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Approvisionnement de qualité de services et l’analyse des performances des réseaux véhicules par Naila Bouchemal

Présentée par : Naila Bouchemal Discipline : informatique Laboratoire : PRISM

Résumé :
Les accidents de la circulation sont un des plus grands problèmes de sureté publique. Par conséquent la sécurité routière a toujours été la principale préoccupation des acteurs de la sécurité des transports. Durant les dernières décennies, les pouvoirs publics et les entreprises du secteur automobile ont été impliqués dans l'amélioration de la sécurité de nos systèmes de transport en réduisant les conséquences des accidents imminents et en diminuant le nombre d'accidents de la route. Néanmoins, la plupart de ces mesures préventives ne peut assurer que la sécurité passive, car ils se concentrent sur la phase post collision. En fait, les équipements comme les airbags réduisent l'impact d'un accident, mais ne l'empêchent pas. Cette reconnaissance de l'insuffisance de ces mesures passives a orienté les perspectives industrielles nouvelles et innovantes qui cherchent à éviter les accidents et détecter les dangers à l'avance au lieu de minimiser les dommages. En fait, selon des études pertinentes, 60pers des accidents pouvaient être évités si le conducteur avait été alerté une demi-seconde avant la collision. Des mesures drastiques sont déjà prises par les constructeurs automobiles afin d'offrir aux conducteurs une télématique plus large et donc d'améliorer leur gamme de sensibilisation. Si une collision est inévitable, la technologie de sécurité active peut préparer de manière proactive le véhicule pour l'impact et réduire les dommages. Par exemple, les capteurs de véhicules sont utilisés pour mesurer et évaluer l’état de l'environnement d'un véhicule, permettant l'émission d'alertes précoces aux conducteurs. D'autre part, une étape remarquable dans cette direction est obtenue par la mise en œuvre des réseaux de véhicules dans les systèmes de transport intelligents. La technologie des réseaux véhiculaires, permet la réalisation d'une variété d'applications. Compte tenu de l'important potentiel pour répondre à diverses applications et leurs exigences de performance, il y a eu une demande croissante pour équiper les véhicules avec de multiples modalités de connectivité. Afin d'exploiter pleinement ces capacités, les véhicules sont tenus de choisir intelligemment la technologie la plus appropriée pour les scénarios de réseaux spécifiques. Les communications entre véhicules offrent un grand potentiel pour accroître la sécurité routière et la sensibilisation des conducteurs. Néanmoins, les avantages ne sont pas limités à un point de vue de sécurité, mais à d'autres horizons de diverses technologies coopérantes. En effet, les applications véhiculaires peuvent être divisées en trois catégories : les applications de sécurité, de gestion du trafic et des applications d'info divertissement qui pourraient être entraînées suite à des messages d'évènement, et devraient avoir une priorité plus élevée que les messages périodiques et de confort. Ainsi, les mécanismes de différenciation de service sont nécessaires. Ces mécanismes sont appliqués à la couche MAC. Par conséquent, dans une première étape, le milieu de la recherche et de l'industrie normalisent une norme pour la couche MAC dans les réseaux véhiculaires. Actuellement, deux types de services de communication sont pris en compte : les services à bande étroite et les services à large bande, respectivement portés par la technologie IEEE 802.11p pour les services à bande étroite et LTE pour les services à large bande. Les services à bande étroite couvrent à la fois la condition temporelle stricte et l'échange des données avec des contraintes de temps élastiques. Les services à large bande sont prévus pour la transmission de l'information à haute vitesse dans le respect des contraintes de temps plus ou moins strictes. Notre thèse aborde l'analyse des performances, la conception et l'optimisation des mécanismes d'allocation des ressources dans les réseaux à large bande et à bande étroite.

Abstract :
Road traffic crashes are one of the world's largest public health and injury problems. Therefore road security has always been the main concern of transportation security stakeholders. During the last decades, public authorities and automotive companies have been involved in the safety improvement of our transportation systems by reducing the consequences of imminent accidents and decreasing the number of road injuries. Nevertheless, most of these preventive measures can only provide passive safety since they focus on the post collision phase. In fact, materials of energy absorption like airbags reduce the impact of an accident but do not prevent it. This recognition of the inadequacy of these passive measures has oriented industrials to new and innovative perspectives that seek to avoid accidents and detect dangers in advance rather than minimize the damage. In fact, according to relevant studies, 60 pers of accidents can be avoided if the driver had been alerted half a second before the collision. Drastic steps are already taken by automobile manufacturers to offer to drivers a larger telematics horizon and therefore enhance their range of awareness. If a collision is inevitable, active safety technology can proactively prepare the vehicle for the impact to reduce injuries. For example, vehicles sensors are employed to measure and assess a vehicle's condition and environment, enabling the issuance of early warnings to drivers. On the other hand, a remarkable and similar step in that direction is achieved by networking research community using vehicular networks within Intelligent Transportation Systems (ITS). Vehicular networking is the enabling technology which allows the realization of the variety of applications and use cases. Given the significant potential to cater for diverse applications and their performance requirements, there has been a growing demand to equip vehicles with multiple connectivity modalities. In order to fully exploit these capabilities, vehicles are required to intelligently select the most appropriate technology for the specific networking scenarios. Vehicular communications offer great potential for increasing road safety and driver awareness. Nevertheless, benefits are not restricted to safety standpoint but span to further horizons making use of various cooperating technologies. In fact, vehicular applications can be divided into three categories: safety, traffic management and infotainment applications. Safety applications could be event driven messages, and should have higher priority than periodic and comfort messages. Thus, service differentiation mechanisms and admission control are needed. These mechanisms are applied at MAC layer. Therefore at a first step, the research and industry community standardized a standard for MAC layer in Vehicular Adhoc networks (VANETs). Currently, two types of communication services are considered : narrowband services and broadband services respectively, carried by IEEE 802.11p technology for narrowband services and LTE for broadband services. Narrowband services cover both the services strict temporal requirement and the data exchange with elastic time constraints for driving assistance. Broadband services are provided for the high-speed information transmission while meeting more or less strict time constraints. Our thesis tackles the performance analysis, design and optimization of resource allocation mechanisms in broadband and narrowband networks.
Informations complémentaires
André-Luc BEYLOT, Professeur des Universités, à l’Ecole Nationale Supérieure d’Electrotechnique, d’Electronique, d’Informatique, d’Hydraulique et des Télécommunications (INP-ENSEEIHT) - IRIT UMR 5505 - Rapporteur
Michel MAROT, Professeur à Télécom SudParis - Evry - Rapporteur
Samir TOHME, Professeur des Universités, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire Parallélisme, Réseaux, Système, Modélisation (PRISM) - Versailles - Directeur de thèse
Jean-Marc BLOSSEVILLE, Directeur de Recherche, à l’IFSTTAR/Laboratoire de Mesure de la Mobilité Coopérative (LEMCO) - Versailles - Examinateur
Alain BUI, Professeur des Universités, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire Parallélisme, Réseaux, Système, Modélisation (PRISM) - Versailles – Examinateur
Mérouane DEBBAH, Professeur à SUPELEC - Gif/Yvette - Examinateur
Rola NAJA, Maître de Conférences, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire Parallélisme, Réseaux, Système, Modélisation (PRISM) - Versailles - Examinateur
Véronique VEQUE, Professeur des Universités, à l’Université Paris Sud 11/Laboratoire des Signaux et Systèmes (L2S) - UMR 8506 - Gif/Yvette - Examinateur
Jean-Laurent FRANCHINEAU, Directeur Technique, à l’Institut VEDECOM - Versailles - Invité

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