Communications radio et lumière visible à faible latence pour la conduite autonome

Low latency radio and visible light communications for autonomous driving

• Auteur / Autrice : Mohamed Fouzi Boukhalfa
• Direction : Paul Mühlethaler
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique, télécommunications et éléctronique
• Date : Soutenance le 29/09/2021
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut national de recherche en informatique et en automatique (France). Centre de recherche de Paris (Paris) (2016-....)
• Jury : Président / Présidente : Vania Conan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sidi-Mohammed Senouci, Houda Labiod
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nadjib Achir, Kinda Khawam

Mots clés

Mots clés contrôlés

Accès multiple par répartition dans le temps

Réseaux ad hoc de véhicules

Automobiles -- Innovations technologiques

Véhicules autonomes

Mots clés libres

Véhicules autonomes et connectés

V2X

Temps réel

MAC

TDMA

VLC

Faible latence

Ultra-fiable

Autonomous & Connected vehicles

V2X

Real-time

MAC

TDMA

VLC

Low latency

Ultra-reliable

Résumé

Le sujet de cette thèse porte sur les réseaux sans fil véhiculaires et, plus précisément, sur l’utilisation de la transmission radio et de la communication par la lumière (VLC) pour améliorer la sécurité des véhicules. La thèse est motivée par les problèmes de fiabilité et d’évolutivité de la norme IEEE 802.11p. L’idée est d’évoluer vers de nouvelles techniques, et d’associer la transmission radio à la communication en VLC pour permettre une communication hybride. La première partie de la thèse concerne la mise au point de techniques d’accès radio à faible latence dans les réseaux véhiculaires. L’idée de la solution est de mélanger les techniques TDMA classiques et des mécanismes avancés de protocoles à compétition utilisant des signalements actifs. Cette solution a été spécifié, évalué et comparé à d’autres solutions de la littérature. Nous avons également introduit dans cette partie un schéma d’accès spécial pour les paquets d’urgence de haute priorité, tout en garantissant un accès fiable et à faible latence. La seconde partie de la thèse concerne la communication par lumière visible pour le contrôle de peloton. Pour cela, nous avons proposé et développé un algorithme qui sélectionne la communication radio, proposée dans la première partie, et la communication par lumière visible en se basant sur l’état du canal radio et d’alignement du peloton.

The subject of this thesis is vehicle wireless networks and, more specifically, the use of radio transmission and Visible Light Communication (VLC) to improve vehicle safety. The thesis is motivated by the reliability and scalability issues of the IEEE 802.11p standard. The idea is to move towards new techniques, especially in future 803.11bd standards, and to combine radio transmission with VLC to enable hybrid communication. The first part of the thesis concerns the development of a low latency radio access technique in vehicular networks. The idea of the solution is to combine classical TDMA techniques and advanced mechanisms of competitive protocols using active signaling. This solution has been specified, evaluated, and compared to other solutions from literature. This part also introduces a special access scheme for high priority emergency packets, while ensuring reliable and low latency access. The second part of the thesis concerns visible light communication for platoon control. The idea is to develop an algorithm to select the radio communication, proposed in the first part, and visible light communication based on the radio channel conditions and platoon alignment.