously requested by a huge number of users, stress the need for point to many data transmission protocols where one sender wishes to transmit the same data to a set of receivers. This evolution leads to the development of new routing techniques like multicast, where any node of the network can copy its received data and then send these copies, or network coding, which is a technique allowing any node to perform coding operations on its data. This thesis deals with the implementation of coding techniques in a wired multicast network. We formalize some problems naturally arising in this setting by using operations research and mathematical optimization tools. Our objective is to develop models and algorithms which could compute, at least approximately, some quantities whose purpose is to be relevant as far as forwarding data using either multicast and network coding in telecommunications networks is concerned. We hence evaluate, both in theory and numerically, the impact of introducing coding techniques in a multicast network. We specifically investigate relevant criteria, with respect to the field of telecommunications, like the maximum amount of information one can expect to convey from a source to a set of receivers through the network, the minimum congestion one can guarantee while satisfying a given demand, or the minimum loss in throughput or cost induced by a survivable routing in a network prone to failures

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Malik, Hirah. "Efficient Network Coding Protocols for Information-Centric Networks". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASG096.

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Le volume de données échangées sur l'Internet a augmenté de façon spectaculaire au cours des dernières décennies. Le nombre croissant d'utilisateurs, d'appareils connectés et la popularité des contenus vidéo ont fait exploser la demande pour de nouvelles méthodes de communication capables de gérer le volume croissant des données. Les réseaux centrés sur l'information (Information Centric Networking, ICN) ont été proposés comme une alternative aux réseaux IP traditionnels. Dans les réseaux ICN, les consommateurs demandent au réseau un contenu par son nom via des paquets « intérêt », et reçoivent des données en réponse à leurs demandes sans avoir à se soucier de l'emplacement du contenu dans le réseau. Les réseaux ICN permettent la mise en cache dans le réseau et prennent naturellement en charge l'utilisation de chemins multiples. Néanmoins, le débit maximal ne peut être atteint que si le contenu est demandé sur un ensemble optimal d'arbres de multidiffusion. Le calcul de ces arbres de multidiffusion est difficile à mettre en œuvre sur de grands réseaux dynamiques et nécessite une coordination entre les entités du réseau. Le codage réseau (Network Coding) a été récemment introduit dans les réseaux ICN afin d'améliorer la diffusion par l'utilisation de chemins multiples et la mise en cache du contenu sans qu'une coordination soit nécessaire. Le défi dans le cas du codage réseau est d'obtenir un contenu codé linéairement indépendant en réponse à de multiples requêtes parallèles par un ou plusieurs consommateurs. Dans cette thèse, nous analysons certains travaux antérieurs qui intègrent le codage réseau et les réseaux ICN et identifions certains problèmes clés auxquels ils ont été confrontés. Nous proposons une solution efficace où les clients ajoutent des informations compactes aux paquets « intérêt » afin d'assurer l'indépendance linéaire du contenu codé. Cette thèse propose une architecture, MICN, qui intègre un codage réseau au-dessus d'une implémentation ICN basée sur les intérêts : Named Data Networking (NDN). L'architecture proposée permet de résoudre certains des problèmes rencontrés par les solutions ICN avec du codage réseau présentées dans le passé. Une nouvelle construction appelée MILIC (Multiple Interests for Linearly Independent Content) est introduite. Elle impose des contraintes sur la façon dont les réponses aux intérêts sont codées, dans le but d'obtenir des contenus linéairement indépendants en réponse à des intérêts multiples. L'analyse numérique et les simulations montrent que la construction MILIC fonctionne bien avec le codage réseau pour NDN, et que le protocole MICN offre un débit proche de l'optimum dans certains scénarios. Les performances du protocole MICN se comparent favorablement aux protocoles existants. Il présente des avantages significatifs lorsqu'on considère le nombre total de paquets transmis dans le réseau et dans le cas de liens pouvant subir des pertes. Plusieurs techniques de transport modifiées et intégrées dans le protocole MICN sont proposées afin d'optimiser l'utilisation des ressources du réseau tout en conservant un débit élevé. MILIC nous a aussi amené à considérer le problème de la construction de sous-ensembles de vecteurs dans un espace vectoriel donné, tels que lorsque l'on choisit arbitrairement un vecteur de chaque sous-ensemble, les vecteurs sélectionnés sont linéairement indépendants. Cette thèse le formalise comme un problème mathématique et étudie quelques solutions alternatives à la construction MILIC. Enfin, la thèse prouve qu'une large classe de solutions à ce problème est équivalente à MILIC
The amount of data exchanged over the Internet has grown drastically over the past decades. The increasing number of users, connected devices, and the popularity of video content have surged the demand for new communication methods that can deal with the growing volume of data traffic. Information-Centric Networking (ICN) has been proposed as an alternative to traditional IP-based networks. In ICN, consumers request named content via Interest packets to the network and receive data as a response to their request without taking care of the location of the content in the network. ICN allows in-network caching and naturally supports the use of multiple paths. Nevertheless, the maximum throughput can only be achieved if the content is requested over an optimal set of multicast trees. The computation of such multicast trees is hard to scale over large dynamic networks and requires coordination among network entities. Network coding has been recently introduced in ICN to improve multi-path dissemination and caching of content without the need for coordination. The challenge in the case of network coding is to get independent coded content in response to multiple parallel Interests by one or several consumers. In this thesis, we analyze some previous works that integrate network coding and ICN and identify some key issues these works face. We introduce an efficient solution where clients add compact information to Interest packets in order to ensure linear independence of content in network-coded ICN. This thesis proposes an architecture, MICN, that provides network coding on top of an Interest-based ICN implementation: Named Data Networking (NDN). The proposed architecture helps alleviate the issues faced by network coding-enabled ICN solutions presented in the past. A novel construction called MILIC (Multiple Interests for Linearly Independent Content) is introduced that imposes constraints on how the replies to Interests are coded, intending to get linearly independent contents in response to multiple Interests. Numerical analysis and simulations illustrate that the MILIC construction performs well with network-coded NDN, and the MICN protocol yields close to optimal throughput in some scenarios. The performance of MICN compares favorably to existing protocols. It shows significant benefits when considering the total number of transmitted packets in the network and in the case of lossy links. Several modified forwarding techniques integrated into the MICN protocol are proposed to optimize the network resource utilization while keeping a high throughput. MILIC led us to consider the problem of constructing subsets of vectors from a given vector space, such that when drawing arbitrarily one vector from each subset, the selected vectors are linearly independent. This thesis considers it as a mathematical problem and studies some alternative solutions to the MILIC construction. Finally, the thesis proves that a large family of solutions to this problem are equivalent to MILIC

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Ben, Saad Leila. "Stratégies pour améliorer la durée de vie des réseaux de capteurs sans fil". Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2011. http://www.theses.fr/2011ENSL0689.

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Améliorer la durée de vie est un enjeu important qui s'impose lors du déploiement des réseaux de capteurs sans fil (RCsFs). En effet, ces réseaux sont composés par des capteurs autonomes alimentés par des batteries qu'il est difficile de recharger ou remplacer. Le challenge est donc d'assurer le fonctionnement de ces réseaux pendant plusieurs années sans aucune intervention extérieure majeure.Afin de maximiser la durée de vie des RCsFs, nous avons d'abord exploré la possibilité d'introduire plusieurs puits mobiles. Nous avons proposé deux stratégies. La première détermine les positions optimales sur un réseau de petite échelle et la deuxième, basée sur une heuristique, garantit le passage à l'échelle.Nous nous sommes ensuite intéressés aux RCsFs basés sur IPv6 qui utilisent RPL, le nouveau protocole de routage proposé par l'IETF. Nous avons étudié ce protocole, étendu ses capacités pour gérer des puits mobiles et proposé une stratégie de mobilité des puits adaptée permettant de prolonger la durée de vie du réseau.Puis, nous avons proposé une nouvelle approche qui applique le codage de Slepian-Wolf sur les adresses émises dans les RCsFs. L'idée consiste à exploiter la corrélation des adresses garantie par un schéma approprié d'allocation afin de réduire le nombre de bits d'entête transmis au puits et d'améliorer ainsi la durée de vie du réseau.Finalement, nous avons proposé une infrastructure IPv6 hybride pour bâtiments intelligents qui combine les avantages des technologies sans fil et courants porteurs en ligne afin d'améliorer la durée de vie du réseau, sa connectivité et sa robustesse à faible surcoût
Improving the network lifetime is a very challenging problem that needs to be taken into account during the deployment of wireless sensor networks (WSNs). Indeed, these networks are composed of many autonomous sensors with a limited energy supply provided by batteries which are usually difficult to recharge or replace. The scientific challenge is to ensure the operation of these networks for several years without major external intervention. To maximize the lifetime of WSNs, we first explored the possibility of introducing multiple mobile sinks. We proposed two mobility strategies. The first one provides the optimal placement in a network of small scale. The second one is based on an heuristic algorithm that ensures scalability.We were then interested in IPv6 based WSNs which use the new proposed routing protocol by IETF namely RPL. We studied this protocol, extended its capacity to manage mobile sinks andproposed an appropriate sinks mobility strategy that extends the network lifetime.Next, we proposed a novel approach which consists in applying Slepian-Wolf coding to emitted addresses in WSNs. The basic idea is to exploit the addresses correlation, guaranteed by an appropriate addresses allocation scheme, in order to reduce the header size of packets transmitted to the sink and thus improve the network lifetime.Finally, we proposed an hybrid IPv6 infrastructure for smart buildings which combines the wireless and power line technologies to guarantee energy efficiency and a longer network lifetime

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Tesis sobre el tema "Codage de réseau"

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