Malgré leur réussite remarquable, les premières versions des normes de réseaux locaux sans fil IEEE 802.11, IEEE 802. 11 a/b/g WLAN, sont caractérisées par une efficacité spectrale faible qui est devenue insuffisante pour satisfaire la croissance explosive de la demande de capacité et de couverture. Grâce aux progrès considérables dans le domaine des communications sans fil et l'utilisation de la bande de fréquence autour de 5 gigahertz le standard IEEE 802.11n et plus récemment 1'IEEE 802.11ac ont amélioré les débits offerts par la couche physique. Cela été possible grâce principalement à l'introduction des techniques multi-antennaires (MIMO, pour Multiple-Input) et des techniques avancées de modulation et de codage. Aujourd'hui, deux décennies après sa première apparition, le Wi-Fi est présenté comme une technologie WLAN permettant des débits supérieurs à 1 gigabit par seconde. Cependant, dans la plupart des scénarios de déploiement du monde réel, il n'est pas possible d'atteindre la pleine capacité offerte par la couche physique. Avec la croissance rapide de la densité des déploiements des WLANs et l'énorme popularité des équipements Wi-Fi, la réutilisation spatiale doit être optimisée. D'autre part, des nouveaux cas d’utilisation sont prévus pour décharger les réseaux cellulaires et pour couvrir des grandes surfaces (stades, gares, etc.). Ces environnements de haute densité représentent un vrai défi pour les générations actuelles de Wi-Fi qui doivent offrir une meilleure qualité à moindre coût. C'est dans ce contexte que s’inscrit l'objectif de cette thèse qui porte sur l'amélioration de l'efficacité des protocoles de la couche MAC des réseaux WLAN de haute densité. Notamment, un des buts de cette thèse est de contribuer à la préparation de la prochaine génération du standard Wi-Fi : IEEE 802.11ax High Efficiency WLAN (HEW). Plutôt que de continuer à cibler l'augmentation des débits maximums théoriques, nous nous concentrons dans le contexte de HEW sur l'amélioration du débit réel des utilisateurs. Pour cela, on prend en compte tous les autres équipements associés à des WLANs voisins, qui essayent d'accéder au même canal de transmission d’une manière simultanée. Pour améliorer la performance du Wi-Fi dans ces environnements denses, nous proposons une adaptation dynamique du mécanisme de détection de signal. Comparé au contrôle de la puissance de transmission, le mécanisme proposé est plus incitatif parce que l'utilisateur concerné bénéficie directement de son application. Les résultats de nos simulations montrent des gains importants en termes de débit atteint dans les scénarios de haute densité. Ensuite, nous étudions l’impact de la nouvelle adaptation sur les mécanismes de sélection de débit actuellement utilisés. D'après les résultats obtenus, 1'adaptation proposée peut être appliquée sans avoir besoin de modifications substantielles des algorithmes de sélection de débit. Pour améliorer l'équité entre les différents utilisateurs, nous élaborons une nouvelle approche distribuée pour adapter conjointement le mécanisme de détection de signal et le contrôle de la puissance de transmission. Cette approche est évaluée ensuite dans différents scénarios de simulation de haute densité où elle prouve sa capacité à résoudre les problèmes d'équité en particulier en présence de nœuds d'anciennes générations dans le réseau, cela tout en améliorant le débit moyen d'un facteur 4 par rapport à la performance conventionnelle du standard. Enfin, nous concevons et mettons en œuvre une solution centralisée basée sur l'apprentissage à base de réseaux de neurones. Cette approche repose sur l'adaptation conjointe de puissance de transmission et du mécanisme de détection du signal. [...] / Despite their remarkable success, the first widely spread versions of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 Wireless Local Area Network (WLAN) standard, IEEE 802. 11 a/b/g, featured low spectral efficiencies that are becoming insufficient to satisfy the explosive growth in capacity and coverage demands. Thanks to the advances in the communication theory and the use of the 5 GHz frequency band, the IEEE 802.11n and recently the IEEE 802.1lac amendments improved the Physical Layer (PHY) data rates by introducing Multiple-Input Multiple Output (MIMO) techniques, higher Modulation and Coding Scheme (MCS), etc. Today, after almost two decades of its first appearance, Wi-Fi is presented as a gigabit wireless technology. However, the full potential of the latest PHY layer advances cannot be enabled in all real world deployment scenarios. With the rapidly increasing density of WLAN deployments and the huge popularity of Wi-Fi enabled devices, spatial reuse must be optimized. On another hand, the new challenging use case environments and the integration of mobile networks mainly for cellular offloading are limiting the opportunity of the current Wi-Fi generations to provide better quality at lower cost.In this thesis, we contribute to the current standardization efforts aiming to leverage the Wi-Fi efficiency in high density environments. At the time of writing this document, the IEEE 802.11ax Task Group (TG) is developing the specification for the High Efficiency WLAN (HEW) standard (next Wi-Fi evolution). Rather than continuing to target increased theoretical peak throughputs, we focus in the context of HEW on improving the throughput experienced by users in real life conditions where many other devices, belonging to neighboring overlapping networks, simultaneously contend to gain access. To enhance this performance, we propose a dynamic adaptation of the carrier sensing mechanism. Compare to controlling the transmission power, the proposed mechanism has more incentives because it benefits directly the concerned user. Extensive simulation results show impor1ant throughput gains in dense scenarios. Then, we study the impact of the new adaptation on the current rate control algorithms. We find that our adaptation mechanism operates efficiently without substantially modifying these algorithms that are widely used in today's operating WLANs. Furthermore, after analyzing the fairness performance of the proposed adaptation, we devise a new approach to jointly adapt the carrier sensing and the transmission power in order to preserve higher fairness degrees while improving the spatial reuse. This approach is evaluated in different dense deployment scenarios where it proves its capability to resolve the unfairness issues especially in the presence of legacy nodes in the network, while improving the achieved throughput by 4 times compared to the standard performance. Finally, we design and implement centralized learning-based solution that uses also an approach based on joint adaptation of transmission power and carrier sensing. This new solution takes benefit from the capability of artificial neural networks to model complex nonlinear functions to optimize the spatial reuse in dense WLANs while preserving fairness among contending nodes. The different contributions of this work have helped bring efficient solutions for future WiFi networks. We have presented these solutions to the IEEE 802.11ax TG where they were identified as important potential technical improvements for the next WLAN standard.

Depuis plusieurs années, les technologies de l’information et de la communication connaissent un développement spectaculaire. Le trafic d’information augmente exponentiellement alors que l’évolution de l’efficacité énergétique des réseaux, définie généralement comme le rapport entre l’énergie utile en sortie du système et l’énergie totale fournie au système, n’augmente que de manière linéaire. Pour soutenir la demande de trafic, il est alors nécessaire de multiplier les équipements réseaux ce qui augment la facture énergétique des opérateurs et les émissions de gaz carbonique. Devant l’urgence de la situation, de nombreux projets et consortiums ont été créés avec l’objectif de renforcer l’efficacité énergétique des réseaux. Par exemple, le consortium GreenTouch™ fondé en 2010 a pour objectif d’améliorer l’efficacité énergétique des réseaux d’un facteur 1000 d’ici 2015 et de réduire leur consommation énergétique de 90% d’ici 2020 (par rapport à 2010). Le projet METIS a pour objectif de définir les télécommunications de 2020 (5G) cherche des solutions efficaces minimisant les coûts, les ressources et la consommation énergétique. Le projet MiWEBA qui intègre les ondes millimétrique aux communications mobiles dans le but d’augmenter la capacité du réseau d’un facteur 1000 avec un coût raisonnable.Dans cette thèse, nous abordons deux solutions répondant aux challenges de la 5G et permettant de réduire les niveaux des puissances rayonnées par les systèmes de télécommunications : l’amélioration de la couche physique via les techniques de focalisation spatiale et l’adaptation de lien multi-technologies. L’objectif principal de la thèse est de réaliser des transmissions de données très haut débit à forte efficacité énergétique à l’aide d’une connectivité multi-technologies sans coutures y compris dans des réseaux comprenant une multitude de périphériques à faible complexité.L’organisation de la thèse est la suivante : tout d’abord, l’implémentation de techniques de focalisation spatiale, le Retournement Temporel (RT) et l’EGT (Equal Gain Transmission), dans un système utilisant les dernières évolutions du standard IEEE 802.11, notamment l’intégration d’une composante 60 GHz, est étudiée. Les performances de ces techniques sont analysées de manière à identifier les conditions optimales de leur utilisation et il est montré qu’avec un minimum de deux antennes de transmission, elles permettent d’améliorer les performances énergétiques des systèmes tout en ayant une faible complexité d’implémentation. Des modifications du standard permettant d’augmenter l’efficacité énergétique sont également proposées. Une analyse cross-layer est ensuite réalisée afin de définir protocoles d’estimation de canal tenant compte des spécificités du RT. De plus, les améliorations énergétiques liées à l’utilisation du RT sont confirmées en tenant compte des dégradations des performances de la couche de liaison. Enfin, une métrique d’occupation temporelle est définie et associée à des techniques d’adaptation de lien mono et multi-technologies existantes dans le but d’améliorer la sélection d‘interfaces de transmission pour augmenter l’efficacité énergétique sans affecter les performances des systèmes utilisant un accès aléatoire au canal de communication. L’utilisation de cette métrique permet, dans certaines configurations, d’augmenter d’un facteur sept l’efficacité énergétique d’un système utilisant le Wi-Fi et, dans le cas multi-technologies, de répartir le trafic sur les différentes interfaces de transmission afin d’éviter la saturation des canaux de communication. / Over the past few years, information and communications technologies have experienced a spectacular development. Traffic demand grows exponentially while energy efficiency of networks –usually defined as the ratio between delivered power and supplied power- only increases linearly. In order to supply the data traffic, it is necessary to duplicate networks equipments increasing energy costs for operators and carbon dioxide emissions. To face this dramatic situation, several projects and consortiums have been created and aim to increase networks energy efficiency. For instance, the GreenTouch™ consortium funded in 2010 aims to improve networks energy efficiency by a factor 1000 by 2015 and to reduce energy consumption of TICs by 90% by 2020 (compared with 2010 levels). METIS project aims to define 2020s communications (5G) search for efficient solutions with low costs, low resources use and low power consumption of systems. MiWEBA project brings millimeter-waves into the mobile radio word to extend the network capacity by 1000 at reasonable cost.In this thesis we study two solutions to answer 5G challenges and reduce radiated power levels of telecommunications systems: physical layer improvements through spatial focalization techniques and multi-technologies link adaptation. This thesis main goal is to achieve very high data transmission rates with high energy efficiency and seamless connectivity using multiple-interfaces technologies even in networks composed of a high number of low-complexity devices.The thesis is organized as follows: first, Time Reversal (TR) and Equal Gain Transmission (EGT) implementation is studied and applied to a system using the latest amendments of IEEE 802.11 standard, including 60 GHz transmissions. Performance of these techniques is analyzed in order to identify optimal conditions of use and it is shown that they only require a minimum of two transmit antennas to increase the energetic performance of systems while having a low implementation complexity. Standard modifications allowing an increase of energy efficiency are proposed. Then, a cross-layer analysis is performed to define channel estimation protocols taking TR specificities into account. Moreover, TR energetic benefits are validated considering its drawbacks at the link layer level. Finally, a time-availability metric is defined and associated to existing mono or multi-technologies adaptation techniques and aim to increase energy efficiency without degrading the performance of systems using random access to the communication channel. This metrics allows –in some configurations- to increase by a factor seven the energy efficiency of a system using Wi-Fi and, in a multi-technologies scenario, to allocate the data traffic to the several interfaces in order to avoid communication channels saturation.

The healthcare environment is a complex one, saturated by wireless medical devices and sensitive patient data flowing through the network traffic. With the increased popularity of wireless medical devices in the healthcare domain together with the announcement of the new wireless security standard WPA3 comes a need to prepare for a new generation shift in wireless security. The goal of this study is therefore to investigate what challenges the healthcare sector can encounter when faced with the inevitable transition to WPA3. By performing a literature review on the security state of WPA3 compared to its predecessor and performing qualitative interviews with network technicians working in the healthcare sector, three major challenges were identified. IT professionals in the healthcare domain struggle with integrating legacy software systems, keeping middleware software solutions secure, and with handling hardware medical devices that come with outdated wireless standards. By analysing existing literature, several mitigating actions to battle these challenges were presented in this study.

The goal of this thesis is an exploration of the possibilities of Espressif's ESP32 chips in combination with Espressif IoT Development Framework with intention of implementing well-known Wi-Fi attacks on this platform. In this work, multiple implementation proposals were done for deauthentication attack in two variants followed by WPA/WPA2 handshake capture, attack on PMKID, creation of rogue MitM access point, or brute-force attack on WPS PIN, and more. A universal penetration tool ESP32 Wi-Fi Penetration Tool was proposed and implemented, including deauthentication attacks with WPA/WPA2 handshake capture. This tool provides an easy way to configure and run malicious Wi-Fi attacks without any domain knowledge required from the user. The outcome of this work opens new attack vectors for the attacker, thanks to cheap, ultra-low powered, and lightweight ESP32 chips.

This thesis deals with door video phone on the platform Raspberry Pi. There is described the platform Raspberry Pi, Raspberry Pi Camera module, operating systems for Raspberry Pi and described installing and configuring the software. Next is described the concept and description of programs created for door video phone and design of additional modules.

This thesis deals with door video phone on the platform Raspberry Pi. There is described the platform Raspberry Pi, Raspberry Pi Camera module, operating systems for Raspberry Pi and described installing and configuring the software. Next is described the concept and description of programs created for door video phone and design of additional modules.

La récente émergence des smartphones et des objets connectés a révolutionné le mode de vie des utilisateurs. Ces dispositifs ubiquitaires et équipés de plusieurs interfaces sans fil de communication, sont rapidement devenus indispensables dans la vie quotidienne des utilisateurs avec une utilisation intensive. Les interfaces sans fil de ces objets connectés émettent périodiquement des informations, certaines sont spécifiques aux utilisateurs et permettent par effet de bord d’identifier et de suivre leur déplacements. Le suivi des utilisateurs via les informations fortuitement émises par leurs périphériques sans fil se nomme le Wireless Physical Tracking. Les possibilités offertes par le Wireless Physical Tracking ont suscité un fort intérêt. Plusieurs applications se sont développés et ont permis d’apporter de l’innovation dans plusieurs domaines. Des sociétés de marketing l’utilisent afin de proposer à leurs clients de la publicité ciblée en fonction de leurs parcours dans leur zone d’activité. À une échelle plus grande, les villes intelligentes, ou smart-cities analysent le mouvement des utilisateurs afin d’apporter des services pour le confort des habitants. Enfin, dans le domaine de la recherche, les réseaux Ad-Hoc mobiles et autres DTN nécessitent de s’intéresser à cette pratique car l’étude de la mobilité des utilisateurs représentent un élément clé pour améliorer les performances de ce type de réseau. Cependant, la collecte de ces informations sans le consentement des utilisateurs ou sans qu’elles soient correctement protégées représentent un risque réel pour leur vie privée. C’est autour de ce contexte que s’articule cette thèse divisée en deux parties. La première présente les technologies PAN et WAN, l’état de l’art des méthodes de Wireless Physical Tracking et les contre mesures adoptés. La deuxième partie présentent les contributions de la thèse qui visent à proposer de nouvelles méthodes de suivi, analyser les performances de celles-ci face aux méthodes existantes et dans le cas particulier de l’application de crowd-localisation, à proposer des méthodes de suivi respectueuse de la vie privée. / The recent rise of smart-phones and connected objects has a deep impact its users lifestyle. In 2017, more than a billion and a half smart-phones were sold around the world. These ubiquitous devices, equipped with several wireless communication interfaces, have quickly become essential in the daily life of users with an intensive use. The wireless interfaces of these connected objects periodically transmit information on the network, some of which are user-specific and allow to identify and track their mobility. Tracking users by collecting the information generated by their wireless devices is called Wireless Physical Tracking. The opportunities offered by the Wireless Physical Tracking raised a lot of interest. Several applications have been developed and have brought innovation in several areas. Marketing companies use it to offer to their customers targeted advertising based on their movements in their area of activity. On a larger scale, Smart Cities or smart-cities analyse the movement of users in order to provide services for their inhabitants. Finally, in the field of research in mobile Ad-Hoc networks and DTNs, users mobility is a key element which need to be collected and analysed. However, the collection of this information without the consent of the users or without being properly protected induce a real risk to their privacy. It is around this context that this thesis is focused on. It’s divided into two parts. The first presents the PAN and WAN technologies, the state of the art of Wireless Physical Tracking methods and the adopted counter measures. The second part presents the contributions of the thesis which aims at developing new methods for Physical Tracking and analysing their performances compared to the existing methods. We first present an evaluate BPM, a bluetooth passive monitoring that allows to track the users of Classic Bluetooth device with a detection delay significantly lower than the methods previously used. We then focus on Bluetooth Low Energy and propose the use of a BLEB, a botnet of users tracking BLE objects with their smart-phones. Finally, we also focus on preserving users privacy through the proposal of PPCL, a privacy preserving crowdlocalisation method which allow to track users assets without being trackable.

In modern Mobile Ad hoc Networks (MANETs), service discovery is a major component for mobile devices to exchange data and find available services. However, service discovery architectures developed and adopted by the industry either are not appropriate for MANETs or cannot provide security and privacy protection to clients. Service discovery architectures could be either directory-based or directory-less. Both of the two types of architectures suffer from certain security or privacy issues: The directory-based architecture requires a directory server to facilitate communication between service providers and users, which makes the directory server a single point of failure and may harm users’ privacy if the directory server is honestbut- curious; the directory-less architecture solves these two problems but without a trusted directory, the Denial of Service (DoS) attacks can be easily performed on all entities in the system since the mutual authentication between entities consumes significant computational resource. Wi-Fi Aware, a recently introduced Wi-Fi-based connectivity, allows MANETs nodes to discover and connect directly to each other without any infrastructure. Moreover, the size of the message transmitted in this process is large enough (around 255 bytes) for security and privacy protection. So in this thesis, we implemented a Wi-Fi Aware-based decentralized secure service discovery system that allows the clients to directly discover nearby service providers and provide mutual authentication between them without a directory server. In our system we leverage several schemes, including bloom filter, Timed Efficient Stream Loss- Tolerant Authentication (TESLA), and client puzzle. A set of experiments are carried out for the evaluation of the implemented system. The evaluation results show that our system meets most of the security requirements of service discovery architectures with acceptable processing delays. / I moderna moblie ad hoc -nätverk (MANETs) är service discovery en huvudkomponent för noder för att utbyta data och hitta andras tjänster. Men serviceupptäcktsarkitekturerna som utvecklats och antagits av branschen är antingen inte lämpliga i MANET eller kan inte ge kunderna säkerhet och integritetsskydd. service discovery-arkitekturer är katalogbaserade eller kataloglösa. Båda de två arkitekturerna lider av vissa säkerhetseller sekretessproblem: Den katalogbaserade arkitekturen kräver att katalogservern underlättar kommunikationen mellan tjänsteleverantörer och användare, vilket gör katalogservern till en enda felpunkt och kan skada användarnas integritet om katalogservern är ärlig-men-nyfiken; Den kataloglösa arkitekturen löser dessa två problem men utan en pålitlig katalog kan Denial of Service (DoS) -attacker enkelt utföras på alla enheter i systemet eftersom den ömsesidiga autentiseringen mellan enheter förbrukar massor av beräkningsresurser. Nyligen, med den nyaWi-Fi-funktionen som kallas WiFi-Aware cite wifiaware, kan MANET-noder upptäcka och ansluta direkt till varandra utan någon annan typ av anslutning mellan dem . Dessutom är storleken på meddelandet som överförs i denna process tillräckligt stor (cirka 255 byte) för säkerhetsautentisering. Så i denna avhandling implementerade vi ett Wi-Fi Aware-baserat Decentralized Secure service discovery-system som gör att klienterna direkt kan upptäcka närliggande tjänsteleverantörer och tillhandahålla ömsesidig autentisering mellan dem utan en katalogserver. I vårt system används flera system för att skydda vårt system från ovanstående säkerhets- och integritetsfrågor, bland annat blomfilter, Timed Efficient Stream Loss-Tolerant Authentication (TESLA) och klientpussel. En uppsättning utvärderingsförsök utförs för det implementerade systemet. Utvärderingsresultaten visar att vårt system uppfyller de flesta säkerhetskraven för service discovery -arkitekturer med en acceptabel bearbetningsfördröjning.

Globally, the number of mobile broadband subscriptions is growing and the amount of mobile data traffic is expected to continue to grow rapidly. In the next five years the number of smartphone subscriptions is expected to more than double, while the amount of mobile traffic per active subscription per month of these subscribers is expected to nearly quadruple. As a consequence, mobile network operators (MNOs) aim to increase radio network capacity and coverage through heterogeneous deployments. In such heterogeneous networks, wireless local area networks (WLANs) are integrated with wireless wide area networks (WWANs), and there exist a tight interaction between them. The almost-ubiquitous support for IEEE802.11 WLANs (usually referred to as Wi-Fi®) makes this radio access technology a potential integrated component of near-future mobile broadband. With Wi-Fi completely integrated into mobile access, MNOs would optimize user experience and use of resources by controlling device’s choice of connectivity. In addition to guaranteeing the best user experience, optimal use of access networks should care about energy-efficiency in order to extend device’s battery life. However, the performance of Wi-Fi is far from meet neither energy-efficiency nor quality of service (QoS) user’s requirements. This radio access technology employs an energy-consuming medium access control (MAC) protocol that wastes both bandwidth and device’s energy resources. Therefore, enhanced MAC protocols, cleverly combined with standardized power saving mechanisms such as automatic power save delivery (APSD), would improve both energy-efficiency and QoS in order to enhance WLANs performance and meet user’s expectations. In addition, current WLAN discovery mechanisms neither meet requirements of the integrated scenario. Handover operations must be improved in terms of energy efficiency and latency. Consequently, enhanced handover schemes should reduce overall device’s energy consumption during the process, and enable seamless handover between Wi-Fi APs and between cellular/Wi-Fi networks. During this thesis project, the main challenges of Wi-Fi towards its integration into mobile access broadband have been analyzed. Consequently, a solution has been designed in order to address the identified challenges, which have been introduced in the previous paragraphs. The solution consists of enhancements for IEEE 802.11 WLANs based on current standards that achieve energy-efficiency and QoS, and facilitate Wi-Fi/cellular networks interworking. Finally, a custom-designed simulator has been used to evaluate the proposed solution. / Globalt sett är antalet mobila bredbandsabonnemang ökar och mängden av mobil datatrafik förväntas fortsätta att växa snabbt. Under de kommande fem åren kommer antalet smartphone-abonnemang väntas mer än fördubblas, medan mängden av mobiltrafiken per aktiv prenumeration per månad för dessa abonnenter väntas nästan fyrdubbla. Som en följd av mobiloperatörer som mål att öka sin radio nätkapacitet och täckning genom heterogena distributioner. I sådana heterogena nätverk, är trådlösa lokala nätverk (WLAN) integrerad med trådlösa WAN-nätverk (WWAN), och det finns en tät interaktion mellan dem. För att möta denna efterfrågan ämnar operatörer av mobila nätverk att öka kapacitet och täckning genom att bygga ut heterogena nätverk. I sådana heterogena nätverk integreras trådlösa lokala nätverk (WLAN) med nätverk med större yttäckning (cellulära nät) med täta interaktioner mellan de olika näten. Det mycket utbredda stödet för IEEE 802.11-standarden (ofta kallad för Wi-Fi®) för WLAN gör denna radioaccessteknik till en potentiell integrerad komponent för mobilt bredband i den nära framtiden. Med Wi-Fi som en integrerad i det mobila accessnätet kan mobilnätsoperatörer optimera användarupplevelsen och resursanvädningen genom att styra de mobila enheternas val av uppkoppling. Förutom att garantera den bästa användarupplevelsen så bör valet av accessnät ta hänsyn till energieffektiviteten för att förlänga batteridrifttiden för den mobila enheten. Wi-Fi är dock långt ifrån att uppfylla användarnas krav på energieffektivitet och tjänstekvalitet, eftersom denna radioaccessteknik använder ett mediumaccessprotokoll (MAC) som varken använder bandbredd eller batterienergi effektivt. Därför kan förbättrade MAC-protokoll kombinerade med standardiserade energibesparingslösningar såsom automatic power save delivery (APSD) ge bättre energieffektivitet och tjänstekvalitet, och därmed förbättra WLANs möjligheter att möta användarnas förväntningar. Dessutom har nuvarande nätverksidentifieringsmekanismer i WLAN svårt att uppfylla kraven i ett scenario med integrerade nätverk, eftersom den nuvarande sökmetoden är långsam och använder mycket energi. En förbättrad lösning bör minska energikonsumtionen under hela processen, och möjliggöra avbrottsfri övergång mellan Wi-Fi accessnoder och mellan cellulära och Wi-Fi-nätverk. Under detta examensarbete har de största utmaningarna för Wi-Fi under integrationen med mobil bredbandsaccess analyserats. En lösning har utvecklats för att lösa de identifierade problemen som beskrivits ovan. Lösningen består av förbättringar av IEEE 802.11 accessnät, som bygger vidare på existerande standardens energieffektivitets- och tjänstekvalitetslösningar och underlättar samverkan mellan Wi-Fi och cellulära nätverk. Slutligen har en egenutvecklad simulator använts för att utvärdera den föreslagna lösningen.

Comme le Wi-Fi est devenu de plus en plus important dans les réseaux actuels, ainsi que dans les réseaux du futur, de nouvelles exigences " opérateur " se sont apparues afin de supporter les attentes des utilisateurs et de fournir des réseaux Wi-Fi de haute performance. Dans ce contexte, nous étudions plusieurs problèmes liés à la conception et l'optimisation des réseaux Wi-Fi opérateur de nouvelle génération. Dans la première étape, notre objectif est d'améliorer l'expérience utilisateur Wi-Fi et de lui offrir un accès personnalisé et transparent aux réseaux et services Wi-Fi. Pour cela, nous proposons une extension des trames de gestion IEEE 802.11 pour activer la découverte des services locaux avant l'association Wi-Fi, tout en évitant la surcharge du canal. Nous définissons également un ensemble d'étiquettes de service pour identifier d'une manière standardisée les services les plus connus. Dans la deuxième étape, nous adressons les problèmes liés à l'architecture et la gestion du réseau dans un environnement Wi-Fi opérateur de nouvelle génération. Plus précisément, nous proposons, tout d'abord, une nouvelle architecture Wi-Fi qui exploite les concepts de NFV et du Edge Cloud Computing. Nous visons à travers cette architecture à apporter plus d'agilité et d'adaptabilité et d'améliorer la QoS perçue par l'utilisateur en plaçant des fonctions réseau et certains services à proximité de lui. Pour faire face à certains problèmes de gestion dans cette architecture, nous proposons ensuite des stratégies de placement et de provisionnement des fonctions de réseau virtuelles en s'appuyant sur des exigences de QoS. / As Wi-Fi is gaining a lot of momentum in today’s networks as well as in future networks, new carrier-grade requirements are emerging to support future user expectations and provide high-performance Wi-Fi networks. In this context, we investigate several problems surrounding the design and optimization of carrier-grade next-generation Wi-Fi networks. In the first stage, our objective is to improve the Wi-Fi user experience and offer to him a personalized and seamless access to Wi-Fi networks and services. For this, we propose an extension to the IEEE 802.11 management frames to enable venue service discovery prior to Wi-Fi association while avoiding channel overhead. We define also a set of extensible service labels to uniquely and globally identify the most known venue-based services. In the second stage, we deal with network architecture and management issues in next-generation carrier Wi-Fi environment. More specifically, we first propose a novel carrier-managed Wi-Fi architecture that leverages NFV and Edge Cloud Computing concepts. We aim through this architecture to bring more agility and adaptability and improve user perceived QoS by placing network functions and certain services close to end-users. To address some major management issues in this proposed architecture, we then propose placement and provisioning strategies of Virtual Network Functions based on QoS requirements. These strategies can also be applied to any edge-central wireless carrier architecture, since they do not make any assumption about the underlying wireless technology.