Les femtocellules sont déployées par des FAPs dans la couverture des macrocellules afin d'offrir aux utilisateurs un service continu aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur.Elles sont caractérisées par une courte portée,faible puissance et ne peuvent couvrir qu'un nombre limité des utilisateurs.Ces caractéristiques rendent la gestion de la mobilité l'un des plus importants défis à résoudre.Dans cette thèse,nous proposons des nouveaux algorithmes de handover.En premier lieu,nous considérons la direction du mobile comme un paramètre clé pour la prise de décision de Handover.Nous proposons un algorithme de handover nommé OHMF basé sur l'optimisation de la liste de FAPs candidats tout en considérant la qualité de signal ainsi que la direction de mouvement de mobile.Ensuite,nous proposons un processus de prédiction de direction basé sur la régression linéaire.L'idée est de prédire la position future du mobile tout en tenant compte des positions actuelle et précédente.Cet algorithme est intitulé OHDP. En deuxième lieu,nous nous intéressons au problème de prédiction de mobilité pour être plus rigoureux lors de prise de décision de handover.Pour cela,nous utilisons les chaînes de markov cachées comme prédicteur du prochain FAP et nous proposons un algorithme de handover nommé OHMP. Afin d'adapter notre solution à toutes les contraintes du réseau femtocellules,nous proposons un algorithme de handover intitulé OHMP-CAC qui intègre un CAC approprié au réseau étudié et une différenciation de service avec et sans contraintes de QoS.Des études de performances basées sur des simulations et des traces de mobilité réelles ont été réalisées pour évaluer l'efficacité de nos propositions. / Femtocell network are deployed in the macrocell’s coverage to provide extended services with better performances. Femtocells have a short-range and low power transmissions.Each FAP supports a few number of connected users.Owing to these inherent features, one of the most challenging issues for the femtocellular network deployment remains the mobility management.In this thesis, we propose new handovers algorithms adapted to the characteristics of femtocells network.As a first part,we consider the direction of mobile user as a key parameter for the handover decision.To do so,we propose a new handover algorithm called OHMF. Its main purpose is the optimization of the list of FAPs candidates based on signal quality as well as the mobile direction to better choose the FAP target.After that, we propose an algorithm called OHDP based on the direction prediction using the linear regression.The idea behind this is to predict the future position of mobile based on its current and previous position. As a second part, we focus on mobility prediction problem to make an efficient handover decision.We propose a novel handoff decision algorithm called OHMP that uses HMM as a predictor to accurately estimate the next FAP that a mobile UE would visit,given its current and historical movement information.In order to adapt our solution to the characteristics of femtocells network,we propose a handover algorithm called OHMP-CAC based on HMM tool as a predictor, a proposed CAC and the availability of resources of the predicted FAP,SINR and the traffic type.In order to assess the efficiency of our proposals,all underlying algorithms are evaluated through simulations and real mobility traces.

Les communications sans fil prolifèrent dans presque chaque aspect de la société humaine : puissants 'smart-phones' et 'tablets', accès haut débit sans fil, et communications 'machine-to-machine' ont généré des volumes de trafic de données imprévisibles quelques années en arrière. Dans ce nouveau paradigme, l'industrie des télécommunications se doit de garantir à la fois la durabilité économique des communications sans fil à large bande ainsi que la qualité de son service. En outre, il y a une forte incitation sociale à réduire les émissions de C02 duent aux communications mobiles, qui a augmenté notamment dans la dernière décennie. Dans ce contexte, l'intégration des 'femtocells' dans les réseaux cellulaires est une solution à faible coût pour offrir une qualité de service élevée et en même temps de décharger le réseau macrocellule. Cependant, le déploiement massif et chaotique des points d'accès femtocell et leurs opérations non coordonnées peuvent conduire à une augmentation de l'interférence co-canal. De plus, un nombre élevé de cellules faiblement chargées augmente la consommation énergétique du réseau. Dans cette thèse, nous avons étudié les effets du déploiement de femtocells sur l'efficacité énergétique du réseau cellulaire. Par ailleurs, nous investiguons sur les mécanismes d'adaptation pour les réseaux des femtocells comme un moyen pour améliorer l'efficacité des communications mobiles. Notre objectif est de répondre dynamiquement à la demande des ressources afin de limiter la consommation d'énergie moyenne et l'interférence co-canal, tout en garantissant la qualité de service. Nous profitons du contexte inhabituel de communication 'femtocellulaire' pour proposer des mécanismes d'allocation des ressources et des systèmes de gestion de réseau qui coordonne l'activité des points d'accès, la consommation d'énergie et de la couverture. Les résultats des simulations montrent que nos propositions améliorent l'efficacité énergétique et les performances perçues par les utilisateurs du système dans les réseaux 'femtocellulaires' coopératives et autonomes.

Les communications sans fil prolifèrent dans presque chaque aspect de la société humaine : puissants ‘smart-phones' et ‘tablets', accès haut débit sans fil, et communications ‘machine-to-machine' ont généré des volumes de trafic de données imprévisibles quelques années en arrière. Dans ce nouveau paradigme, l'industrie des télécommunications se doit de garantir à la fois la durabilité économique des communications sans fil à large bande ainsi que la qualité de son service. En outre, il y a une forte incitation sociale à réduire les émissions de C02 duent aux communications mobiles, qui a augmenté notamment dans la dernière décennie. Dans ce contexte, l'intégration des ‘femtocells' dans les réseaux cellulaires est une solution à faible coût pour offrir une qualité de service élevée et en même temps de décharger le réseau macrocellule. Cependant, le déploiement massif et chaotique des points d'accès femtocell et leurs opérations non coordonnées peuvent conduire à une augmentation de l'interférence co-canal. De plus, un nombre élevé de cellules faiblement chargées augmente la consommation énergétique du réseau. Dans cette thèse, nous avons étudié les effets du déploiement de femtocells sur l'efficacité énergétique du réseau cellulaire. Par ailleurs, nous investiguons sur les mécanismes d'adaptation pour les réseaux des femtocells comme un moyen pour améliorer l'efficacité des communications mobiles. Notre objectif est de répondre dynamiquement à la demande des ressources afin de limiter la consommation d'énergie moyenne et l'interférence co-canal, tout en garantissant la qualité de service. Nous profitons du contexte inhabituel de communication ‘femtocellulaire' pour proposer des mécanismes d'allocation des ressources et des systèmes de gestion de réseau qui coordonne l'activité des points d'accès, la consommation d'énergie et de la couverture. Les résultats des simulations montrent que nos propositions améliorent l'efficacité énergétique et les performances perçues par les utilisateurs du système dans les réseaux ‘femtocellulaires' coopératives et autonomes. / Wireless communication proliferates into nearly each aspect of the human society, driving to the exponential growth in number of permanently connected devices. Powerful smart-phones and tablets, ubiquitous wireless broadband access, and machine-to-machine communications gen- erate volumes of data traffic that were unpredictable few years back. In this novel paradigm, the telecommunication industry has to simultaneously guarantee the economical sustainability of broadband wireless communications and users' quality of experience. Additionally, there is a strong social incentive to reduce the carbon footprint due to mobile communications, which has notably increased in the last decade. In this context, the integration of femtocells in cellular networks is a low-power, low-cost solution to offer high data rates to indoor customers and simultaneously offload the macrocell network. However, the massive and unplanned deployment of femtocell access points and their uncoordinated operations may result in harmful co-channel interference. Moreover, a high number of lightly loaded cells increases the network energy consumption. In this thesis, we investigate the effects of femtocells deployment on the cellular network energy efficiency. Moreover, we look into adaptive mechanisms for femtocell networks as a means to pave the way towards agile and economically viable mobile communications. Our goal is to dynamically match resource demand and offered capacity in order to limit the average power consumption and co-channel interference while guaranteeing quality of service constraints. We take advantage of the unusual communication context of femtocells to propose resource allocation and network management schemes that coordinate the access points activity, power consumption, and coverage. Simulation results show that our proposals improve system energy efficiency and users' performance in both networked and stand-alone femtocell deployment scenarios.