QoS and mobility control in all IP cellular access networks

• Auteur / Autrice : Rachid Zagrouba
• Direction : Frédéric Cuppens
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Télécom Bretagne

Mots clés

Mots clés contrôlés

IPv6 (protocole de réseaux d'ordinateurs)

Radiocommunications mobiles

Qualité de Service (télécommunications)

Résumé

Cette thèse est consacrée à la gestion de la QoS et de la mobilité dans les réseaux d'accès IP. Elle s'inscrit dans l'optique de la définition d'un réseau radio-mobile tout IP aussi bien au niveau du réseau d'accès que dans le coeur du réseau. Le coeur du réseau est supposé ici construit autour de DiServ et du protocole Mobile IP. Nous nous intéressons donc principalement aux réseaux d'accès et en particulier à la signalisation de la QoS et à la gestion de handover. Le premier travail de cette thèse consiste à étudier les solutions proposées pour la gestion de la QoS et de la mobilité dans un réseau sans fils IP, à en faire l'analyse et à les comparer. Puis, nous définissons les nouveaux défis pour les opérateurs de réseaux sans fils et nous identifions certaines problématiques à résoudre pour mettre en oeuvre la gestion de la QoS et de la mobilité dans les réseaux sans fils IP. Enfin, nous proposons un nouveau protocole afin de fournir un ensemble de scénarios et de fonctions nécessaires pour coupler la gestion de la QoS et de la mobilité. Le protocole proposé, appelé '' gestion de la QoS et de la micro mobilité '' (Q3M en anglais) permet à un opérateur réseau de maximiser l'utilisation des ressources réseaux, d'améliorer la performance du réseau et de réduire le trafic de signalisation. Le protocole Q3M prend en considération les mécanismes de signalisation et le concept de contrôle par le réseau. L'implémentation du protocole Q3M sur une maquette de mobilité de France Télécom R&D (Rennes) ainsi que les résultats analytiques et des simulations montrent que le protocole Q3M donne de bons résultats en terme de délai d'établissement d'une session de QoS et en terme de probabilité de blocage. Les performances du protocole Q3M présentent des valeurs raisonnables comparées aux autres solutions. Les avantages du protocole Q3M deviennent plus importants lorsque le mobile change fréquemment son point d'attachement et lorsque le réseau est congestionné. .

This study deals with QoS and mobility management in the wireless access networks. It is interested in the definition of wireless mobile IP networks both on the access network and the core network. The core network is supposed built on DiffServ and Mobile IP Protocol. We are thus focus mainly in the access network and in particular in the QoS signaling and handover management. The first part of this thesis consists in studying the basic concepts and proposals of QoS and mobility management in wireless IP networks. Then, we give an analysis and comparison of the main frameworks. Next, we define the new challenges for wireless operators and we address some important issues that arise when managing QoS within a wireless IP network. Lastly, we propose a new protocol to provide a set of scenarios and functions needed to couple QoS and mobility management. The proposed protocol, called QoS and Micro Mobility Management (Q3M), enables a network operator to use its network resources more efficiently, increase network performance and minimize signaling traffic. The implementation of Q3M protocol on the France Telecom R&D (Rennes) testbed, as well as the analytical and simulation results, show that Q3M protocol has a good performance in terms of delay establishment of QoS session and blocking probability. The performance of Q3M protocol is very reasonable compared to other related works. The Q3M advantage becomes more important when mobility is high and the network is congested.