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Accueil du site > Français > Thèmes de recherche > Thème 6 - Architecture, systèmes et réseaux > Equipe RMESS

Equipe RMESS

Réseaux , Mobiles, Embarqués, Sans fil, Satellites
Responsable : Jean-Luc Scharbarg

 

Présentation générale

La convergence des réseaux de communication, en particulier au travers de l’ouverture des systèmes spécifiques, impose la maîtrise de leur performance à des fins de dimensionnement et d’intégration. L’originalité de notre approche vient de l’exploitation des spécificités des différents types de réseaux, par exemple au travers de solutions cross-layers, plutôt qu’une uniformisation qui conduirait à des solutions peu performantes. Nos activités portent donc sur l’architecture et les performances des réseaux avec comme domaines d’application privilégiés les réseaux embarqués, les réseaux par satellite et les réseaux sans fil. Les méthodes mises en oeuvre combinent solutions mathématiques (files d’attente, calcul réseau, …), simulations et expérimentations.

 

Thématiques de recherche

 

Modélisation et performances

Nous développons des méthodes mathématiques et des outils logiciels pour l’évaluation des performances, l’optimisation et le contrôle des réseaux de communication et des systèmes distribués. L’objectif ultime est de contribuer à l’amélioration des réseaux de communication (protocoles, architectures, applications) en mettant particulièrement l’accent sur l’Internet, l’IoT, les réseaux embarqués et les systèmes sans fil.

Angles d’attaques : notre principal outil théorique est la modélisation, l’analyse et l’optimisation stochastique. La modélisation et l’analyse stochastiques ont été une méthode populaire pour analyser le comportement des algorithmes dans des réseaux complexes. En effet, le hasard est inhérent au réseau. Nous pouvons citer par exemple le comportement aléatoire des internautes : lorsqu’ils se connectent, ce qu’ils téléchargent, lorsqu’ils se déconnectent... Les changements de topologie dus à la mobilité de l’utilisateur ou à des défauts sont également aléatoires. Dans le contexte des systèmes embarqués, nous avons recours à des analyses déterministes ou stochastiques du pire cas afin d’obtenir des bornes resserrées sur le temps de réponse. De plus, les techniques d’optimisation fournissent les idées fondamentales pour une allocation efficace des ressources dans de tels réseaux.

 

Réseaux d’objets connectés sans fil et IoT

Un réseau de d’objets connectés performant passe nécessairement par une couche Liaison de Données de niveau 2 efficiente et adaptée d’une part aux caractéristiques des médiums immatériels sous-jacents (portée limitée, fort taux d’erreur, forte variabilité de connectivité, détection de collision complexe, existence de plusieurs canaux, portée plus ou moins importante des liens radio…), et d’autre part aux besoins des applications qui utilisent ce moyen de communication (débit garanti, latence réduite, durée de vie élevée des nœuds autonomes et mobiles, …). Notre expérience de plus de vingt ans dans les couches basses (1-2-3) des réseaux sans fil nous a tout naturellement amené à contribuer ces dernières années à la conception de nouveaux protocoles de niveau 2 répondant à de nombreux verrous liés aux réseaux de capteurs sans fil, pour des applications variées dans les domaines de la surveillance d’installations industrielles d’une part et des objets connectés pour l’aide et l’assistance de la personne d’autre part. Nous avons notamment conçu des couches MAC répondant aux deux critères antinomiques de faible consommation énergétique et de respect de contraintes temporelles élevées. Associées à ces méthodes d’accès mono ou multi-canal performantes, nous avons également proposé des protocoles de localisation des nœuds mobiles sans fil autonomes pouvant travailler en environnement indoor. Le dénominateur commun de nos contributions est l’adéquation de ces protocoles de niveau 2 à des couches immatérielles sur lesquelles nous ne contribuons pas directement, mais que nous appréhendons le mieux possible dans une démarche où le cross-layering 1-2 est avantageusement utilisé. Nous nous attachons à concevoir des protocoles de niveau 2 les moins consommateurs d’énergie, donc en maximisant les périodes de sommeil des nœuds autonomes, ce qui nous amène à développer des solutions de rendez-vous basés sur une forte synchronisation MAC des entités communicantes. En ce qui concerne l’évaluation de performances, une large place est donnée au prototypage réel et à l’évaluation pragmatique des protocoles par l’utilisation de testbeds. L’équipe a participé au développement de plusieurs outils de prototypage rapide de protocoles pour les réseaux de capteurs sans fil et est désormais très orientée sur le développement de l’outil OpenWiNo permettant l’implémentation des protocoles, puis l’émulation et le test des nœuds en environnements contrôlés et réels. Des travaux sont également menés sur la conception d’architecture de réseaux hybrides d’objets connectés intégrant des liens et des technologies variés (satellite, WPAN, WLAN, WMAN, WWAN…).

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