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

Domaine d’application : Satellite

Thèses menées dans le cadre des réseaux satellitaires

L’équipe IRT a su prendre part à l’activité toulousaine dans le domaine spatial, notamment avec un certain nombre de thèses présentées ici.

- Sujet : Contrôle d’Admission des Connexions pour les Systèmes de Télécommunication par Satellite avec des Liaisons Physiques Adaptatives

  • Doctorant : Ferdinand Tra
  • Etablissement : Sup’Aéro
  • Cadre : Financement Thalès Alénia Space
  • Directeur de Thèse : Christian Fraboul
  • Co-encadrants : André-Luc Beylot, Cédric Baudoin (Thalès Alénia Space)
  • Début de la thèse : Novembre 2004
  • Fin de la thèse : 29 Janvier 2008
  • Résumé : Pour les systèmes de communication par satellite qui utilisent de hautes bandes de fréquence, les phénomènes atmosphériques induisent de très fortes atténuations qui ne peuvent plus être couvertes par une seule marge statique. Des procédures de contre-mesure dynamique des affaiblissements ont donc été proposées. Elles permettent d’adapter les paramètres de transmission (modulation, codage, puissance, débit,...) en fonction des conditions réelles de propagation.
    Ces procédures, dénommées techniques FMT (Fade Mitigation Techniques), améliorent les performances au niveau de la couche physique. Malheureusement, elles induisent une variation à la fois de la capacité globale offerte par le système et de la capacité individuelle des terminaux utilisateurs. Cela implique, donc, de redéfinir les mécanismes classiques de gestion de ressources, notamment le Contrôle d’Admission de Connexions (CAC). En effet, une fonction CAC qui n’utiliserait pour sa décision d’admission qu’une capacité constante conduirait à interrompre certaines connexions dès que des affaiblissements atmosphériques surviendraient. Ces interruptions de connexion sont un motif d’insatisfaction de la part des usagers.
    Cette thèse se propose donc d’étudier les fonctions CAC pour les systèmes satellitaires à capacité variable. Dans ces systèmes, la fonction CAC doit être capable d’anticiper l’état de la capacité dans le futur. Ceci permet de n’accepter une connexion que si la fonction CAC suppose que la capacité sera disponible suffisamment longtemps pour la maintenir avec le niveau de qualité requis. On parle alors de CAC adaptatif.
    Ce travail s’est, alors, construit autour de la prise en compte de la variation de la capacité pour la définition de CAC adéquats au travers de l’analyse des phénomènes d’atténuation et de leur prédiction. L’étude menée sur les modèles d’évolution spatio-temporelle des atténuations et leur prédiction a mis en évidence leur inadéquation pour une fonction CAC. En effet, d’une part, ils agissent sur des échelles de temps trop courtes, de l’ordre de la seconde, pour leur exploitation par la fonction CAC, et d’autre part, ils sont trop complexes pour leur utilisation dans le cadre d’un système réel. Par conséquent, une méthodologie simplifiée a été proposée. Celle-ci consiste à séparer le cas de la survenue de la pluie sur la Gateway/NCC de celui de la cellule de pluie sur les terminaux utilisateurs.
    Quant à la politique d’admission, on pourra s’appuyer sur l’une des deux fonctions CAC définies en fonction de la vitesse de variation de la capacité. La première est une fonction CAC dite pessimiste qui suppose que la variation de la capacité est rapide par rapport `a la durée des connexions. Dans ce cas de figure, la décision d’admission est prise en évaluant la capacité comme étant celle correspondant au pire cas de propagation survenant dans le système. La seconde politique CAC dite optimiste, suppose elle, que la capacité du système reste constante pour une durée d’au moins les durées des connexions. Sa décision d’admission est alors prise en se fondant sur l’état courant de la capacité tout en tenant compte des conditions de transmission instantanées des terminaux.
  • Mots clés : CAC adaptatif, FMT, atténuations atmosphériques.

- Sujet : Routage Store and Forward dans les constellations de satellites

  • Doctorant : Hugo Cruz Sanchez
  • Etablissement : Télécom Paris
  • Cadre : CONACYT (CNRS Mexicain)
  • Directeur de Thèse : André-Luc Beylot
  • Co-encadrants : Laurent Franck, André-Luc Beylot
  • Début de la thèse : Octobre 2004
  • Fin de la thèse : Septembre 2008
  • Résumé :
  • Mots clés : Constellations, GEO, DTN, Store and Forward, métriques, routage

- Sujet : Modélisation et Simulation des Réseaux Mobiles de 4ème Génération

  • Doctorant : Mohamad Salhani
  • Etablissement : INPT
  • Cadre : Bourse gouvernementale
  • Directeur de Thèse : André-Luc Beylot
  • Co-encadrants : André-Luc Beylot, Riadh Dhaou
  • Début de la thèse : Novembre 2005
  • Fin de la thèse : 23 Octobre 2008
  • Résumé :Cette thèse porte sur l’interopérabilité et la qualité de service dans les réseaux de 4ème génération. En particulier, nous proposons des solutions d’intégration entre le réseau WiMAX et le système satellite DVB-RCS en s’appuyant sur le standard IEEE 802.21. Trois solutions peuvent être mises en place pour l’interconnexion de réseaux sans fil. Il s’agit de la technologie GAN soutenue par le 3GPP, du protocole FMIP proposé par l’IETF et du standard IEEE 802.21. Notre choix se porte sur ce denier standard car il propose un cadre générique pour l’interopérabilité des réseaux. En fait, nous proposons une architecture satellitaire à base de WiMAX, DVB-RCS et IEEE 802.21 et nous décrivons aussi la procédure de handover WiMAX/DVB-RCS. Par ailleurs, nous améliorons les performances des réseaux WiMAX en utilisant un handover horizontal avec un mécanisme de réservation de ressources. Ensuite, le réseau WiMAX est intégré dans un système satellite DVB-RCS afin d’étudier les performances de cette convergence avec une réservation de ressources. Les résultats obtenus montrent que les mécanismes de réservation améliorent les performances. Afin de permettre au trafic de passer d’un réseau à l’autre en garantissant une qualité de service, une mise en correspondance de la qualité de service entre les réseaux WiMAX et DVB-RCS est proposée. En outre, nous proposons un mécanisme d’admission de connexion CAC dans le cadre de l’interconnexion WiMAX/DVB-RCS. Plusieurs stratégies sont prises en compte afin de permettre une coopérative efficace entre les deux systèmes.
  • Mots clés : DVB-RCS, sans-fil, système hybride, WiMAX, MIH, 802.21

- Sujet : Convergence dans les réseaux satellite

  • Doctorant : Emmanuel Dubois
  • Etablissement : INPT
  • Cadre : Financement Thalès Alenia Space
  • Directeur de Thèse : André-Luc Beylot
  • Encadrants : André-Luc Beylot, Emmanuel Chaput, Cédric Baudoin (Thales Alenia Space)
  • Début de la thèse : Septembre 2005
  • Fin de la thèse : 3 Novembre 2008
  • Résumé : Les réseaux satellite ont été standardisés par le groupe DVB en se focalisant sur le service de télévision. Dans un contexte de convergence, notamment caractérisé par l’émergence des offres “triple play”, les nouvelles architectures de télécommunication par satellite doivent être conçues de façon plus ouverte. Après une description du contexte des réseaux satellites DVB, nous recensons les solutions de convergence applicables à ces réseaux. Notre choix s’est porté sur les technologies convergentes IP et MPLS pour proposer une telle architecture de convergence.
    Pour en évaluer les qualités, plusieurs scénarios sont alors envisagés. Le premier se concentre sur le service historique de télévision avec un satellite transparent et unidirectionnel. Nous montrons que la solution IP/MPLS permet d’offrir le même service avec des performances similaires et surtout ajoute une structure protocolaire augmentant l’évolutivité. Les scénarios suivants s’occupent d’un service de télévision interactif avec voie retour et d’un service de voix sur IP et mettent en valeur la facilité de leur mise en oeuvre. Le dernier scénario applique notre approche convergente IP/MPLS au projet de satellite régénératif hybride ULISS. Cela a permis de montrer la flexibilité de l’architecture et d’étendre les possibilités de services du projet.
  • Mots Clés : Convergence, MPLS, satellite, IP, DVB, télévision

- Sujet : Mécanismes d’optimisation multi-niveau pour IP sur satellite de nouvelle génération

  • Doctorant : Alexandra Niculae
  • Etablissement : INPT
  • Cadre : Thèse Allocation du Ministère de la Recherche
  • Directeur de Thèse : André-Luc Beylot
  • Encadrants : André-Luc Beylot, Emmanuel Chaput
  • Début de la thèse : Octobre 2005
  • Fin de la thèse : Novembre 2009
  • Résumé : L’objectif de cette thèse est de fournir aux réseaux satellitaires géostationnaires des outils d’amélioration de performances dans un contexte contraint, lié au support de communication qui présente une qualité variable. Les dé-fis s’étendent de la couche d’accès au support (l’ordonnancement) à la couche transport (le comportement du TCP étant sensible au délai de propagation dans les réseaux géostationnaires).
    Nous faisons appel aux mécanismes cross-layer qui mettent en place des interactions entre entités protocolaires non adjacentes du modèle OSI o-ffrant ainsi une adaptation immédiate au changement des conditions dans le réseau. Nous employons à ce but une technique cross-layer informant l’entité protocolaire TCP du débit disponible, permettant d’éviter des conséquences telles que la chute du débit et des pertes liées à la congestion des -files d’attente. Nous mettons en oeuvre ce mécanisme au niveau d’un élément sensible du réseau géostationnaire, le proxy TCP.
    L’intérêt des techniques cross-layer a été mis en évidence au niveau de l’ordonnanceur présent au sein de la gateway d’un réseau DVB-S2/DVB-RCS. Ainsi, ils contribuent à la maximisation de la capacité du système, à l’assurance des contraintes de qualité de service, à l’équité de l’allocation de ressources, etc. En-fin, nous présentons une solution possible d’architecture cross-layer. Nous proposons des caractéristiques demandées pour une architecture cross-layer a-fin d’assurer l’évolutivité, la modularité et la co-existence avec l’architecture standard existante.
  • Mots clés : DVB-S2/DVB-RCS, satellite, cross-layer, TCP, ordonnancement