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.

Jan 28

Soutenance de thèse de Malo MANINI le 28 janvier 2021

Malo MANINI soutiendra sa thèse le 28 janvier 2021 à 10h00, accessible en visio-conférence (mesure exceptionnelle liée à la pandémie Covid-19). Le titre de la thèse est « Allocation de ressources et ordonnancement dans les réseaux de 5ème génération. Cette thèse s’est déroulée dans le cadre de l’IRT B<>Com.

Résumé

L’augmentation du nombre d’utilisateurs des réseaux sans-fil et la diversification de leurs usages amène à faire évoluer les méthodes de gestion des ressources. Cette thèse porte sur les techniques d’allocation des ressources dans les réseaux de 5G. Dans le contexte des systèmes classiques de réseaux sans-fil, nous proposons un algorithme d’allocation de ressources dont l’objectif est de garantir équitablement le meilleur service aux utilisateurs. Lorsque la charge de la cellule est suffisamment faible pour garantir un service suffisant, l’algorithme réoriente dynamiquement ses priorités vers l’économie d’énergie. Ce comportement permet un compromis efficace entre la capacité et la consommation énergétique à différents niveaux de charge. Afin d’étendre la capacité des réseaux, l’ajout de nouvelles cellules permet d’élargir la bande passante et de réduire l’atténuation du signal liée à la distance. Nous présentons un algorithme de répartition des utilisateurs dans un contexte multi-cellulaire qui intervient avant l’étape d’allocation de ressources. Cette répartition aura de fortes répercussions sur l’équilibre des charges des cellules et sur la qualité de service générale du système. Le nombre de cellules dans un secteur est limité par sa géographie.  Le Massive-MIMO permet d’accroître les fonctionnalités des cellules en permettant une directivité de l’énergie et ainsi ajoute la composante spatiale à l’allocation de ressources. Nous proposons un nouvel indicateur de compatibilité spatiale des utilisateurs en se basant sur les allocations passées. Une fois intégré dans un algorithme d’allocation, il profite des capacités supérieures du Massive-MIMO.

Nov 18

Soutenance de thèse de Cédric MORIN le 18 novembre 2020

Cédric MORIN soutiendra sa thèse le 18 novembre 2020 à  14h00 en visio-conférence (mesure exceptionnelle liée à la pandémie Covid-19). Le titre de la thèse est « Algorithmes pour la mise en œuvre de services réseaux avec une qualité de service garantie dans un environnement SDN-NFV ».  Cette thèse s’est déroulée dans le cadre d’une convention CIFRE avec TDF et au sein d’un projet de l’IRT B<>Com.

Résumé

Le trafic réseau ne cesse de croître et de nouveaux besoins font aujourd’hui leur apparition avec de très forts besoins en ressources et en qualité de service. Pour y faire face la 5G propose une centralisation du contrôle et une abstraction des ressources basées sur SDN et NFV ce qui permet une automatisation du déploiement des services, une optimisation de l’usage des ressources et une réduction des coûts. SDN centralise le plan de contrôle du réseau et gère les ressources des liens tandis que NFV virtualise les ressources des noeuds et transforme les fonctions réseau en VNFs.

Dans cette thèse, nous analysons et proposons de résoudre certaines difficultés que pose la mise en place de services réseau dans cet écosystème. Nous abordons d’abord la mise en place d’un service de connectivité à qualité de service garantie. Afin d’éviter un afflux de messages vers le contrôleur et un délai dans l’application de la politique d’accès nous transférons son exécution dans le plan de données. Nous proposons ensuite de rajouter des fonctions réseau à nos services. Nous formulons un algorithme de placement visant à épargner les ressources là où elles sont rares pour placer un maximum de services. Nous doublons cet algorithme d’une technique d’abstraction de la topologie du réseau afin de permettre aux entités tierces d’exposer et vendre leurs ressources sans divulguer les détails de leurs infrastructures.
Enfin, pour permette à l’opérateur réseau d’acheter les ressources nécessaires à l’établissement de ses services pour un coût minimal nous proposons un algorithme d’optimisation des réservations basé sur les offres des opérateurs de datacenters ainsi que sur des prévisions de trafic.