NOM DE L’UE : RESEAUX SANS FIL
Diplôme:           Master InfraStructures Cloud & SYstèmes DistRIbUéS (SYRIUS) Syrius Semestre : S2
Parcours:         Spécifique CMI : ☐
  CM : TBD, TD : TBD, TP : TBD5 crédits ECTS
Responsable de l’UE : MAJED HADDAD

Objectifs, finalités :

  • OBJ1 

Contenu :

Contenu UE (general) … 

L’UCE «  Réseaux mobiles  (Anglais) »  …

L’UCE « Réseaux d’access (Anglais)  » se concentre sur les protocoles MAC d’accès à la moyenne transmissif, et en particulier sur les protocoles d’accès aléatoire de la famille CSMA. 

Pré-requis :

  • probabilité et processus aléatoires
  • réseaux

Liste des UE de licence et de master ayant un lien direct de progression (antérieur ou postérieur) dans l’acquisition des connaissances/compétences avec l’UE concernée. Précisez pour chaque UE, l’année de formation. 


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Mots Clés

keyword 1 keyword keyword keyword 
Intitulés UCE Descriptif 

UCE Réseaux mobiles (Anglais)  (3 ECTS,  AI4CI) 
MAJED HADDAD
L’objectif général de l’UE Réseaux mobiles est de fournir aux étudiants les méthodes d’analyse, de conception et de caractérisation d’une chaîne de transmission. Un accent sera mis sur l’étude des cas concrets ainsi que sur les procédures de caractérisation des différents composants constituant les réseaux mobiles. A l’issue de cet enseignement, les étudiants seront capables de : avoir une vision synthétique et comparative des réseaux cellulaires existants et à venir, acquérir les techniques de communication utilisées dans les réseaux cellulaires (GSM,
UMTS, LTE, 5G), s’adapter aux évolutions technologiques relatives au domaine des réseaux mobiles

UCE Réseaux d’access (Anglais) (2 ECTS,  AI4CI)
FRANCESCO DE PELLEGRINI (INTERIM)

L’UCE aborde les points suivants : Le standard IEEE802.11 : mode infrastructure et mode ad hoc, BSS, EBSS, la terminologie de la norme, la structure des trames, la signalisation du contrôle d’accès au support, CSMA avec fenêtre de backoff binaire et slots de durée variable, les processus opérationnels. Signalisation du contrôle d’accès au moyen transmissif, CSMA avec fenêtre de backoff binaire et créneaux de durée variable, processus opérationnels pour l’association. Association et authentification (suite). Débit, état du canal et distance. Algorithmes de contrôle du débit : ARF, AARF et RBAR. Consommation d’énergie dans IEEE802.11, résultats expérimentaux sur IEEE802.11g. Le modèle TDMA Lam pour les messages avec plusieurs paquets. Le système Aloha. Méthode Idle Busy pour Aloha. Le modèle de Bianchi pour les réseaux CSMA/CA saturés single-hop. Formalisme de la chaîne de Markov et procédure de backoff exponentielle, solution en forme clôturée. Existence d’une solution, débit, modèles de temps de service. 
Le volet pratique est consacrée 1) à des simulations de protocols d’accès multiple au moyen transmissif et 2) des TPs de mesure de performance sur des AP wireless. 
Intitulés UCE Descriptif 

UCE Réseaux mobiles (Anglais)  (3 ECTS,  AI4CI) 
MAJED HADDAD
The general aim of the Mobile Networks UE is to provide students with methods for analyzing, designing and characterizing a transmission chain. Emphasis will be placed on the study of concrete cases and on characterization procedures for the various components making up mobile networks. At the end of this course, students will be able to: gain a synthetic and comparative vision of existing and future cellular networks, acquire the communication techniques used in cellular networks (GSM, UMTS, LTE, 5G), adapt to technological developments in the field of mobile networks.

UCE Réseaux d’access (Anglais) (2 ECTS,  AI4CI)
FRANCESCO DE PELLEGRINI (INTERIM)
The IEEE802.11 standard: infrastructure mode and ad hoc mode, BSS, EBSS, standard terminology, frame structure, medium access control signaling, CSMA with binary backoff window and variable duration slots, operational processes. Medium access control signaling, CSMA with binary backoff window and variable duration slots, operational processes for association. Association and authentication (continued). Rate, channel state and distance. Rate control algorithms: ARF, AARF and RBAR. Power consumption in IEEE802.11, experimental results on IEEE802.11g. TDMA Lam model for multi-packet messages. The Aloha system. Idle Busy method for Aloha. The Bianchi model for saturated single-hop CSMA/CA networks. Markov chain formalism and exponential backoff procedure, closed-form solution. Existence of a solution, throughput, service time models. 

The practical part of the course is devoted to 1) simulations of multiple access protocols using transmissive media and 2) performance measurement exercises on wireless APs.

Syllabus Simplifié (avant le 22/11/2023)

   [Master SYRIUS] – [S2]

Syllabus de l’UE

 [Comprendre et mettre en œuvre les protocoles de communication sans fils, la gestion du spectre et l’architecture de réseaux d’accès mobiles]

·                [RESEAUX SANS FIL]

·                 

Informations sur l’UE

●      Nombre de crédits ECTS : 5

●      Nombre d’heures maquette : 54

Répartition

Type d’enseignementCMTD (grand groupe)TD (petit groupe)TP
Nombre d’heures39  15
% Mutualisation    
Nombre de groupes1  1

●      Effectifs attendus : 25

●      L’UE est-elle compensable (par d’autres UE du semestre) : NON

Description de l’UE

Détail de la micro-compétence(s) visée(s) par l’UE :

·      Connaissance de l’architecture et des principes de fonctionnement des réseaux mobiles.

·      Vue d’ensemble des protocoles de communication spécifiquement conçus pour les réseaux sans fil. 

·      Une compréhension approfondie du problème de l’accès au canal sans fil et de la manière de le modéliser. 

·      Définition des principaux compromis et des problématiques dans le domaine des communications sur réseaux sans fil.

·      Maîtrise de l’allocation des ressources pour la communication sur un canal sans fil. 

Enseignements réalisés dans cette UE (hormis si l’UE est une AMS en soi)

·      UCE RÉSEAUX MOBILES

·      UCE RÉSEAUX D’ACCES

La ou les compétence(s) du référentiel à laquelle / auxquelles participe(nt) l’UE

· Usages avancés et spécialisés des outils numériques

· Développement et intégration de savoirs hautement spécialisés

Système d’évaluation de l’UE (MCC) 

 

Type (devoir sur table, étude de cas, QCM, etc. ou AMS)Objectif(s)Pondération  
RÉSEAUX MOBILES-
TP Noté
Validation des connaissances pratiques.50% de l’UCE Réseaux mobiles 
RÉSEAUX MOBILES-Devoir sur tableValidation des connaissance théoriques.50% de l’UCE Réseaux mobiles 
RÉSEAUX D’ACCES

TP Noté
Validation des connaissances pratiques.50% de l’UCE RÉSEAUX D’ACCES
RÉSEAUX D’ACCES
Devoir sur table
Validation des connaissance théoriques.50% de l’UCE RÉSEAUX D’ACCES

 

UCE Titles 

Description 

UCE Mobile Networks (English) 

 (3 ECTS, AI4CI) 

MAJED HADDAD

The general aim of the Mobile Networks UE is to provide students with methods for analyzing, designing and characterizing a transmission chain. Emphasis will be placed on the study of concrete cases and on characterization procedures for the various components making up mobile networks. At the end of this course, students will be able to: gain a synthetic and comparative vision of existing and future cellular networks, acquire the communication techniques used in cellular networks (GSM, UMTS, LTE, 5G), adapt to technological developments in the field of mobile networks.

UCE Access Networks (English) 

(2 ECTS, AI4CI)

FRANCESCO DE PELLEGRINI 

The IEEE802.11 standard: infrastructure mode and ad hoc mode, BSS, EBSS, standard terminology, frame structure, medium access control signaling, CSMA with binary backoff window and variable duration slots, operational processes. Medium access control signaling, CSMA with binary backoff window and variable duration slots, operational processes for association. Association and authentication (continued). Rate, channel state and distance. Rate control algorithms: ARF, AARF and RBAR. Power consumption in IEEE802.11, experimental results on IEEE802.11g. TDMA Lam model for multi-packet messages. The Aloha system. Idle Busy method for Aloha. The Bianchi model for saturated single-hop CSMA/CA networks. Markov chain formalism and exponential backoff procedure, closed-form solution. Existence of a solution, throughput, service time models. 

The practical part of the course is devoted to 1) simulations of multiple access protocols using transmissive media and 2) performance measurement exercises on wireless APs.

Basic knowledge of data structures and algorithms. Basic python and/or C programming.

Pedagogical objectives:

The course is an introduction to operations research tools for network applications. Emphasis will be on model formulations, linear and integer linear programming with the main objective of solving practical applications. The course will also provide an integrated view of algorithms and applications of key network optimization problems.

The course is aimed at providing the participants with knowledge in applied optimization, with a focus on applying theory and methods in key network optimization problems.

Description:

The course’s core content comprises several topics studied through laboratory sessions. 

  • Introduction to mathematical optimization
    • Problem definition, unconstrained optimization, constrained optimization
  • Methodological tools.
    • Modeling combinatorial optimization problems
    • Linear programming, Integer and mixed-integer linear programming.
  • Optimization with engineering Applications, as for example Routing and traffic management, Network design, Network connectivity and reliability, Energy consumption consideration in network optimization.

complementary content:

  • Non-linear optimization, linearization of non-linear problems. 
  • Metaheuristics Optimization Algorithms
    • Analysis of different algorithms depending on the progress of the course
    • Heuristic resolution of the presented problems.
  • Multi-objective optimization 
  • Use cases extracted from research papers.
    • analyzing and implementing some use cases applying the concepts seen in the first part. The student will have to program the optimization models using PYOMO, Python or Julia.

Evaluation modalities:

Mid-term and/or final exam and continuous monitoring.

Required teaching material :

[books]

  • T. Roughgarden, Algorithms Illuminated book series, 2018. 
  • S. Dasgupta, C. Papadimitriou, and U. Vazirani. Algorithms. McGraw-Hill, 2006. 
  • Linear Programming Vasek Chvatal, 1983.
  • Network flows Ravindra K. Ahuja, Thomas L. Magnanti, and James B. Orlin, 1988.
  • Integer Programming Laurence Wolsey, 1998.
  • A.D. Belegundu, T.R. Chandrupatla, “Optimization Concepts and Applications in Engineering,” Second Edition. Cambridge University Press, 2nd Edition, 2011.
  • B. Guenin, J. Knemann, L. Tunel, “A gentle Introduction to Optimization,” Cambridge University Press, 2014.
  • G. Sierksma, Y. Zwols, “Linear and Integer Optimization,” CRC Press, 2013.
  • E. Oki, “Linear Programming and Algorithms for Communication Networks,” CRC Press, 2013.
  • D. Simon “Evolutionary Optimization Algorithms. Biologically Inspired and Population-Based Approaches to Computer Intelligence,” John Wiley & Sons, Inc., 4th Edition, 2013.
  • Edwin K. P. Chong, Wu-Sheng Lu, and Stanislaw H. Żak. “An Introduction to Optimization, Fifth Edition With Applications to Machine Learning,” John Wiley & Sons, Inc. New York, 2023.
  • D. P. Bertsekas, “Network Optimization. Continuous and discrete models,” Athena Scientific, 1998.
  • Pyomo Documentation Release 6.4.2, Aug. 2022.

Devices

[software license]

[computing/cloud resources]

Except for the introduction topic, the rest of the course will be taught through laboratory sessions using open-source tools on a Linux computer. The labs will be divided into laboratory learning sessions and project lab sessions.  

[devices]

Computers with Linux, PYOMO and/or Julia and/or Python 3.x, Jupyter-notebook, Sqlite DB. All the software will be open-source.

[urls]