Maria Eugenia Berezin - Approche inter-couches dans les réseaux sans fil

Dans cette thèse, nous examinons les aspects essentiels des réseaux locaux sans fil IEEE 802.11 (réseaux WiFi) en mode infrastructure, et identifions les problèmes qui peuvent affecter leurs performances. Après avoir étudié l’état de l’art, nous constatons que de nombreux efforts de recherche ont proposé des solutions diverses mais présentant des limitations qui empêchent leur déploiement dans les réseaux locaux sans fil existants. En outre, les utilisateurs de ces réseaux ont des attentes toujours croissantes de disponibilité, de fiabilité, de réponse instantanée et de sécurité de la part de leurs connexions sans fil.

Motivés par ces défis, nous concevons et mettons en œuvre des solutions nouvelles et concrètes aux problèmes ouverts liés à la performance des réseaux locaux sans fil IEEE 802.11. Nous adoptons une approche centrée sur le point d’accès (Access Point), qui n’introduit pas de modifications côté client. Nous nous concentrons sur les aspects suivants des réseaux locaux sans fil : la mobilité des clients, la gestion des canaux, et la qualité de service, et nous explorons trois différents scénarios pour les déploiements les plus répandus : une entreprise, une ville (zone urbaine), et une résidence personnelle (maison ou appartement). Afin de fournir une base commune pour la mise en œuvre pratique de nouvelles solutions 802.11, nous introduisons un modèle de point d’accès intelligent, inspiré des techniques d’auto-gestion.

Les contributions principales de cette thèse sont les suivantes :

1. Nous développons une solution de mobilité transparente pour la Voix sur IP (VoIP) dans les réseaux sans fil d’entreprise, appelée Multichannel Virtual Access Point (mVAP), qui n’introduit aucune modification côté client et reste compatible avec les appareils actuels. Nous mettons en œuvre et évaluons mVAP en utilisant du matériel 802.11 standard, et accomplissons une mobilité transparente sans interruption ni dégradation des communications en cours.

2. Nous étudions la possibilité d’exploiter la couverture WiFi existante dans les zones urbaines pour obtenir un accès mobile à Internet, grâce à des simulations réalisées à partir de données réelles collectées par des téléphones portables. Les résultats montrent que cette couverture WiFi est étendue et que la connectivité offerte peut être efficacement utilisée. Nous identifions des questions ouvertes concernant le déploiement effectif d’un tel réseau WiFi à l’échelle d’une ville, et les applications qui pourraient en bénéficier.

3. Nous proposons un mécanisme dynamique de sélection de canal pour les réseaux locaux sans fil domestiques (maisons et appartements), qui utilise la charge de trafic variable dans le temps pour l’estimation d’interférences. Nous mettons en œuvre cette solution en utilisant du matériel 802.11 standard, et nous l’évaluons expérimentalement : les performances d’un tel réseau sont considérablement améliorées en choisissant le canal qui présente le moins d’interférences.