Dans le cadre des systèmes de transport intelligents (STI), les véhicules peuvent avoir beaucoup de capteurs (caméras, lidars, radars, etc.) et d’applications (évitement des collisions, surveillance du trafic, etc.) générant des données. Ils représentent alors une source d’information importante. Les applications locales peuvent augmenter considérablement leur efficacité en partageant une telle information au sein du réseau. La précision des données, la confiance et la pertinence peuvent être vérifiées lors de la réception de données provenant d’autres nœuds. Par conséquent, nous croyons qu’une question importante à répondre dans ce contexte est: “Comment partager efficacement les données dans un tel environnement?” Le partage de données est une tâche complexe dans les réseaux dynamiques. De nombreuses problèmes telles que les connexions intermittentes, la variation de la densité du réseau et la congestion du médium de communication se posent. Une approche habituelle pour gérer ces problèmes est basée sur des processus périodiques. En effet, un message envoyé plusieurs fois peut atteindre sa destination même avec des connexions intermittentes et des réseaux à faible densité. Néanmoins, dans les réseaux à haute densité, ils peuvent entraîner une congestion du médium de communication. Dans cette thèse, nous abordons le problème du partage de données dans des réseaux dynamiques en nous appuyant sur des horizons de pertinence. Un horizon est défini comme une zone dans laquelle une information devrait être reçue. Nous commençons par nous concentrer sur le partage de données au sein des voisins directs (à 1 saut de distance). Ensuite, nous proposons une solution pour construire une carte des voisins, centrée sur le nœud ego, dans un horizon à n sauts. Enfin, nous relâchons la définition de l’horizon pour la définir de façon dynamique, où différents éléments de données peuvent atteindre des distances différentes (sauts). En ce qui concerne la solution pour les horizons à 1 saut, notre technique adaptative prend en compte la dynamique des nœuds et la charge du réseau. Afin d’assurer une diffusion efficace des données dans différents scénarios, la fréquence d’envoi des messages est définie en fonction des mouvements des véhicules et d’une estimation du taux de perte du réseau. Après, nous nous concentrons sur la carte des voisins jusqu’à n sauts de distance. Comme la communication avec des nœuds éloignés apporte des problèmes supplémentaires (actions de transfert, retards plus importants, informations périmées), une évaluation de confiance des nœuds identifiés et une estimation de fiabilité du chemin vers chaque voisin sont ajoutées à la carte. Au lieu d’exécuter des processus de diffusion séparés, notre troisième contribution porte sur une stratégie de coopération dont l’objectif principal est de diffuser des données tout en satisfaisant la plupart des nœuds. À cette fin, une trame unique est transmise de nœud en nœud. Sa charge utile est mise à jour localement afin qu’elle contienne les éléments de données les plus pertinents en fonction de certains critères (par exemple, urgence, pertinence). Une telle stratégie définit ainsi un horizon centré sur les données. Nous validons nos propositions au moyen d’émulations de réseaux réalistes. De toutes nos études et des résultats obtenus, nous pouvons affirmer que notre approche apporte des perspectives intéressantes pour le partage de données dans des réseaux dynamiques comme les VANET. / In the context of Intelligent Transportation Systems - ITS, vehicles may have a lot of sensors (e.g. cameras, lidars, radars) and applications (collision avoidance, traffic monitoring, etc.) generating data. They represent then an important source of information. Local applications can significantly increase their effectiveness by sharing such an information within the network. Data accuracy, confidence and pertinence can be verified when receiving data from other nodes. Therefore, we believe that an important question to answer in this context is: “How to efficiently share data within such an environment?” Data sharing is a complex task in dynamic networks. Many concerns like intermittent connections, network density variation and communication spectrum congestion arise. A usual approach to handle these problems is based on periodic processes. Indeed, a message sent many times can reach its destination even with intermittent connections and low density networks. Nevertheless, within high density networks, they may lead to communication spectrum scarcity. In this thesis we address the problem of data sharing in dynamic networks by relying in so-called horizons of pertinence. A horizon is defined as an area within which an information is expected to be received. We start focusing on data sharing within direct neighbors (at 1-hop of distance). Then we propose a solution to construct a map of neighbors, centered in the ego-node, within a horizon of n-hops. Finally, we relax the horizon definition to a dynamic defined one where different data items may reach different distances (hops). Regarding the solution for 1-hop horizons, our adaptive technique takes into account nodes’ dynamics and network load. In order to ensure an effective data dissemination in different scenarios, the sending messages frequency is defined according to vehicles movements and an estimation of the network loss rate. Following, we focus on the map of neighbors up to n-hops of distance. As communicationwith distant nodes brings additional concerns (forwarding actions, larger delays, out-of-date information), a trust evaluation of identified nodes and a reliability estimation of the multi-hop path to each neighbor is added to the map. Instead of running separated disseminating processes, our third contribution deals with a cooperative strategy with the main goal of disseminating data while satisfying most of the nodes. For this purpose a unique frame is forwarded from node to node. Its payload is locally updated so that it contains the most relevant data items according to some criteria (e.g. urgency, relevance). Such a strategy defines thus a data-centered horizon. We validate our proposals by means of realistic network emulations. From all our studies and achieved results we can state that our approach brings interesting insights for data sharing in dynamic networks like VANETs.

Komunikace předávaná skrze Internet zahrnuje komunikaci mezi pachateli těžké trestné činnosti. Státní zástupci schvalují cílené zákonné odposlechy zaměřené na podezřelé z páchání trestné činnosti. Zákonné odposlechy se v počítačových sítích potýkají s mnoha překážkami. Identifikátory obsažené v každém paketu jsou koncovým stanicím přidělovány po omezenou dobu, nebo si je koncové stanice dokonce samy generují a automaticky mění. Tato dizertační práce se zabývá identifikačními metodami v počítačových sítích se zaměřením na metody kompatibilní se zákonnými odposlechy. Zkoumané metody musejí okamžitě detekovat použití nového identifikátoru spadajícího pod některý z odposlechů. Systém pro zákonné odposlechy následně nastaví sondy pro odposlech komunikace. Tato práce se převážně zabývá dvěma zdroji identifikačních informací: sledováním mechanismu pro objevování sousedů a detekcí identity počítače na základě přesností měření času jednotlivých počítačů. V rámci dizertačního výzkumu vznikly grafy identit, které umožňují spojování identit s ohledem na znění povolení k odposlechu. Výsledky výzkumu je možné aplikovat v rámci zákonných odposlechů, síťové forenzní analýzy i ve vysokoúrovňových programově řízených sítích.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Over the last years, the wireless broadband access has achieved a tremendous success. With that, the telecommunications industry has faced very important changes in terms of technology, heterogeneity, kind of applications, and massive usage (virtual data tsunami) derived from the introduction of smartphones and tablets; or even in terms of market structure and its main players/actors. Nonetheless, it is well-known that the electromagnetic spectrum is a scarce resource, being already fully occupied (or at least reserved for certain applications). Tra- ditional spectrum markets (where big monopolies dominate) and static spectrum management originated a paradoxal situation: the spectrum is occupied without actually being used! In one hand, with the global transition from analog to digital Television (TV), part of the spectrum previously licensed for TV is freed and geographically interleaved, originating the consequent Television White Spaces (TVWS); on the other hand, the direct communications between devices, commonly referred as Device-to-Device (D2D) communications, are attracting crescent attention by the scientific community and industry in order to overcome the scarcity problem and satisfy the increasing demand for extra capacity. As such, this thesis is divided in two main parts: (a) Spectrum market for TVWS: where a SWOT analysis for the use of TVWS is performed giving some highlights in the directions/actions that shall be followed so that its adoption becomes effective; and a tecno-economic evaluation study is done considering as a use-case a typical European city, showing the potential money savings that operators may reach if they adopt by the use of TVWS in a flexible market manner; (b) D2D communications: where a neighbor discovery technique for D2D communications is proposed in the single-cell scenario and further extended for the multi-cell case; and an interference mitigation algorithm based on the intelligent selection of Downlink (DL) or Uplink (UL) band for D2D communications underlaying cellular networks. A summary of the principal conclusions is as follows: (a) The TVWS defenders shall focus on the promotion of a real-time secondary spectrum market, where through the correct implementation of policies for protection ratios in the spectrum broker and geo-location database, incumbents are protected against interference; (b) It became evident that an operator would recover its investment around one year earlier if it chooses to deploy the network following a flexible spectrum market approach with an additional TVWS carrier, instead of the traditional market; (c) With the proposed neighbor discovery technique the time to detect all neighbors per Mobile Station (MS) is significantly reduced, letting more time for the actual data transmission; and the power of MS consumed during the discovery process is also reduced because the main processing is done at the Base Station (BS), while the MS needs to ensure that D2D communication is possible just before the session establishment; (d) Despite being a simple concept, band selection improves the gains of cellular communications and limits the gains of D2D communications, regardless the position within the cell where D2D communications happen, providing a trade-off between system performance and interference mitigation. / Nos Ãltimos anos, o acesso de banda larga atingiu um grande sucesso. Com isso, a indÃstria das telecomunicaÃÃes passou por importantes transformaÃÃes em termos de tecnologia, heterogeneidade, tipo de aplicaÃÃes e uso massivo (tsunami virtual de dados) em consequÃncia da introduÃÃo dos smartphones e tablets; ou atà mesmo na estrutura de mercado e os seus principais jogadores/atores. PorÃm, à sabido que o espectro electromagnÃtico à um recurso limitado, estando jà ocupado (ou pelo menos reservado para alguma aplicaÃÃo). O mercado tradicional de espectro (onde os grandes monopÃlios dominam) e o seu gerenciamento estÃtico contribuÃram para essa situaÃÃo paradoxal: o espectro està ocupado mas nÃo està sendo usado! Por um lado, com a transiÃÃo mundial da TelevisÃo (TV) analÃgica para a digital, parte do espectro anteriormente licenciado para a TV à libertado e geograficamente multiplexado para evitar a interferÃncia entre sinais de torres vizinhas, dando origem a ÂespaÃos em branco na frequÃncia da TV ou Television White Spaces (TVWS); por outro lado, as comunicaÃÃes diretas entre usuÃrios, designadas por comunicaÃÃes diretas Dispositivo-a-Dispositivo (D2D), està gerando um crescente interesse da comunidade cientÃfica e indÃstria, com vista a ultrapassar o problema da escassez de espectro e satisfazer a crescente demanda por capacidade extra. Assim, a tese està dividida em duas partes principais: (a) Mercado de espectro eletromagnÃtico para TVWS: onde à feita uma anÃlise SWOT para o uso dos TVWS, dando direÃÃes/aÃÃes a serem seguidas para que o seu uso se torne efetivo; e um estudo tecno-econÃmico considerando como cenÃrio uma tÃpica cidade Europeia, onde se mostram as possÃveis poupanÃas monetÃrias que os operadores conseguem obter ao optarem pelo uso dos TVWS num mercado flexÃvel; (b) ComunicaÃÃes D2D: onde uma tÃcnica de descoberta de vizinhos para comunicaÃÃes D2D à proposta, primeiro para uma Ãnica cÃlula e mais tarde estendida para o cenÃrio multi-celular; e um algoritmo de mitigaÃÃo de interferÃncia baseado na seleÃÃo inteligente da banda Ascendente (DL) ou Descendente (UL) a ser reusada pelas comunicaÃÃes D2D que acontecem na rede celular. Um sumÃrio das principais conclusÃes à o seguinte: (a) Os defensores dos TVWS devem-se focar na promoÃÃo do mercado secundÃrio de espectro electromagnÃtico, onde atravÃs da correta implementaÃÃo de politicas de proteÃÃo contra a interferÃncia no broker de espectro e na base de dados, os usuÃrios primÃrio sÃo protegidos contra a interferÃncia; (b) Um operador consegue recuperar o seu investimento aproximadamente um ano antes se ele optar pelo desenvolvimento da rede seguindo um mercado secundÃrio de espectro com a banda adicional de TVWS, em vez do mercado tradicional; (c) Com a tÃcnica proposta de descoberta de vizinhos, o tempo de descoberta por usuÃrio à significativamente reduzido; e a potÃncia consumida nesse processo à tambÃm ela reduzida porque o maior processamento à feito na EstaÃÃo RÃdio Base (BS), enquanto que o usuÃrio sà precisa de se certificar que a comunicaÃÃo direta à possÃvel; (d) A seleÃÃo de banda, embora seja um conceito simples, melhora os ganhos das comunicaÃÃes celulares e limita os das comunicaÃÃes D2D, providenciando um compromisso entre a performance do sistema e a mitigaÃÃo de interferÃncia.