Les objectifs essentiels des opérateurs ferroviaires sont d'augmenter la sécurité, de réduire les coûts d'exploitation et de maintenance, d'accroître l'attrait et le profit en offrant de nouveaux services aux passagers. Ces objectifs seront atteintsgrâce à une énorme augmentation des échanges de flux de données entre les infrastructures existantes et les technologies présentes utilisées au bord du train. L'efficacité spectrale, l'optimisation des ressources radioélectriques ainsi que l'interopérabilité mais aussi la fiabilité des communications sont des éléments majeurs pour les applications ferroviaires. Ces contraintes ainsi que l'utilisation sporadique des bandes fréquentielles à disposition ont donné le jour à la radio intelligente. Cette dernière se présente comme une technologie émergente qui améliore les performances des systèmes radio existants en intégrant l'intelligence artificielle avec la radio logicielle. Un système radio intelligent est défini par sa capacité à être conscient de son environnement radioélectrique. En effet, afin d'optimiser au maximum les opportunités spectrales qui lui sont offerts, le dispositif radio intelligent doit être capable de transmettresur des bandes laissées libres tout en réalisant un sondage spectral afin de ne pas interférer avec les utilisateurs ayant la priorité sur la bande mais aussi pour détecter d'autres fréquences vacantes. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons de nous concentrer sur la problématique de détection de spectre dans un environnement à très forte mobilité. Certaines contraintes sont à prendre en compte, telles que la vitesse. À cela s'ajoute les contraintes de réglementation concernant les critères de détection, telles que la norme IEEE 802.22 WRAN qui stipule que la détection d'un utilisateur prioritaire doit être réalisée à -21dB dans un laps de temps de 2 secondes. L'objectif est donc de concevoir un terminal radio intelligent dans les conditions physiques et réglementaires de transmission dans un environnent ferroviaire. / The main objectives of railway operators are to increase safety, reduce operating and maintenance costs, increase attractiveness and profit by offering new services to customers. These objectives will be achieved through a huge increase of data fluxes between existing infrastructure and the technologies currently used on the train. Spectral efficiency, optimization of radio resources, interoperability and reliability of communications are major elements for railway applications. These constraints and the sporadic use of available frequency bands have gave rise to cognitive radio. Cognitive radio is an emerging technology that improves the performance of existing radio systems by integrating artificial intelligence with software radio. A cognitive radio system is defined by its ability to be aware of its radio environment. Indeed, to optimize as much as possible the available spectral opportunities, the cognitive radio device must be able to transmit on free bands while performing a spectrum sensing to not interfere with users having priority on the band and to detect other vacant frequencies. As part of this thesis, we propose to focus on the problem of spectrum detection in a highly mobile environment. Some constraints should be considered, such as speed. Added to this, there are regulatory constraints on detection criteria, such as the IEEE 802.22 WRAN standard, which stipulates that detection of a priority user must be performed at -21 dB within a period of 2 seconds. The objective is therefore to design an intelligent radio terminal in the physical and regulatory conditions of transmission in a railway environment.

La diversité des technologies d'accès radio (e.g., GPRS, UMTS, HSDPA, Wi-Fi, WiMAX, LTE ...), leur complémentarité en termes de couverture, des caractéristiques (e.g., la bande passante, QoS) et des possibilités commerciales pour les opérateurs conduisent au développement des terminaux mobiles intégrant simultanément plusieurs interfaces radio. La capacité des terminaux mobiles utilisant simultanément différentes interfaces offre de nombreux avantages intéressants, tels que l'accès permanent et omniprésent, la fiabilité, le partage de charge, l'agrégation de bande passante disponible et la sélection d'interface basée sur plusieurs critères, etc. Les terminaux mobiles avec plusieurs interfaces radio ont la possibilité de choisir la "meilleure" interface en fonction de plusieurs paramètres tels que les caractéristiques des applications, les préférences des utilisateurs, les caractéristiques du réseau, les politiques d'opérateur et les contraintes tarifaires, etc. Il devient également possible d'associer les applications aux différentes interfaces de réseau basant sur les exigences d'application. Dans cette thèse, nous abordons le problème de sélection d'interface où un terminal mobile équipé de plusieurs interfaces peut sélectionner à tout moment la meilleure interface ou la meilleure technologie d'accès selon plusieurs critères. Nous considérons le problème de décision pour la sélection d'interface. Le problème de décision est un problème très complexe. On peut avoir les différent approches pour la section d'interface (e.g., fonction de coût, fonction d'utilité, ou la politique). Chaque approche est considérée comme un angle d'attaque. Nous nous intéressons l'approche MADM qui est une approche prometteuse pour la décision avec plusieurs attributs. Nous investiguons ces méthodes dans le contexte de la sélection d'interface. L'objectif fondamental des méthodes MADM est de déterminer la solution optimale parmi plusieurs solutions. MADM comprend de nombreuses méthodes, comme SAW (Simple Additive Weighting), WP (Weighting Product) et TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution). Le premier objectif de ma thèse est d'étudier et d'analyser les méthodes de MADM pour le problème de sélection d'interface. La première contribution est de proposer une étude de simulation qui met en évidence des limites des méthodes de MADM dans le contexte de la sélection d'interface. Par exemple, TOPSIS a le problème "d'anomalie de classement". Ce problème se produit lorsqu'une interface à faible classement est retirée de la liste du candidat (e.g., un réseau est déconnecté), l'ordre de classement des interfaces changera anormalement. La deuxième contribution propose l'algorithme de DiA (Distance to the ideal Alternative) qui permet au terminal mobile de sélectionner dynamiquement la meilleure interface. Nous montrons que DiA n'a pas le problème "d'anomalie de classement" qui est le défaut de la méthode TOPSIS. Les résultats de simulation valident l'algorithme de DiA. La troisième contribution s'attaque au problème d'association flux/interface où un terminal mobile équipé de plusieurs interfaces doit associer une application à l'interface spécifique appropriée. Nous proposons tout d'abord une fonction d'utilité interface. Cette fonction d'utilité permet d'identifier l'interface qui satisfait des besoins d'application et économise la consommation d'énergie du terminal mobile. Nous proposons ensuite un premier modèle d'association flux/interface qui permet d'associer séquentiellement des applications aux interfaces. Les attributs de réseau tels que le délai d'accès et le coût monétaire sont également pris en compte dans le régime. L'algorithme de DiA est utilisé pour classer les interfaces basées sur les valeurs d'utilité interface et les attributs de réseau. Les résultats de simulation sont présentés pour valider le schéma proposé. De plus, nous proposons un deuxième modèle d'association flux/interface. Dans ce modèle, un terminal peut associer simultanément plusieurs applications aux interfaces de réseau. Le modèle vise à maximise l'utilité globale du terminal. Ce problème est un problème d'optimisation. En particulaire, il est lié aux problèmes d'optimisation heuristique stochastique (i.e., méta-heuristique) qui sont principalement basées sur les techniques de recherche dont les solutions et l'ordre de recherche basent sur les procédures aléatoires. En première étape, nous étudions et réalisons une étude de simulation des méthodes d'optimisation heuristique stochastique, e.g., la recherche locale, la recherche de Tabou, la méthode de recuit simulée. Nous proposons ensuite une technique de diversification orientée pour la recherche Tabou comme une amélioration. Cela permet à la recherche Tabou d'éviter de se retrouve piégée plusieurs fois dans l'optimum local et d'augmenter les performances de la recherche Tabou dans notre contexte. Les résultats de simulation montrent que la méthode modifiée a meilleure performance comparée avec les autres algorithmes méta-heuristique dans notre contexte. Nous nous dirigeons ensuite vers une approche au niveau de réseau pour le problème d'association flux/interface. Nous considérons un système des terminaux mobiles multi-interface. Chaque terminal peut associer des applications aux interfaces. Comme plusieurs terminaux en concurrence pour les ressources de réseau commun, le système est modélisé comme un jeu stratégique. Notre objectif est de trouver des stratégies d'équilibre de Nash pour le jeu. Nous avons laissé le jeu évoluer en fonction de la dynamique de Replicateur et observons si le système converge et si les points stationnaires sont des équilibres de Nash. Nous montrons que la dynamique de Replicateur est positivement corrélée et le système est un jeu potentiel. Notre système converge vers des points stationnaires qui comprennent tous les équilibres de Nash. En outre, les points stationnaires sont efficaces car ils optimisent l'utilité du système. Un point intéressant est que nos résultats sont validés pour une fonction d'utilité générale qui dépend de l'état du système. Pour valider notre modèle et démontrer que le système converge vers des équilibres de Nash, nous mettons en œuvre les scénarios de simulation en utilisant un algorithme d'apprentissage Nash avec un schéma d'allocation de bande passante spécifique ainsi que d'une fonction d'utilité qui prend en compte le niveau de satisfaction d'application et la consommation d'énergie.

Darbe nagrinėjama mobilaus turinio prekyvietės diegimo internete problematika. Kaip ir kokiais būdais turinys pritaikomas prie terminalo galimybių. Kokie gali būti turinio pritaikymo apribojimai ir priimti sprendimai, kokia turi būti turinio pritaikymo sistemos architektūra ir jos dalių paskirtis. Darbo tikslas. *Ištirti mobilaus turinio prekyvietės problemines sritis; *Iškirtoms problemoms sudaryti kompleksinį sprendimą, leidžiantį realizuoti mobilaus turinio prekyvietės sistemą; *Sprendimas turi būti universalus ir gebėti pateikti turinį skirtingų galimybių terminalams. Darbo rezultatas. *Išanalizavus esamus sprendimus sudaryta mobilaus turinio prekyvietės architektūra lengvai pritaikomi vidutinio dydžio interneto paslaugų teikėjui. *Realizuotas eksperimentinis sistemos modelis apimantis probleminių sričių sprendimus: *m-terminalo atpažinimui; *įrenginio savybių gavimui; *prekyvietės vitrinos pritaikymui skirtingomis žymių kalbomis ir m–terminalų ekranų dydžiams; *įkraunamo turinio pritaikymui sudaryti du metodai: -dinaminis žymėjimo – fono paveiksliukams; -žymėjimo sąlygomis grįstas – programoms, muzikai, vaizdo klipams. / Work focuses on mobile content market place problems and solutions implementation. Main attention is over the recognition of mobile terminal capabilities and what kind of types there are of content adaptation, how to adapt content. Main goal: *Analyze mobile content market place implementation problems. *Design mobile content market place software systems with open source tools ant try to realize demo version at the end of work. *Mobile content market place must have possibility to recognize terminal capabilities and adapt content for the best usability. Result: *Designed mobile content market place light weight architecture. *Realized mobile content market place solutions for: -mobile terminal identification; -terminal capabilities recognition -storefront adaption for different markup languages and mobile screen size -realized two methods for downloadable content adoption: *dynamic selection for wallpapers *selection based on logical conditions for programs, sounds, video.

The thesis deals with the topic of mobile network diagnostics, different methods applicable for this purpose and methodology for technical diagnostics and consequent error mitigation or mobile network optimisation. Service commonly offered by mobile networks and their quality of service requirements and analysis methods are described.

Yes / In this paper, we propose an eight-port/four-resonator slot antenna array with a dual-polarized function for multiple-input-multiple-output (MIMO) 5G mobile terminals. The design is composed of four dual-polarized square-ring slot radiators fed by pairs of microstrip-line structures. The radiation elements are designed to operate at 3.6 GHz and are located on the corners of the smartphone PCB. The squarering slot radiators provide good dual-polarization characteristic with similar performances in terms of fundamental radiation characteristics. In order to improve the isolation and also reduce the mutual coupling characteristic between the adjunct microstrip-line feeding ports of the dual-polarized radiators, a pair of circular-ring/open-ended parasitic structures is embedded across each square-ring slot radiator. The −10-dB impedance bandwidth of each antenna-element is 3.4–3.8 GHz. However, for −6-dB impedance bandwidth, this value is 600 MHz (3.3–3.9 GHz). The proposed MIMO antenna offers good S-parameters, high-gain radiation patterns, and sufficient total efficiencies, even though it is arranged on a high-loss FR-4 dielectric. The SAR function and the radiation characteristics of the proposed design in the vicinity of user-hand/userhead are studied. A prototype of the proposed smartphone antenna is fabricated, and good measurements are provided. The antenna provides good features with a potential application for use in the 5G mobile terminals. / This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement H2020-MSCA-ITN-2016 SECRET-722424. / Research Development Fund Publication Prize Award winner, January 2019.

Un système de transport ferroviaire intelligent est essentiellement caractérisé par son niveau d'autonomie de prise de décision en fonction des conditions qui lui sont extérieurs. Afin de renforcer son intelligence et son autonomie, cette nouvelle génération de systèmes de transport intègre des multiples technologies et standards de communication et de traitement de l'information. L'intégration de ces technologies permet aux opérateurs du transport ferroviaire de réduire les coûts d'exploitation et de maintenance et d'attirer un plus grand nombre de passagers en leur facilitant l'accès ainsi que l'exploitation du transport ferroviaire tout en leur offrant des nouveaux services à bord. Cependant l'utilisation de plusieurs standards de communication ainsi que l'augmentation du trafic (le nombre de passagers et le nombre de véhicules mis en service) déclenchent un besoin sans précédent des ressources radio, notamment au niveau du spectre fréquentiel. En effet, avec la demande croissante des ressources radio, la Radio Intelligente (RI) se présente comme une technologie émergente qui améliore les performances des systèmes radio existants en intégrant l'intelligence artificielle avec la radio logicielle. / Any intelligent railway transport system is mainly characterized by its autonomy in making decisions in terms of its external conditions. In order to improve its cognition and autonomy, this new generation of transport systems integrates multiple technologies and standards of communication and information processing. The integration of these technologies allows rail operators to reduce operational and maintenance costs and attracts more passengers by making easier rail transport access and use while offering new services on board. However, using multiple communication standards and increasing traffic (number of passengers and vehicles in service) trigger an unprecedented need for radio resources, particularly frequency spectrum. Indeed, with the growing of radio resources demand, Cognitive Radio (CR) is an emerging technology that improves the performance of existing radio systems by the integration of artificial intelligence and software defined radio (SDR).

[pt] O problema de localização de estações móveis pessoais em sistemas celulares de comunicações vem recebendo grande atenção nos últimos anos, tanto por questões ligadas à segurança como por suas amplas aplicações comerciais no desenvolvimento de novos serviços e aplicações. Nesta dissertação foi desenvolvido um ambiente de simulação de localização de estações móveis em ambiente micro celulares empregando um programa de traçado de raios pelo método da força bruta (lançamento de raios), já disponível, para estimar os comprimentos de percursos e tempos de chegada entre diversas estações rádio base e a estação móvel em cenários urbanos modelados por sólidos multifacetados. Os perfis de retardo gerados por este programa são usados como dados de entrada para um programa desenvolvido nesta dissertação que estima a localização dos móveis utilizando os métodos de Taylor e de Chan. O processo desenvolvido foi testado em ambientes de geometria simples fornecendo resultados bastante consistentes e mostrando que a técnica de traçado de raios é uma ferramenta útil para a simulação e desenvolvimento de algoritmos de localização, cujo teste em situações reais exige grande volume de medidas de alta complexidade cujos exemplos na literatura técnica são escassos. Com base nas simulações foi investigadas a influência do número de estações rádio base na precisão das estimativas de localização e realizada uma comparação do desempenho dos métodos em situações com visibilidade (LOS) e sem visibilidade (NLOS). Foi analisado ainda o efeito da altura das estações na precisão dos resultados de localização. / [en] The location of mobile terminals in mobile cellular systems has been receiving increasing attention in the last few years. This interest in focused not only in security aspects but also in the development of new services for commercial application. In this Dissertation a simulation environment for mobile stations location in microcellular systems was developed. The simulation tools include a ray tracing software, previously implemented using the ray launching technique, to estimate the path lengths and time of arrival of signals from the mobile station to several radio base stations, and new software implementing terminal location methods using the Taylor linearization and the Chan methods. The simulation tools were tested in scenarios of simple geometry producing consistent results and showing that ray tracing can be a useful tool for simulation and development of location algorithms. The simulations allowed the investigation of location precision dependence on the number of radio bases employed and the evaluation of the estimation methods in visibility (LOS) and non- visibility (NLOS) conditions. The influence of base station antennas heights was also investigated.

<p>The objective of the thesis research is to design such vertical handoff decision algorithms in order for mobile field workers and other mobile users equipped with contemporary multimode mobile devices to communicate seamlessly in the NGWN. In order to tackle this research objective, we used fuzzy logic and fuzzy inference systems to design a suitable handoff initiation algorithm that can handle imprecision and uncertainties in data and process multiple vertical handoff initiation parameters (criteria) / used the fuzzy multiple attributes decision making method and context awareness to design a suitable access network selection function that can handle a tradeoff among many handoff metrics including quality of service requirements (such as network conditions and system performance), mobile terminal conditions, power requirements, application types, user preferences, and a price model / used genetic algorithms and simulated annealing to optimise the access network selection function in order to dynamically select the optimal available access network for handoff / and we focused in particular on an interesting use case: vertical handoff decision between mobile WiMAX and UMTS access networks. The implementation of our handoff decision algorithm will provide a network selection mechanism to help mobile users select the best wireless access network among all available wireless access networks, that is, one that provides always best connected services to users.</p>

<p>The objective of the thesis research is to design such vertical handoff decision algorithms in order for mobile field workers and other mobile users equipped with contemporary multimode mobile devices to communicate seamlessly in the NGWN. In order to tackle this research objective, we used fuzzy logic and fuzzy inference systems to design a suitable handoff initiation algorithm that can handle imprecision and uncertainties in data and process multiple vertical handoff initiation parameters (criteria) / used the fuzzy multiple attributes decision making method and context awareness to design a suitable access network selection function that can handle a tradeoff among many handoff metrics including quality of service requirements (such as network conditions and system performance), mobile terminal conditions, power requirements, application types, user preferences, and a price model / used genetic algorithms and simulated annealing to optimise the access network selection function in order to dynamically select the optimal available access network for handoff / and we focused in particular on an interesting use case: vertical handoff decision between mobile WiMAX and UMTS access networks. The implementation of our handoff decision algorithm will provide a network selection mechanism to help mobile users select the best wireless access network among all available wireless access networks, that is, one that provides always best connected services to users.</p>

Philosophiae Doctor - PhD / The objective of the thesis research is to design such vertical handoff decision algorithms in order for mobile field workers and other mobile users equipped with contemporary multimode mobile devices to communicate seamlessly in the NGWN. In order to tackle this research objective, we used fuzzy logic and fuzzy inference systems to design a suitable handoff initiation algorithm that can handle imprecision and uncertainties in data and process multiple vertical handoff initiation parameters (criteria); used the fuzzy multiple attributes decision making method and context awareness to design a suitable access network selection function that can handle a tradeoff among many handoff metrics including quality of service requirements (such as network conditions and system performance), mobile terminal conditions, power requirements, application types, user preferences, and a price model; used genetic algorithms and simulated annealing to optimise the access network selection function in order to dynamically select the optimal available access network for handoff; and we focused in particular on an interesting use case: vertical handoff decision between mobile WiMAX and UMTS access networks. The implementation of our handoff decision algorithm will provide a network selection mechanism to help mobile users select the best wireless access network among all available wireless access networks, that is, one that provides always best connected services to users. / South Africa