Gestion de la mobilité dans une architecture d'accès multi-technologies

Mobility management in a flat multi-technology access architecture

• Auteur / Autrice : Philippe Louis Henri Bertin
• Direction : Xavier Lagrange
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Télécom Bretagne en cotutelle avec Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Rennes 1 (1969-2022) - Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Architecture des réseaux d'ordinateurs

Résumé

La forte augmentation des usages de services de données en situation de mobilité amène à anticiper des problèmes de congestion et de qualité de service dans les réseaux mobiles. Dans cette thèse, nous considérons une nouvelle approche d'architecture pour le support unifié de différentes technologies d'accès à travers la distribution ``à plat'' des fonctions réseau. Cette architecture se veut très simple; elle repose sur trois entités fonctionnelles uniquement : le nœud d'accès, en charge de fournir la connectivité et l'attachement au réseau; le terminal, capable de gérer un ou plusieurs attachements réseaux en fonction des technologies supportées; la passerelle d'interconnexion. Notre contribution se focalise sur le développement d'une nouvelle approche de gestion de la mobilité adaptée à cette architecture distribuée. Notre solution, baptisée DMA (Dynamic Mobility Anchoring), considère l'activation dynamique d'ancres de mobilité dans les nœuds d'accès. La gestion de la mobilité devient totalement distribuée entre ces nœuds alors que le reste du réseau utilise les mécanismes de routage IP standards. En complément de la mobilité, nous introduisons des mécanismes distribués de gestion de la veille des terminaux multi-interfaces permettant la transposition des solutions de ‘’paging IP’’ aux réseaux hétérogènes distribués. En termes d'évaluation, nous nous basons sur le développement d'un modèle de simulation pour la gestion de la mobilité et sur une étude analytique pour les mécanismes de veille. Au delà de la validation fonctionnelle de DMA, les résultats montrent que notre approche distribuée, de par la suppression de la concentration des trafics mobiles dans des organes réseaux centralisés, permet une amélioration de la qualité de service offerte globalement aux utilisateurs mobiles. Nous mettons également en évidence les bénéfices de DMA pour l'opérateur en termes de facilité de passage d'échelle et de réduction des coûts d'ingénierie de réseaux.

The observed mobile data services usage growth leads to anticipate congestion and quality of service issues in mobile networks. In this thesis, we consider a new architecture approach providing a unified support for different access technologies through a flat distribution of networking functions. This architecture aims to be very simple; it uses only three functional entities: the access node providing network and radio connectivity; the terminal, able to manage either one or several network attachments simultaneously; the interworking gateway. Our contribution focuses on the development of a new mobility management approach adapted to such a distributed architecture: DMA (Dynamic Mobility Anchoring). It considers dynamic mobility anchors activation in access nodes. Mobility management becomes hence fully distributed among those nodes whereas the rest of the network uses standard IP routing. In addition to mobility management, we introduce distributed idle mode management mechanisms adapted to multi-interfaces terminals, allowing the transposition of IP paging solutions to flat heterogeneous networks. For Evaluation purposes, we develop both a simulator and an analytical model for, respectively, distributed mobility management and idle mode support. Beyond to DMA functional validation, our results confirm that our distributed approach, thanks to the removing of mobile traffic concentration in centralised network nodes, enhances the quality of service provided to mobile users. We also outline operator’s benefits brought by DMA in terms of mobile networks scalability, engineering and operational costs reduction.