Interoperability of communication technologies in vehicular networks in the smart city
Interopérabilité des technologies de communication dans les réseaux véhiculaires dans la ville intelligente
Résumé
Vehicular networks are dynamic wireless networks. The vehicles that make up this network can be equipped with different communication technologies. Information exchanges can therefore take place on one or more of these technologies. In this second possibility, the choice of the communication technology influences the available throughput, especially when the communication technology is shared between several users.In this thesis, we study load balancing to maximize throughput. We propose different algorithmic approaches to optimize load balancing through the choice of communication technologies. For each proposed approach, we study its algorithmic complexity and provide time and performance guarantees. The problem is first modeled with graph theory and formalized. The analysis in terms of complexity shows the existence or non-existence of a solution that is both fast (in polynomial time with respect to the size of the input) and exact (from "Combinatorial optimization: algorithms and complexity", by A.Papadimitriou, H. Christos dating from 1998). Therefore, the fast solutions proposed in this thesis are either associated with non-exact (or approximate) results, or associated with simplifying scenario constraints.The proposed algorithmic approaches are initially based on a supervision infrastructure and are therefore centralized. The insufficient performances observed with this first approach led us to propose a completely distributed algorithm, which proved to be much more efficient. Its performance was improved by taking into account the stability of wireless links.
Un réseau véhiculaire est un réseau sans fil dynamique. Les véhicules composant ce réseau peuvent être équipés de différentes technologies de communication. Les échanges d'information peuvent donc avoir lieu avec une ou plusieurs de ces technologies. Dans cette seconde possibilité, le choix de la technologie de communication influe sur le débit disponible.Dans cette thèse, nous étudions l'équilibrage des charges afin de maximiser le débit. Nous proposons différentes approches algorithmiques pour optimiser la répartition des charges par le choix des technologies de communication. Le problème est d'abord modélisé avec la théorie des graphes et formalisé. L'analyse en terme de complexité montre l'existence ou l'inexistence de solution à la fois rapide (en temps polynomial par rapport à la taille de l'entrée) et exacte (D'après "Combinatorial optimization : algorithms and complexity", de A.Papadimitriou, H. Christos datant de 1998). De ce fait, les solutions rapides proposées dans cette thèse sont soit associées à des résultats non exactes (ou approchés), soit associées à des contraintes de scénarios simplificatrices.Les approches algorithmiques proposées s'appuient dans un premier temps sur une infrastructure de supervision et sont donc centralisées. Les performances insuffisantes observées avec cette première approche nous ont dans un second temps conduit à proposer un algorithme complètement distribué, qui s'est montré bien plus performant. Les performances ont été améliorées dans une dernière approche par la prise en compte de la stabilité des liens sans fil.
Origine : Version validée par le jury (STAR)