Sujet: CONTRIBUTION À LA NORMALISATION DES LABORATOIRES MOBILES POUR L’ENSEIGNEMENT DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES
Candidat: Ibrahima NGOM -Département Génie Informatique de l’ESP
Formation doctorale: ECOLE DOCTORALE MATHEMATIQUES ET INFORMATIQUE
Directeur(s) de Thèse: M. Hamadou Saliah-HASSANE et M. Claude LISHOU
Date: le 16/05/2015 au Grand Amphithéâtre Abdoul Aziz WONE à partir 14h 00
Annexe 3 : Modèle « Résumé de la thèse »
UNIVERSITÉ CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR
ECOLE DOCTORALE: Mathématiques et Informatique
FACULTE (OU ECOLE) : Ecole Supérieure Polytechnique
THESE DE DOCTORAT
Spécialité : Télécommunications
Résumé
Nom et prénoms du Candidat : NGOM Ibrahima
Titre de la thèse: Contribution à la Normalisation des laboratoires mobiles pour L’Enseignement des Sciences et Technologies.
Date et lieu de soutenance : le 16 MAI 2015 à Dakar.
Jury : Président : Pr Hamidou DATHE
Membres : Pr Amine BERQIA
Pr Riadh ROBBANA
Dr Michel BABRI
Pr Roger Marcelin FAYE
Pr Hamadou Saliah-HASSANE
Pr Claude LISHOU
Résumé :
Dans l’informatique ubiquitaire, un nouveau mode d’interaction doit être privilégié redéfinissant le rôle de la présence humaine, qui n’est plus principalement d’agir et d’interagir directement avec l’environnement, mais plutôt de superviser son déroulement automatisé. Cette interaction s’aligne alors aux concepts de laboratoires mobiles qui conviennent aux exigences et besoins de poursuites de travaux de laboratoire sur le terrain ou en déplacement.
Les questions de la mobilité, du multihoming sont les quelques exigences pour garantir ce mode d’interaction et en particulier les laboratoires mobiles. Pour ce contexte ubiquitaire, il est alors clair que des solutions mobiles doivent être proposées pour rendre une plateforme de laboratoire mobile «communicante» via les technologies radio.
Dans cette thèse, nous proposons un modèle de laboratoire mobile de nouvelle génération. Ce dernier propose de mélanger les solutions mobiles et de privilégier les spécificités des laboratoires mobiles pouvant permettre la surveillance, le monitoring, la télémédecine, le contrôle à distance, la télécommande, l’apprentissage…. Au sein de ce modèle de laboratoire, les communications internes peuvent utiliser les différents standards (Wifi ou USB Wifi, GPS, bus RS 232, ZigBee, etc.). La partie externe propose une multiplicité de moyens d’accès Internet et leur optimisation via les systèmes sans fil hétérogènes et omniprésents tels que les technologies 3G et/ou 4G, les Mesh Network, les réseaux sans fil privés et/ou public, les satellites, etc. Un système central s’interface entre les deux parties et joue un rôle d’orchestration afin de faire bénéficier les multiples accès Internet aux autres composants internes.
Par ailleurs, nous avons déplacé la gestion de la mobilité et le choix du réseau d’accès dans un équipement central rendant ainsi tout déplacement du laboratoire mobile ou changement de technologie d’accès totalement transparent pour les activités de laboratoire. Cet équipement ou système central nommé wIGH s’interface entre les composants internes et l’extérieur du laboratoire mobile. Son rôle d’hyperviseur fournit une diversité d’accès à Internet via plusieurs passerelles/interfaces sans fil actives ou technologies d’accès radio disponibles à proximité.
Ce contexte multi-interfaces pose, en nature, une stratégie de déclenchement de Handover, et un problème de prise de décision et de sélection sur un ensemble de réseaux d’accès radio disponibles. Nous introduisons alors une nouvelle stratégie de déclenchement Handoff d’une passerelle/interface du wIGH et une prise de décision pour la sélection du meilleur réseau d’accès radio à proximité. L’approche MADM retenue est une approche prometteuse pour la sélection de passerelle/interfaces (réseaux d’accès radio). La plupart des schémas de Handoff n’utilisent pas la logique floue pour prendre en compte l’imprécision des mesures des caractéristiques réseaux considérées.
Dans ce manuscrit, le nouveau schéma de Handoff utilise la logique floue qui permet de prendre en compte les informations contextuelles et de pouvoir comparer les passerelles/interfaces entre-elles bien qu’elles soient de technologies différentes. La stratégie de la prise de décision du Handoff proposée définit un fonctionnement par apprentissage dans le but de capturer l’importance des différentes caractéristiques réseaux d’entrée et d’en déterminer leur pondération. Nous proposons alors un algorithme nommé I-FDiA qui définit la précision dans l’identification de classement des réseaux d’accès radio.
Pour assurer la mobilité et le caractère multihoming du laboratoire mobile, l’hyperviseur wIGH utilise les mécanismes du protocole HIP qui est un protocole d’avenir. Ainsi, il assure la séparation d’identificateur et de localisateur de chaque passerelles/interfaces sans fil cachant ainsi la localisation topologique du laboratoire mobile. Par ailleurs, des composants de services de rendez-vous (serveurs RVS) ont été introduits pour assurer la localisation du laboratoire mobile. Un contrôleur de mobilité intégré s’adapte à l’environnement du laboratoire mobile et compile les informations contextuelles dans le but de proposer un meilleur choix de technologies d’accès radio à proximité. Il assure aussi le contexte multihoming du wIGH en proposant un basculement de passerelles/interfaces sans une rupture de session d’une communication de laboratoire.
Une analyse de performances du nouveau schéma de mobilité est proposée. Ce schéma est ensuite testé dans un environnement réel. L’implémentation de celui-ci s’est effectuée en apportant des modifications sur le logiciel OpenHIP et une programmation de scripts Shell et Python. Les résultats expérimentaux ont confirmé les résultats de l’évaluation analytique c.à.d. les meilleures performances du nouveau schéma de mobilité par rapport aux meilleurs schémas existants dans la littérature. Néanmoins la qualité du réseau de test a fortement impacté sur les valeurs issues des tests. Les scénarios de tests ont utilisé les différentes gammes de terminaux mobiles (petite, moyenne et grande capacité de calcul processeurs). Ces gammes de matériel technologique justifient efficacement les travaux réalisés et l’orientation de nos prochaines recherches afin de contribuer pleinement à l’expansion des laboratoires mobiles et ceux à domiciles.
Mots clés : Hyperviseur, passerelle/interfaces, mobilité, multihoming, laboratoire mobile, performances
