Réseaux ad hoc aéronautiques

Aeronautical ad hoc network

• Auteur / Autrice : Frédéric Besse
• Direction : Alain Pirovano, José Radzik
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et Systèmes embarqués
• Date : Soutenance le 22/02/2013
• Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Systèmes (Toulouse ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : École Nationale de l'Aviation Civile (Toulouse ; 1968-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Équipe de recherche en Télécommunications (Toulouse)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aéronautique

Systèmes embarqués (informatique)

Transmission numérique

Mots clés libres

Réseau ad hoc

Manet

Aéronautique

Cdma

Aanet

Ad hoc network

Manet

Aanet

Cdma

Résumé

Dans un contexte de besoins croissants de moyens de communication pour augmenter la sécurité des vols et répondre aux attentes des compagnies et des passagers, le monde de l’aviation civile cherche de nouveaux systèmes de communication pouvant répondre à ces objectifs. Les systèmes de communication sol-bord existants, que ce soit les solutions par satellites en bande L (SATCOM, ...) ou les solutions cellulaires par liaison directe avec le sol (HF, VHF, ...), présentent des limites en terme de capacité, de couverture et de coût.La proposition avancée dans le cadre de cette thèse est d’utiliser les avions comme relais afin de propager les données jusqu’à une station sol. Ce système peut être vu comme un réseau ad hoc mobile dont les nœuds sont les avions civils en vol. Grâce à plusieurs sauts successifs au travers d’avions relais, chaque avion doit pouvoir joindre le sol sans être à portée directe d’une station. Le réseau ad hoc ainsi formé peut ensuite être utilisé pour différentes classes de communications : contrôle aérien, services pour les compagnies aériennes ou pour les passagers. Une telle solution permettrait d’améliorer la couverture des solutions cellulaires classiques en zone continentale. Elle est également applicable en zone océanique où les seuls moyens disponibles sont actuellement le satellite et la HF. On peut imaginer que les coûts de déploiement et de maintenance seraient relativement bas puisque l’infrastructure sol est limitée.Dans cette thèse, nous avons étudié la faisabilité puis les performances qui peuvent être attendues pour ce système de communication aéronautique innovant.

In the current aeronautical communications context, there is an increasing interest in offering new services to civil aircraft. For instance, airlines are looking into new solutions to back up flight data and cockpit voice records during the flight, or to provide more accurate meteorological data to pilots. Being able to offer Internet access to passengers is also a major demand from these companies. All these services represent new types of air-ground communications that require newcommunication systems. Indeed, traditional datalink systems are based on a direct airground link (e.g. VDL Mode 2) or on a satellite link (e.g. L-Band Inmarsat satellites).They all have limits in terms of capacity, coverage and cost. In this thesis, we study aeronautical ad hoc networks. They have recently been proposedas a new solution for future air-ground communications. The idea of such networks is to introduce wireless links between aircraft. This system can be seen as a mobile ad hoc network whose nodes are civil aircraft in flight. Each aircraft is able to act as a router to send data hop-by-hop to the destination. Such a solution would improve the coverage of conventional cellular solutions in continental area. It is also applicable to oceanic areas, where the only available solutions are now satellite and HF. The costs of deployment and maintenance would be relatively low because the ground infrastructure is limited. In this thesis, the feasibility of this innovative aeronautical communication system is investigated. A simulation tool has been developed to study the network connectivity, based on actual aircraft positions data both in continental and oceanic airspace.