La sécurité est un enjeu majeur dans le cycle de développement des systèmes critiques, notamment dans le secteur du transport ferroviaire. Cette thèse vise la modélisation, la vérification et la validation des règles d'exploitation ferroviaires au regard des exigences de sécurité. Ces règles ont pour but de définir les autorisations de déplacement des trains sur des lignes ferroviaires nationales équipées du système européen de gestion du trafic ferroviaire (ERTMS). De manière analogue, on trouve les concepts liés aux autorisations dans la description des politiques de contrôle d'accès des systèmes d'information. Par conséquent, nos contributions portent sur l'adaptation d'une approche UML/B pour le contrôle d'accès des systèmes d'information afin de modéliser et de valider les règles d'exploitation ferroviaires. Dans un premier temps, nous avons adapté le modèle Role Based Access Control (RBAC) sur une étude de cas ferroviaire extraite des règles d'exploitation appliquées sur la ligne à grande vitesse LGV Est-Européenne en France. La plate-forme B4MSecure nous a permis de modéliser ces règles à l'aide d'un profil UML de RBAC inspiré de SecureUML. Ensuite, ces modèles sont transformés en des spécifications B qui ont été enrichies par des propriétés de sécurité ferroviaire et soumises à des activités de vérification et de validation formelles. Aux concepts du modèle RBAC, le modèle Organization Based Access Control (Or-Bac) introduit la notion d'organisation, au centre de ce modèle, et la notion de contexte. Nous avons donc proposé d’utiliser ce modèle en tant qu’extension du modèle RBAC dans l’optique d’une interopérabilité ferroviaire en ERTMS. / The safety is a major issue in the development cycle of the critical systems, in particular in the rail transportation sector. This thesis aims at the modeling, the verification and at the validation of the railway operating rules with regard to the safety requirements. These rules intend to define the authorizations of trains movement on national railway lines equipped with the European Rail Traffic Management System (ERTMS). In a similar way, we find the concepts of authorizations in the description of access control policies of information systems. Consequently, our contributions concern the adaptation of an UML/B approach for the access control of information systems to model and validate the railway operating rules. At first, we adapted the Role Based Access Control (RBAC) model on a railway case study extracted from the operating rules applied on the LGV-Est-Européenne line in France. The B4MSecure platform enables the modeling of these rules by means of a UML profile of RBAC inspired by SecureUML. Then, these models are transformed into B specifications. which are enhanced by railway safety properties and formally verified and validated. In addition to the concepts of the RBAC model, the Organization Based Access Control (Or-Bac) model introduces the notion of organization, in the center of this model, and the notion of context. We have therefore proposed to use this model as extension of the RBAC model in the context of railway interoperability in ERTMS.

A reactive control system is a computer system reacting to certain stimuli emitted by its environment in order to maintain it in a desired state. Distributed reactive control systems are generally composed of several processes, running in parallel on one or more computers, communicating with one another to perform the required control task. By their very nature, distributed reactive control systems are hard to design. Their distributed nature and/or the communication scheme used can introduce subtle unforeseen behaviours. When dealing with critical applications, such as plane control systems, or traffic light control systems, those unintended behaviours can have disastrous consequences. It is therefore essential, for the designer, to ensure that this does not happen. For that purpose, rigorous and systematic techniques can (and should) be applied as early as possible in the development process. In that spirit, this work aims at providing the designer with the necessary tools in order to facilitate the development and validation of such distributed reactive control systems. In particular, we show how using a dedicated language called dSL (Distributed Supervision language) can be used to ease the development process. We also study how validations techniques such as model-checking and testing can be applied in this context. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le calcul des coûts des séjours et des pathologies peut être abordé selon différentes perspectives :les coûts à charge des systèmes sociaux, des patients ou des hôpitaux. La thèse est centrée sur cette dernière approche.<p>Les DRGs représentent la tentative la plus récente de maîtriser la croissance des dépenses des hôpitaux en introduisant une médicalisation partielle des mécanismes de financement.<p>La connaissance des coûts des pathologies peut permettre aux hôpitaux de participer à l’élaboration des tarifs par pathologie en faisant partie d’un échantillon de référence des coûts hospitaliers. En cas de financement basé sur les pathologies, les hôpitaux doivent pouvoir comparer le coût des séjours au chiffre d’affaires octroyé et s’y adapter. Cet intérêt s’accroît en cas de financement forfaitaire, évolution qui semble se profiler en Belgique tout comme dans d’autres pays. En décrivant une méthodologie de calcul des coûts par pathologie et en indiquant la manière dont ceux-ci pourraient contribuer à la création d’une échelle de cost-weights, notre thèse incite les hôpitaux à adopter une politique proactive dans le domaine du financement des hôpitaux. <p>Les comparaisons de coûts hospitaliers pour évaluer la gestion sont pratiquées depuis de nombreuses années. Cependant, ce « benchmarking » est imparfait car il ne prend pas en compte la lourdeur des patients pris en charge. La standardisation des coûts sur base du case-mix de l’hôpital suppose un préalable important :l’existence d’une échelle de cost-weights issue d’un échantillon représentatif d’hôpitaux. Si cette situation n’est pas encore totalement rencontrée en Belgique, il est néanmoins possible de suggérer une voie de réflexion. La simulation inspirée de la méthodologie suisse à partir d’un échantillon de quatre hôpitaux belges présentée dans le cadre de cette thèse, est une première avancée en ce sens. <p>Un des problèmes majeurs de la gestion hospitalière est d’intéresser les prescripteurs et les prestataires à un contrôle de gestion essentiellement financier. Depuis quelques années, de nombreux efforts visent à intégrer de nouveaux indicateurs de performance dans les tableaux de bord. L’analyse des coûts des pathologies et de la variabilité des cas permet d’entamer un dialogue entre gestionnaire et corps médical. En abordant différentes études (apport des nomenclatures dans le calcul des coûts par pathologie, mesure des coûts associés aux bactériémies nosocomiales, analyse des facteurs médico-sociaux expliquant les surcoûts des patients outliers, analyse de la relation entre le coût et la sévérité des cas, comparaison des coûts de production et des pratiques médicales), nous avons voulu montrer l’importance d’associer une approche médicalisée à des raisonnements économiques. Si elle se développe, cette approche est susceptible de représenter un moyen de communication idéal entre le personnel médical et soignant et le monde de la gestion. <p>Comme nous le rappelions au début de cette thèse, les concepteurs des DRGs (Fetter et Thompson) ont regretté le manque d'intérêt manifesté par les gestionnaires d'hôpitaux pour l'utilisation de leur concept dans le management hospitalier. Au terme de cette thèse, nous pensons que, si l'analyse des coûts par pathologie reste encore d'un abord difficile, elle peut rendre d'importants services en associant médecins et managers à l'élaboration d'un contrôle de gestion enfin adapté à la spécificité de leurs institutions.<p> / Doctorat en Sciences de la santé publique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette étude porte sur les préoccupations de techniciens en milieu scolaire dans le cadre de l'intégration d'un nouveau système d'exploitation. Elle vise les objectifs suivants : 1) recenser les préoccupations des destinataires d'un changement dans le cadre du passage au système d'exploitation GNU/Linux et 2) savoir en quoi, selon eux, ces préoccupations risquent d’affecter leur façon de travailler avec un nouveau système d'exploitation. Quatre techniciens vivant un projet d'expérimentation visant à implanter le système d'exploitation GNU/Linux dans une commission scolaire furent interviewés. Les entrevues visant particulièrement à faire ressortir les craintes, les peurs, les préoccupations et les comportements de « non-changement ». Les résultats de l'étude ont démontrés que les techniciens vivant le projet d'expérimentation vivaient des préoccupations dans 3 phases de préoccupations sur une échelle de sept, soit les préoccupations centrées sur le destinataire, l'organisation et l'expérimentation. Malgré de nombreuses préoccupations les techniciens disent qu’ils sont prêts à aller de l'avant avec GNU/Linux à condition de respecter certaines règles, notamment en ce qui a trait au type d'installation du système d'exploitation GNU/Linux. / This study delineates the concerns of computer technicians pertaining to the integration of a new operating system (GNU/Linux). The study has the following aims: 1) to quantify and qualify the technicians concerns ; and 2) to examine whether or how these concerns might affect the ways in which recipients work within a new operating system. Four technicians undergoing an integration of the GNU/Linux operating system were interviewed. Interview questions focused technicians fears and concerns about the operating system as well as any elements that may – or may not – lead techniciens to not effectuate a system change. The results of the study show that the technicians had concerns in 3 particular phases (out of a potential scale of seven phases). Their concerns primarily revolved around the recipient, the organization and the experimentation itself. The study also shows that even if notable concerns are present, the technicians are still willing to implement the GNU/Linux operating system. Appeals to certain rules and what type of installation ought to occur (with respect to GNU/Linux) figured prominently.

Dans le domaine des réseaux de capteurs sans-fil (dits « WSN »), les piles réseau spécialisées constituent un domaine de recherche très actif depuis maintenant de nombreuses années. Toutefois, beaucoup de ces études, notamment concernant les couches basses de ces piles réseau, n’ont pas dépassé le stade de la théorie. Leurs implantations n’ont sauf exception pas fait l’objet d’efforts poussés ou systématiques, surtout dans le cadre des systèmes d’exploitation spécialisés. Nous nous proposons donc, dans cette thèse, de nous focaliser sur l’analyse des interactions entre les protocoles des couches basses et les plates-formes logicielles dédiées, et de les optimiser, notamment au niveau de l’implantation. Nous passons d’abord en revue et évaluons les différents systèmes d’exploitation spécialisés, et choisissons celui offrant les fonctionnalités, notamment temps-réel, que nous estimons nécessaires pour implanter des protocoles MAC / RDC novateurs et performants. Nous entreprenons ensuite un effort d’étude, d’amélioration et d’optimisation de ces couches basses des piles spécialisées, et montrons, avec une implantation concrète d’un de nos protocoles MAC / RDC avancés, que nous pouvons amener des progrès notables dans la qualité de service (QdS) des WSN, notamment avec un trafic réseau intense. Nous examinons en outre des inexactitudes inattendues dans les simulations / émulations effectuées par Cooja / MSPSim, et analysons les problèmes de fiabilité posés par l’utilisation de cet outil pour effectuer des évaluations de performances, notamment temporelles, de WSN. Nous proposons enfin de nouvelles pistes pour de futures améliorations et optimisations de ces couches basses des piles réseau spécialisées, afin d’améliorer encore la fiabilité, les performances et la consommation énergétique des WSN. / In the field of wireless sensors networks (WSN), specialized network stacks have been a very active research field for many years. However, most of this research, especially on lower layers of the network stacks, did not go beyond theory. Their implementations have generally not been the subject of deep or systematic effort, especially within the framework of dedicated operating systems. We thus propose, in this thesis, to focus on interaction analysis between lower layers’ protocols and dedicated software platforms, and to optimize them, especially at the implementation level. We first review and evaluate the various dedicated operating systems, and choose the one offering the necessary features to implement efficient and innovative MAC/RDC protocols. We then study, improve and optimize these lower layers of specialized stacks, and show, with an actual implementation of one of our advanced MAC/RDC protocols, that we can bring significant improvements in the quality of service (QoS) of WSNs, especially under heavy network traffic. We also report inaccuracies in Cooja/MSPSim simulations/emulations, and analyze the reliability issues caused by the use of this tool for performing evaluations (especially time-related) of WSNs. We finally propose some new leads for future enhancements and optimizations of the lower layers of these specialized network stacks, in order to further improve the liability, performances and energy consumption of WSNs.

La Tolérance aux pannes Byzantines (BFT) est de plus en plus cruciale avec l'évolution d'applications et en raison de la croissance de l'innovation technologique en informatique. Bien que des dizaines de protocoles BFT aient été introduites dans les années précédentes, leur mise en œuvre ne semble pas satisfaisant. Pour faire face à cette complexité, due à la dépendance d'un protocole d'une situation, nous tentons une approche qui permettra de sélectionner un protocole en fonction d'une situation. Ceci nous paraît, en s'inspirant de tout système d'encrage, comme une démarche nécessaire pour aborder la problématique de la BFT. Dans cette thèse, nous introduisons un modèle de sélection ainsi que l'algorithme qui permet de simplifier et d'automatiser le processus d'élection d'un protocole. Ce mécanisme est conçu pour fonctionner selon 3 modes : statique, dynamique et heuristique. Les deux derniers modes, nécessitent l'introduction d'un système réactif, nous ont conduits à présenter un nouveau modèle BFT: Adapt. Il réagit à tout changement et effectue, d'une manière adaptée, la commutation entre les protocoles d'une façon dynamique. Le mode statique permet aux utilisateurs de BFT de choisir un protocole BFT en une seule fois. Ceci est très utile dans les services Web et les " Clouds " où le BFT peut être fournit comme un service inclut dans le contrat (SLA). Ce mode est essentiellement conçu pour les systèmes qui n'ont pas trop d'états fluctuants. Pour ce faire, un processus d'évaluation est en charge de faire correspondre, à priori, les préférences de l'utilisateur aux profils du protocole BFT nommé, en fonction des critères de fiabilité et de performance. Le protocole choisi est celui qui réalise le meilleur score d'évaluation. Le mécanisme est bien automatisé à travers des matrices mathématiques, et produit des sélections qui sont raisonnables. D'autres systèmes peuvent cependant avoir des conditions flottantes, il s'agit de la variation des charges ou de la taille de message qui n'est pas fixe. Dans ce cas, le mode statique ne peut continuer à être efficace et risque de ne pas pouvoir s'adapter aux nouvelles conditions. D'où la nécessité de trouver un moyen permettant de répondre aux nouvelles exigences d'une façon dynamique. Adapt combine un ensemble de protocoles BFT ainsi que leurs mécanismes de commutation pour assurer l'adaptation à l'évolution de l'état du système. Par conséquent, le "Meilleur" protocole est toujours sélectionné selon l'état du système. On obtient ainsi une qualité optimisée de service, i.e., la fiabilité et la performance. Adapt contrôle l'état du système grâce à ses mécanismes d'événements, et utilise une méthode de "Support Vector Regrssion" pour conduire aux prédictions en temps réel pour l'exécution des protocoles (par exemple, débit, latence, etc.). Ceci nous conduit aussi à un mode heuristique. En utilisant des heuristiques prédéfinies, on optimise les préférences de l'utilisateur afin d'améliorer le processus de sélection. L'évaluation de notre approche montre que le choix du "meilleur" protocole est automatisé et proche de la réalité de la même façon que dans le mode statique. En mode dynamique, Adapt permet toujours d'obtenir la performance optimale des protocoles disponibles. L'évaluation démontre, en plus, que la performance globale du système peut être améliorée de manière significative. Explorer d'autres cas qui ne conduisent pas de basculer entre les protocoles. Ceci est rendu possible grâce à la réalisation des prévisions d'une grande précision qui peuvent atteindre plus de 98%dans de nombreux cas. La thèse montre que cette adaptabilité est rendue possible grâce à l'utilisation des heuristiques dans un mode dynamique.

Avec l'utilisation de plus en plus répandue de la simulation numérique dans de nombreuses branches de l'industrie, le calcul haute performance devient essentiel à la société. Si les plates-formes de calcul parallèle de plus en plus puissantes continuent à être construites, leur utilisation devient cependant de plus en plus un casse-tête. En effet, leur complexité croît avec la multiplication des ressources de calcul et de stockage impliquées, leurs fonctionnalités hétérogènes, et leur répartition non-uniforme. De nouveaux outils logiciels sont nécessaires pour faciliter l'exploitation de ces plates-formes. Je présente tout d'abord mes travaux visant à rendre plus accessibles et portables les mécanismes de communication développés par les constructeurs de réseaux haute performance pour le calcul. J'ai appliqué ce principe d'une part aux réseaux traditionnels de type Ethernet, et d'autre part aux communications entre processus locaux, afin d'améliorer les performances du passage de messages (MPI) sans dépendre de technologies matérielles spécialisées. J'explique ensuite comment faciliter la gestion des calculateurs hiérarchiques modernes. Il s'agit, d'une part, de modéliser ces plates-formes en représentant l'organisation des ressources de manière suffisamment simple pour masquer les détails techniques du matériel, et suffisamment précise pour permettre aux algorithmes de prendre des décisions de placement ou d'ordonnancement ; d'autre part, je propose des outils améliorant la gestion des architectures modernes où l'accès à la mémoire et aux périphériques n'est plus uniforme. Cela permet d'améliorer les performances de bibliothèques de calcul parallèle en tenant compte de la localité.

L’emploi largement répandu des licences Creative Commons, en vue de partager des oeuvres non logicielles, justifie le choix de leur consacrer une étude, afin d’apprécier leur rapprochement actuel au régime légale de la propriété littéraire et artistique et afin d’envisager de conciliations prospectives. L’étude relève la singularité de Creative Commons en tant que système de gestion des droits d’auteur ; ce dernier, composé d’une série de licences, est guidé par une association de promotion du partage d’oeuvres et mu par une idéologie fondée sur l’autonomie de la volonté des auteurs. L’hypothèse de notre étude repose sur la variété constatée des libertés accordées par les licences. Ces dernières se transforment en une série d’outils standardisés qui s’imposent progressivement comme une norme pour la jouissance partagée d’oeuvres – tout en se fondant sur les règles du droit d’auteur. En même temps, l’étude des conséquences de la mise en oeuvre de chaque licence illustre la création d’asymétries entre les acteurs du partage. Notamment, si la distinction entre utilisation commerciale et non commerciale – introduite par les licences – constitue un outil deconciliation du régime propriétaire avec celui du partage créatif, l’utilisation de la notion ambiguë d'utilisation non commerciale influence le sort des licences et complique le processus évolutif des oeuvres partagées. L’affinement de la variété des licences conduit l’étude à s’atteler à l’examen des mécanismes prospectifs afin d’aboutir à une coordination des licences avec le droit d’auteur qui serait fondée sur le principe fondateur de Creative Commons, à savoir l’essai de rééquilibrage des intérêts impliqués au droit d’auteur. / The widespread use of the Creative Commons licenses for the sharing of non-software works demonstrates the imperative to devote a study to the licenses in question. The goal of the study is to assess the current links of the licenses to the legal regime of intellectual property in order to suggest prospective ones. The study underlines the singularity of Creative Commons as a copyright management system, which consists of a series of licenses and is guided by an association promoting the sharing of works and by an ideology based on the autonomy of the authors. The premise of the thesis is founded on the variety of freedoms granted by the licenses. The licenses transform into a series of standardized tools that are gradually imposed as a standard for the sharing of works while relying on the rules of copyright. At the same time, the analysis of the consequences of the implementation of each license demonstrates the asymmetries created between the agents involved in the sharing process. In particular, our study shows that although the distinction between commercial and non commercial introduced by the licenses acts as a conciliation tool between the proprietary regime and that of the creative sharing, the introduction of an ambiguous concept - that of non-commercial use - influences the fate of licenses and complicates the evolutionary process of shared works. One way to resolve this tension proposed by our thesis is to review prospective mechanisms that would achieve a level of coordination between the licenses and copyright based on the founding principle of Creative Commons, which is the rebalancing of the interests involved in copyright.

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Chaque année en Europe, 1.300.000 accidents de la route ont comme conséquence 1.700.000 blessés. Le coût financier d’accidents de la route est évalué à 160 milliards d’euros (approximativement le même coût aux Etats-Unis). VANET (Vehicular Ad-hoc NETwork) est une des technologies clés qui peut permettre de réduire d’une façon significative le nombre d’accidents de la route (e.g. message d’urgence signalant la présence d’un obstacle ou d’un véhicule en cas de brouillard). En plus de l’amélioration de la sécurité et du confort des conducteurs et des passagers, VANET peut contribuer à beaucoup d’applications potentielles telles que la prévision et la détection d’embouteillages, la gestion d’infrastructure de système de transport urbain (e.g. système de transport intelligent multimodal) etc. Dans cette thèse, je présenterai un système embarqué dédié à la communication inter-véhicule particulièrement pour les applications sécuritaires de passagers et de conducteurs. Nos efforts de recherche et de développement sont centrés sur deux principaux objectifs : minimiser le temps de latence intra-noeud et le délai de communication inter-véhicule en prenant en compte le changement dynamique du VANET. De ce fait pour atteindre ces objectifs, des nouvelles approches (e.g. inter-couche ‘Cross-layering’) ont été explorées pour respecter les contraintes de ressource (QoS, mémoire, CPU et énergie de la communication inter-véhicule) d’un système embarqué à faible coût. Le système de communication embarqué proposé comporte deux composants logiciels principaux : un protocole de communication dénommé CIVIC (Communication Inter Véhicule Intelligente et Coopérative) et un système d’exploitation temps réel appelé HEROS (Hybrid Event-driven and Real-time multitasking Operating System). CIVIC est un protocole de communication géographique à faible consommation énergétique et à faible temps de latence (délai de communication). HEROS gère contextuellement l’ensemble du système (matériel et logiciel) en minimisant le temps de latence et la consommation des ressources (CPU et mémoire). En outre, le protocole de communication CIVIC est équipé d’un système de localisation LCD-GPS (Low Cost Differential GPS). Pour tester et valider les différentes techniques et théories, la plateforme matérielle LiveNode (LImos Versatile Embedded wireless sensor NODE) a été utilisée. En effet, la plateforme LiveNode permet de développer et de prototyper rapidement des applications dans différents domaines. Le protocole de communication CIVIC est basé sur la technique de ‘broadcast’ à un saut ; de ce fait il est indépendant de la spécificité du réseau. Pour les expérimentations, seule la norme d’IEEE 802.15.4 (ZigBee) a été choisie comme médium d’accès sans fil. Il est à noter que le médium d’accès sans fil ZigBee a été adopté comme le médium standard pour les réseaux de capteurs sans fil (RCSFs) et le standard 6LoWPAN ; car il est peu coûteux et peu gourmand en énergie. Bien que le protocole de communication à l’origine soit conçu pour répondre aux exigences de VANET, ses domaines d’application ne sont pas limités à VANET. Par exemple il a été utilisé dans différents projets tels que MOBI+ (système de transport urbain intelligent) et NeT-ADDED (projet européen FP6 : agriculture de précision). Les VANETs et les RCSFs sont les réseaux fortement dynamiques, mais les causes de changement topologique de réseau sont différentes : dans le réseau VANET, il est dû à la mobilité des véhicules, et dans le RCSF, il est dû aux pannes des noeuds sans fil. Il est à noter que le VANET et le RCSF sont généralement considérés comme un sous-ensemble du réseau MANET (réseau ad-hoc mobile). Cependant, ils sont réellement tout à fait différents du MANET classique, et leurs similitudes et différences seront expliquées en détail dans la thèse. La contribution principale de mes travaux est le protocole CIVIC, qui échange des messages en basant sur l’information géographique des noeuds (position). (...) / Each year in Europe, 1,300,000 vehicle accidents result in 1,700,000 personal injuries. The financial cost of vehicle accidents is evaluated at 160 billion Euros (approximately the same cost in the USA). VANET (Vehicular Ad-Hoc NETwork) is a key technology that can enable hazard alarming applications to reduce the accident number. In addition to improve the safety for drivers and passengers, VANET can contribute to many potential applications such as detecting and predicting traffic jams, auto-optimizing the traffic flow, and helping disabled passengers to access public transports.This thesis will present an embedded communication system dedicated to VANET especially for the safety-related applications. Our design mainly tries to achieve two requirements: as one can imagine, the embedded communication system for VANET requires extra effort to deal with the highly dynamic network topology caused by moving vehicles, thus to shorten the intra-node system latency and inter-node network delay is essential requirement for such embedded communication system. Besides, a fundamental requirement for any practical embedded system is resource-awareness. Although the embedded communication system on vehicles may gain better hardware supports, the characteristics of embedded hardware still have to cope with resource constraints in terms of QoS, memory, CPU and energy. The embedded communication system involves two major software components: a routing protocol called CIVIC (Communication Inter Véhicule Intelligente et Coopérative) and an embedded operating system called HEROS (Hybrid Event-driven and Real-time multitasking Operating System). The former is a quick reaction and low resource consumption geographic protocol for inter-vehicle message transmissions; and the latter controls the whole system and assures intra-node resource awareness. In addition, the system can use a localization software solution called LCD-GPS (Low Cost Differential GPS) to improve the accuracy of locations. The hardware platform is LiveNode (LImos Versatile Embedded wireless sensor NODE), which is a versatile wireless sensor node enabling to implement rapidly a prototype for different application domains. The communication system is based on the one-hop broadcast, thus it does not have a strict limitation on network specification. For the experiments only, the IEEE 802.15.4 standard is chosen as the underlying wireless access medium. The standard is well known as a low-power consumption standard requiring low-cost devices. Notice that the IEEE 802.15.4 standard is also the wireless access medium of 6LoWPAN. Although the embedded communication system is originally designed to meet the requirements of VANET, but its application domains are not limited to VANET. For example, another network which can use the embedded communication system is WSN (Wireless Sensor Network). CIVIC was used to implement different real-world projects such MOBI+ (intelligent urban transportation system) and EU-FP6 NeT-ADDED (precision agriculture). Both VANET and WSN are highly dynamic networks, but the causes of changing network topology are different: the former is because of the high-mobility feature of vehicles, and the latter is because of the fault of wireless sensors. Note that, although VANET and WSN are both commonly considered as the subset of MANET (Mobile Ad-hoc NETwork), they are actually quite different from the classical MANET, and the similarities and differences will be further explained in the thesis. The major contribution of my works relates to the CIVIC protocol, which routes messages based on the geographic information. The related works of the thesis will focus on the geographic routing techniques, problems and solutions, but other related techniques will also be addressed. Note that, although some related projects were investigated but their implementation and experiment aspects were not detailed. (...)