Sur l'interaction entre protocoles de transport et fiabilisation couche liaison pour services mobile satellite

On the interaction between transport protocols and link-layer reliability schemes for satellite mobile services

• Auteur / Autrice : Bastien Tauran
• Direction : Emmanuel Lochin, Jérôme Lacan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Réseaux, télécom, système et architecture
• Date : Soutenance le 06/12/2018
• Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Équipe d'accueil doctoral Modélisation et ingénierie des systèmes (Toulouse, Haute-Garonne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse, Haute-Garonne). Département d’ingénierie des systèmes complexes
• Jury : Président / Présidente : Thierry Gayraud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Lochin, Jérôme Lacan, Thierry Gayraud, Eugen Dedu, Pascal Anelli, Caroline Bès
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Eugen Dedu, Pascal Anelli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Satellites

HARQ (télécommunications)

TCP/IP (protocole de réseaux d'ordinateurs)

Mots clés libres

TCP

Fiabilisation

Services mobiles

Liens Satcom

TCP

Reliability

Mobile services

Satcom links

Résumé

L'accès à Internet par satellite permet de connecter des régions isolées de la terre ou des utilisateurs en mouvement, pour lesquels une solution terrestre peut s’avérer couteuse voire impossible. L’utilisation de constellations de satellite en orbite basse permet de transmettre avec des délais similaires à ceux des transmissions terrestres, permettant l’utilisation des protocoles de transport classiques comme TCP. L’utilisation d’un tel environnement engendre cependant des contraintes spécifiques à ce type de réseau, comme des délais de transmission variables et un important taux d’erreur, principalement lors de la traversée de l’atmosphère. Pour compenser ces forts taux de pertes, des mécanismes de fiabilisation doivent être introduit au niveau des couche basse. Ces mécanismes ont toutefois un impact négatif sur les performances des protocoles de transport, notamment TCP, limitant grandement le débit. Le but de cette thèse est de comprendre dans un premier temps les interactions entre les mécanismes de fiabilisation et les protocoles de transport, pour ensuite proposer des solutions permettant d’améliorer la qualité des transmissions.

LEO satellite constellations allow to connect isolated or mobile users to the Internet, when terrestrial solutions are too expensive or impossible to deploy. Using such constellations allow to connect these areas with transmission delays close to terrestrial delays, and then to use the classic transport protocols such as TCP. However, this environment brings new impairments such as variable delays and important error rate between the satellite and the ground receiver. To counteract this high error rate, reliability schemes are introduced on the link between the satellite and the ground user. However, these schemes have a negative impact on the transport protocol (TCP), mitigating the throughput, and which has not been deeply studied yet. In this thesis, we first understand the impact of the reliability schemes on the transport layer, and then propose solutions to improve the efficiency of the transmissions.