Jul 09

Soutenance de Chourouk Ghodhbane (9 juillet 2025)

Chourouk Ghodhbane soutiendra sa thèse de doctorat, intitulée Sélection de cellule et allocation de ressources dans les réseaux avec backhaul sans fil, le mercredi 9 juillet 2025 à 13h30 à l’IRISA, salle Aurigny (D165).

Cette thèse s’est déroulée dans le cadre du projet MAYA de l’IRT b<>com.

Résumé

Pour faire face à la demande croissante du trafic mobile et améliorer la couverture, il est nécessaire de densifier les stations de base. La technologie d’accès et de liaison intégrés (IAB) a été proposée pour faciliter cette densification en définissant des nœuds IAB qui agissent comme des stations de base mais sont connectés sans fil au réseau fixe. Cependant, l’IAB introduit des défis techniques complexes, tels que i) le partage de la bande passante entre l’accès et la liaison et ii) la planification qui doit être conforme à la contrainte de semi-duplex. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur les politiques de sélection des cellules et d’allocation des ressources pour les réseaux IAB. Pour la sélection des cellules, nous proposons une politique qui permet à chaque utilisateur de s’associer à un nœud IAB qui optimise la consommation des ressources tout en respectant la capacité de chaque cellule afin de maximiser la capacité du réseau et d’assurer un bon équilibrage de la charge. Pour l’allocation des ressources, deux politiques sont proposées. La première, gérée par la station de base principale, assure une distribution dynamique des ressources sur la bande passante partagée entre les différents nœuds IAB, avec une gestion optimisée des interférences. Une fois les ressources allouées à chaque cellule, une deuxième politique entre en jeu pour permettre à chaque nœud IAB de distribuer ses ressources entre ses utilisateurs en fonction de leurs besoins en matière de qualité de service (QoS), principalement en termes de latence. Ces politiques visent à améliorer la capacité du réseau et à offrir un niveau élevé de satisfaction des utilisateurs, en tenant compte des conditions du réseau et des demandes des utilisateurs.

Mots-clés : Densification, IAB, sans fil, sélection de cellules, allocation de ressources

Apr 30

Soutenance d’Amath Ndao (30 avril 2025)

Résumé

Nous vivons dans un monde où la demande de service augmente chaque jour. Le défi consiste à gérer toutes ces demandes tout en respectant les contraintes de délai et de capacité. Pour satisfaire ces demandes, les opérateurs doivent déployer de plus en plus des stations de base. La construction d’un plus grand nombre de stations de base et la mise en œuvre de nouvelles techniques entraînent des coûts élevés pour les opérateurs de téléphonie mobile. L’architecture existante D-RAN ne suffit pas à résoudre le problème parce qu’elle ne facilite pas la mise en commun des ressources. C’est dans ce contexte que le réseau d’accès radio ouverte (O-RAN) est proposé par O-RAN Alliance qui est très prometteur pour les réseaux sans fil 5G flexibles et efficaces. L’architecture O-RAN se compose de trois unités principales: l’unité radio (RU), l’unité distribuée (DU) et l’unité centralisée (CU). L’objectif de cette thèse est de minimiser le coût du système des réseaux radio. Tout d’abord, nous analysons le débit entre les interfaces O-RAN. Sur la base de cette analyse, nous proposons un modèle efficace de programmation linéaire en nombres entiers (ILP). L’objectif est de minimiser le coût O-RAN en fonction de l’emplacement des DUs tout en respectant les contraintes de délai et de capacité. Deuxièmement, nous combinons O-RAN et le système multibande et nous considérons une charge RAN qui varie au cours de la journée et nous étudions le placement des DUs pour différentes bandes de fréquences. Tout d’abord, nous analysons le pourcentage d’utilisation, le débit et le schéma de modulation et de codage (MCS) de chaque bande de fréquence pour chaque heure de la journée. Sur la base de notre analyse, nous proposons un modèle ILP dont l’objectif est de minimiser les coûts de calcul et de routage. Troisièmement, nous étudions l’emplacement optimal des DUs et la désactivation des bandes de fréquences inutiles. Tout d’abord, nous proposons un algorithme pour trouver le nombre de bandes de fréquences nécessaires pour satisfaire la demande des utilisateurs pour différentes périodes de réattribution. Sur la base de ces résultats, nous formulons le problème du placement des DUs et de la désactivation des bandes de fréquences sous la forme d’un ILP dont l’objectif est de minimiser les coûts de calcul et d’acheminement. Nous avons évalué nos modèles sur une topologie réelle. Nos résultats donnent des indications intéressantes sur les économies réalisées par rapport à l’architecture existante.  

Sep 02

Soutenance de Christopher Merhle (16 septembre 2024)

Christorpher Merhle soutiendra sa thèse de doctorat, intitulée Allocation des Ressources dans un Contexte « Cell-less » pour les Réseaux Sans Fil 5G, le à l’IMT Atlantique sur le campus de Rennes (petit Amphi).

Abstract
L’augmentation significative du nombre d’utilisateurs ayant des besoins croissants, l’émergence de nouveaux services et de nouvelles applications ont amené les réseaux sans fil à évoluer. De plus, dans un contexte de réchauffement climatique et d’inflation du coût de l’énergie, les réseaux mobiles doivent non seulement fournir un haut débit et une bonne qualité de service aux utilisateurs mais doivent également réduire leur empreinte énergétique.

Le principal objectif de cette thèse est d’adresser ces enjeux en étudiant l’allocation des ressources sous le prisme d’un contexte innovant : le « Cell-less ». Cette approche permet de redéfinir le paradigme des réseaux cellulaires conventionnels. Les stations de base ne sont plus organisées en cellules indépendantes mais regroupées au sein de clusters. Cela permet de centraliser la prise de décision tout en partageant des informations cruciales pour l’allocation des ressources radios telles que : les données utilisateurs, l’état du canal des utilisateurs et les informations de scheduling. Ainsi, de nouvelles solutions d’allocation des ressources, tirant profit de cette coopération entre stations, peuvent être envisagées.

La première partie de cette thèse s’intéresse à l’allocation des ressources dans les réseaux cellulaires conventionnels en fournissant quatre publications : une analyse en profondeur de la diversité multi-utilisateur, deux nouvelles solutions de scheduling permettant de réduire la puissance consommée par les utilisateurs et une nouvelle solution de routage inspirée par la Loi de Little, tenant compte à la fois de l’état des nœuds mais aussi de l’état des liens.

La seconde partie de cette thèse se concentre sur le contexte « Cell-less ». Les résultats des précédentes contributions ont mis en évidence que la gestion des interférences intercellulaires pouvait être le problème d’allocation des ressources bénéficiant le plus du contexte Cell-less. La combinaison d’une telle approche avec les enseignements tirés des précédentes contributions, ont permis deux autres publications : deux nouvelles solutions qui gèrent les interférences en fonction de l’état du canal des utilisateurs. De plus, ces contributions montrent que l’utilisation du Joint-Transmission Coordinated MultiPoint (CoMP) permet d’accroitre significativement les performances du réseau en termes d’efficacité spectrale, de capacité du système et de qualité de service.

May 17

Soutenance de Tania Alhajj

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Mar 14

(English) PhD defense of Juan Carlos Vargas Rubio on March 23th, 2023

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Dec 13

(English) PhD defense of Flavien Ronteix–Jacquet on Dec 13th, 2022

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May 23

Soutenance de thèse de Bruno STEVANT le 23 Mai 2022

Bruno Stevant a soutenu sa thèse le 23 mai 2022 à 10h00 en salle Pétri à l’IRISA.  Le titre de la thèse est « Orchestration dynamique de micro-services selon les conditions d’utilisation. »  L’encadrement de cette thèse a été assurée par Jean-Louis Pazat, professeur à l’INSA Rennes, et Alberto Blanc.

Résumé

Une infrastructure participative vise à fournir une solution d’hébergement de services destinés à une communauté virtuelle d’utilisateurs. Une telle communauté a des besoins qui ne sont pas entièrement satisfaits par les solutions d’hébergement dans les centres de données. Nous proposons donc une nouvelle approche où les membres de la communauté hébergent ces services sur leurs équipements domestiques. Une telle infrastructure participative soulève des problèmes liés à l’hétérogénéité des équipements et des réseaux participants, ainsi qu’aux variations de leurs capacités de calcul et de communication.
A travers l’étude des solutions existantes, l’architecture logicielle basée sur les micro-services a suscité notre intérêt. Elle permet un placement plus flexible des applications sur les équipements participants. La première partie de notre travail a donc consisté à trouver un placement des micro-services sur ces équipements qui optimise le temps de réponse des applications. Après avoir défini un modèle de ce temps de réponse, nous avons utilisé l’heuristique PSO pour trouver une solution proche de l’optimale.
Nous avons testé ce placement en conditions réelles d’utilisation pour évaluer l’influence des variations de la QoS du réseau sur le temps de réponse de l’application. Cette étude a montré que, sous certaines conditions, une adaptation du placement pouvait améliorer les performances mesurées. Nous avons donc ajouté à notre infrastructure participative un mécanisme capable de décider si une adaptation est nécessaire en fonction des temps de réponse mesurés, et de calculer un placement adapté aux nouvelles conditions.

 

Dec 09

Soutenance de thèse de Ferdinand ATTA le 9 décembre 2021

Ferdinand Atta a soutenu sa thèse le 9 décembre 2021 à 8h30 (GMT) dans la salle B3 du Campus Cocody Danga de l’Institut National Polytechnique Félix Houphouët Boigny en Côte d’Ivoire. Le titre de la thèse est « Reconfiguration du routage multicast dans les réseaux optiques WDM ayant la propriété de conversion partielle de longueur d’onde ». La direction de cette thèse a été assurée par les Professeurs Bernard Cousin et Souleymane Oumtanaga. Les membres du jury sont Michel Babri, Miklos Molnar, Eyouléki T.G. Palanga, Mahamoudou Dosso, Bernard Cousin, Souleymane Oumtanaga.

Résumé

Les réseaux optiques munis des technologies de répartition en longueur d’onde (WDM : Wavelength Division Multiplexing) et de conversion de longueur d’onde représentent une solution performante pour les réseaux cœurs à très haut débit. Ils permettent de faire face aux exigences très élevées notamment en bande passante des applications telles que la télémédecine, l’apprentissage à distance, les calculs distribués, les jeux en ligne. Cependant, pour réduire les coûts de dimensionnement du réseau, il est assez pratique que seulement certains nœuds du réseau soient dotés de la capacité de conversion de longueur d’onde. Un tel réseau est appelé réseau optique WDM ayant la propriété de conversion partielle de longueur d’onde.

Dans les réseaux WDM, les opérateurs établissent des connexions pour leurs clients qui désirent utiliser des applications unicast ou multicast. Il est courant qu’un client, vu le caractère critique de son activité exige de l’opérateur une faible interruption voire une non-interruption de la livraison du flux optique qu’il génère. Par ailleurs, à la suite de la survenue d’évènement tel qu’une augmentation des demandes de connexions, l’opérateur réseau est amené à effectuer une reconfiguration du routage en vue d’améliorer les performances du réseau. Cependant, l’exigence de continuité de flux n’est pas toujours facile à respecter durant le processus de reconfiguration si cela n’est pas effectué avec soin. La reconfiguration devient encore plus délicate pour le routage multicast dans un réseau optique WDM ayant la propriété de conversion partielle de longueur d’onde. Les travaux existants abordent la reconfiguration du routage de connexions unicasts ou multicasts dans les réseaux ayant la propriété de conversion totale de longueur d’onde.

Dans cette thèse, nous traitons d’une part le problème de reconfiguration du routage d’une seule connexion multicast dans un réseau optique WDM ayant la propriété de conversion partielle de longueur d’onde et d’autre part le problème de reconfiguration du routage d’un ensemble de plusieurs connexions multicasts. Dans le premier cas, on désire migrer le flux d’un routage multicast initial vers un routage final sans interruption de flux. Dans le second cas, on désire migrer le flux optique du routage multicast initial vers le routage multicast final en générant un faible nombre d’interruptions de flux. Notons que le routage multicast initial et le routage multicast final sont supposés être chacun un ensemble d’arbres mono-optiques.

La méthode notée Para_SbSRA a été proposée pour résoudre plus efficacement le problème de reconfiguration du routage relatif à une seule connexion multicast et les méthodes LSRA et LSRA_2 ont été proposées pour résoudre le problème de reconfiguration du routage relatif à un ensemble de connexions multicasts. L’efficacité de ces méthodes a été confirmée à travers des simulations.

Mots-clés : Reconfiguration, interruption de flux, routage multicast, réseau optique WDM, arbre mono-optique, conversion de longueur d’onde

Oct 08

Soutenance de thèse de Ahmad FADEL le 8 octobre 2021

Ahmad FADEL soutiendra sa thèse le 8 octobre 2021 à 14h00 salle Aurigny à l’Irisa (batiment 12D), Campus universitaire de Beaulieu à Rennes. Le titre de la thèse est « Management of Radio Resources in a 5G Heterogeneous Network using Beamforming Technique & Millimeter Waves« . La direction de cette thèse a été assuré par le Prof. Bernard Cousin. Les membres du jury seront Véronique Vèque, Nadjib Ait Saadi, Carlos Faouzi Bader, Yassine Hadjadj-Aoul, Loutfi Nuaymi, Bernard Cousin.

Résumé

Les concepteurs de systèmes sans fil sont confrontés à une demande sans cesse croissante de débits de données élevés, améliorant la capacité du système et la mobilité requises par les nouvelles applications sans fil. De plus, l’augmentation du débit utilisateur est devenue une préoccupation essentielle pour le futur réseau de communication sans fil 5G. Dans ce contexte, la densification des macrocellules par de petites cellules est proposée comme solution potentielle qui apporte de nombreux avantages tels que l’amélioration du débit et de la qualité du signal, mais conduit à des contraintes opérationnelles sur la gestion des ressources radio.
Notamment, les ondes millimétriques (mmWaves) sont installées sur la station de base de petites cellules en raison de ses caractéristiques limitées et cela est proposé comme solution potentielle pour éviter les interférences entre les macrocellules et les petites cellules. La technique de formation de faisceaux est utilisée pour augmenter l’utilisation du domaine spatial et le taux d’utilisation du réseau cellulaire. Ainsi, le défi est de trouver de nouvelles approches de gestion des ressources radio qui visent à minimiser les interférences entre les cellules adjacentes, à réduire la consommation d’énergie, à augmenter le débit total du système et à améliorer le spectre et l’efficacité spectrale dans les réseaux cellulaires. En conséquence, une bonne gestion des ressources radio est nécessaire pour exploiter les avantages de la 5G et garantir la qualité du service (QoS) des utilisateurs.
Les travaux de cette thèse se concentrent sur l’algorithme de sélection des utilisateurs dans un réseau hétérogène (HetNet) de manière à atteindre nos objectifs. En particulier, cette thèse aborde d’abord la formulation d’un problème d’optimisation pour la formation de faisceaux conjointe avec l’allocation de puissance et la sélection des utilisateurs dans un réseau cellulaire hétérogène visant à maximiser le débit total du système. Une version modifiée d’algorithmes sous-optimaux bien connus pour l’allocation des ressources a été proposée pour résoudre le problème. Tout aussi important, nous générons une allocation de fréquence utilisant les angles et basée sur un algorithme d’équité (FAABF) pour un scénario multi-utilisateurs afin d’obtenir une bonne solution pour le problème d’optimisation proposé pour une sélection des utilisateurs basée sur l’angle d’arrivée (AoA) entre l’équipement de l’utilisateur et sa station de base, qui vise à maximiser conjointement le débit du système, l’efficacité du spectre et garantir l’équité entre les utilisateurs sélectionnés.

Jul 05

Visite du professeur Oriol Sallent

Adopnet est heureux d’accueillir le professeur Oriol Sallent, professeur titulaire à l’université polytechnique de Catalogne (UPC) pour une visite d’un mois en juillet 2021.

Oriol Sallent a participé à un large éventail de projets européens et contribué à des organismes de normalisation tels que 3GPP,  l’IEEE et l’ETSI. Il a publié plus de 200 articles, principalement dans des revues et des conférences de l’IEEE. Ses recherches portent sur les réseaux auto-organisés, l’optimisation des réseaux radios et la garantie de QoS dans les réseaux sans fil hétérogènes. Ceci est en lien avec les axes d’Adopnet et cette visite est une excellente occasion de développer une coopération entre nos groupes de recherche.

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