Tesis: "Informatique distribuée sans fil"

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Percher, Jean-Marc. "Un modèle de détection d'intrusions distribuée pour les réseaux sans fil ad hoc". Versailles-St Quentin en Yvelines, 2004. http://www.theses.fr/2004VERS0020.

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Resumen

Dans cette thèse nous proposons un modèle de sécurité pour les MANET (Mobile Ad hoc NETwork). Celui-ci associe les actions des mécanismes de sécurité préventifs et d'un système de détection d'intrusions ou IDS (Intrusion Detection System). Notre recherche est centrée sur l'IDS dont l'architecture doit être adaptée aux caractéristiques des MANET : l'absence d'infrastructure réseau préexistante et permanente, l'hétérogénéité des équipements, l'instabilité de la topologie résultant du mouvement des nœuds, et la difficulté à identifier les nœuds présents dans le réseau. Nous proposons une architecture d'IDS distribuée et coopérative basée sur des agents mobiles. Nous montrons par des simulations comment les agents mobiles permettent d'améliorer la fiabilité de la coopération entre les IDS. Nous présentons un prototype utilisé pour valider, dans un environnement de tests, les caractéristiques de l'IDS distribué et évaluer ses performances
This thesis proposes a security model for MANET. Our model is composed of preventive security mechanisms and of an intrusion detection system (IDS). The main focus of this work is on the definition of the architecture of an IDS suitable for MANET. This architecture must take into account the main characteristics of MANETS: the absence of a predefined and permanent infrastructure, the heterogeneity of network nodes, the instability of the network's topology resulting from node mobility, the difficulty to identify nodes in a MANET. We propose a distributed architecture relying on a mobile agent based cooperation system and show, through simulations, that mobile agents can help in increasing the reliability of inter IDS communication and thus cooperation. We present a proof of concept prototype in order to validate the proposed architecture and to evaluate its performances

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Saad, Clément. "Quelques contributions dans les réseaux de capteurs sans fil : Localisation et Routage". Phd thesis, Université d'Avignon, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00364914.

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Resumen

Comme le firent Internet et les communications sans fil il y a de cela quelques décennies, l'avènement des réseaux de capteurs s'apprête à révolutionner notre mode de vie. Mais avant de voir ces réseaux atteindre un degré de démocratisation identique à celui des téléphones portables par exemple, un certain nombre de problématiques doit être résolu. Aux contraintes traditionnelles des réseaux ad hoc s'ajoutent les limites très strictes liées aux caractéristiques matérielles des capteurs telles que la puissance de calcul, la mémoire et surtout l'alimentation en énergie, rendant les algorithmes existants inadaptés. Cette thèse aborde deux problématiques : celle de la localisation et celle du routage. Concernant la localisation, une famille de trois méthodes est proposée pour estimer les positions des capteurs en y associant des bornes d'erreur, à partir de localisations exactes connues pour certains d'entre eux et en fonction de leurs capacités de mesures. Cette famille est ensuite étendue aux réseaux de capteurs mobiles. Vient alors le problème du routage permettant l'acheminement d'un message d'un capteur vers une station de base lorsqu'il détecte un événement. Les stratégies de routage dit géographique s'appuient sur les positions des capteurs qui sont considérées comme exactes. Or, dans la pratique, ces positions sont rarement précises. Cette thèse propose deux algorithmes de routage destinés respectivement aux réseaux de capteurs statiques et mobiles en considérant des positions estimées, rendant ainsi ces méthodes compatibles avec les algorithmes de localisation.

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De, Kerret Paul. "Transmission coopérative dans les réseaux sans-fil avec feedback distribué". Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0089.

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Resumen

La coopération des transmetteurs dans les système multi-antennes a été reconnue comme un outil prometteur pour éviter ou aligner les interférences résultant d’une réutilisation agressive de la bande spectrale. Il est usuellement supposé que les estimées de canal sont parfaitement partagées entre tous les transmetteurs entrant en coopération, ce qui n’est pas adapté à de nombreuses situations où des émetteurs éloignés visent à coopérer. C’est pourquoi nous étudions le cas de réseaux sans-fil où des transmetteurs émettent d’une manière coopérative bien qu’ils ne puissent échanger que d’une manière imparfaite l’information de canal obtenue localement. Ce partage imparfait de l’information de canal donne lieu à une configuration d’information de canal, dénotée comme « distribuée », où chaque transmetteur reçoit une estimée du canal multi-utilisateurs qui lui est propre, à partir de laquelle il détermine ses paramètres de transmission. Nous étudions tout d’abord les conséquences de la configuration à information de canal distribuée sur le précodage. En particulier, nous mettons en évidence l’inefficacité des méthodes conventionnelles de précodage lorsque confrontées à une configuration à information de canal distribuée. Nous étudions ensuite une autre facette de ce scenario, qui est la détermination de « qui doit savoir quoi », lorsqu’il s’agit de l’information de canal disponible aux transmetteurs engagés dans la coopération. Il est démontré comment une allocation non-uniforme de l’information de canal aux transmetteurs peut donner lieu à des gains importants, en fonction de la géométrie du réseau considéré
Multiple-antenna based transmitter cooperation has been established as a promising tool towards avoiding, aligning, or shaping the interference resulting from aggressive spectral reuse. Although the impact of imperfect knowledge of the channel state information (CSI) is often investigated, it is usually assumed that the channel estimates are perfectly shared between all the transmitters. This assumption is however not adapted to many practical cases of transmitter cooperation between distant transmitters. Therefore, we focus in this thesis on the network scenario where the transmitters would like to cooperate in their transmission but can only imperfectly exchange on CSI which is acquired locally. This imperfect CSI sharing step gives rise to a CSI configuration, denoted as “distributed CSI”, where each transmitter has its own imperfect estimate of the global multi-user channel based on which it determines its transmit parameters. We study first the impact of having distributed CSI over the precoder design. Specifically, we show that conventional precoding schemes are not adapted to the distributed CSI configuration and lead to poor performance. We then turn to another aspect of this CSI configuration which is to determine “Who needs to know what", when it comes to CSI at cooperating transmitters. In contrast to the resource-hungry solution consisting in providing the same CSI to all transmitters, it is shown how a non-uniform spatial allocation of the CSI to the transmitters can provide strong gains depending on the networks topology

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De, Kerret Paul. "Transmission coopérative dans les réseaux sans-fil avec feedback distribué". Phd thesis, Telecom ParisTech, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952820.

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La coopération des transmetteurs dans les système multi-antennes a été reconnue comme un outil prometteur pour éviter ou aligner les interférence résultant d'une réutilisation agressive de la bande spectrale. Il est usuellement supposé que les estimées de canal sont parfaitement partagées entre tous les transmetteurs entrant en coopération, ce qui n'est pas adaptée à de nombreuses situations où des émetteurs éloignés visent à coopérer. C'est pourquoi nous étudions le cas de réseaux sans-fil où des transmetteurs émettent d'une manière coopérative bien qu'ils ne puissent échanger que d'une manière imparfaite l'information de canal obtenue localement. Ce partage imparfait de l'information de canal donne lieu à une configuration d'information de canal, dénotée comme " distribuée ", où chaque transmetteur reçoit une estimée du canal multi-utilisateurs qui lui est propre, à partir de laquelle il détermine ses paramètres de transmission. Nous étudions tout d'abord les conséquences de la configuration à information de canal distribuée sur le précodage. En particulier, nous mettons en évidence l'inefficacité des méthodes conventionnelles de précodage lorsque confrontées à une configuration à information de canal distribuée. Nous passons ensuite à un autre aspect de ce scenario, qui est la détermination de " qui doit savoir quoi ", lorsqu'il s'agit de l'information de canal disponible aux transmetteurs engagés dans la coopération. À l'opposé de la méthode gourmande en ressource qui consiste à allouer à chaque transmetteur la même information de canal, il est montrée comment une allocation non-uniforme de l'information de canal aux transmetteurs peut donner lieu à des gain importants, en fonction de la géométrie du réseau considéré.

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Belmega, Elena Veronica. "Problèmes d'allocation de ressources dans les réseaux MIMO sans fil distribués". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00556223.

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Dans ce manuscrit de thèse, l'objectif principal est d'étudier les réseaux sans fil dans lesquels les nœuds terminaux sont équipés de plusieurs antennes. Plusieurs thèmes d'actualité, tels que les réseaux intelligents auto-optimisants, les communications dites green ou vertes et algorithmes distribués sont abordés. Dans ce but, nous utilisons une gamme diversifiée d'outils de la théorie des jeux, théorie de l'information, théorie des matrices aléatoires et théorie de l'apprentissage. Nous commençons notre analyse par l'étude du problème d'allocation de puissance dans les réseaux MIMO distribués. Les émetteurs sont censés être autonomes et capables de gérer leurs puissances afin d'optimiser leur taux de Shannon atteignables. Le cadre des jeux non-coopératifs est utilisé pour étudier la solution de ce problème. Des algorithmes itératifs qui convergent vers la solution optimale donnée par l'équilibre de Nash sont proposés. Deux approches différentes sont appliquées: des algorithmes basés sur les meilleures réponses et des algorithmes d'apprentissage par renforcement. Un autre problème majeur dans les réseaux sans fil est lié à la question de l'efficacité énergétique. Afin d'atteindre des débits de transmission élevés, la consommation d'énergie est également élevée. Dans les réseaux où la consommation d'énergie est une question critique, le débit de Shannon atteignable n'est plus une métrique de performance adaptée. C'est pourquoi nous abordons également le problème de l'optimisation d'une fonction d'efficacité énergétique.

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Belfkih, Abderrahmen. "Contraintes temporelles dans les bases de données de capteurs sans fil". Thesis, Le Havre, 2016. http://www.theses.fr/2016LEHA0014/document.

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Dans ce travail, nous nous focalisons sur l’ajout de contraintes temporelles dans les Bases de Données de Capteurs Sans Fil (BDCSF). La cohérence temporelle d’une BDCSF doit être assurée en respectant les contraintes temporelles des transactions et la validité temporelle des données, pour que les données prélevées par les capteurs reflètent fidèlement l’état réel de l’environnement. Cependant, les retards de transmission et/ou de réception pendant la collecte des données peuvent conduire au non-respect de la validité temporelle des données. Une solution de type bases de données s'avère la plus adéquate. Il faudrait pour cela faire coïncider les aspects BD traditionnelles avec les capteurs et leur environnement. À cette fin, les capteurs déployés au sein d'un réseau sans fils sont considérés comme une table d'une base de données distribuée, à laquelle sont appliquées des transactions (interrogations, mises à jour, etc.). Les transactions sur une BD de capteurs nécessitent des modifications pour prendre en compte l'aspect continu des données et l'aspect temps réel. Les travaux réalisés dans cette thèse portent principalement sur trois contributions : (i) une étude comparative des propriétés temporelles entre une collecte périodique des données avec une base de données classique et une approche de traitement des requêtes avec une BDCSF, (ii) la proposition d’un modèle de traitement des requêtes temps réel, (iii) la mise en œuvre d’une BDCSF temps réel, basée sur les techniques décrites dans la deuxième contribution
In this thesis, we are interested in adding real-time constraints in the Wireless Sensor Networks Database (WSNDB). Temporal consistency in WSNDB must be ensured by respecting the transaction deadlines and data temporal validity, so that sensor data reflect the current state of the environment. However, delays of transmission and/or reception in a data collection process can lead to not respect the data temporal validity. A database solution is most appropriate, which should coincide with the traditional database aspects with sensors and their environment. For this purpose, the sensor in WSN is considered as a table in a distributed database, which applied transactions (queries, updates, etc.). Transactions in a WSNDB require modifications to take into account of the continuous datastream and real-time aspects. Our contribution in this thesis focus on three parts: (i) a comparative study of temporal properties between a periodic data collection based on a remote database and query processing approach with WSNDB, (ii) the proposition of a real-time query processing model, (iii) the implementation of a real time WSNDB, based on the techniques described in the second contribution

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Le, Mouël Frédéric. "Environnement adaptatif d'exécution distribuée d'applications dans un contexte mobile". Phd thesis, Université Rennes 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004161.

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Resumen

L'informatique mobile est un domaine en plein essor qui profite des percées technologiques dans le domaine des ordinateurs portables et dans le domaine des réseaux de communication sans-fil. Ces environnements mobiles présentent des particularités : (i) dû à des limitations de taille et de poids, un terminal portable offre peu de ressources et celles-ci sont susceptibles de varier, (ii) les réseaux sans fil offrent une bande passante plus faible, sujette à des variations importantes et de fréquentes déconnexions dues aux interférences avec l'environnement, et (iii) l'environnement d'un terminal portable change suite à ses déplacements, avec l'accès, ou la disparition de l'accès, à un certain nombre de stations (mobiles ou non) et de périphériques (imprimantes, scanner, etc). L'objectif de cette thèse est de proposer une méthode qui généralise l'utilisation des ressources extérieures à un terminal portable au moyen de techniques de distribution prenant en compte ces critères de la mobilité. Nous proposons donc un système adaptatif de distribution des applications en environnements mobiles. Pour cela, nous avons construit une architecture générique se décomposant en un cadre de conception et une boîte à outils. Le cadre de conception comporte des fonctionnalités couramment utilisées pour la gestion des environnements mobile. La boîte à outils comporte des implantations permettant aux concepteurs d'applications de spécialiser les fonctionnalités avec un comportement défini. Dans ce cadre, nous avons plus précisément développé deux fonctionnalités. La fonctionnalité d'adaptation et de réaction dynamique définit, en particulier, un modèle d'entité auto-adaptative, dans laquelle les concepteurs peuvent dynamiquement spécialiser (i) les adaptations possibles de l'entité et (ii) la stratégie d'adaptation, correspondant aux changements de comportement à adopter en cas de variations dans les conditions d'exécution. La fonctionnalité de gestion des ressources et de distribution des applications caractérise les particularités de l'environnement mobile et les besoins des applications au sein d'un modèle d'utilisation de type offres / demandes. Cinq services mettent en oeuvre cette fonctionnalité : (i) le service de gestion de l'environnement, (ii) le service de gestion de l'environnement local, (iii) le service de détection et notification, (iv) le service de distribution et (v) le service de contrôle de la propagation des adaptations. Ceux-ci comportent des politiques adaptatives, basées sur le modèle de l'entité, qui peuvent être dynamiquement spécialisées par les concepteurs. Un prototype, AeDEn, a été développé et plusieurs expériences ont confirmé que la distribution en environnement mobile permet d'économiser les ressources des terminaux portables et d'améliorer les performances des applications.

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Kaaouachi, Mohamed Hamza. "Une approche distribuée pour les problèmes de couverture dans les systèmes hautement dynamiques". Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066058.

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Un système distribué est un système composé d'éléments de calcul autonomes dotés de capacité de communication. Il s'agit d'un modèle commun pour l'étude des réseaux. L'évolution rapide des réseaux sans fils et/ou mobiles aussi bien dans la vie quotidienne que dans la recherche amène progressivement à intégrer la dynamique (i.e. l'évolution dans le temps de la connectivité) dans les systèmes distribués. Concrètement, cela revient à ajouter l'hypothèse que les capacités de communication des éléments du système peuvent varier dans le temps. De nombreux modèles considèrent ainsi la dynamique comme composante à part entière du système (et non pas comme une faute). De manière récente, une nouvelle approche, appelée graphe variant dans le temps, tente d'unifier tous ces modèles dans un formalisme commun qui permet de classifier les systèmes en fonction de leurs propriétés de connexité temporelle. Dans cette thèse, nous nous intéressons à des systèmes distribués hautement dynamiques dans lesquels les hypothèses de connexité sont minimalistes. Plus précisément, nous concentrons nos efforts sur les systèmes connexes à travers le temps dans lesquels la seule garantie est que tout élément du système peut infiniment souvent envoyer un message à tout autre (sans garantie sur la pérennité de la route utilisée ni sur le délai de communication). Nous nous intéressons plus particulièrement aux problèmes de couverture (par exemple, ensemble dominant minimal, couplage maximal, ensemble indépendant maximal, ...) dans ces systèmes distribués hautement dynamiques. Les contributions de cette thèse dans ce contexte sont les suivantes. Nous proposons tout d'abord une nouvelle définition pour les problèmes de couverture qui est plus adaptée aux systèmes distribués hautement dynamiques que les définitions existantes. Dans un deuxième temps, nous fournissons un outil générique qui permet de faciliter les preuves de résultats d'impossibilité dans les systèmes distribués dynamiques. Nous appliquons cet outil pour prouver plusieurs résultats d'impossibilité à propos de problèmes de couverture. Ensuite, nous proposons une nouvelle mesure de complexité en temps qui permet de comparer équitablement les performances de protocoles dans les systèmes distribués dynamiques. Enfin, nous donnons un algorithme de construction d'un ensemble dominant minimal dans les systèmes distribués hautement dynamiques
A distributed system is a system of autonomous computing components endowed with communication abilities. This is a common model for the study of networks. The quick evolution of wireless and mobile network both in everyday life and in research gradually leads to take in account the dynamics (i.e. the evolution over time) in distributed systems. Concretely, this means to add the assumption that the communication abilities of the components of the system may vary over time. Many models consider the dynamics as an integral component of the system (and not as a fault). Recently, a new approach, called time-varying graph, attempts to unify all these models in a common formalism which allows the classification systems based on their temporal connectivity properties. In this thesis, we are interested in highly dynamic distributed systems with minimal connectivity assumptions. Specifically, we focus on connected over time systems where the only guarantee is that any element of the system can infinitely often send a message to any other (no guarantee are provided on the sustainability of the used path nor on the time communication). We are particularly interested in covering problems (e.g., minimal dominanting set, maximal matching, maximal independent set, ...) in these highly dynamic distributed systems. The contributions of this thesis in this context are as follows. We first propose a new definition for the covering problems which is more suited to highly dynamic distributed systems that the existing definitions. Secondly, we provide a generic tool to simplify proof of impossibility results in dynamic distributed systems. We use this tool to prove some impossibility results of covering problems. Then, we propose a new time complexity measure to fairly compare the algorithms performance in dynamic distributed systems. Finally, we give an algorithm that compute a minimal dominating set in highly dynamic distributed systems

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Yu, Shuai. "Multi-user computation offloading in mobile edge computing". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS462.

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Mobile Edge Computing (MEC) est un modèle informatique émergent qui étend le cloud et ses services à la périphérie du réseau. Envisager l'exécution d'applications émergentes à forte intensité de ressources dans le réseau MEC, le déchargement de calcul est un paradigme éprouvé réussi pour activer des applications gourmandes en ressources sur les appareils mobiles. De plus, compte tenu de l'émergence de l'application collaborative mobile (MCA), les tâches déchargées peuvent être dupliquées lorsque plusieurs utilisateurs se trouvent à proximité. Cela nous motive à concevoir un schéma de déchargement de calcul collaboratif pour un réseau MEC multi-utilisateurs. Dans ce contexte, nous étudions séparément les schémas de déchargement par calcul collaboratif pour les scénarios de déchargement de MEC, de déchargement de périphérique à périphérique (D2D) et de déchargement hybride, respectivement. Dans le scénario de déchargement de MEC, nous supposons que plusieurs utilisateurs mobiles déchargent des tâches de calcul dupliquées sur les serveurs de périphérie du réseau et partagent les résultats de calcul entre eux. Notre objectif est de développer les stratégies optimales de déchargement collaboratif avec des améliorations de mise en cache afin de minimiser le délai d'exécution global du côté du terminal mobile. À cette fin, nous proposons un déchargement optimal avec un schéma d'amélioration de la mise en cache (OOCS) pour le scénario femto-cloud et le scénario d'informatique mobile, respectivement. Les résultats de la simulation montrent que comparé à six solutions alternatives dans la littérature, notre OOCS mono-utilisateur peut réduire les délais d'exécution jusqu'à 42,83% et 33,28% respectivement pour le femto-cloud mono-utilisateur et l'informatique mobile mono-utilisateur. D'un autre côté, notre système OOCS multi-utilisateur peut encore réduire le délai de 11,71% par rapport à l'OOCS mono-utilisateur grâce à la coopération des utilisateurs. Dans le scénario de déchargement D2D, nous supposons que lorsque des tâches de calcul en double sont traitées sur des utilisateurs mobiles spécifiques et que les résultats de calcul sont partagés via le canal de multidiffusion Device-to-Device (D2D). Notre objectif ici est de trouver une partition réseau optimale pour le déchargement multicast D2D, afin de minimiser la consommation d'énergie globale du côté du terminal mobile. À cette fin, nous proposons d'abord un cadre de déchargement de calcul basé sur la multidiffusion D2D où le problème est modélisé comme un problème d'optimisation combinatoire, puis résolu en utilisant les concepts de correspondance bipartite pondérée maximale et de jeu de coalition. Notez que notre proposition considère la contrainte de délai pour chaque utilisateur mobile ainsi que le niveau de la batterie pour garantir l'équité. Pour évaluer l'efficacité de notre proposition, nous simulons trois composants interactifs typiques. Les résultats de la simulation montrent que notre algorithme peut réduire considérablement la consommation d'énergie et garantir l'équité de la batterie entre plusieurs utilisateurs en même temps. Nous étendons ensuite le déchargement du D2D au déchargement hybride en tenant compte des relations sociales. Dans ce contexte, nous proposons un cadre d'exécution de tâches hybride multicast pour l'informatique mobile, où une foule d'appareils mobiles à la périphérie du réseau s'appuient sur la collaboration D2D assistée par réseau pour l'informatique distribuée sans fil et le partage des résultats. Le cadre est socialement conscient afin de construire des liens D2D efficaces. Un objectif clé de ce cadre est de mettre en place une politique d'attribution de tâches écoénergétique pour les utilisateurs mobiles. Pour ce faire, nous introduisons d'abord le modèle de système de déchargement de calcul hybride social-aware, puis nous formulons le problème d'affectation de tâches économe en énergie en prenant en compte les contraintes nécessaires [...]
Mobile Edge Computing (MEC) is an emerging computing model that extends the cloud and its services to the edge of the network. Consider the execution of emerging resource-intensive applications in MEC network, computation offloading is a proven successful paradigm for enabling resource-intensive applications on mobile devices. Moreover, in view of emerging mobile collaborative application (MCA), the offloaded tasks can be duplicated when multiple users are in the same proximity. This motivates us to design a collaborative computation offloading scheme for multi-user MEC network. In this context, we separately study the collaborative computation offloading schemes for the scenarios of MEC offloading, device-to-device (D2D) offloading and hybrid offloading, respectively. In the MEC offloading scenario, we assume that multiple mobile users offload duplicated computation tasks to the network edge servers, and share the computation results among them. Our goal is to develop the optimal fine-grained collaborative offloading strategies with caching enhancements to minimize the overall execution delay at the mobile terminal side. To this end, we propose an optimal offloading with caching-enhancement scheme (OOCS) for femto-cloud scenario and mobile edge computing scenario, respectively. Simulation results show that compared to six alternative solutions in literature, our single-user OOCS can reduce execution delay up to 42.83% and 33.28% for single-user femto-cloud and single-user mobile edge computing, respectively. On the other hand, our multi-user OOCS can further reduce 11.71% delay compared to single-user OOCS through users' cooperation. In the D2D offloading scenario, we assume that where duplicated computation tasks are processed on specific mobile users and computation results are shared through Device-to-Device (D2D) multicast channel. Our goal here is to find an optimal network partition for D2D multicast offloading, in order to minimize the overall energy consumption at the mobile terminal side. To this end, we first propose a D2D multicast-based computation offloading framework where the problem is modelled as a combinatorial optimization problem, and then solved using the concepts of from maximum weighted bipartite matching and coalitional game. Note that our proposal considers the delay constraint for each mobile user as well as the battery level to guarantee fairness. To gauge the effectiveness of our proposal, we simulate three typical interactive components. Simulation results show that our algorithm can significantly reduce the energy consumption, and guarantee the battery fairness among multiple users at the same time. We then extend the D2D offloading to hybrid offloading with social relationship consideration. In this context, we propose a hybrid multicast-based task execution framework for mobile edge computing, where a crowd of mobile devices at the network edge leverage network-assisted D2D collaboration for wireless distributed computing and outcome sharing. The framework is social-aware in order to build effective D2D links [...]

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Kaaouachi, Mohamed Hamza. "Une approche distribuée pour les problèmes de couverture dans les systèmes hautement dynamiques". Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066058/document.

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Un système distribué est un système composé d'éléments de calcul autonomes dotés de capacité de communication. Il s'agit d'un modèle commun pour l'étude des réseaux. L'évolution rapide des réseaux sans fils et/ou mobiles aussi bien dans la vie quotidienne que dans la recherche amène progressivement à intégrer la dynamique (i.e. l'évolution dans le temps de la connectivité) dans les systèmes distribués. Concrètement, cela revient à ajouter l'hypothèse que les capacités de communication des éléments du système peuvent varier dans le temps. De nombreux modèles considèrent ainsi la dynamique comme composante à part entière du système (et non pas comme une faute). De manière récente, une nouvelle approche, appelée graphe variant dans le temps, tente d'unifier tous ces modèles dans un formalisme commun qui permet de classifier les systèmes en fonction de leurs propriétés de connexité temporelle. Dans cette thèse, nous nous intéressons à des systèmes distribués hautement dynamiques dans lesquels les hypothèses de connexité sont minimalistes. Plus précisément, nous concentrons nos efforts sur les systèmes connexes à travers le temps dans lesquels la seule garantie est que tout élément du système peut infiniment souvent envoyer un message à tout autre (sans garantie sur la pérennité de la route utilisée ni sur le délai de communication). Nous nous intéressons plus particulièrement aux problèmes de couverture (par exemple, ensemble dominant minimal, couplage maximal, ensemble indépendant maximal, ...) dans ces systèmes distribués hautement dynamiques. Les contributions de cette thèse dans ce contexte sont les suivantes. Nous proposons tout d'abord une nouvelle définition pour les problèmes de couverture qui est plus adaptée aux systèmes distribués hautement dynamiques que les définitions existantes. Dans un deuxième temps, nous fournissons un outil générique qui permet de faciliter les preuves de résultats d'impossibilité dans les systèmes distribués dynamiques. Nous appliquons cet outil pour prouver plusieurs résultats d'impossibilité à propos de problèmes de couverture. Ensuite, nous proposons une nouvelle mesure de complexité en temps qui permet de comparer équitablement les performances de protocoles dans les systèmes distribués dynamiques. Enfin, nous donnons un algorithme de construction d'un ensemble dominant minimal dans les systèmes distribués hautement dynamiques
A distributed system is a system of autonomous computing components endowed with communication abilities. This is a common model for the study of networks. The quick evolution of wireless and mobile network both in everyday life and in research gradually leads to take in account the dynamics (i.e. the evolution over time) in distributed systems. Concretely, this means to add the assumption that the communication abilities of the components of the system may vary over time. Many models consider the dynamics as an integral component of the system (and not as a fault). Recently, a new approach, called time-varying graph, attempts to unify all these models in a common formalism which allows the classification systems based on their temporal connectivity properties. In this thesis, we are interested in highly dynamic distributed systems with minimal connectivity assumptions. Specifically, we focus on connected over time systems where the only guarantee is that any element of the system can infinitely often send a message to any other (no guarantee are provided on the sustainability of the used path nor on the time communication). We are particularly interested in covering problems (e.g., minimal dominanting set, maximal matching, maximal independent set, ...) in these highly dynamic distributed systems. The contributions of this thesis in this context are as follows. We first propose a new definition for the covering problems which is more suited to highly dynamic distributed systems that the existing definitions. Secondly, we provide a generic tool to simplify proof of impossibility results in dynamic distributed systems. We use this tool to prove some impossibility results of covering problems. Then, we propose a new time complexity measure to fairly compare the algorithms performance in dynamic distributed systems. Finally, we give an algorithm that compute a minimal dominating set in highly dynamic distributed systems

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Morais, Anderson. "Distributed and cooperative intrusion detection in wireless mesh networks". Phd thesis, Institut National des Télécommunications, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00789724.

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Wireless Mesh Network (WMN) is an emerging technology that is gaining importance among traditional wireless communication systems. However, WMNs are particularly vulnerable to external and insider attacks due to their inherent attributes such as open communication medium and decentralized architecture. In this research, we propose a complete distributed and cooperative intrusion detection system for efficient and effective detection of WMN attacks in real-time. Our intrusion detection mechanism is based on reliable exchange of network events and active cooperation between the participating nodes. In our distributed approach, Intrusion Detection Systems (IDSs) are independently placed at each mesh node to passively monitor the node routing behavior and concurrently monitor the neighborhood behavior. Based on that, we first implement a Routing Protocol Analyzer (RPA) that accuracy generates Routing Events from the observed traffic, which are then processed by the own node and exchanged between neighboring nodes. Second, we propose a practical Distributed Intrusion Detection Engine (DIDE) component, which periodically calculates accurate Misbehaving Metrics by making use of the generated Routing Events and pre-defined Routing Constraints that are extracted from the protocol behavior. Third, we propose a Cooperative Consensus Mechanism (CCM), which is triggered among the neighboring nodes if any malicious behavior is detected. The CCM module analyzes the Misbehaving Metrics and shares Intrusion Detection Results among the neighbors to track down the source of intrusion. To validate our research, we implemented the distributed intrusion detection solution using a virtualized mesh network platform composed of virtual machines (VMs) interconnected. We also implemented several routing attacks to evaluate the performance of the intrusion detection mechanisms

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Carvin, Denis. "Mécanismes de supervision distribuée pour les réseaux de communication dynamiques". Thesis, Toulouse, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAT0025/document.

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Resumen

Avec l’arrivée massive des technologies sans fil, le nombre de terminaux mobiles n’a cessé de croître, pour des usages et des ressources de communication diversifiés. En intégrant les objets du quotidien, nos réseaux de communications sont devenus dynamiques aussi bien en termes de ressources que de topologie physique, offrant accès à des informations de plus en plus riches. La tâche de gestion s’est ainsi complexifiée et requiert des temps de réponse de plus en plus courts difficilement réalisables par un administrateur humain. Il devient indispensable de mettre en œuvre des capacités de gestion autonomes pour les nouveaux réseaux. Dans tous les cas, la gestion d’un système implique une étape essentielle : sa mesure et sa supervision. Peu importe sa nature, c’est cette étape de prise d’information qui permet sa caractérisation, son analyse et son contrôle. Le domaine des réseaux n’échappe pas à cette règle et les objets qui le composent auront besoin d’acquérir des informations sur leur environnement pour mieux s’y adapter. Dans cette thèse, nous nous intéressons au partage efficace de ces informations de mesures à des fins d’auto-analyse et d’évaluation distribuée de la performance. Après avoir formalisé le problème de la mesure distribuée, nous nous consacrons dans un premier temps à l’organisation des échanges de mesures dans les graphes dynamiques. Nous proposons une nouvelle heuristique pour le consensus de la moyenne qui converge plus rapidement que celles de l’état de l’art. Dans un second temps, nous considérons des topologies plus stables pouvant utiliser des flux TCP comme moyen d’échange. Nous proposons un mécanisme d’ordonnancement de ces flux qui conserve le même comportement face à la congestion, tout en réduisant leur latence moyenne. Enfin, nous nous intéressons à l’information de mesure échangée. Nous montrons comment les nœuds peuvent superviser diverses métriques telles que la performance d’un système en se basant sur l’utilité de ses agents, et proposons une méthode pour qu’ils puissent analyser l’évolution de cette performance
With the massive rise of wireless technologies, the number of mobile stations is constantly growing. Both their uses and their communication resources are diversified. By integrating our daily life objects, our communication networks become dynamic in terms of physical topology but also in term of resources. Furthermore, they give access to a richer information. As a result, the management task has become complex and requires shorter response time that a human administrator can not respect. It becomes necessary to develop an autonomic management behavior in next generation networks. In any manner, managing a system requires essential steps which are : its measurement and its supervision. Whatever the nature of a system, this stage of information gathering, allows its characterization and its control. The field of networks is not the exception to the rule and objects that compose them will need to acquire information on their environment for a better adaptation. In this thesis, we focus on the efficient sharing of this information, for self-analysis and distributed performance evaluation purposes. After having formalized the problem of the distributed measurement, we address in a first part the fusion and the diffusion of measures in dynamic graphs. We develop a new heuristic for the average consensus problem offering a better contraction rate than the ones of the state of the art. In a second part, we consider more stable topologies where TCP is used to convey measures. We offer a scheduling mechanism for TCP flows that guaranty the same impact on the network congestion, while reducing the average latency. Finally, we show how nodes can supervise various metrics such as the system performance based on their utilities and suggest a method to allow them to analyze the evolution of this performance

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Patel, Pankesh. "Environnement de développement d'applications pour l'Internet des objets". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00927150.

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Resumen

Application development in the Internet of Things (IoT) is challenging because it involves dealing with a wide range of related issues such as lack of separation of concerns, and lack of high-level of abstractions to address both the large scale and heterogeneity. Moreover, stakehol- ders involved in the application development have to address issues that can be attributed to different life-cycles phases when developing applications. First, the application logic has to be analyzed and then separated into a set of distributed tasks for an underlying network. Then, the tasks have to be implemented for the specific hardware. Apart from handling these issues, they have to deal with other aspects of life-cycle such as changes in application requirements and deployed devices. Several approaches have been proposed in the closely related fields of wireless sensor network, ubiquitous and pervasive computing, and software engineering in general to address the above challenges. However, existing approaches only cover limited subsets of the above mentioned challenges when applied to the IoT. This thesis proposes an integrated approach for addressing the above mentioned challenges. The main contributions of this thesis are: (1) a development methodology that separates IoT application development into different concerns and provides a conceptual framework to develop an application, (2) a development framework that implements the development methodology to support actions of stakeholders. The development framework provides a set of modeling languages to specify each development concern and abstracts the scale and heterogeneity related complexity. It integrates code generation, task-mapping, and linking techniques to provide automation. Code generation supports the application develop- ment phase by producing a programming framework that allows stakeholders to focus on the application logic, while our mapping and linking techniques together support the deployment phase by producing device-specific code to result in a distributed system collaboratively hosted by individual devices. Our evaluation based on two realistic scenarios shows that the use of our approach improves the productivity of stakeholders involved in the application development.

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Han, Bing. "Allocation Distribuée de Requête dans les Réseaux de Capteur Sans Fil". Phd thesis, Télécom ParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00006032.

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L'accès direct des utilisateurs mobiles dans les nœuds de capteurs simplifie l'architecture du réseau. L'équité et l'efficacité doivent être simultanément pris en compte pour optimiser le fonctionnement de ces réseaux et l'équité des utilisateurs est particulièrement importante lorsque les utilisateurs sont des clients du service fourni par le réseau. Nous étudions des questions d'équité dans le réseau de capteurs sans fil du point de vue d'un utilisateur. Nous avons identifié et étudié les problèmes suivants. 1. Le problème d'allocation de requête à l'équité Max-Min dans un WSN. L'expression explicite de requête à l'équité max-min, pour le cas où seulement deux utilisateurs existent dans le réseau, est dérivée. Et le problème au cas où plusieurs utilisateurs sont dans le réseau est résolu avec un algorithme heuristique distribué. 2. L'allocation équitable des requêtes entre les utilisateurs avec un modèle discret. Dans ce cas, l'équité max-min lexicographique doit être exploitée. Nous proposons une formulation pour le problème. 3. La faisabilité de reformuler le problème et de mettre en œuvre nos solutions dans un WSN basé sur IEEE 802.15.4/ZigBee. 4. Le MMKP utilisé pour formuler le problème. Nous avons étudié ce problème par expériences. Une méthode systématique pour générer les instances MMKP est proposée et plusieurs groupes d'instances qui représentent une variété de types de correlation entre les paramètres du problème sont générés. Ces instances sont testées avec l'algorithme BBLP ainsi que deux outils d'optimisation, le GLPK et le CPLEX.

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Han, Bing. "Allocation distribuée des requêtes dans le réseau de capteur sans fil". Paris,Télécom ParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00006032.

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Resumen

L'accès direct des utilisateurs mobiles dans les nœuds de capteurs simplifie l'architecture du réseau. L'équité et l'efficacité doivent être simultanément pris en compte pour optimiser le fonctionnement de ces réseaux et l'équité des utilisateurs est particulièrement importante lorsque les utilisateurs sont des clients du service fourni par le réseau. Nous étudions des questions d'équité dans le réseau de capteurs sans fil du point de vue d'un utilisateur. Nous avons identifié et étudié les problèmes suvants. 1. Le problème d'allocation de requête à l'équité Max-Min dans un WSN. L'expression explicite de requête à l'équité max-min, pour le cas où seulement deux utilisateurs existent dans le réseau, est dérivée. Et le problème au cas où plusieurs utilisateurs sont dans le réseau est résolu avec un algorithme heuristique distribué. 2. L'allocation équitable des requêtes entre les utilisateurs avec un modèle discret. Dans ce cas, l'équité max-min lexicographique doit être exploitée. Nous proposons une formulation pour le problème. 3. La faisabilité de reformuler le problème et de mettre en œuvre nos solutions dans un WSN basé sur IEEE 802. 15. 4/ZigBee. 4. Le MMKP utilisé pour formuler le problème. Nous avons étudié ce problème par expériences. Une méthode systématique pour générer les instances MMKP est proposée et plusieurs groupes d'instances qui représentent une variété de types de correlation entre les paramètres du problème sont générés. Ces instances sont testées avec l'algorithme BBLP ainsi que deux outils d'optimisation, le GLPK et le CPLEX
Wireless sensor network architecture can be greatly simplified by enabling the mobile users to access directly the sensor nodes. Under this case, both efficiency and fairness should be considered in order to keep the network in an optimal operational state and the fairness is especially important as long as the users are actually the clients that pay for the services provided by the network. We studied this fairness problem from a user's point view. We have identified and studied the following problems: 1. The problem to allocate the continuous query with max-min fairness in a WSN. We obtained explicit expression for the case where only two uses are in the network and we proposed a distributed heuristic algorithm to solve a more user case. 2. The problem to allocate the discrete queries with fairness. Under this case, we used lexicographic max-min fairness and we proposed new formulation and solution for the problem. 3. The feasibility to reformulate the fairness problem and implement the solution in a 802. 15. 4/ZigBee based WSN. 4. The MMKP used in the formulation of the fairness problem. We have studied this problem by simulation experiments. We proposed a systematic method to generate the MMKP instances and we tested several groups of instances with the BBLP algorithm and two optimization utilities, namely the GLPK and CPLEX

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Hauspie, Michaël. "Contributions à l'étude des gestionnaires de services distribués dans les réseaux ad hoc". Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00656359.

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Les réseaux ad hoc sont des réseaux distribués, auto-organisés ne nécessitant pas d'infrastructure. Les entités formant un tel réseau doivent collaborer afin d'assurer le bon fonctionnement des services réseaux, tel que le routage. Dans un tel environnement, de nombreux algorithmes développés pour le monde filaire ne peuvent être adaptés de façon naïve sans entraîner une congestion importante du réseau qui va réduire son efficacité. Notre travail de thèse se penche sur l'étude de la gestion de services. En effet, sans application, le développement d'une architecture comme les réseaux ad hoc est inutile. La gestion de services consiste à fournir tout les moyens possibles pour faciliter et rendre fiable l'utilisation d'applications distribuées. Nos travaux contribuent à l'étude de deux points précis de la gestion de services. Premièrement, nous fournissons un algorithme permettant de répartir efficacement une information dans le réseau en sélectionnant certains objets du réseau pour être des réplicats de l'information. Cet algorithme peut alors être utilisé pour publier les informations relatives à un service afin de permettre sa recherche. Deuxièmement, nous avons étudié la prédiction de déconnexion entrainée par la mobilité des noeuds. Nous proposons trois solutions basées sur la recherche d'ensemble de chemins disjoints, la recherche de liens critiques et la recherche de noeuds critiques. Les recherches que nous proposons sont entièrement réalisées à partir d'informations locales. Les résultats obtenus fournissent une base au développement d'un gestionnaire de services distribués. De plus, certains de nos algorithmes (comme la recherche d'ensembles de chemins disjoints) peuvent être réutilisés dans d'autres applications, comme le routage QoS multi-chemins.

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Dessart, Nathalie. "Décision distribuée pour la détection d'anomalies dans les réseaux de capteurs sans fil". Antilles-Guyane, 2010. http://www.theses.fr/2010AGUY0345.

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Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la problématique particulière de l'utilisation des réseaux de capteurs pour la détection distribuée d'anomalies. Bien qu'il existe des travaux portant sur la détection distribuée d'événements, beaucoup d'entre eux reposent sur des solutions centralisées, notamment dans le cas du suivi de patients. Notre idée était d'utiliser les capacités de calcul des capteurs pour arriver à des diagnostics légers. Nous avons répondu à cette problématique en proposant trois approches distribuées pour la détection d'anomalies. La première approche utilise la notion de protocoles de population et permet aux capteurs de détecter certaines anomalies en interagissant deux à deux. La seconde approche est basée sur un système de jetons qui permet d'effectuer le même type de calcul de diagnostics : un jeton donné est associé à une anomalie et le capteur qui le possède est celui qui va détecter cette anomalie. La troisième approche a été de proposer un protocole à diffusion qui permet à chaque capteur de pouvoir détecter une maladie, en partageant leurs informations par diffusion. Nous avons mis en place un modèle théorique qui permet la mise en place de systèmes de décision distribuée. Les travaux réalisés ont permis de proposer différentes approches distribuées pour la détection d'anomalies dans les réseaux de capteurs sans fil. Ces approches ont été validées par des tests sur le simulateur TOSSIM et pat des expérimentations sur capteurs réels
Ln this thesis, we focused on a particular issue, that is how to use wireless sensors to achieve distributed detection of sorne anomalies. Whereas there exist sorne works dedicated to the detection of events in distributed manner, many works rely on centralized approaches, in particular for patient monitoring. The main idea was to use the sensors capabilities to handle light diagnosis. We replied to this issue and we proposed three solutions for the distributed detection over wireless sensors. The first technique uses a population protocol to handle data exchanged between motes and provides an efficient algorithrn to suggest that an anomaly is detected. The second technique uses a token algorithm where, sorne motes, denoted as masters, are in charge of deciding if a specific anomaly occurs. The last technique is based on dissemination over the network. Each sensor shares is information by disseminating it and then is able to detect an anomaly. We proposed a theoretical model to set up mechanisms for distributed decision. The work we performed has been validated by the tests over the TOSSIM simulator and the experimentations over real motes, that we have performed

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Arabi, Agha Ihab. "Distributed and adaptive approaches for ubiquitous and pervasive computing". Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCA025.

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Le paradigme d'émergence spontanée de services (Spontaneous Emergence Paradigm, SEP) pour la mise en œuvre de l’informatique omniprésente ou diffuse (pervasive computing), consiste à fournir des services aux utilisateurs en fonction de leur environnement ad hoc. Ce paradigme a prouvé son efficacité et son adéquation aux applications distribuées sensibles au contexte. Ce travail se concentre sur deux aspects liés à la mise en œuvre des services SEP. Le premier se distingue de ce qui est proposé dans la littérature, par une approche physiologique de « Dead Reckoning » (Physiological Pedestrian Dead Reckoning Approach, PDR), qui permet de corriger les erreurs de positionnement à partir de données physiologiques comme la fréquence cardiaque et la vitesse de déplacement. Cette approche utilise des modèles stochastiques, qui reposent sur la distribution des probabilités des fréquences cardiaques précédemment collectées par rapport à la vitesse de déplacement de l’utilisateur (par exemple, par apprentissage via une marche sur un tapis roulant). Le modèle proposé permet ainsi d’ajuster les vitesses lues dans n’importe quel futur système PDR. Le deuxième aspect de cette recherche concerne la détection de réseaux d’affinités (Social Relationship Detection framework, SRD). Cette approche propose d’explorer le niveau d’affinité entre personnes en fonction de leur connexions et interactions selon plusieurs conditions. Ces connexions à des bornes WAP (Wireless Access Point), par rapport à chaque condition, sont consolidées pour former des distributions de probabilités. Par la suite, ces distributions de probabilités sont introduites dans un réseau de neurones (back propagation neural network) pour détecter et déterminer les affinités entre utilisateurs. Cette approche permet une prise de décision adaptative à chaque connexion au WAP et selon le comportement de l’utilisateur, contrairement aux approches classiques reposant uniquement sur une connaissance globale au préalable de la convergence des attributs des utilisateurs concernés
Service Emergence Paradigm (SEP), based on a pervasive computing approach, consists of providing services to users within intended applications, transparently from their intentions, relatively to their needs, and regardless of the time and devices used. This considered paradigm has been proved sufficiently in applications that have context awareness schemes and various working threads. This research focuses on two aspects for providing SEP services. This first aspect is to implement a Physiological Pedestrian Dead Reckoning Approach (PPDR) that corrects position errors in pedestrian dead reckoning systems based on the heart rate parameter. This approach uses specific stochastic models that rely on probability distributions of previously collected heart rate values with respect to their velocities of a user during a treadmill walk. The reason behind this collection is to form a pattern that contributes in adjusting currently read velocities in any future PDR system. The second aspect of this research is the Social Relationship Detection framework (SRD). This approach proposes a mean for exploring the level of relationship between people by observing the network connection pattern of each person over several conditions. These connections, with respect to each condition, are consolidated to form a set that holds different probability distributions. These distributions are formed based on the users’ Wireless Access Point (WAP) connection establishment routine. Afterwards, the distributions of the probabilities are fed into a trained back propagation neural network to detect the level of relationship between candidate users for forthcoming friendship recommendations. This approach is elaborated in a technique that achieves intelligent decision-making whenever the connection pattern to the WAP and the user behavior are changing with time. It is also distinguished from other classical approaches that rely solely on prior knowledge of the convergence of the users’ attributes

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Essoloh, Mehdi. "Méthodes d'apprentissage à noyau pour l'estimation distribuée dans les réseaux de capteurs sans fil". Troyes, 2008. http://www.theses.fr/2009TROY0022.

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Cette thèse propose un nouveau cadre pour des problèmes d'estimation dans les réseaux de capteurs sans fil grâce à des approches d'apprentissage statistique par méthodes à noyau. Tout en veillant au respect des contraintes en énergie et en puissance, inhérentes à toute approche en réseau de capteurs sans fil, nous avons traité le problème de localisation des capteurs du réseau grâce au formalisme des espaces de Hilbert à noyau reproduisant. Ce processus, appelé auto-localisation, est exécuté à partir de mesures de proximité inter-capteurs de diverses natures et de la position supposée connue d’une faible fraction de capteurs. En considérant ces dissimilarités inter-capteurs comme les éléments d’une matrice de Gram, nous avons proposé deux approches distribuées distinctes: l'une s'inspirant d’un algorithme de pré-image, connu pour son emploi dans des applications de dé-bruitage, l'autre reposant sur une approche de régression matricielle à noyau, récemment introduite en bioinformatique. La deuxième problématique abordée a consisté en l’estimation d’un champ de température ou de gaz dans un réseau de capteurs sans fil. Nous avons pu constater que la recherche d'une approximation parcimonieuse, permettant un contrôle efficace de l’ordre du modèle, s'accorde bien avec les contraintes algorithmiques d'un réseau de capteurs sans fil. Nous nous sommes donc inspirés d'une technique de filtrage adaptatif non-linéaire à noyau et avons démontré la pertinence de son emploi dans un problème de régression distribuée pour les réseaux de capteurs sans fil
This thesis proposes a new frame for estimation problems in wireless sensor networks thanks to learning methods built on reproducing kernels. In a first part, our work deals with the sensor network localization problem thanks to reproducing kernel Hilbert space formalism. While respecting energy constraints and limitations in computation capabilities, coordinate estimation is executed thanks to range measurements between sensors and a priori known locations of some small fraction of deployed sensors. By considering these dissimilarities as elements of a Gram matrix, we investigate two distributed approaches: one is related to the pre-image problem, widely used in denoising applications, the other one is based on a kernel matrix regression approach, recently introduced in bio-engineering. In a second part, we propose a distributed learning strategy for temperature field estimation in wireless sensor networks. We note that sparse approximation, enabling an efficient control of the order model, holds with algorithmic constraints of wireless sensor networks. Our work is based on non-linear adaptive filtering techniques with kernels and we demonstrate its relevant use for distributed regression problem in wireless sensor networks

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Ghazanfar, Kiani Saad. "Allocation distribuée de ressource dans les réseaux cellulaires limités en interférences". Paris, ENST, 2008. http://www.theses.fr/2008ENST0006.

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Dans cette thèse, nous étudions les techniques distribuées d'allocation de ressource dans les réseaux cellulaire à réutilisation totale du spectre. Dans ce travail, nous considérons un modèle de système dans lequel les transmissions interfèrent. Sur la base de ce modèle, nous définissons le problème de l'allocation de puissance et d’ordonnancement d'utilisateurs conjointement en vue de maximiser la capacité du réseau. Initialement, nous étudions le comportement des interférences dans les grands réseaux sans fil, ce qui nous permet de proposer le modèle dit « interference-ideal network » permettent de rapprocher l’interférence instantanée de sa valeur moyenne. Nous avons ensuite procédé à l'étude de l'ordonnancement d’utilisateurs ou nous dérivons la politique d’ordonnancement optimal en vue de maximiser la capacité du système. Fondée sur cette politique, un algorithme distribué d’ordonnancement est proposé. Ensuite, nous caractérisons l'allocation de puissance optimale pour deux liens en envisagent une somme pondérée des taux de lien. Un fait intéressant est que lorsque les poids sont égaux l’allocation optimale va soit activer un lien soit l’éteindre. Enfin, nous proposons des algorithmes pour l'attribution conjointe de puissance et d’ordonnancement. L'idée clef de cette approche est d'éteindre les cellules qui ne contribuent pas suffisamment à la capacité pour l'emporter sur les interférences causées au réseau. Nous proposons également un cadre de travail pour l'optimisation distribué basé sur la répartition des paramètres du réseau en information locale et non-locale. On montre qu’un passage minimum des messages peut améliorer encore la performance de l’algorithme distribué
In this dissertation, we study distributed resource allocation techniques in full reuse multicell networks. Throughout this work, we consider a system model in which simultaneous transmissions mutually interfere, and thus it is applicable to a number of wireless access schemes. On the basis of this model, we define the problem of joint power allocation and user scheduling in view of maximizing network capacity, defined as the sum of individual link rates. We initially investigate the behavior of interference in large random wireless networks, allowing us to propose the interference-ideal network model, which approximates the instantaneous interference by its average value. We then proceed to study user scheduling in the multicell context where we derive the network capacity optimal scheduling policy, based on which a distributed algorithm is proposed. Next, we characterize the optimal power allocation for two interfering links by considering a weighted sum-rate objective function. Interestingly, when the weights are equal, the optimal power allocation turns the links either on or off. Finally we propose algorithms for joint power allocation and scheduling to maximize the sum network capacity. In the first approach, the key idea is to switch off cells which do not contribute enough capacity to outweigh the interference caused to the network. We also propose a framework for distributed optimization of transmit powers based upon partitioning network parameters into local and non-local information. We also propose an algorithm which uses minimal information message passing (in this case one bit) to further improve the performance gain

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Issoufou, Tiado Mahamadou Beylot André-Luc. "Modèles et mécanismes multiniveaux pour les réseaux sans fil". Toulouse : INP Toulouse, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000277.

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Roméo, Fabien. "Administration de composants logiciels pour systèmes sans fil". Pau, 2007. http://www.theses.fr/2007PAUU3012.

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Une des grandes tendances dans les systèmes sans fil est de concevoir leur logiciel comme un assemblage de composants. Les composants sont interconnectés grâce à leurs interfaces, tout en cachant leur implémentation afin d'augmenter leur réutilisabilité et permettre leur déploiement par des tiers. Le déploiement s'effectue sur des dispositifs très variés tels que des téléphones mobiles, des PDA, des boîtiers de télévision numérique, etc. Compte tenu du fait que les environnements de déploiement sont différents des environnements de développement, des comportements anormaux et/ou des dysfonctionnements se produisent, ce qui, par conséquent, met en évidence le besoin crucial d'un système d'administration. Pour répondre à cette problématique, nous avons conçu une architecture pour l'observation et le contrôle à distance du comportement des composants logiciels sans fil. Le comportement est décrit par des machines à états UML 2 qui sont directement exécutées par les composants et répliquées sur le système d'administration. Des politiques d'administration basées sur les états des composants peuvent alors être définies et appliquées. Notre proposition a été évaluée et mise en oeuvre dans la technologie WMX (Wireless Management eXtensions), qui permet, à la fois, le développement dans les systèmes sans fil de composants logiciels administrables et la construction de gestionnaires basés sur le comportement dans le système d'administration
A major trend in wireless systems is the design of their software as an assembly of components. Components are interconnected through their interfaces, while hiding their implementations in order to increase their reuse and to allow to be deployed by third parties. Deployment occurs on various and sundry devices such as mobile phones, PDAs, set-top boxes, and so on. Owing to the fact that deployment environments are different from development environments, abnormal behaviors and/or misuses occur and, consequently, call for remote administration. In this perspective, we designed an architecture for monitoring and controlling the behavior of wireless software components. This behavior is described by UML 2 state machines, which are directly executed on the wireless system and replicated on the administration system. Management policies based on the components' states can thus be defined and enforced. Our proposal has been evaluated and implemented in the WMX (Wireless Management eXtensions) technology, which provides the necessary facilities to build both the manageable software components in a wireless system and their behavioral managers in an administration system

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Al, Hanbali Ahmad. "Évaluation des performances des réseaux sans-fil mobiles". Nice, 2006. http://www.theses.fr/2006NICE4058.

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Cette thèse s'intéresse à l'impact de la mobilité sur les performances des réseaux ad hoc mobiles (MANETs en anglais). Elle comporte deux parties. La première partie de la thèse dresse un état-de-l'art du protocole TCP dans MANETs. La principale conclusion est que la mobilité dégrade les performances de TCP, à cause de problèmes de routage et de partitions du réseau qu'elle occasionne. Partant de ce constat, dans la deuxième partie de la thèse nous proposons et analysons des schémas de transmission qui s'appuient sur la mobilité. Plus précisément, chaque noeud peut servir de relais en l'absence de route directe entre la source et la destination. Nous nous sommes tout d'abord intéressés aux performances des nœuds relais (débit et taille moyenne des files) en utilisant le formalisme des files d'attente. Un des résultats principaux est que le débit des nœuds relais est minimisé quand les noeuds bougent selon des modèles de mouvements aléatoires qui ont une distribution stationnaire uniforme de position. Pour optimiser les performances du protocole de relais à deux sauts, particulièrement le délai de transmission, nous avons ensuite étudié le cas où un paquet peut avoir plusieurs copies dans le réseau, sous l'hypothèse où ces copies ont des durées de vie limitée. Les performances (délai, énergie consommée) ont été obtenues en utilisant le formalisme des chaînes de Markov absorbantes, ainsi que des modèles fluides. Nous avons appliqué nos résultats pour optimiser la consommation d'énergie en présence de contraintes sur les délais
This thesis deals with the mobility impact on the performance of mobile ad hoc network (MANET). It contains two parts. The first part surveys the TCP protocol over MANET. The main conclusion is that mobility degrades the TCP performance. Since it induces frequent route failures and extended network partitions. These implications were the motivation in the second part to introduce and evaluate new transmission schemes that rely on the mobility to improve the capacity of MANET. More precisely, in the absence of a direct route between two nodes the rest of the nodes in the network can serve as the relay nodes. In the beginning, the focus was on the performance of the relay nodes (throughput and relay buffer size) using a detailed queueing analysis. One of the main results was that random mobility models that have uniform stationary distribution of nodes location achieve the lowest throughput of relaying. Next, in order to optimize the performance of the two-hop relay protocol, especially the delivery delay of packets, we evaluated the multicopy extension under the assumption that the lifetime of the packets is limited. The performance results (delivery delay, round trip time, consumed energy) were derived using the theory of absorbing Markov chains and the fluid approximations. These results were exploited to optimize the total energy consumed subject to a constraint on the delivery delay

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Al, Hanbali Ahmad Altman Eitan Nain Philippe. "Évaluation des performances des réseaux sans-fil mobiles". [S.l.] : [s.n.], 2006. http://www-sop.inria.fr/dias/Theses/phd-218.pdf.

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Gallard, Pascal. "Conception d'un service de communication pour systèmes d'exploitation distribués pour grappes de calculateurs : mise en oeuvre dans le système à image unique Kerrighed". Phd thesis, Université Rennes 1, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011152.

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Dans la ligné des réseaux de stations de travail, les grappes de calculateurs représentent une alternative attrayante, en terme de performance et de coût, comparativement aux machines parallèles traditionnelles, pour l'exécution d'applications parallèles de calcul à haute performance. Une grappe de calculateurs est constituée d'un ensemble de noeuds interconnectés par un réseau dédié à haute performance. Les systèmes à image unique (Single System Image -- SSI) forment une classe de logiciel offrant aux utilisateurs et programmeurs d'une grappe de calculateurs, l'illusion d'une machine unique. Un SSI peut être conçu à différents niveaux (intergiciel, système d'exploitation) selon le degré d'exigence quant à la
réutilisation sans modification de modèles de programmation et d'applications existants. Dans notre contexte, les applications visées sont de type MPI ou OpenMP. Comme pour tout système distribué, le système d'interconnexion des noeuds de la grappe se trouve au coeur des performances globales de la grappe et des SSIs.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la conception d'un système de communication dédié aux systèmes d'exploitation distribués pour grappes. Ces travaux s'inscrivent dans le cadre de la conception et la réalisation d'un SSI pour l'exécution d'applications haute performance sur grappe de calculateurs.

Notre première contribution se situe dans la conception d'un modèle de communication adapté aux communications internes aux services systèmes distribués qui constituent le SSI. En effet, de la performance des communications dépendent les performances globales de la grappe. Les transactions de communication permettent (i) de décrire un message lors de sa création, (ii) d'acheminer efficacement le message en
fontion des ressources disponibles, et (iii) de délivrer et traiter le
message au plus tôt sur le noeud destinataire.

Notre seconde contribution correspond à la conception d'un support au déplacement de processus communiquant par flux de données (socket, pipe, etc.). En effet, au sein d'un SSI, les processus peuvent être déplacés en cours d'exécution par un ordonnanceur global. Les flux dynamiques permettent le déplacement d'une extrémité de communication sans dégradation des performances.

Nos propositions ont été mises en oeuvre dans le prototype de SSI Kerrighed, conçu au sein du projet INRIA PARIS de l'IRISA. Ce prototype nous a permis d'évaluer le système de communication proposé. Nous avons montré une réactivité accrue des services systémes distribués ainsi qu'une absence de dégradation des performances des applications communiquant par messages (en particulier MPI) aprés déplacement d'un processus. L'ensemble de ce travail est distribué sous licence GPL en tant que partie de Kerrighed et est disponible à l'adresse: http://www.kerrighed.org.

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Sureau, Frédéric. "Un système de composants distribué pour les réseaux de capteurs sans-fils". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1597.

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Resumen

L'utilisation de réseaux de capteurs sans-fils (RCSF) se développe dans de nombreux domaines où l'informatique doit être intégrée au plus proche de l'environnement. Ce principe appelé informatique omniprésente se popularise par des applications dans de multiples domaines, de la domotique à l'étude d'environnements naturels en passant par la régulation des transports ou encore la surveillance de bâtiments à risques. Si les RCSF présentent de bonnes perspectives pour le domaine de l'informatique omniprésente, le matériel utilisé présente souvent des capacités très limitées et il est souvent compliqué de développer des applications ou de configurer de tels réseaux. Des travaux récemment réalisés au laboratoire DOMUS amènent la vision d'une informatique omniprésente autonome qui permettrait à plusieurs éléments d'un réseau de s'organiser entre eux pour limiter les interventions humaines. Dans cette vision, la reprogrammation dynamique des noeuds est utilisée pour simplifier et alléger le processus de reconfiguration du réseau. Le présent projet s'est donc intéressé à la problématique de la reprogrammation des noeuds du réseau dans une optique future d'informatique omniprésente autonome adaptée aux RCSF. Le présent projet de maîtrise a permis dans un premier temps de mettre en place un cadriciel de programmation par composants adapté aux ressources contraintes des RCSF. Ce système de programmation par composants (POC) appelé Nodecom se place comme une amélioration par rapport aux solutions de POC déjà existantes. En effet, Nodecom présente la première architecture hybride permettant à la fois de programmer en utilisant des composants statiques et à la fois de pouvoir charger de nouveaux composants de manière dynamique. Cette architecture hybride a permis d'alléger l'impact du système de programmation par composants tout en conservant la possibilité de reprogrammer dynamiquement certains composants. Dans un second temps, le projet a consisté à réaliser un dépôt distribué de composants qui permet à chaque noeud de charger dynamiquement n'importe quel composant publié à travers le réseau. Dans ce dépôt distribué, chaque noeud peut se voir attribuer le rôle de conserver une copie d'un fichier de composant dans sa mémoire locale. Pour ce faire, l'implémentation réalisée repose sur un algorithme de routage par clé inspiré des réseaux pair-à-pair traditionnels et adapté aux contraintes des plateformes utilisées. Les résultats de l'évaluation de ce système de composants distribué pour les réseaux de capteurs sans-fils sont encourageants puisqu'ils mettent en évidence les faibles besoins en mémoire du système. L'implémentation réalisée dans ce projet se place alors comme un bon support pour les travaux futurs qui chercheront à adapter la vision d'informatique omniprésente autonome au contexte des réseaux de capteurs sans-fils.

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Nachabe, Ismail Lina. "Automatic sensor discovery and management to implement effective mechanism for data fusion and data aggregation". Electronic Thesis or Diss., Evry, Institut national des télécommunications, 2015. http://www.theses.fr/2015TELE0021.

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Resumen

Actuellement, des descriptions basées sur de simples schémas XML sont utilisées pour décrire un capteur/actuateur et les données qu’il mesure et fournit. Ces schémas sont généralement formalisés en utilisant le langage SensorML (Sensor Model Language), ne permettant qu’une description hiérarchique basique des attributs des objets sans aucune notion de liens sémantiques, de concepts et de relations entre concepts. Nous pensons au contraire que des descriptions sémantiques des capteurs/actuateurs sont nécessaires au design et à la mise en œuvre de mécanismes efficaces d’inférence, de fusion et de composition de données. Cette ontologie sémantique permettra de masquer l’hétérogénéité des données collectées et facilitera leur fusion et leur composition au sein d’un environnement de gestion de capteur similaire à celui d’une architecture ouverte orientée services. La première partie des travaux de cette thèse porte donc sur la conception et la validation d’une ontologie sémantique légère, extensible et générique de description des données fournies par un capteur/actuateur. Cette description ontologique de données brutes devra être conçue : • d’une manière extensible et légère afin d’être applicable à des équipements embarqués hétérogènes, • comme sous élément d’une ontologie de plus haut niveau (upper level ontology) utilisée pour modéliser les capteurs et actuateurs (en tant qu’équipements et non plus de données fournies), ainsi que les informations mesurées (information veut dire ici donnée de plus haut niveau issue du traitement et de la fusion des données brutes). La seconde partie des travaux de cette thèse portera sur la spécification et la qualification : • d’une architecture générique orientée service (SOA) permettant la découverte et la gestion d’un capteur/actuateur, et des données qu’il fournit (incluant leurs agrégation et fusion en s’appuyant sur les mécanismes de composition de services de l’architecture SOA), à l’identique d’un service composite de plus haut niveau, • d’un mécanisme amélioré de collecte de données à grande échelle, au dessus de cette ontologie descriptive. L’objectif des travaux de la thèse est de fournir des facilitateurs permettant une mise en œuvre de mécanismes efficaces de collecte, de fusion et d’agrégation de données, et par extension de prise de décisions. L’ontologie de haut niveau proposée sera quant à elle pourvue de tous les attributs permettant une représentation, une gestion et une composition des ‘capteurs, actuateurs et objets’ basées sur des architectures orientées services (Service Oriented Architecture ou SOA). Cette ontologie devrait aussi permettre la prise en compte de l’information transporter (sémantique) dans les mécanismes de routage (i.e. routage basé information). Les aspects liés à l’optimisation et à la modélisation constitueront aussi une des composantes fortes de cette thèse. Les problématiques à résoudre pourraient être notamment : • La proposition du langage de description le mieux adapté (compromis entre richesse, complexité et flexibilité), • La définition de la structure optimum de l’architecture de découverte et de gestion d’un capteur/actuateur, • L’identification d’une solution optimum au problème de la collecte à grande échelle des données de capteurs/actuateurs
The constant evolution of technology in terms of inexpensive and embedded wireless interfaces and powerful chipsets has leads to the massive usage and development of wireless sensor networks (WSNs). This potentially affects all aspects of our lives ranging from home automation (e.g. Smart Buildings), passing through e-Health applications, environmental observations and broadcasting, food sustainability, energy management and Smart Grids, military services to many other applications. WSNs are formed of an increasing number of sensor/actuator/relay/sink devices, generally self-organized in clusters and domain dedicated, that are provided by an increasing number of manufacturers, which leads to interoperability problems (e.g., heterogeneous interfaces and/or grounding, heterogeneous descriptions, profiles, models …). Moreover, these networks are generally implemented as vertical solutions not able to interoperate with each other. The data provided by these WSNs are also very heterogeneous because they are coming from sensing nodes with various abilities (e.g., different sensing ranges, formats, coding schemes …). To tackle this heterogeneity and interoperability problems, these WSNs’ nodes, as well as the data sensed and/or transmitted, need to be consistently and formally represented and managed through suitable abstraction techniques and generic information models. Therefore, an explicit semantic to every terminology should be assigned and an open data model dedicated for WSNs should be introduced. SensorML, proposed by OGC in 2010, has been considered an essential step toward data modeling specification in WSNs. Nevertheless, it is based on XML schema only permitting basic hierarchical description of the data, hence neglecting any semantic representation. Furthermore, most of the researches that have used semantic techniques for developing their data models are only focused on modeling merely sensors and actuators (this is e.g. the case of SSN-XG). Other researches dealt with data provided by WSNs, but without modelling the data type, quality and states (like e.g. OntoSensor). That is why the main aim of this thesis is to specify and formalize an open data model for WSNs in order to mask the aforementioned heterogeneity and interoperability between different systems and applications. This model will also facilitate the data fusion and aggregation through an open management architecture like environment as, for example, a service oriented one. This thesis can thus be split into two main objectives: 1)To formalize a semantic open data model for generically describing a WSN, sensors/actuators and their corresponding data. This model should be light enough to respect the low power and thus low energy limitation of such network, generic for enabling the description of the wide variety of WSNs, and extensible in a way that it can be modified and adapted based on the application. 2)To propose an upper service model and standardized enablers for enhancing sensor/actuator discovery, data fusion, data aggregation and WSN control and management. These service layer enablers will be used for improving the data collection in a large scale network and will facilitate the implementation of more efficient routing protocols, as well as decision making mechanisms in WSNs

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Hanif, Ahmed Farhan. "Resource utilization techniques in distributed networks with limited information". Electronic Thesis or Diss., Evry, Institut national des télécommunications, 2014. http://www.theses.fr/2014TELE0011.

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Dans ce travail, notre contribution est double. Nous développons un cadre d’apprentissage stochastique distribué pour la recherche des équilibres de Nash dans le cas de fonctions de paiement dépendantes d’un état. La plupart des travaux existants supposent qu’une expression analytique de la récompense est disponible au niveau des noeuds. Nous considérons ici une hypothèse réaliste où les noeuds ont seulement une réalisation quantifiée de la récompense à chaque instant et développons un modèle stochastique d’apprentissage à temps discret utilisant une perturbation en sinus. Nous examinons la convergence de notre algorithme en temps discret pour une trajectoire limite définie par une équation différentielle ordinaire (ODE). Ensuite, nous effectuons une analyse de la stabilité et appliquons le schéma proposé dans un problème de commande de puissance générique dans les réseaux sans fil. Nous avons également élaboré un cadre de partage de ressources distribuées pour les réseaux –cloud– en nuage. Nous étudions la stabilité de l’évolution de l’équilibre de Nash en fonction du nombre d’utilisateurs. Dans ce scénario, nous considérons également le comportement des utilisateurs sociaux. Enfin nous avons également examiné un problème de satisfaction de la demande où chaque utilisateur a une demande propre à lui qui doit être satisfaite
As systems are becoming larger, it is becoming difficult to optimize them in a centralized manner due to insufficient backhaul connectivity and dynamical systems behavior. In this thesis, we tackle the above problem by developing a distributed strategic learning framework for seeking Nash equilibria under state dependent payoff functions. We develop a discrete time stochastic learning using sinus perturbation with the realistic assumption, that each node only has a numerical realization of the payoff at each time. We examine the convergence of our discrete time algorithm to a limiting trajectory defined by an ordinary differential equation (ODE). Finally, we conduct a stability analysis and apply the proposed scheme in a generic wireless networks. We also provide the application of these algorithms to real world resource utilization problems in wireless. Our proposed algorithm is applied to the following distributed optimization problems in wireless domain. Power control, beamforming and Bayesian density tracking in the interference channel. We also consider resource sharing problems in large scale networks (e.g. cloud networks) with a generalized fair payoff function. We formulate the problem as a strategic decision-making problem (i.e. a game). We examine the resource sharing game with finite and infinite number of players. Exploiting the aggregate structure of the payoff functions, we show that, the Nash equilibrium is not an evolutionarily stable strategy in the finite regime. Then, we introduce a myopic mean-field response where each player implements a mean-field-taking strategy. We show that such a mean-field-taking strategy is evolutionarily stable in both finite and infinite regime. We provide closed form expression of the optimal pricing that gives an efficient resource sharing policy. As the number of active players grows without bound, we show that the equilibrium strategy converges to a mean-field equilibrium and the optimal prices for resources converge to the optimal price of the mean-field game. Then, we address the demand satisfaction problem for which a necessary and sufficiency condition for satisfactory solutions is provided

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Kumar, Dinesh. "Optimisation et contrôle dans les réseaux sans-fil et informatiques". Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4039.

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Cette thèse traite des divers problèmes d'optimization et de contrôle liés aux réseaux d'accès et ad hoc sans-fil et la modélisation de la performance des réseaux informatiques. Dans les réseaux d'accès sans-fil, nous étudions deux différents technologies: 802. 11 WLAN et 3G UMTS, les deux seuls et ensemble. Avec les deux ensemble, nous étudions l'association optimale d'utilisateur et réseau dans une `cellule hybride' de WLAN et UMTS. Dans une seule cellule WLAN apart nous étudions contrôle non-coopératif du taux PHY et dans un autre problème, analyze de performance d'une protocole simple du transport basée sur `Fountain Codes'. Pour une seule cellule UMTS apart, nous proposons une politique de commutation améliorée pour les canaux descendante. Dans les réseaux ad hoc sans-fil, nous étudions la distance saut pour optimiser la capacité dans un réseau ad hoc des mobiles (MANET) dense et le sélection optimale du prochain saut dans un réseau ad hoc des véhicules (VANET) sur une autoroute. Des outils tels que SMDP (semi-Markov Decision Process), la théorie des jeux, des chaînes de Markov, théorème de renouvellement et récompense, techniques inter-couches, Lemme du Wald et filtrage de Kalman sont employés pour obtenir des politiques du contrôle optimal dans certains cas, et le choix ou l'estimation des paramètres optimaux du système dans d'autres. En particulier, l'association utilisateur-réseau globalement optimale est formulée comme une problème de contrôle de routage de connexion utilisant SMDP. Ici, nous obtenons une politique stationnaire et optimale qui possède à la fois des propriétés `mobile gourmand' et `équilibrage de la charge' avec une structure de courbe de commutation du type ni convexe ni concave. Dans une autre perspective, l'association utilisateur-réseau individuellement optimale est formulée dans un cadre de jeu non-coopératif où la politique d'association qui réalise l'équilibre de Nash est observée à disposer d'une structure de courbe escalier-descendant. À nouveau en utilisant la théorie des jeux, nous démontrer que l'IEEE 802. 11 MAC protocole est inefficace en vertu de contrôle non-coopératif du taux PHY. Un modèle stochastique de Markov est proposé pour une protocole simple du transport basée sur `Fountain Codes' dans une cellule 802. 11 WLAN où les analyze et simulations donnent un aperçu sur les choix optimal des paramètres du système. Des techniques inter-couches sont utilisées pour concevoir une politique de commutation des canaux descendante pour 3G UMTS qui améliore performance de TCP. Pour les problèmes de distance optimal du saut et sélection optimale du prochain saut dans les réseaux ad hoc, divers propriétés structurelles non-trivial et des expressions explicites pour le choix optimal de la vitesse du prochain saut et distance entre-nœud sont obtenus. Enfin, nous présentons une approche novatrice de l'utilization de filtrage de Kalman avec des modèles de performance basée sur la théorie des files d'attente afin d'être en mesure de poursuivre en `temps réel' la modélisation de la performance des systèmes réseaux informatiques en-ligne possèdent des caractéristiques non-stationnaires. Dans de tels systèmes, ni l'analyze stationnaire ni transitoire de la théorie traditionnelle des files d'attente peut être pratiquement appliqué pour obtenir en temps réel l'estimations des paramètres de modèle tels que temps de service et délais réseaux
This thesis deals with various optimization and control problems related to wireless access and ad hoc networks and performance modeling in computer networks. In wireless access networks, we study two different technologies: 802. 11 WLAN and 3G UMTS, both stand alone and together. With both of them together, optimal user-network association in a WLAN and UMTS `hybrid cell' is investigated. In a stand alone single WLAN cell we study non-cooperative PHY rate control and in another problem, performance analysis of a simple Fountain Codes based transport protocol. For a single UMTS cell we propose an improved channel switching policy for the downlink. In wireless ad hoc networks, we study capacity optimizing hop distance in a dense Mobile ad hoc network (MANET) and optimal next hop selection in a Vehicular ad hoc network (VANET) on a highway. Tools such as SMDP (semi-Markov Decision Process), game theory, Markov chains, renewal reward theorem, cross-layer techniques, Wald's lemma and Kalman filtering are employed to derive optimal control policies in some cases, and choice or estimation of optimal system parameters in others. In particular, globally optimal user-network association is formulated as a connection routing control problem using SMDP. Here, we obtain a stationary optimal policy possessing both `mobile-greedy' and `load-balancing' properties with a neither convex nor concave type switching curve structure. From another perspective, individually optimal user-network association is formulated within a non-cooperative game framework where the Nash equilibrium achieving association policy is observed to possess a descending staircase curve structure. Again using game theory, we demonstrate that the IEEE 802. 11 MAC protocol is inefficient under non-cooperative PHY rate control. A Markovian stochastic model is proposed for a simple Fountain Codes based transport protocol in an 802. 11 WLAN cell where analysis and simulations provide insights into choice of optimal system parameters. Cross-layer techniques are used to design a channel switching policy for 3G UMTS downlink that improves performance of TCP. For the optimal hop distance and next hop selection problems in ad hoc networks, various non-trivial structural properties and explicit expressions for optimal choice of next hop node's speed and inter-node distance are obtained. Finally, we present an innovative approach of using Kalman filtering with queueing theory based performance models in order to be able to pursue `real time' performance modeling of online computer network systems having fast changing non-stationary characteristics. In such systems, neither stationary nor transient analysis from traditional queueing theory can be practically applied to obtain real time estimates of model parameters such as service times and network delays

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Roy, Matthieu. "Synchronisation distribuée sans attente : application à la résolution des problèmes d'accord par contrainte des données". Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN10124.

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Nous nous intéressons aux problèmes de décision, qui sont une généralisation de la notion de vote : N entités doivent se mettre d'accord sur un ou plusieurs valeurs communes. Ce type de problème est largement utilisé dans les systèmes répartis. Ce problème n'a pas de solution dans un système asynchrone ; nous développons ici une nouvelle approche en nous intéressant non pas au système, mais aux données. Nous montrons qu'il est possible d'écrire des protocoles qui résolvent ce type de problème lorsque les valeurs proposées par les processus satisfont certaines contraintes connues a priori. Cette classe de protocoles peut être définie par des propriétés simples, et permet des algorithmes génériques pour plusieurs problèmes d'accord. Tous les protocoles présentés sont sûrs : ils ne donnent jamais de résultat erroné. Nous présentons un algorithme à qualité de service modulable, qui montre un compromis entre la convergence et la communication nécessaire.

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La, Chi Anh. "Réplication de contenu dans les réseaux sans fil mobiles". Paris, Télécom ParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00545009.

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La croissance des terminaux et des services de réseau mobile pose aujourd'hui une question sur la méthode efficace de distribuer des données aux utilisateurs. Plusieurs applications ont besoin de télécharger des données afin de fournir des informations aux clients. En conséquence, l'explosion du trafic de données exercé par les clients qui cherchent des contenus provoque la saturation du réseau des opérateurs mobiles. Les utilisateurs ont fait face à la congestion aux passerelles de réseau. En raison de l'imprévisibilité de la mobilité humaine, les fournisseurs de services mobiles ne peuvent pas installer suffisamment des infrastructures pour leurs clients. La réplication de contenu est capable d’améliorer la performance et l'extensibilité du réseau. Dans cette thèse, nous abordons le problème de réplication de contenu dans le réseau mobile. Nous étudions deux questions fondamentales: où et combien de répliques doivent être placées dans le système. Nous modélisons le problème à l'aide de la théorie de "facility location" et nous concevons un mécanisme distribué qui réduit la latence d'accès et la congestion aux passerelles mobiles. En outre, nous examinons les contraintes de ressources mobiles et proposons des mécanismes P2P afin de parvenir l'équilibrage de charge parmi les utilisateurs. Nous évaluons nos mécanismes en utilisant des modèles de mobilité humaine. Enfin, pour résoudre le problème causé par les utilisateurs qui se comportent égoïstement, nous dérivons un modèle de coût et utilisons la théorie des jeux pour étudier les équilibres du système. A partir des résultats théoriques, nos futurs travaux sont d’élaborer des stratégies à mettre en œuvre en pratique
The growth of mobile devices and network-based services nowadays has raised a timely question on how to efficiently distribute the data items to mobile users. Network applications need data as an input to process and provide information to users. Consequently, data traffic exerted by mobile devices fetching content is a drainage of mobile operators’ network resources. Mobile users are now coping with the congestion at network gateways and due to the unpredictability of human mobility, mobile service providers cannot sufficiently provision infrastructures for their customers. Content replication in this context has been proved as a good solution to enhance network performance and scalability. In this thesis, we tackle the issues of content replication in heterogeneous mobile networks. Such scheme requires us to solve two basic questions: where and how many replicas should be placed in the system. We study the solution through the lenses of facility location theory and design a distributed mechanism that reduces content access latency and avoids congestion at mobile gateways. Additionally, we consider the resource constraints of mobile devices and introduce a P2P cache-and-forward mechanism for load balancing purpose. We evaluate our mechanisms against realistic human mobility models. Finally, to address rational users who may behave selfishly in replicating content, we derive a cost model and study content replication scheme using tools akin to game theory. Based on the theoretical findings, our future work is to develop the strategies to be implemented in a practical network setting

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Movahedi, Zeinab. "Une architecture autonomique pour les réseaux sans-fil : proposition et méthodologie d'évaluation". Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066537.

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Peres, Martin. "A holistic approach to green networking in wireless networks : collaboration among autonomic systems as a mean towards efficient resource-sharing". Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0433/document.

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Resumen

Les vingt dernières années ont vu l’émergence de systèmes sans fil dans la vie de tous les jours. Ils ont rendu possible la création de technologies telles que les téléphones portables, le WiFi ou l’internet mobile qui sont maintenant tenus pour acquis dans la société actuelle. L’impact environnemental des technologies de l’information et des communications connaît une croissance exponentielle et a atteint l’impact de l’industrie du transport aérien. L’initiative d’informatique verte a été lancée en réponse à cette observation pour réduire de 15 à 30% les émissions de gaz à effet de serre en 2020 comparé aux prédictions faites en 2002 afin de garder le réchauffement climatique inférieur à 2°C. Dans cette thèse, nous avons étudié des techniques d’économie d’énergie dans les réseaux sans fil et comment elles interagissent entre elles afin de donner une vue holistique des réseaux verts. Nous prenons également en compte l’usage du spectre radio fréquence qui est le moyen le plus utilisé pour les communications entre systèmes sans fil et qui devient une ressource rare à cause du besoin grandissant de notre société pour de la bande passante en mobilité. Cette thèse suit les couches réseaux avant de remonter les piles matérielleset logicielles. Des contributions ont été apportées à la plupart des couches afin de proposer un réseau sans fil autonome où les noeuds peuvent collaborer pour améliorer les performances du réseau, réduire de façon globale l’utilisation du spectre radio tout en limitant la consommation énergétique du réseau
The last twenty years saw the emergence of wireless systems in everyday’s life. They made possible technologies such as mobile phones, WiFi or mobile Internet which are now taken for granted in today’s society. The environmental impact of Information and Communications Technology (ICT) has been raising exponentially to equate the impact of the airline industry. The green computing initiative has been created in response to this observation in order to meet the 15%-30% reduction in green-house gases by 2020 compared to estimations made in 2002 to keep the global temperature increasebelow 2°C. In this thesis, we studied power-saving techniques in wireless networks and how they interact with each others to provide a holistic view of green networking. We also take into account the radio frequency resource which is the most commonly usedcommunication medium for wireless systems and is becoming a scarce resource due to our society’s ever-increasing need for mobile bandwidth. This thesis goes down the network stacks before going up the hardware and software stack. Contributions have been madeat most layers in order to propose an autonomic wireless network where nodes can work collaboratively to improve the network’s performance, globally reduce the radio frequency spectrum usage while also increasing their battery life

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Nassiri, Mohammad. "Amélioration des performances MAC dans les réseaux sans-fil". Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0131.

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Dans cette thèse, nous étudions les principaux problèmes de performance qui surviennent au niveau MAC dans les réseaux sans-fil 802. 11 lorsqu’ils sont utilisés dans un contexte ad-hoc ou multi-sauts. Nous proposons plusieurs mécanismes afin de résoudre ces problèmes de performance. Dans la première partie, nous améliorons la performance d’un réseau sans-fil en fournissant plusieurs classes de services. Notre mécanisme est une méthode d’accès qui permet d’allouer le débit de manière proportionnelle entre les différentes classes et qui fournit un mécanisme de priorité absolue. Par la suite, nous proposons une approche efficace et localisée pour résoudre le problème des terminaux bloqués dans les réseaux sans-fil à grandes échelles. Finalement, nous proposons un mécanisme plus global qui combine les contraintes de topologie et le mécanisme MAC afin d’améliorer les performances des réseaux ad-hoc ou maillé du point de vue du débit et de l’équité. Nous évaluons nos stratégies et les comparons aux solutions existantes au moyen de simulation
Ln this thesis, we study the important performance problems that arise at the MAC layer in 802. 11 wireless networks when they are used in the context of ad hoc or multi-hop. We proposed severa 1 mechanisms to overcome these performance issues. First, we enhance performance of a single wireless cell byaccommodating severa 1 classes of services. Our mechanism is a prioritized access method that supports both proportional throughput allocation and absolute priority. Second, we propose an efficient localized way to solve the problem of blocked stations in large-scale wireless networks. Finally, we propose a more global approach that combines topology constrajnts and a MAC layer mechanism to improve the performance of wireless ad hoc or mesh networks in terms of throughput and fairness. We use simulation to evaluate our proposais and also compare them with sorne state-of-the-art solutions

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Fawaz, Nadia. "Communications coopératives pour les réseaux ad hoc sans fil". Phd thesis, Télécom ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004836.

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Resumen

Les réseaux ad hoc sans fil ont reçu une attention considérable due à leurs applications militaires et commerciales. Les limites théorique et pratique des performances des réseaux ad hoc denses dévoilées récemment ont révélé le besoin de techniques alternatives pour améliorer leurs performances, principalement limitées par l'interférence. Cette thèse traite la problématique suivante : comment améliorer la capacité de lien dans les réseaux ad hoc sans fil grâce à des techniques plus avancées à la couche physique ? Dans un premier temps, les facteurs de la couche physique impactant les performances des réseaux ad hoc denses sont présentés. On montre notamment comment les antennes directionnelles ou la gestion du nombre et de la position des relais permettent d'améliorer le débit. Puis l'attention est portée vers les réseaux dont les nœuds sont dotés de capacités de coopération. Les réseaux avec un petit nombre de nœuds sont d'abord considérés et des techniques améliorant l'efficacité spectrale sont proposées. Ces stratégies coopératives permettent une meilleure utilisation de la ressource sans fil grâce à la relaxation d'orthogonalité et au codage Dirty Paper. Enfin la coopération est introduite dans les réseaux à haute densité de nœuds par une approche de clusters coopératifs. A l'aide de la théorie des matrices aléatoires et des probabilités libres, la capacité asymptotique est analysée quand la densité de nœuds augmente. Cette thèse montre que la capacité de lien dans les réseaux ad hoc sans fil denses peut être améliorée, à condition que les nœuds soient dotés de capacités de coopération à la couche physique et que les stratégies coopératives soient conçues efficacement.

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Fawaz, Nadia. "Communications coopératives pour les réseaux ad hoc sans fil". Phd thesis, Paris, ENST, 2008. https://pastel.hal.science/pastel-00004836.

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Les réseaux ad hoc sans fil ont reçu une attention considérable due à leurs applications militaires et commerciales. Les limites théorique et pratique des performances des réseaux ad hoc denses dévoilées récemment ont révélé le besoin de techniques alternatives pour améliorer leurs performances, principalement limitées par l’interférence. Cette thèse traite la problématique suivante : comment améliorer la capacité de lien dans les réseaux ad hoc sans fil grâce à des techniques plus avancées à la couche physique ? Dans un premier temps, les facteurs de la couche physique impactant les performances des réseaux ad hoc denses sont présentés. On montre notamment comment les antennes directionnelles ou la gestion du nombre et de la position des relais permettent d’améliorer le débit. Puis l’attention est portée vers les réseaux dont les nœuds sont dotés de capacités de coopération. Les réseaux avec un petit nombre de nœuds sont d’abord considérés et des techniques améliorant l’efficacité spectrale sont proposées. Ces stratégies coopératives permettent une meilleure utilisation de la ressource sans fil grâce à la relaxation d’orthogonalité et au codage Dirty Paper. Enfin la coopération est introduite dans les réseaux à haute densité de nœuds par une approche de clusters coopératifs. A l’aide de la théorie des matrices aléatoires et des probabilités libres, la capacité asymptotique est analysée quand la densité de nœuds augmente. Cette thèse montre que la capacité de lien dans les réseaux ad hoc sans fil denses peut être améliorée, à condition que les nœuds soient dotés de capacités de coopération à la couche physique et que les stratégies coopératives soient conçues efficacement
Wireless ad hoc networks received significant attention because of their defense and commercial applications. Most research on ad hoc networks focused on routing protocols. However, the theoretical and practical limits of the performance of dense ad hoc networks recently unveiled, revealed the need for alternative techniques to improve the interference-limited performance of dense ad hoc networks. In this thesis, we address the following issue: how can the link-capacity performance in wireless ad hoc networks be improved through the use of more advanced physical layer techniques? We first introduce the physical layer factors that impact the performance of dense ad hoc networks. In particular, we show how the throughput can be improved by using directive antennas, or by managing the number and position of relays. Then, we turn our attention to ad hoc networks in which nodes are empowered with cooperative capabilities. We first consider networks with a small number of nodes and propose techniques to improve spectral efficiency. The proposed cooperative strategies make more efficient use of the wireless resource by combining orthogonality-relaxation and dirty paper coding. Finally, networks with a high density of nodes are examined and cooperation is introduced through a cooperative-clustering approach. Using tools from random matrix and free probability theory, we analyze the asymptotic capacity of the system when the node density increases. This thesis shows that the link-capacity performance of dense wireless ad hoc networks can be improved as long as nodes are empowered with cooperative capabilities at the physical layer, and cooperative strategies are properly designed

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Nachabe, Ismail Lina. "Automatic sensor discovery and management to implement effective mechanism for data fusion and data aggregation". Thesis, Evry, Institut national des télécommunications, 2015. http://www.theses.fr/2015TELE0021/document.

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Resumen

Actuellement, des descriptions basées sur de simples schémas XML sont utilisées pour décrire un capteur/actuateur et les données qu’il mesure et fournit. Ces schémas sont généralement formalisés en utilisant le langage SensorML (Sensor Model Language), ne permettant qu’une description hiérarchique basique des attributs des objets sans aucune notion de liens sémantiques, de concepts et de relations entre concepts. Nous pensons au contraire que des descriptions sémantiques des capteurs/actuateurs sont nécessaires au design et à la mise en œuvre de mécanismes efficaces d’inférence, de fusion et de composition de données. Cette ontologie sémantique permettra de masquer l’hétérogénéité des données collectées et facilitera leur fusion et leur composition au sein d’un environnement de gestion de capteur similaire à celui d’une architecture ouverte orientée services. La première partie des travaux de cette thèse porte donc sur la conception et la validation d’une ontologie sémantique légère, extensible et générique de description des données fournies par un capteur/actuateur. Cette description ontologique de données brutes devra être conçue : • d’une manière extensible et légère afin d’être applicable à des équipements embarqués hétérogènes, • comme sous élément d’une ontologie de plus haut niveau (upper level ontology) utilisée pour modéliser les capteurs et actuateurs (en tant qu’équipements et non plus de données fournies), ainsi que les informations mesurées (information veut dire ici donnée de plus haut niveau issue du traitement et de la fusion des données brutes). La seconde partie des travaux de cette thèse portera sur la spécification et la qualification : • d’une architecture générique orientée service (SOA) permettant la découverte et la gestion d’un capteur/actuateur, et des données qu’il fournit (incluant leurs agrégation et fusion en s’appuyant sur les mécanismes de composition de services de l’architecture SOA), à l’identique d’un service composite de plus haut niveau, • d’un mécanisme amélioré de collecte de données à grande échelle, au dessus de cette ontologie descriptive. L’objectif des travaux de la thèse est de fournir des facilitateurs permettant une mise en œuvre de mécanismes efficaces de collecte, de fusion et d’agrégation de données, et par extension de prise de décisions. L’ontologie de haut niveau proposée sera quant à elle pourvue de tous les attributs permettant une représentation, une gestion et une composition des ‘capteurs, actuateurs et objets’ basées sur des architectures orientées services (Service Oriented Architecture ou SOA). Cette ontologie devrait aussi permettre la prise en compte de l’information transporter (sémantique) dans les mécanismes de routage (i.e. routage basé information). Les aspects liés à l’optimisation et à la modélisation constitueront aussi une des composantes fortes de cette thèse. Les problématiques à résoudre pourraient être notamment : • La proposition du langage de description le mieux adapté (compromis entre richesse, complexité et flexibilité), • La définition de la structure optimum de l’architecture de découverte et de gestion d’un capteur/actuateur, • L’identification d’une solution optimum au problème de la collecte à grande échelle des données de capteurs/actuateurs
The constant evolution of technology in terms of inexpensive and embedded wireless interfaces and powerful chipsets has leads to the massive usage and development of wireless sensor networks (WSNs). This potentially affects all aspects of our lives ranging from home automation (e.g. Smart Buildings), passing through e-Health applications, environmental observations and broadcasting, food sustainability, energy management and Smart Grids, military services to many other applications. WSNs are formed of an increasing number of sensor/actuator/relay/sink devices, generally self-organized in clusters and domain dedicated, that are provided by an increasing number of manufacturers, which leads to interoperability problems (e.g., heterogeneous interfaces and/or grounding, heterogeneous descriptions, profiles, models …). Moreover, these networks are generally implemented as vertical solutions not able to interoperate with each other. The data provided by these WSNs are also very heterogeneous because they are coming from sensing nodes with various abilities (e.g., different sensing ranges, formats, coding schemes …). To tackle this heterogeneity and interoperability problems, these WSNs’ nodes, as well as the data sensed and/or transmitted, need to be consistently and formally represented and managed through suitable abstraction techniques and generic information models. Therefore, an explicit semantic to every terminology should be assigned and an open data model dedicated for WSNs should be introduced. SensorML, proposed by OGC in 2010, has been considered an essential step toward data modeling specification in WSNs. Nevertheless, it is based on XML schema only permitting basic hierarchical description of the data, hence neglecting any semantic representation. Furthermore, most of the researches that have used semantic techniques for developing their data models are only focused on modeling merely sensors and actuators (this is e.g. the case of SSN-XG). Other researches dealt with data provided by WSNs, but without modelling the data type, quality and states (like e.g. OntoSensor). That is why the main aim of this thesis is to specify and formalize an open data model for WSNs in order to mask the aforementioned heterogeneity and interoperability between different systems and applications. This model will also facilitate the data fusion and aggregation through an open management architecture like environment as, for example, a service oriented one. This thesis can thus be split into two main objectives: 1)To formalize a semantic open data model for generically describing a WSN, sensors/actuators and their corresponding data. This model should be light enough to respect the low power and thus low energy limitation of such network, generic for enabling the description of the wide variety of WSNs, and extensible in a way that it can be modified and adapted based on the application. 2)To propose an upper service model and standardized enablers for enhancing sensor/actuator discovery, data fusion, data aggregation and WSN control and management. These service layer enablers will be used for improving the data collection in a large scale network and will facilitate the implementation of more efficient routing protocols, as well as decision making mechanisms in WSNs

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Chelius, Guillaume. "Architectures et communications dans les réseaux spontanés sans-fil". Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0024/these.pdf.

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Cette thèse aborde différentes problématiques liées aux réseaux ad hoc ainsi qu'aux réseaux de senseurs. Nous définissons d'abord la notion d'architecture ad hoc avant de décrire nos deux propositions d'architecture, Ana4 et Ana6. Ces architectures sont utilisées pour l'évaluation et l'optimisation du routage dans les réseaux hybrides sans-fil, union d'un réseau d'accès sans-fil et d'une connectivité ad hoc. Nous nous intéressons ensuite au multicast où, après avoir présenté des résultats de NP-complétude pour les problèmes du broadcast et du multicast ad hoc, nous introduisons notre proposition de routage DMZ utilisant des structures mêlant arborescence et maillage et reposant sur la notion, de zones denses. Finalement nous abordons la problématique de consommation d'énergie dans les réseaux de senseurs. En se basant sur un nouveau modèle analytique, nous dérivons des bornes supérieures et inférieurs pour les problèmes de couverture et de broadcast en énergie minimum
This PhD addresses several issues bound to ad hoc and sensor networks. We first define the notion of ad hoc architecture before describing our two proposals, Ana4 and Ana6. These architectures are notably used to evaluate and optimize unicast routing in wireless hybrid networks, i. E. , the rnerging of a wireless infrastructure network and ad hoc connectivity. Then we study ad hoc multicast routing. After having presented NP-completeness results for both ad hoc multicast and broadcast problems, we describe our ad hoc multicast routing protocol DMZ (Dense Multicast Zone). DMZ uses tree and mesh structures to create robust diffusion structures and rely on the notion of dense zones. Fin ally, we address the issue of energy consumption in sensor networks. Using a new analytical model, we derive upper and lower bounds for the minimum energy broadcast and covering problems

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Chelius, Guillaume Fleury Éric Ubéda Stéphane. "Architectures et communications dans les réseaux spontanés sans-fil". Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=chelius.

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Iutzeler, Franck. "Estimation et optimisation distribuée dans les réseaux asynchrones". Thesis, Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0078/document.

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Cette thèse s’intéresse au problème d’estimation et d’optimisation distribuée dans les réseaux asynchrones, c’est à dire en n’utilisant que des communication locales et asynchrones. A partir de multiples applications allant de l’apprentissage automatique aux réseaux de capteurs sans-fils, nous concevons et analysons théoriquement de nouveaux algorithmes résolvant trois problèmes de nature très différentes : la propagation de la plus grande des valeurs initiales, l’estimation de leur moyenne et enfin l’optimisation distribuée
This thesis addresses the distributed estimation and optimization of a global value of interest over a network using only local and asynchronous (sometimes wireless) communications. Motivated by many different applications ranging from cloud computing to wireless sensor networks via machine learning, we design new algorithms and theoretically study three problems of very different nature : the propagation of the maximal initial value, the estimation of their average and finally distributed optimization

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Sabeur, Mehdi. "Gestion de la mobilité dans les réseaux IP sans fil". Evry, Institut national des télécommunications, 2008. http://www.theses.fr/2008TELE0006.

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La gestion de la mobilité dans les réseaux IP sans fil souffre encore du manque de solutions efficaces et scalables. Cette problématique reste donc d'un grand intérêt au sein de la communauté des réseaux et télécom. A la différence des systèmes de télécommunications traditionnels, considérant principalement des services de voix et donnée bas débit, les réseaux IP sans fil sont conçus pour supporter des services de données haut débit tout en garantissant la mobilité. Les solutions existantes telles que protocoles Mobile IP et NEMO ont pu résoudre une partie des problèmes liés à cette mobilité, néanmoins de grandes lacunes persistent dans les cas des réseaux imbriqués (nested networks), muti-connectés (multihomed) et maillés (mesh). Dans cette thèse, nous proposons trois nouvelles solutions pour contribuer à améliorer la gestion de la mobilité sur ces réseaux et architectures. La solution Light-NEMO est proposée pour optimiser le routage dans les réseaux mobiles imbriqués et pour réduire la latence du handover. Nous proposons ensuite une nouvelle architecture pour permettre le support des réseaux mobiles multi-connectés par le protocole NEMO. Nous introduisons ensuite la solution "Mobile Party" comme un nouveau mécanisme de routage et de gestion de la mobilité, pour les réseaux sans fil maillés. Les performances des solutions proposées ont été évaluées à l'aide de modèles analytiques et par simulation
The mobility management feature within the new IP-based wireless access Networks is of a great interest. Different from classical cellular systems, new solutions have to be conceived in order to guarantee seamless mobile communications. Even if the Mobile IP/NEMO protocols have succeeded to fulfil the lack of mobility with IP protocol, they suffer from many drawbacks in special situations such as nesting, multihoming and mesh architectures. In this thesis, we propose three solutions to solve the mobility management issues for each of the three environments cited above. The first, Light-NEMO solution, optimize the route established in a nested mobile network context by eliminating the pinball problem and provides a seamless handoff solution. The second proposal enhances the NEMO operation in order to support multihoming in mobile networks. Finally, Mobile Party protocol is a new routing and mobility management scheme for wireless mesh network. The reliability and the efficiency of each of the three solution has been demonstrated by both analytical and simulation studies

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Darties, Benoit. "Problèmes algorithmiques et de complexité dans les réseaux sans fil". Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00270118.

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Ces dernières années ont connu l'avènement des réseaux sans fil, dopés par leur facilité de déploiement et par leur usage dans de multiples domaines : réseaux domestiques Wi-Fi, téléphonie mobile, réseaux ad-hoc, réseaux de capteurs, ... L'objet de cette thèse porte sur l'étude de problèmes algorithmiques directement inspirés des contraintes de fonctionnement rencontrées dans de tels réseaux, et se découpe en trois parties.
La première partie de nos travaux s'intéresse à l'étude du problème de la diffusion d'un message émis depuis un noeud source unique vers l'ensemble des noeuds participant au réseau. Ce problème est abordé dans plusieurs modèles de communication, qui supposent tous des émissions omnidirectionnelles à portée fixée et l'existence de phénomènes d'interférences. Il en résulte l'incapacité pour un noeud donné de garantir la réception correcte de deux transmissions voisines simultanées. Nous étudions la complexité de ce problème et proposons des stratégies de résolution exactes ou avec garantie de performance.
Dans une seconde partie, l'un des modèles de communication précédemment introduits sert de support à l'étude d'un autre problème algorithmique, dont l'objet est la satisfaction de requêtes de communications. Les travaux menés sur ce problème visent à établir sa complexité ainsi que les facteurs dont elle dépend.
La dernière partie nous amène au problème de conception de réseaux sans fil. L'objectif est d'assurer une distribution de flux depuis des noeuds sources vers des noeuds clients, en minimisant le coût de l'infrastructure déployée. Les communications établies ici à l'aide d'antennes directionnelles ne sont pas sujettes aux phénomènes d'interférences. La difficulté du problème réside dans la satisfaction de contraintes de déploiement (nombre d'antennes limitées par noeud, résistance aux pannes, ...). Nous étudions la complexité de ce problème, et proposons plusieurs méthodes de résolution exactes et approchées pour des instances de taille raisonnable.

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Issoufou, Tiado Mahamadou. "Modèles et mécanismes multiniveaux pour les réseaux sans fil". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2006. http://oatao.univ-toulouse.fr/7445/1/issoufoutiado.pdf.

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Les réseaux ad–hoc sont une particularité de réseaux informatiques, constitués de noeuds mobiles qui utilisent un mode de communication sans infrastructure et des liaisons radios. Chaque noeud mobile communique dans son rayon de portée d'émission/réception, et est totalement autonome quant à son déplacement, son fonctionnement et sa participation à l'acheminement des informations du réseau. L'utilisation des réseaux ad–hoc présente de nouveaux enjeux de part les problèmes cruciaux qu'ils posent, notamment les problèmes liés au support de communication qui est hertzien et donc de qualité variable dans l'espace et dans le temps. Les enjeux s'étendent également à la couche d'accès au support (par exemple Wi-Fi), à la couche réseau (en particulier aux algorithmes de routage) et à la couche transport (le comportement de TCP est sensible aux variations de délai). L'utilisation des liaisons radios introduit des différences notoires et de nouvelles problématiques par rapport aux communications filaires telles que la limitation physique ou réglementaire de la capacité disponible pour l'accès radio, la qualité fluctuante des liens radios (influence des obstacles, du mouvement, des interférences, …), la position des points d'accès inconnue à l'avance et variable dans le temps … De part ces limitations qui font que les réseaux sans fil sont moins performants que les réseaux câblés, les protocoles du modèle en couches du réseau câblé ne peuvent être transférés dans l'environnement sans fil sans adaptation. Un des enjeux en terme de recherche qui est apparu, est d'optimiser le fonctionnement des réseaux ad–hoc à travers l'utilisation de techniques innovantes qui permettent d'améliorer leurs performances. Les techniques multi-niveaux appelées "cross–layer" sont ainsi apparues pour faciliter le partage d'information entre les couches du modèle OSI et s'appliquent à tous les protocoles de divers niveaux, tant qu'il existe des interactions pour lesquelles les performances globales du système peuvent être améliorées. Cette thèse traite des multiples aspects de la mise en place de modèles et mécanismes cross–layer dans le réseau ad–hoc. Elle permet de régler les premiers problèmes liés à l'introduction d'un nouveau mode de communication des protocoles de la pile du modèle OSI. En effet, la proposition de la méthode de conception RCL (Reverse Cross–Layer) de modèles cross–layer permet de conserver les acquis de cette architecture, à savoir, l'aisance de la conception modulaire, la définition systématique des interactions entre les composants, la poursuite des objectifs à long terme quant à l'utilisation des réseaux. La temporisation persistante proposée au niveau des protocoles fiables de la couche transport lorsque le canal sans fil à état variable est mauvais, vise à améliorer la latence, le débit de transmission et le taux de tentatives infructueuses coûteuses en terme de consommation d'énergie qui sont des caractéristiques du traditionnel back–off exponentiel. Les simulations effectuées dans l'environnement ns-2 ont permis d'évaluer les gains de performance obtenus par usage de la temporisation persistante. De même, cette thèse consacre la proposition de mécanismes cross–layer complémentaires tel que le mécanisme cross–layer d'évaluation continue de l'état du canal en fonction de l'activité ambiante et des protocoles de routage utilisés. La standardisation des informations cross–layer fournies par les protocoles de routage a été proposée pour répondre à la nécessité de fonctionnement des modèles cross–layer indépendamment de la nature proactive ou réactive des protocoles de routage. La proposition du mécanisme cross–layer de temporisation unifiée vise à optimiser la consommation d'énergie dans le cas de duplication de la temporisation d'attente d'envoi à des échelles de temps différentes, qui survient lorsque la couche transport fiable est associée à un protocole de routage ré–actif.

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Darche, Davy. "Architecture de coopération de réseaux sans fil". Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00126535.

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Ce travail de thèse aborde les problématiques de coopération de réseaux hétérogènes et de leurs exploitations par un terminal multi-interfaces en situation de mobilité. Le phénomène de convergence des services vers un support unique place le protocole IP comme moyen de communication universel pour le transport de l'information. Cependant, le modèle TCP/IP actuel ne permet pas d'exploiter simultanément, et efficacement, les différentes connexions radio (UMTS, 802.11, DVB) potentiellement disponibles auprès d'un terminal.
Nous avons réalisé un état de l'art, mettant en exergue les insuffisances des solutions actuelles, et nous permettant de définir les modes de coopération de
réseaux. Nous proposons ici une nouvelle architecture protocolaire reposant sur les protocoles IPv6 et SCTP, et intégrant une entité de gestion des différents réseaux afin d'obtenir une coopération de réseaux optimisée pour un service donné. A travers une expérimentation et diverses simulations, nous avons pu évaluer, par partie, les performances du modèle proposé.

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Hakem, Nadir. "Etude d'une méthode d'accès au médium radio pour réseaux sans fil de l'habitat". Clermont-Ferrand 2, 2004. http://www.theses.fr/2004CLF21513.

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Il s'agit d'étudier l'usage du médium radio comme solution conforme au standard Télédomotis, pour offrir aux réseaux d'habitat, les avantages du sans fil. Certains des équipements devant offrir une très grande autonomie énergétique, cette méthode d'accès adaptée aux faibles puissances d'émission, est basée sur deux niveaux de négociation permettant l'un d'élire un réseau, l'autre d'activer une des entités de l'élu. L'élection est faite à l'aide d'une variante de CSMA/CA, à une puissance "dominante". L'élu dispose d'un temps "Epoque" pour faire communiquer ses entités à puissance récessive, via des mécanismes inspirés du PCF de la norme 802. 11. Les débits et temps de transit obtenus par une simulation via OPNET, sont comparés à ceux relatifs à 802. 11. Il en résulte une amélioration des performances en terme d'équité dans une configuration composée d'une concentration de réseaux de l'habitat. Cette technique est transposable aux cas nécessitant l'équité ou une consommation optimisée

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Penhoat, Joël. "Méthode hiérarchisée et distribuée de sélection d'un réseau radio et d'un mode de transmission". Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1S113.

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Le déploiement généralisé des réseaux radio hétérogènes, le succès des smartphones, et la mise en œuvre des réseaux sociaux, créent des nouveaux comportements chez les Internautes. Chaque Internaute devient une source émettrice d'informations à destination de la communauté à laquelle il appartient. Les sources d'informations étant liées aux Internautes, elles deviennent mobiles et nombreuses. Les architectures IP Multicast ne sont pas adaptées à ces nouveaux comportements. Dans la première partie de notre thèse, nous analysons les travaux existants visant à adapter les architectures multicast à ces nouveaux comportements. Mais le déploiement des architectures capables de prendre en considération ces nouveaux comportements peut impacter la qualité du service reçu ou émis par un Internaute. En outre, comme les Internautes sont mobiles, la qualité du service qu'ils reçoivent ou émettent dépend aussi des réseaux radio auxquels ils se connectent. Dans la seconde partie de notre thèse, nous montrons, premièrement, que le processus mis en œuvre pour gérer la mobilité entre des réseaux radio hétérogènes dans les architectures définies par le Third Generation Partnership Project n'est pas complètement défini et ne permet pas aux Internautes et aux fournisseurs de services de participer au processus de sélection du réseau radio cible. Deuxièmement, nous montrons que, dans l'architecture Multimedia Broadcast Multicast Service et dans l'architecture définie par le projet Context Casting, les Internautes et les fournisseurs de services ne participent pas au processus de sélection du mode de transmission, unicast versus multicast. Après avoir montré que les Internautes et les fournisseurs de services ne participent pas au processus de sélection d'un réseau radio et d'un mode de transmission, nous proposons un processus dans lequel les Internautes, les opérateurs et les fournisseurs de services participent au choix d'un réseau radio et d'un mode de transmission
The widespread deployment of heterogeneous wireless networks, the success of smartphones, and the implementation of social networks, create new behaviours among Internet users. Each user becomes a source of information to the community to which he belongs. The sources of information being linked to the users, they become mobile and numerous. The IP Multicast architectures are not suited to these new behaviours. In the first part of our thesis, we analyze the existing works aiming to adapt these new multicast architectures to these new behaviours. But the deployment of architectures capable of taking into account these new behaviours can degrade the quality of services received or emitted by a user. Besides, as the users are mobile, the quality of the services they receive or transmit also depends on the radio networks to which they connect. In the second part of our thesis, we show, in the first place, that the process implemented to manage the mobility between heterogeneous radio networks in the architectures defined by the Third Generation Partnership Project is not completely defined and does not allow the users and the service providers to participate in the process of selection of the target radio network. Secondly, we show that, in the Multimedia Broadcast Multicast Service architecture and in the architecture defined by the european project called Context Casting, the users and the service providers do not participate in the process of selection of the transmission mode, multicast versus unicast. After having shown that the users and the service providers do not participate in the process of selection of a radio network and a transmission mode, we propose a process in which the Internet users, the network operators and the service providers participate in the choice of a radio network and a transmission mode

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Loussayef, Marouane. "Développement d'un simulateur sans-fil multi-antennes". Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27516/27516.pdf.

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Weis, Frédéric. "Exploitation d'approches système dans les réseaux sans fil". Habilitation à diriger des recherches, Université Rennes 1, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00790484.

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Les travaux présentés s'inscrivent dans le cadre des systèmes mobiles et distribués, et s'intéressent tout particulièrement aux perspectives offertes par les réseaux locaux sans fil. A l'opposé de la complexité de déploiement d'une infrastructure cellulaire étendue, les interactions sans fil courte portée peuvent être utilisées de manière très simple, sans infrastructure. Ainsi, elles permettent à des calculateurs proches d'échanger automatiquement des informations. Nous proposons des supports système prenant en compte la volatilité des communications sans fil, et permettant de développer des applications tirant spontanément parti de la proximité physique des noeuds mobiles. Ces travaux sont ensuite étendus dans le cadre d'autres familles de réseaux sans fil. Ainsi, nous nous intéressons aux réseaux à couverture discontinue. La technologie support est la même que celle de notre première étude. Simplement, les communications entre les noeuds mobiles ne sont plus directes, mais passent par une borne fixe. Cette borne définit une bulle radio de taille limitée. C'est l'interconnexion de ces bulles, sans souci de continuité de la couverture radio, qui permet d'envisager un réseau étendu et simple à déployer. Dans ce cadre, les mécanismes système étudiés permettent de masquer l'intermittence de la connectivité, et autorisent le support d'applications exploitant les flux montants et descendants dans le réseau. Enfin, dans une dernière partie, nous abordons le problème du couplage système de deux architectures sans fil hétérogènes. Un tel couplage présente des objectifs comparables à ceux des réseaux à couverture discontinue : offrir des nouveaux services sur une couverture large, à des densités importantes d'utilisateurs mobiles. Ces travaux débouchent sur la définition de mécanismes permettant de coupler au sein d'un même service des propriétés fonctionnelles des deux infrastructures sans fil.

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Conchon, Emmanuel Diaz Michel. "Définition et mise en oeuvre d'une solution d'émulation de réseaux sans fil". Toulouse : INP Toulouse, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000386.

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Harivelo, Fanilo. "Contrôle de trafic pour service privilégié sur réseaux sans fil". La Réunion, 2006. http://www.theses.fr/2006LARE0020.

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Conçus à l'origine comme une extension des réseaux locaux maires, les réseaux locauxsans fil ont ouvert la voie à de nouveaux usages liés à l'ubiquité. Les caractéristiques ducanal radio ainsi que la mobilité des terminaux compliquent la problématique de la qualitéde service (QoS : Quaîity of Service] de ces nouveaux réseaux. Cette thèse s'intéresseau support de la différenciation de service sur les réseaux IEEE 802. 11 ad hoc. Elle commence par l'étude du support de la différenciation de service sur un réseau monosaut. Le principe consiste à contrôler la demande au niveau IP sur la base de Tétât du réseau. Deux moyens de mise en œuvre sont étudiés : détermination de l'état du réseau par échangede signalisation et estimation de l'état du réseau par mesure locale. Ensuite, une solution au problème de l'inéquité d'accès sur réseau ad hoc est proposée. En effet, sur certaines configurations, l'accès au canal ne dépend plus uniquement de la charge mais aussi de la localisation relative des nœuds et la resynchronisation des instants de démarrage de la procédured'accès de 802. 11 DGF. Enfin, pour simplifier le contrôle des ressources et réduire lesinterférences co-canaux, une organisation hiérarchique du réseau est proposée. A cettefin, nous proposons une modélisation pour la localisation des cellules et un algorithme de répartition des fréquences aux cellules
Designed as an extention to wired local area networks, wireless local area networks lead to new potentials such as ubiquity. Wireless channels characteristics as well as mobility of terminais complexify thé support of Quaîity of Service in thèse networks. This disser¬tation concentrâtes on thé support of service differentiation in IEEE 802. 11-based ad hoc networks. It begins wifch thé study of thé support of service differentiation in a single hop network. The idea consists in controlling thé traffic at thé IP level according to thé net¬work state. Two types of implementation are studied: computation of thé network state by means of message exchange and estimation of thé network state by local measurements. Then, a solution to channel acccss unfairness issues is proposed. Indeed, under certain con¬figurations, channel access does not dépend solely on thé traffic load but also on thé relative position of thé nodes. The proposed solution consists in thé propagation of thé receiving state of nodes and in thé synchronization of thé beginning of 802. 11 access opération. Fi-nally, in ordcr to simphfy resources management and to reduce co-channel interférences, a hierarchical organization of thé network is proposed. It is based on a topology control or clustcring sclieme and a, channel assignaient mechanism

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Tesis sobre el tema "Informatique distribuée sans fil"

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