Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η διερεύνηση βελτιωμένων τεχνικών εφαρμογής του μοντέλου κυκλοφοριακού σχεδιασμού SATURN. Για το σκοπό αυτό επιλέγονται να μελετηθούν δύο διαφορετικές περιοχές στην υφιστάμενη και σε μία νέα κατάσταση. Συγκεκριμένα, η πρώτη περιοχή μελετάται ως ρυθμιστικό δίκτυο και οι αλλαγές στη νέα της κατάσταση αφορούν αλλαγή λειτουργίας κάποιων υφιστάμενων οδών όπως είναι αλλαγή κατεύθυνσης ροής οχημάτων και οι μονοδρομήσεις, και η δεύτερη ως προσομοίωσης και οι αλλαγές στη νέα της κατάστασης αφορούν την πεζοδρόμηση μίας οδού. Τα δίκτυα αυτά μελετώνται και ως ντετερμινιστικά και ως στοχαστικά με τη χρήση του αλγόριθμου Frank & Wolf και του Burrell αντίστοιχα, αλγόριθμους που διατίθενται μέσω του SATURN. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων παρατηρείται ότι οι αλλαγές που εφαρμόστηκαν στα δύο δίκτυα της παρούσας εργασίας φορτίζουν τα δίκτυο περισσότερο με αποτέλεσμα να επιβαρύνουν την κυκλοφοριακή κατάσταση. Επιπλέον διαπιστώθηκε ότι οσο πιο απλό είναι ένα δίκτυο τόσο πιο εύκολη είναι η επιλογή της συντομότερης διαδρομής από τους χρήστες, ενώ όσο πληθαίνουν οι εναλλακτικές διαδρομές παρατηρούνται διαφορές στην κατανομή των φόρτων σε αυτές και στην επίλυση του προβλήματος καταμερισμού, καθώς επίσης και ότι σε περιπτώσεις όπου οι εναλλακτικές διαδρομές καθίστανται ανταγωνιστικές παρατηρείται διασπορά των μετακινούμενων σε αυτές. Επιπροσθέτως ενδείκνυται το στοχαστικό μοντέλο ως καταλληλότερο και στις δύο εφαρμογές. Τέλος τo SATURN αποτελεί ένα χρήσιμο προγράμματα ανάλυσης δικτύων, προσομοίωσης και κατανομής της κυκλοφορίας. / The subject of this thesis is the investigation of improved application techniques of model transport planning SATURN. For this purpose, two different networks were chosen to study in two situations, one in an existing and one in a new situation . Specifically , the first area is being studied as a buffer network. The changes in the new situation are changes as the flow direction of vehicles and one-way. The second area is being studies as simulation network. In the new situation one street become way for pedestrian. These networks are studied as deterministic and stochastic using the algorithm Frank & Wolf and Burrell respectively, these algorithms are available through the SATURN. After the analysis of the results, it is observed that changes implemented in both networks affect in a worse way the traffic situation. In addition it was found that the simpler is a network the easier is to select the shortest route from the users. Opposed to this, increasing the alternative routes observed differences in the distribution of flows in them and in the assignment problem’s solution. Moreover in cases where alternative routes become competitive, dispersion of traveling is observed in them. Additionally stochastic model is showed to be appropriate in both applications . Finally to SATURN is a useful network analysis programs of simulation and assignment of traffic to urban road networks.

In classical network information theory, information packets are treated as commodities, and the nodes of the network are only allowed to duplicate and forward the packets. The new paradigm of network coding, which was introduced by Ahlswede et al., states that if the nodes are permitted to combine the information packets and forward a function of them, the throughput of the network can dramatically increase. In this dissertation we focused on the design and analysis of low complexity network coding schemes for different topologies of wired and wireless networks. In the first part we studied the routing capacity of wired networks. We provided a description of the routing capacity region in terms of a finite set of linear inequalities. We next used this result to study the routing capacity region of undirected ring networks for two multimessage scenarios. Finally, we used new network coding bounds to prove the optimality of routing schemes in these two scenarios. In the second part, we studied node-constrained line and star networks. We derived the multiple multicast capacity region of node-constrained line networks based on a low complexity binary linear coding scheme. For star networks, we examined the multiple unicast problem and offered a linear coding scheme. Then we made a connection between the network coding in a node-constrained star network and the problem of index coding with side information. In the third part, we studied the linear deterministic model of relay networks (LDRN). We focused on a unicast session and derived a simple capacity-achieving transmission scheme. We obtained our scheme by a connection to the submodular flow problem through the application of tools from matroid theory and submodular optimization theory. We also offered polynomial-time algorithms for calculating the capacity of the network and the optimal coding scheme. In the final part, we considered the multicasting problem in an LDRN and proposed a new way to construct a coding scheme. Our construction is based on the notion of flow for a unicast session in the third part of this dissertation. We presented randomized and deterministic polynomial-time versions of our algorithm.

Les communications par satellites sont l’aboutissement de recherches menées dans les domaines de télécommunications et des technologies spatiales depuis plus de 50 ans. Les premiers satellites souffraient d’un coût exorbitant pour des performances très limitées. Les avancées technologiques apparues dans ces domaines ont permis de rendre ce rapport satisfaisant et commercialement viable ce qui a permis de multiplier leurs lancements et ainsi de mettre en place de véritables réseaux de satellites. À ce jour, il existe de nombreuses constellations de satellites géostationnaires et d’orbites basses utilisées à des fins civiles ou militaires. De manière générale, le routage au sein de ces constellations s’effectue suivant un pré-calcul des routes existantes qui est alors utilisé sur une période donnée et rafraîchi si besoin. Ce type de routage n’étant optimal que sur des topologies déterministes, nous sommes donc amenés à considérer d’autres solutions si l’on relaxe cette hypothèse. L’objectif de cette thèse est d’explorer les alternatives possibles au routage pré-calculé. En tant que piste potentielle, nous proposons de vérifier l’adéquation des protocoles de routage à réplication issus du monde des réseaux tolérants au délai, DTN, aux constellations de satellites. Afin de nous offrir un cadre d’étude pertinent à la vue de cet objectif, nous nous focalisons sur une constellation particulière à caractère quasi-déterministe n’offrant pas une connectivité directe entre tous les nœuds du système. Dans une deuxième partie nous nous intéressons à la modélisation du protocole de routage Binary Spray and Wait. Nous développons un modèle capable de déterminer théoriquement la distribution du délai d’acheminement pour tout type de réseau, homogène et hétérogène. / Satellite communication is the achievement of more than 50 years of research in the fields of telecommunications and space technologies.First satellites had exorbitant costs for very limited performances. Technological advances occurred in these areas have helped them to become commercially feasible and satisfying. This enable the increase of satellite launches and thus, building complete satellite networks.Today, there are many GEO or LEO satellite constellations used for civilian or military applications. In general, routing in these constellations is done by pre-computing existing routes. These routes are then used for a given period and refreshed if needed. This type of routing is optimal only on deterministic topologies as a consequence we need to consider other solutions if we relax this assumption. The objective of this thesis is to explore alternatives to pre-computed routing. As a potential solution, we propose to assess the suitability of replication based routing protocols issued from the world of delay tolerant networks, DTN. To provide a relevant framework to study this topic, we focus on a particular constellation that present a quasi-deterministic nature and do not provide direct connectivity between all nodes of the system. In a second part, we focus on the modeling of the Binary Spray and Wait, routing protocol. We develop a model that can theoretically determine the distribution of end-to-end delay for any type of network, homogeneous and heterogeneous. Finally, we present a possible use of this model to conduct more in-depth theoretical analysis.