Supervision : Serge FDIDA

Co-supervision : BAEY Sébastien

Allocation de ressources dans les réseaux sans fil à large bande multi-porteuses

Avec l'essor des services multimédia, garantir une réelle qualité de service est devenu une des grandes priorités de la nouvelle génération de réseaux sans fil. Cela implique que les algorithmes d'allocation de ressources soient capables d'assurer à la fois une équité élevée entre utilisateurs, quels que soient leurs types de trafic et leur mobilité dans la cellule, une différenciation de service efficace et la maximisation du débit global du système. Dans ce contexte, nos premiers travaux ont porté sur le développement d'un nouveau système de mesure de la qualité de service dans les réseaux multimédia. Ce système permet de comparer, sur une même échelle de valeur, la qualité de service procurée à chaque utilisateur lorsque les types de trafic transmis sont fortement hétérogènes et d'évaluer efficacement les performances des algorithmes d'allocation de ressources. De là, nos travaux se sont focalisés sur ce qui constitue la contribution majeure de cette thèse, à savoir proposer de nouveaux algorithmes plus efficaces adaptés à une couche physique utilisant la modulation OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). En effet, dans les réseaux sans fil, en raison du phénomène d'affaiblissement multi-trajets, les utilisateurs ne peuvent pas tous bénéficier d'une même capacité de transmission/réception même s'ils occupent la même position et utilisent la même fréquence à un instant donné. Déjà implémenté dans les systèmes 802.11a/g et 802.16, l'OFDM permet une transmission sur plusieurs fréquences en parallèle. Le principe de nos algorithmes est donc d'exploiter ces dernières de manière opportuniste afin de les allouer à l'utilisateur qui en tirera à un instant donné le meilleur profit. Dans ce cadre, trois ordonnanceurs ont été développés dans une approche inter-couches. Ils tiennent compte à la fois de paramètres issus de la couche physique comme les débits possibles associés à chaque couple utilisateur/fréquence mais aussi des contraintes applicatives telles que le taux de perte de paquets, le taux d'erreur par bit, le retard maximum admissible... Grâce à un système de priorités dynamiques entre les différents utilisateurs qui tire avantage de la diversité temporelle, fréquentielle et multi-utilisateurs, la capacité du réseau est ainsi maximisée tout en assurant un haut niveau de qualité de service égal pour tous, ce qui permet d'assurer la gestion efficace des flux multimédia dans les réseaux sans fil actuels et futurs.

2008-2021 Publications

• 2021
  • J.‑B. Bordier, Ch. Merlhe, Ph. Fabian, S. Baey, D. Garnaud, K. Bussereau, E. Livolant, C. Gueguen : “Buffer Occupancy and Link State Opportunistic Routing for Wireless Mesh Networks”, Wireless Networks, (Springer Verlag) (2021)
• 2017
  • M. Ezzaouia, C. Gueguen, M. Ammar, S. Baey, X. Lagrange, A. Bouallegue : “A Dynamic Inter-cellular Bandwidth Fair Sharing scheduler for future wireless networks”, Physical Communication, vol. 25, pp. 85-99, (Elsevier) (2017)
• 2015
  • A. Ragaleux, S. Baey, C. Gueguen : “Adaptive and Generic Scheduling Scheme for LTE/LTE-A Mobile Networks”, Wireless Networks, pp. 1-19, (Springer Verlag) (2015)
• 2012
  • C. Gueguen, S. Baey : “Comparison Study of Resource Allocation Strategies for OFDM Multimedia Networks”, Journal of Electrical and Computer Engineering, vol. 2012, pp. 3, (Hindawi Publishing Corp.) (2012)
• 2010
  • C. Gueguen : “Allocation de ressources dans les réseaux sans fil à large bande multi-porteuses”, thesis, defence 11/16/2010, supervision Fdida, Serge, co-supervision : Baey, Sébastien (2010)
  • C. Gueguen, S. Baey : “Advanced Access Schemes for Future Broadband Wireless Networks”, chapter in Communications and Networking, pp. 323-338, (Sciyo), (ISBN: 978-953-307-114-5) (2010)
  • C. Gueguen, S. Baey : “Opportunistic Access Schemes for Multiuser OFDM Wireless Networks”, chapter in Radio Communications, pp. 265-280, (In-Tech), (ISBN: 978-953-307-091-9) (2010)
• 2009
  • C. Gueguen, S. Baey : “A Fair MaxSNR Scheduling Scheme for Multiuser OFDM Wireless Systems”, Proceedings IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC'09), Tokyo, Japan, pp. 2935-2939, (IEEE) (2009)
  • C. Gueguen, S. Baey : “A Fair Opportunistic Access Scheme for Multiuser OFDM Wireless Networks”, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, vol. 2009 (726495), pp. 14 pages, (SpringerOpen) (2009)
• 2008
  • C. Gueguen, S. Baey : “Compensated Proportional Fair Scheduling in Multiuser OFDM Wireless Networks”, Proceedings IEEE International Conference on Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WiMob'08), Avignon, France, pp. 119-125, (IEEE) (2008)
  • C. Gueguen, S. Baey : “Scheduling in OFDM Wireless Networks without Tradeoff between Fairness and Throughput”, Proceedings IEEE 68^th Vehicular Technology Conference (VTC'08-Fall), Calgary, Canada, pp. 1-5, (IEEE) (2008)
  • C. Gueguen, S. Baey : “Weighted Fair Opportunistic Scheduling for Multimedia QoS Support in Multiuser OFDM Wireless Networks”, Proceedings IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC'08), Cannes, France, pp. 1-6, (IEEE) (2008)
  • C. Gueguen, S. Baey : “An Efficient and Fair Scheduling Scheme for Multiuser OFDM Wireless Networks”, Proceedings IEEE Wireless Communications & Networking Conference (WCNC'08), Las Vegas, Nevada, United States, pp. 1610-1615, (IEEE) (2008)