Дисертації з теми "Protocole de synchronisation"

Depuis 1992, l'équipe telesia, de l'INRIA Rocquencourt intègre les multiples aspects du multimédia anime sur les postes de travail connectés en réseau. Elle anime régulièrement sur le réseau Internet et le fmbone les diffusions des séminaires Aristote qui se déroulent dans le cadre du collège de l'école polytechnique. Cette activité d'expérimentation in situ, par son caractère régulier et par l'approche d'activité de métier, est un contexte rare pour l'étude et le développement des connaissances sur le travail coopératif et les technologies de support. Elle a permis de promouvoir le réseau Renater, les plaques régionales, en démontrant la validité des techniques de l'Internet pour la synchronisation des activités humaines. La nécessité de la multi-diffusion dans l'organisation de l'activité de groupe a permis de coordonner le déploiement du fmbone, sous l'impulsion de l'association Aristote et avec les moyens techniques et humains de l'INRIA. Cette conjonction de moyens, et d'expérimentations in situ ont impacte fortement les choix d'intégration et de développement de l'application telesia. Cette thèse présente, à travers cette forte implication dans l'expérimentation, une analyse des moyens de coordination, de synchronisation des activités humaines en réseau. Qu'est-ce qu'une activité de groupe, locale ou à distance ? Comment s'exprime-t-elle avec les moyens informatiques disponibles ? Quelle est l'influence des composants de la chaîne de transmission sur la qualité de la mise en relation et donc sur l'activité de groupe ?. . .

L'objectif de cette thèse est d'étudier la mise en œuvre à faible complexité et l'efficacité énergétique de systèmes coopératifs dans les réseaux de capteurs sans fil. La synchronisation temporelle est cruciale pour cette mise en œuvre. Nous proposons un schéma de synchronisation au niveau de la couche physique qui introduit une augmentation modérée de la complexité des calculs et de l'occupation mémoire. Le schéma proposé offre de bonnes performances en termes de taux d'erreur en présence d'une erreur initiale de synchronisation et est facile à implémenter au niveau des nœuds. Nous proposons également une stratégie d'allocation de puissance optimale pour les communications coopératives dans les réseaux de capteurs sans fil. Pour une contrainte de probalité d'erreur, elle contribue à réduire la puissance de transmission totale dans le cas d'un canal de Rayleigh. En outre, en l'absence de lien direct entre les nœuds source et de destination, nous proposons deux stratégies coopératives efficaces en énergie. Une démarche heuristique pour sélectionner les nœuds coopératifs et choisir la communication coopérative appropriée est proposée. Par ailleurs, nous analysons l'efficacité énergétique de trois protocoles de contrôle d'erreur dans les réseaux de capteurs sans fil, dans le cas d'un système SISO avec canal à bruit blanc additif gaussien pour les communications à courte distance et d'un système MISO avec canal Rayleigh pour les communications à longue distance. En fonction du taux de code, nous proposons des seuils sur le gain de codage permettant de rendre les protocoles de contrôle d'erreurs plus efficaces en énergie
In this dissertation, we explore the energy efficiency and low complex implementation of cooperative schemes in wireless sensor networks. Considering the requirement on signal arrival time synchronization, we proposed a physical layer synchronization scheme for the distributed MISO cooperative communication in wireless sensor networks. The proposed scheme is adequate for the cooperative communication but introduces less complexity to the network design. It provides better BER performance in the existence of initial synchronization error. According to the simulation results, it is supposed to be practically implemented in the sensor nodes. Upon this assumption, optimal power allocation strategies for AF cooperative relaying scheme and distributed MISO cooperative scheme are proposed for cooperative communication in wireless sensor networks. With a given requirement on BER performance, they help to minimize the total transmit power in Rayleigh fading channel. Moreover, without direct link between the source and destination nodes, we proposed two energy efficient cooperative strategies to incorporate the AF cooperative relaying and distributed MISO cooperative schemes. A heuristic policy to select the cooperative nodes and choose the appropriate cooperative strategy is derived. Furthermore, we analyzed the energy efficiency of three error control protocols considering SISO AWGN for short distance communication and MISO Rayleigh fading for long distance communication. We proposed thresholds of the coding gain for various code rates to make the hybrid ARQ protocol more energy efficient

Le développement des technologies de réseaux de capteurs incite les industries à envisager des alternatives réduisant les coûts et la complexité tout en améliorant la fiabilité. Parmi les solutions sans fil actuelles, la technologie LP-WPAN IEEE 802.15.4/ZigBee dispose des mécanismes et des garanties nécessaires pour une utilisation industrielle. Nous proposons des mécanismes de synchronisation entièrement déterministe permettant l'utilisation du standard IEEE 802.15.4 en mode balisé dans un réseau maillé, ainsi qu'une méthode de routage adaptative « AODV en » pour les messages transmis dans un réseau étendu. En premier lieu, nous analysons la technologie IEEE 802.15.4/ZigBee, plus particulièrement sa capacité à conserver son comportement déterministe et économe en énergie dans une architecture de réseau maillé. Cette étude met en évidence plusieurs insuffisances du standard. Notre contribution consiste à palier à ces manques par une synchronisation centralisée réactive aux changements de topologie, esquivant les collisions de balises et de GTS. Ces modifications seront apportées au niveau de la sous-couche MAC. En second lieu, aucun des protocoles de routage (couche 3 du modèle ISO) actuellement les plus utilisés, ne prennent en compte simultanément les critères indispensables au contexte des communications dans un environnement industriel à fortes contraintes sur la consommation et sur le temps. Nous proposons un mécanisme de routage réactif adaptatif recherchant les routes optimisant la durée de vie des noeuds du réseau contraints énergétiquement, et basé sur l'optimisation conjointe du délai et de la consommation. Pour cela, nous avons analysé et évalué la consommation de chacun des noeuds sans fil autonomes utilisant le standard. Nous avons ainsi proposé des informations de délai et de niveau de charge de la batterie de chacun des noeuds, prises en considération dans notre mécanisme de routage adaptatif. L'ensemble de nos propositions sont validées en utilisant diverses méthodes dont les réseaux de Petri temporisés, la simulation et le prototypage. Les résultats obtenus sont exposés à la suite de chacune de nos contributions.

Nous développons une méthode de modélisation et de validation adaptée aux système parallèles structurés en couches hiérarchiques. Nous définissons deux notions : la concordance de modèle prouve que le modèle possède bien les propriétés dégagées par les spécifications; l'adéquation de service valide le protocole par rapport à son service. Nous appliquons notre méthode à la modélisation du protocole de télécommunication de niveau Transport (la couche 4 d'après la norme ISO sur l'interconnexion des systèmes ouverts). Nous étudions tout particulièrement la gestion de désynchronisations du Service de la couche Réseau, et le contrôle de flux avec réquisition de crédit du protocole de la couche Transport. Nous utilisons les réseaux de Petri à prédicats pour décrire le modèle du service rendu par le couche Réseau sous-jacente et nous en servir pour construire le modèle du protocole de ma couche Transport. nous prouvons que la notion d'abstraction peut s'étendre aux réseaux de Petri à prédicats. La preuve du déroulement correct du protocole est apportée en utilisant les invariants issus du modèle.

Validation et analyse d'un protocole de communication modelise par des automates communicants sur le produit synchronise filtre d'automates (la particularite de la communication entre automates etant le filtrage des evenements)

There exists several inter-sender synchronisation algorithms today, some of these requires globally synchronised clocks. Exactly how the clocks are going to be synchronised are generally not mentioned. This thesis aims to investigate how the choice of clock synchronising protocol affects these kinds of synchronisation algorithms. Tests have been conducted with NTP and PTP on a rudimentary inter-sender synchronisation algorithm. Results shows that there is little difference between protocols and the choice between them should be done on what constraint each protocol introduces. However if performance is extremely important there is some benefits to choosing a better clock synchronisation protocol.

Le progrès technologique offre désormais de plus en plus aux utilisateurs divers équipements connectés et intelligents. En conséquence, la gestion des données entre ces équipements a fait l’objet d’ un nombre croissant d’études. Les applications déjà proposées sont principalement basées sur des solutions propriétaires dites solutions privées ou fermées. Toutefois, cette stratégie a toujours montré ses insuffisances en termes de problèmes de sécurité, de coût, de simplicité pour les développeurs et de transparence des solutions. Migrant vers des solutions standardisées, HTML5 propose de nouvelles fonctionnalités pour répondre aux exigences des entreprises et des utilisateurs. L’objectif principal est de mettre à la disposition des développeurs web un langage simple pour la mise en œuvre des applications concurrentes à moindre coût. Ces applications ne sont pas liées ni aux dispositifs utilisés ni aux logiciels installés. Trois contributions font l’objet de nos travaux. Dans la première partie, nous proposons un Coffre Fort Client basé sur les APIs HTML5 de stockage. Tout d’abord, nous commençons par le renforcement de la sécurité de ces API pour fournir une base sécurisée à notre Coffre Fort Client. Dans la deuxième contribution, nous proposons un protocole de synchronisation appelé SyncDS qui est caractérisé par son efficacité avec une consommation minimale des ressources. Nous traitons enfin les problèmes de sécurité, et nous nous concentrons principalement sur le contrôle d’accès dans le cas de partage des données tout en respectant les exigences des Coffres Forts
Due to technological advancements, people are constantly manipulating multiple connected and smart devices in their daily lives. Cross-device data management, therefore, remains the concern of several academic and industrial studies. The proposed frameworks are mainly based on proprietary solutions called private or closed solutions. This strategy has shown its deficiency on security issues, cost, developer support and customization. In recent years, however, the Web has faced a revolution in developing standardized solutions triggered by the significant improvements of HTML5. With this new version, innovative features and APIs are introduced to follow business and user requirements. The main purpose is to provide the web developer with a vendor-neutral language that enables the implementation of competing application with lower cost. These applications are related neither to the used devices nor to the installed software. The main motivation of this PhD thesis is to migrate towards the adoption of standardized solutions to ensure secure and reliable cross-device data management in both the client and server side. There is already a proposed standardized Cloud Digital Safe on the server side storage that follows the AFNOR specification while there is no standardized solution yet on the client-side. This thesis is focused on two main areas : 1) the proposal of a standardized Client Digital Safe where user data are stored locally and 2) the synchronization of these data between the Client and the Cloud Digital Safe and between the different user devices. We contribute in this research area in three ways. First, we propose a Client Digital Safe based on HTML5 Local Storage APIs. We start by strengthening the security of these APIs to be used by our Client Digital Safe. Second, we propose an efficient synchronization protocol called SyncDS with minimum resource consumption that ensures the synchronization of user data between the Client and the Cloud Digital Safe. Finally, we address security concerns, in particular, the access control on data sharing following the Digital Safe requirements

The response of South African Mutton Merino (SAMM) ewes to synchronisation of oestrus and fertility following different protocols and artificial insemination (AI) were studied using data collected during the autumn breeding season. The study was aimed at comparing the effect of long and short-term progesterone (P4) treatment and their combination with either equine chorionic gonadotropin (eCG) or the ram effect (Ram) on oestrous response and fertility of ewes. Ewes (n = 78) were randomly allocated to four treatment groups in a 2×2 factorial design and primed with controlled internal drug release (CIDR) for a 9 (short) or 14 d (long) period. At CIDR withdrawal, ewes in each group received either a single intramascular injection of equine chorionic gonadotrophin (eCG; 300 IU) or exposure to the ram effect; eCGshort (n=19), Ramshort (n=21), eCGlong (n=19) and Ramlong (n=19). Oestrous behaviour was monitored from 12-84 h post CIDR withdrawal and ultrasound performed at 48 h post CIDR withdrawal to examine number and diameter of follicles. Artificial insemination (AI) was performed twice at 48 and 60 h post CIDR withdrawal with fresh undiluted semen using the cervical method. Non-return rate (NRR) was monitored 15-21 d post AI while pregnancy diagnosis was performed by transrectal ultrasound at 35 d post AI and confirmed by lambing data. Oestrous behaviour was observed in 98.7% of all synchronised ewes, with no significant difference between treatment groups. Overall, CR and the proportion of ewes lambing to synchronised oestrus were (74.4% and 52.6%, respectively). There was no significant difference between treatment groups in oestrus response, onset of oestrus, duration of oestrus, number of follicles, diameter of the largest follicle, NRR, conception rate (CR), AI to lambing interval, twinning rate and number of lambs born. When data were pooled, CIDR-14 d protocols showed a significantly shorter interval to onset of oestrus (24.9 ± 1.6 versus 30.8 ± 2.1, P < 0.05) than CIDR-9 d protocols but there was no difference (P > 0.05) between eCG and Ram protocols when data were pooled. CIDR-9 d protocols resulted in a significantly higher CR (85.0% versus 63.2%, P < 0.05 ) than CIDR-14 d protocols when data were pooled but there was no difference (P > 0.05) in CR between eCG and Ram protocols. Mean AI to lambing interval was 158.2 ± 1.2 d, ranging from 147-154 d and 166-186 d post AI. The proportion of ewes lambing to synchronised oestrus per treatment group were (eCGshort (52.6%), Ramshort (42.9%), eCGlong (63.2%), Ramlong (52.6%), P > 0.05). Therefore, it can be concluded that the 4 protocols investigated were effective in synchronising oestrus with similar response to synchronisation of oestrus and fertility between treatment groups. Of the 4 protocols, the Ramlong protocol offers the benefit of reduced cost, reduced hormonal use and adequate fertility compared to other protocols. In addition, the cost of labour involved is foregone and a safer product is disposed of to the environment compared to use of the eCGlong and Ramshort or eCGshort protocols respectively.
Dissertation (MSc (Agric))--University of Pretoria, 2018.
Animal and Wildlife Sciences
MSc (Agric)
Unrestricted

The complexity associated with development of networked video games creates a need for tools for verifying a consistent player experience. Some networked games achieve consistency through the lockstep protocol, which requires identical execution of sent commands for players to stay synchronised. In this project a method for testing networked multiplayer lockstep games for synchronisation problems related to nondeterministic behaviour is formulated and evaluated. An integrated fuzzing AI is constructed which tries to cause desynchronisation in the tested game and generate data for analysis using log files. Scripts are used for performing semi-automated test runs and parsing the data. The results show that the test system has potential for finding synchronisation problems if the fuzzing AI is used in conjunction with the regular AI in the tested game, but not for finding the origins of said problems.
Komplexiteten förenad med utveckling av nätverksuppkopplade dataspel skapar ett behov av verktyg för att verifiera en konsistent spelarupplevelse. Vissa nätverksspel hålls konsistenta med hjälp av lockstep-protokollet, vilket kräver identisk exekvering av skickade kommandon för att spelarna ska hållas synkroniserade. I detta projekt formuleras och evalueras en metod för att testa om nätverksuppkopplade flerspelarspel lider av synkroniseringsproblem relaterade till ickedeterministiskt beteende. En integrerad fuzzing-AI konstrueras som försöka orsaka desynkronisering i det testade spelet och generera data för analys med hjälp av loggfiler. Skript används för att utföra halvautomatiserade testkörningar och tolka data. Resultaten visar att testsystemet har potential för att hitta synkroniseringsproblem om fuzzing-AI:n används tillsammans med den vanliga AI:n i det testade spelet, men inte för att hitta de bakomliggande orsakerna till dessa problem.

Du fait de l'emergence des applications multimedia, de nouveaux protocoles de communication sont crees avec des contraintes temporelles. Le contenu de cette these explicite une methodologie qui permet de creer des tests temporises. Celle-ci se divise en quatre phases successives : - la premiere etape consiste a modeliser le protocole sous la forme d'un etiosm. Celui-ci est un automate temporise prenant en compte aussi bien les contraintes temporelles que les contraintes sur les evenements. - la deuxieme etape, qui n'est pas obligatoire, consiste a enlever les actions internes qui augmentent la difficulte pour creer un test. Nous proposons pour cela differents algorithmes qui permettent de supprimer ces transitions suivant la position et le role qu'elles ont dans la specification. - la troisieme etape consiste a creer un chemin temporise. Pour cela, nous proposons deux methodes : la premiere est basee sur la creation d'un testeur temporise, ce qui est simple mais impose que les horloges presentes dans la specification soient independantes. Cette restriction n'apparait pas dans la deuxieme methode qui repose sur la synchronisation entre un objectif de test et la specification. Ce produit synchronise n'etant pas suffisant pour obtenir des donnees temporelles utilisables pour le test, nous calculons en plus quelques intervalles qui etiquettent le chemin synchronise. - la derniere etape est un probleme de reecriture pour transformer les chemins temporises obtenus sous la forme du langage normalise ttcn afin que le test puisse etre utilise dans les architectures de tests. Une partie est consacree au probleme du temps de latence qui peut exister entre le testeur et l'implantation sous test. La fin de ce document presente la mise en uvre d'un logiciel utilisant cette methodologie pour creer des tests temporises sur un protocole reel : l'abr.

In this thesis, a framework for the specification and execution of composite trading activities is presented. We begin by introducing the basic concepts and characteristics of elementary and composite trading activities. Based on these characteristics, we identify the issues associated with composite trading activities and argue the requirements of a frame- work for the specification and execution of those trading activities. In the second chapter, the most relevant work on negotiation protocols, software specification approaches, and recent work on trading activity specification is reviewed. In the third chapter, we analyse the characteristics of negotiation protocols and the information required to adequately represent composite trading activities. In the next two chapters, we introduce two alternative approaches (myopic and forward- looking) for specifying composite trading activities by means of constraints, such as the number of required successful negotiations, the limit price for the items to be traded, and the temporal constraints imposed by all trading parties. A special interface is also defined in each framework to homogenise trading activities with differing negotiation protocols. In myopic trading, composite activities are synchronised according to the information available on the constituent negotiation processes at any point in time. Myopic trading supports iterative negotiation in which trading activities can be renegotiated with new constraints. Myopic trading is suitable for situations in which finer control over the negotiation process is preferred by the trader, and information on previous negotiations as well as future negotiation opportunities are unavailable. Forward-looking trading is based on the generation of negotiation plans detailing the exact time and duration for which trading activities are going to be executed. These plans are generated based on the histories of previous negotiations and future negotiation opportunities. In forward-looking trading, a planning and execution model is designed to maximise the expected utility of the trader. Forward-looking trading is suitable for situations in which a well-planned negotiation process is possible. In the following chapter, two case studies are given to illustrate the applicability of the proposed framework. In the final chapter, we review our framework based on the set of requirements defined for the specification and execution of composite trading activities. In conclusion, we believe that composite trading activities can be effectively specified and executed based on the homogenisation of the various negotiation protocols involved and systematic planning of how these activities are going to be executed.

Les objectifs principaux de cette thèse sont la conception, l'analyse et l'optimisation de protocoles nouveaux ou déjà existants de contrôle d'accès au canal dans les réseaux ad hoc, et l'étude des performances fondamentales de quelques estimateurs cohérents et non cohérents du temps d'arrivée des signaux à très large bande. Pour les réseaux simple-bond, on introduit deux nouveaux schémas de retransmissions pour les protocoles ALOHA synchronisé et IEEE802.11 DCF. Les schémas proposés sont quasi-optimale en terme de débit et de délai, et sont quasi-aveugle dans le sens qu'il nécessite juste la connaissance de la taille du réseau. Pour les réseaux multi-bonds, on améliore le mécanisme de réservation RTS/CTS pour résoudre le problème du terminal masqué que rencontre DCF. On analyse ensuite les performances du protocole résultant, et on propose un algorithme distribué basé sur la théorie des approximations stochastiques pour contrôler les retransmissions. Pour les systèmes multicanaux,on propose un nouveau protocole de type ALOHA qui fonctionne sans assignement préalable des canaux. On dérive ensuite un schéma de retransmission qui a les mêmes caractéristiques que celles du schéma obtenu pour le protocole DCF en topologie simple-bond, et ceci sans l'écoute du canal. La signalisation UWB est un exemple de technologie de transmission qui peut être employé pour fournir des systèmes multicanaux. On étudie alors les performances fondamentales de quelques estimateurs cohérents et non-cohérents du temps d'arrivée des signaux UWB. La connaissance de ces performances est nécessaire pour la synchronisation et pour l'exploitation des capacités de localisation des signaux UWB.

Thesis (M. Tech.(Electrical Engineering)) -- Central University of technology, Free State, 2010
This dissertation gives an overview of the research done in developing a protocol to synchronise information in a secure wireless mesh network. Alternative methods to control wireless devices were investigated in the non-controlled frequency spectrum. The aim of the research was to develop a protocol that can be loaded on a micro-controller with limited intelligence, controlling endpoints. The protocol minimises human interference and automatically negotiates which device becomes the master controller. The device is able to discover and locate neighbour devices in range. The device has the capability to be stationary or mobile and host multiple control endpoints. Control endpoints can be digital or analogue, input or output, and belongs to a group like security, lighting or irrigation. These capabilities can change according to the solution’s requirements. Control endpoints with the same capabilities must be able to establish a connection between each other. An endpoint has a user-friendly name and can update the remote endpoint with the description. When a connection is established both endpoints update each other with their user-friendly name and their status. A local endpoint can trigger a certain action on a receiving control point. The system was tested with a building monitoring system because it is static and a less expensive choice, thus making the evaluation more suitable. A simulator for a personal computer was developed to evaluate the new protocol. Finally, the protocol was implemented and tested on a micro-controller platform.

In this study 272 beef heifers were studied from just prior to their first breeding season (15 October 2003), through their second breeding season and until just after they had weaned their first calves in March 2005. The study consisted of two main parts: in the first part, heifers were randomly allocated to either a synchronised TEST group or an unsynchronised CONTROL group. The TEST group received artificial insemination (AI) for 6 days followed by prostaglandin F2á (PGF) treatment on day 6 (PGF/6) and further AI for a total of 50 days, which was followed after a 6 day break by a 42 day bull breeding season. The CONTROL group were bred for the same period without PGF treatment. Synchronisation resulted in a reduction in days to first insemination (P < 0.01) and days to calving (P = 0.04). No significant difference could be demonstrated in pregnancy rate to the 50 day AI season (60.0% vs. 51.8%, TEST and CONTROL groups respectively, P = 0.18), final pregnancy rate (82.2% vs. 83.2%, P = 0.87) or pregnancy rate to the subsequent breeding season (96.0% vs. 95.0%, P = 1.00). A significant increase in mean weaning mass of the calves due to synchronisation could not be demonstrated (207.0 kg vs. 201.4 kg, TEST and CONTROL groups respectively, P = 0.32). However, data from this study were used to calculate the benefit:cost ratio, and a value of 2.8 was reached, representing the return on investment for the synchronisation protocol under these circumstances. It was concluded from this study that a PGF/6 protocol may lead to a change in the total mass of calves weaned by changing days to calving and thus weaning mass, birth mass of calves, weaning rate and/or the ratio of male:female calves born. It was further concluded that a practical way to predict the cost effectiveness of an oestrus synchronisation protocol is to determine the ratio between the total cost of the programme and the price of weaner calves per kg live mass. This ratio represents the minimum increase in mean weaning mass that has to be achieved for the programme to be cost effective if no increase in weaning rate is achieved. In the second part of this study, reproductive tract scoring (RTS) was performed on the same group of heifers one day before the onset of their first breeding season. The effect of RTS on several reproduction and production outcomes was tested, and the association of RTS with the outcomes was compared to the associations of other input variables such as mass, age, body condition score (BCS) and Kleiber ratio using multiple or univariable linear or logistic regression. RTS was associated with pregnancy rate to the 50 day AI season (P < 0.01), days to calving (r = 0.28, P < 0.01), calf weaning mass (r = 0.22, P < 0.01) and pregnancy rate to the subsequent breeding season (P < 0.01). These associations were mostly independent of associations with mass, age and BCS before the onset of the first breeding season. RTS was a better predictor of fertility than was Kleiber ratio, and similar in its prediction of calf weaning mass. It was concluded from this study that RTS is a unique predictor of heifer fertility, compares well with (but is independent of) other traits used as a predictor of production outcomes and is likely to be a good predictor of life production of the cow.
Dissertation (MSc (Veterinary Sciences))--University of Pretoria, 2006.
Production Animal Studies
unrestricted

Wireless sensor network (WSN) technology has gained significant importance due to its potential support for a wide range of applications. Most of the WSN applications consist of a large numbers of distributed nodes that work together to achieve common objects. Running a large number of nodes requires an efficient mechanism to bring them all together in order to form a multi-hop wireless network that can accomplish some specific tasks. Even with recent developments made in WSN technology, numbers of important challenges still stand as vulnerabilities for WSNs, including energy waste sources, synchronisation leaks, low network capacity and self-configuration difficulties. However, energy efficiency remains the priority challenging problem due to the scarce energy resources available in sensor nodes. These concerns are managed by medium access control (MAC) layer protocols. MAC protocols designed specifically for WSN have an additional responsibility of managing radio activity to conserve energy in addition to the traditional functions. This thesis presents advanced research work carried out in the context of saving energy whilst achieving the desired network performance. Firstly the thesis contributes by proposing Overlapped Schedules for MAC layer, in which the schedules of the neighbour clusters are overlapped by introducing a small shift time between them, aiming to compensate the synchronisation errors. Secondly, this thesis proposed a modified architecture derived from S-MAC protocol which significantly supports higher traffic levels whilst achieving better energy efficiency. This is achieved by applying a parallel transmission concept on the communicating nodes. As a result, the overall efficiency of the channel contention mechanism increases and leads to higher throughput with lower energy consumption. Finally, this thesis proposed the use of the Adaptive scheme on Border Nodes to increase the power efficiency of the system under light traffic load conditions. The scheme focuses on saving energy by forcing the network border nodes to go off when not needed. These three contributions minimise the contention window period whilst maximising the capacity of the available channel, which as a result increase network performance in terms of energy efficiency, throughput and latency. The proposed system is shown to be backwards compatible and able to satisfy both traditional and advanced applications. The new MAC protocol has been implemented and evaluated using NS-2 simulator, under different traffic loads and varying duty cycle values. Results have shown that the proposed solutions are able to significantly enhance the performance of WSNs by improving the energy efficiency, increasing the system throughput and reducing the communication delay.

Wireless sensor network (WSN) technology has gained significant importance due to its potential support for a wide range of applications. Most of the WSN applications consist of a large numbers of distributed nodes that work together to achieve common objects. Running a large number of nodes requires an efficient mechanism to bring them all together in order to form a multi-hop wireless network that can accomplish some specific tasks. Even with recent developments made in WSN technology, numbers of important challenges still stand as vulnerabilities for WSNs, including energy waste sources, synchronisation leaks, low network capacity and self-configuration difficulties. However, energy efficiency remains the priority challenging problem due to the scarce energy resources available in sensor nodes. These concerns are managed by medium access control (MAC) layer protocols. MAC protocols designed specifically for WSN have an additional responsibility of managing radio activity to conserve energy in addition to the traditional functions. This thesis presents advanced research work carried out in the context of saving energy whilst achieving the desired network performance. Firstly the thesis contributes by proposing Overlapped Schedules for MAC layer, in which the schedules of the neighbour clusters are overlapped by introducing a small shift time between them, aiming to compensate the synchronisation errors. Secondly, this thesis proposed a modified architecture derived from S-MAC protocol which significantly supports higher traffic levels whilst achieving better energy efficiency. This is achieved by applying a parallel transmission concept on the communicating nodes. As a result, the overall efficiency of the channel contention mechanism increases and leads to higher throughput with lower energy consumption. Finally, this thesis proposed the use of the Adaptive scheme on Border Nodes to increase the power efficiency of the system under light traffic load conditions. The scheme focuses on saving energy by forcing the network border nodes to go off when not needed. These three contributions minimise the contention window period whilst maximising the capacity of the available channel, which as a result increase network performance in terms of energy efficiency, throughput and latency. The proposed system is shown to be backwards compatible and able to satisfy both traditional and advanced applications. The new MAC protocol has been implemented and evaluated using NS-2 simulator, under different traffic loads and varying duty cycle values. Results have shown that the proposed solutions are able to significantly enhance the performance of WSNs by improving the energy efficiency, increasing the system throughput and reducing the communication delay.

L’optimisation des communications par satellite devient un enjeu crucial pour fournir un accèsInternet aux zones blanches et/ou défavorisées et pour supporter des réseaux à grande échelle.Dans ce contexte, l’utilisation des techniques d’accès aléatoires sur le lien retour permetd’améliorer les performances de ces systèmes. Cependant, les techniques d’accès aléatoireclassiques comme ‘Aloha’ et ‘Slotted Aloha’ ne sont pas optimales pour la transmission dedonnées sur le lien retour. En effet, ces techniques présentent un taux élevé de pertes depaquets suite aux collisions. Par conséquent, des études récentes ont proposé de nouvellesméthodes d’accès aléatoire pour résoudre les collisions entre les paquets et ainsi, améliorerles performances. En particulier, ces méthodes se basent sur la redondance de l’informationet l’annulation successive des interférences. Dans ces systèmes, l’estimation de canal sur le lien retour est un problème difficile en raison du haut niveau de collisions de paquets. Dans une première contribution dans cette thèse, nous décrivons une technique améliorée d’estimation de canal pour les paquets en collision. Par ailleurs, nous analysons l’impact des erreurs résiduelles d’estimation de canal sur la performance des annulations successives des interférences. Même si les résultats obtenus sont encore légèrement inférieurs au cas de connaissance parfaite du canal, on observe une amélioration significative des performances par rapport aux algorithmes d’estimation de canal existants. Une autre contribution de cette thèse présente une méthode appelée ‘Multi-Replica Decoding using Correlation based Localisation’ (MARSALA). Celle-ci est une nouvelle technique de décodage pour la méthode d’accès aléatoire synchrone ‘Contention Résolution diversité Slotted Aloha’ (CRDSA), qui est basée sur les principe de réplication de paquets et d’annulation successive des interférences. Comparée aux méthodes d’accès aléatoire traditionnelles, CRDSA permet d’améliorer considérablement les performances. Toutefois, le débit offert par CRDSA peut être limité à cause des fortes collisions de paquets. L’utilisation deMARSALA par le récepteur permet d’améliorer les résultats en appliquant des techniques de corrélation temporelles pour localiser et combiner les répliques d’un paquet donné. Cette procédure aboutit à des gains en termes de débit et de taux d’erreurs paquets. Néanmoins, le gain offert par MARSALAest fortement dépendant de la synchronisation en temps et en phase des répliques d’un mêmepaquet. Dans cette thèse, nous détaillons le fonctionnement de MARSALA afin de corriger ladésynchronisation en temps et en phase entre les répliques. De plus, nous évaluons l’impactde la combinaison imparfaite des répliques sur les performances, en fournissant un modèle analytique ainsi que des résultats de simulation. En outre, plusieurs schémas d’optimisationde MARSALA sont proposés tels que le principe du ‘MaximumRatio Combining’, ou la transmissiondes paquets à des puissances différentes. Utilisées conjointement, ces différentespropositions permettent d’obtenir une amélioration très significative des performances. Enfin,nous montrons qu’en choisissant la configuration optimale pour MARSALA, le gain deperformance est considérablement amélioré
With the need to provide the Internet access to deprived areas and to cope with constantlyenlarging satellite networks, enhancing satellite communications becomes a crucial challenge.In this context, the use of Random Access (RA) techniques combined with dedicated accesson the satellite return link, can improve the system performance. However conventionalRA techniques like Aloha and Slotted Aloha suffer from a high packet loss rate caused bydestructive packet collisions. For this reason, those techniques are not well-suited for datatransmission in satellite communications. Therefore, researchers have been studying andproposing new RA techniques that can cope with packet collisions and decrease the packet lossratio. In particular, recent RA techniques involving information redundancy and successiveinterference cancellation, have shown some promising performance gains.With such methods that can function in high load regimes and resolve packets with high collisions,channel estimation is not an evident task. As a first contribution in this dissertation, wedescribe an improved channel estimation scheme for packets in collision in new RAmethodsin satellite communications. And we analyse the impact of residual channel estimation errorson the performance of interference cancellation. The results obtained show a performancedegradation compared to the perfect channel knowledge case, but provide a performanceenhancement compared to existing channel estimation algorithms. Another contribution of this thesis is presenting a method called Multi-Replica Decoding using Correlation based Localisation (MARSALA). MARSALA is a new decoding technique for a recent synchronous RAmethod called Contention Resolution Diversity Slotted Aloha (CRDSA). Based on packets replication and successive interference cancellation, CRDSA enables to significantly enhance the performance of legacy RA techniques. However, if CRDSA is unable to resolve additional packets due to high levels of collision, MARSALA is applied. At the receiver side, MARSALA takes advantage of correlation procedures to localise the replicas of a given packet, then combines the replicas in order to obtain a better Signal to Noise plus Interference Ratio. Nevertheless, the performance ofMARSALA is highly dependent on replicas synchronisation in timing and phase, otherwise replicas combination would not be constructive. In this dissertation, we describe an overall framework ofMARSALA including replicas timing and phase estimation and compensation, then channel estimation for theresulting signal. This dissertation also provides an analytical model for the performancedegradation of MARSALA due to imperfect replicas combination and channel estimation.In addition, several enhancement schemes forMARSALA are proposed likeMaximum RatioCombining, packets power unbalance, and various coding schemes. Finally, we show thatby choosing the optimal design configuration for MARSALA, the performance gain can besignificantly enhanced

Ce travail aide à la compréhension des systèmes ouverts et propose des solutions quand les normes elles-mêmes sont muettes, démontre la difficulté d'intégration des normes dans l'offre actuelle et mesure les investissements des utilisateurs pour l'interconnexion entre machines hétérogènes.

La coopération est un aspect important dans les équipes de conception. L'ingénierie concourante a fait que les organisations industrielles évoluent d'une approche séquentielle à une approche intégrée pour réaliser ses processus de conception. Ainsi les processus de conception se réalisent de plus en plus à distance, où les concepteurs sont repartis dans des endroits différents. Pour étudier cette problématique, cette thèse analyse l'activité de conception à distance. En particulier elle s'attache à la caractérisation des activités de conception et à la modélisation du phénomène d'intercompréhension à travers des objets. A partir des résultats deux propositions sont faites : d'une part, un modèle d'activité qui prend en compte les aspects collectifs et cognitifs de la conception et d'autre part, un cadre pour l'analyse et le développement des outils pour l'assistance de l'activité collective de conception.

La coopération est aujourd'hui un aspect important dans les équipes de conception. L'ingénierie concourante a conduit les organisations industrielles à évoluer d'une approche séquentielle vers une approche intégrée des processus de conception. Ainsi les processus de conception se déroulent de plus en plus à distance, et les concepteurs sont repartis dans des lieux différents. Pour étudier cette problématique, cette thèse analyse l'activité de conception collaborative à distance à travers des analyse de protocoles. En particulier elle s'attache à la caractérisation des activités de conception et à la modélisation du phénomène d'intercompréhension à travers des objets intermédiaires. A partir des résultats deux propositions sont faites : d'une part, un modèle d'activité qui prend en compte les aspects collectifs et cognitifs de la conception et d'autre part, un cadre pour l'analyse et le développement des outils pour l'assistance à l'activité collective de conception.