Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Ce travail de thèse a pour objectif la définition d'une plate-forme logicielle pour l'interprétation d'orchestrations sur un cluster de bus logiciels. Nous proposons une approche qui permet d'offrir une haute disponibilité et une transparence d'utilisation aux usagers. Cette approche est dirigée par des modèles MDA où chaque niveau de modélisation est atteint après enrichissement de notre architecture avec des informations supplémentaires. Chaque enrichissement est défini comme une transformation entre deux niveaux adjacents. Notre premier niveau CIM se présente comme des spécifications formelles écrites en π-calcul polyadique d'ordre supérieur qui fournissent une définition formelle d'une architecture logicielle pour l'interprétation d'orchestration. Tout système distribué bâti sur cette architecture est capable d'interpréter différents types d'orchestrations de manière parallèle. Nos spécifications sont fortement inspirées du modèle classique bus logiciel, il décrit une architecture fortement modulable qui s'adapte au nombre d'orchestrations à traiter et au nombre de clients qui veulent accéder à ces orchestrations. Notre deuxième niveau PIM nous permet de définir un langage que nous avons baptisé π-DSL qui est un langage dédié aux orchestrations. Il introduit la notion de migration d'orchestrations au système de composition d'orchestration EIP défini par Gregor Hohpe. Le langage que nous définissons à ce niveau est dédié au domaine des orchestrations et permet de construire des orchestrations de façon simple et intuitive. Notre troisième niveau PSM nous permet d'enrichir le niveau précèdent en associant les concepts formels aux implantations concrètes. A ce niveau, nous introduisons des frameworks tels que les conteneurs OSGi, l'outil d'intégration de service Apache Camel ou bien le référentiel de code exécutable Apache Archiva. Ces frameworks sont enrichis dans le cadre de notre implantation afin qu'ils soient fidèles aux spécifications établies dans les niveaux supérieurs. Notre quatrième est dernier niveau est le niveau ISM qui présente le contexte d'exécution de l'architecture proposée. Il est obtenu en ajoutant des informations relatives à chaque outil. Nous avons transformé nos spécifications formelles définies en π-calcul d'ordre supérieur vers un réseau d'automates temporisés La définition complète des transformations d'une spécification à base d'EIP est une autre contribution de cette thèse. Ceci nous conduit à réaliser la transformation de notre spécification π-calcul dans le but de tendre vers une implémentation. Nous nous sommes intéressés à 2 types de propriétés liées à notre architecture : la transparence de localisation, la transparence d'échelle. Ces propriétés sont établies en utilisant notre réseau d'automates temporisés et avec l'emploi d'un outil reconnu dans le monde de la preuve par model-checking, l'outil UppAal. Ainsi, nous validons la possibilité d'établir des propriétés liées à la mobilité de code via un réseau d'automates. Dans le cadre de notre implantation, nous avons adapté les frameworks définis dans le cadre de notre PSM afin qu'ils respectent la modélisation formelle réalisée dans la première partie de cette thèse. Nous proposons aussi des outils en vue de l'édition. Ces outils couvrent tout le cycle de vie de l'architecture proposée. Notre framework d'interprétation apporte les transparences décrites dans nos modèles auxquelles s'ajoutent de nouvelles propriétés de transparences provenant de nos choix de réalisation. Pour mesurer le coût de la migration sur les orchestrations durant l'évaluation de notre framework nous utilisons SoapUI comme outil de mesure. Pour réduire au maximum les effets des perturbations sur le code source des différentes orchestrations, nous avons développé nos propres outils de mesure. Nos tests portent sur un comparateur de prix car il représente un scénario classique de benchmarking utilisé par d'autres frameworks d'orchestrations / This thesis aims to define a software platform for the interpretation of orchestrations on a cluster of ESBs. We propose an approach to provide high availability and transparency to users. This approach is model driven, where each modeling level is reached after enrichment of our architecture with additional information. Each enrichment is defined as a transformation between two adjacent levels. Our first level (CIM) is written as formal specifications in polyadic higher-order π-calculus that provide a formal definition of the software architecture that is used for the interpretation of orchestration. Any distributed system built on this architecture is able to interpret different types of orchestrations in parallel. Our specifications are based in traditional software model bus, it describes a highly scalable architecture that adapts to the count of orchestrations to be treated and the count of customers who want to access these orchestrations. Thus, location transparency, transparency of scale or the access transparency are enhanced through the specification of π-calculus terms. Our second level (PIM) allows us to define a language that we call π-DSL, this is a language dedicated to the orchestrations. It introduces the concept of migration of orchestrations system build on orchestration based on EIP composition defined by Gregor Hohpe. At this level, we define this language dedicated to the domain of orchestrations and helps build orchestrations in a simple and intuitive way. Our third level (PSM) enables us to enrich the previous level combining formal concepts to practical implementations. At this level, we introduce frameworks such as OSGi containers, the integration of Apache Camel Service or the Apache Archiva tool as repository of executable code. These frameworks are enhanced as part of our transformation, so they are compatible to the specifications laid down in the upper levels. The fourth and the last level (ISM) provides the executions context of the proposed architecture. It is obtained by adding information about each tool. This level represents the culmination of the MDA that we adopt in the context of our approach. We turned our formal specifications defined in higher order π-calculus to a network of timed automata. The definition of the complete transformation of an EIP based specification is another contribution of this thesis. Indeed, in order to automate our approach, we focused on the specification of the platform but also in the interpretation tools. This leads us to realize the transformation of our π-calculus specification in order to move towards an implementation. We are interested in two types of architecture related to our properties : Location transparency; Scale transparency. These properties are established using our network of timed automata and the use of a globally recognized proof using UppAal model-checking tool. Thus, we validate the feasibility of proofing the properties related to the mobility of code via a network of automata. As part of our implementation, we have adapted defined frameworks in our ISM in order to respect the formal modeling defined in the first part of this thesis. We also offer tools for editing, processing and the interpretation of orchestration in a distributed heterogeneous environment. These tools cover the entire life cycle of the proposed architecture. Our interpretation framework provides transparencies described in our models plus new properties transparencies from our implementation choices. To measure the cost of the migration of orchestrations during the evaluation of our framework, we use SoapUI as a measurement tool that interfaces with orchestrations by a web services interface. To minimize the effects of disturbances on the source code of different orchestrations, we have developed our own measurement tools

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zu untersuchen, ob nichtionisierende elektromagnetische Strahlung verschiedener Frequenzbereiche Genomschaden hervorrufen kann. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Biomonitoring-Studie zu dieser Thematik konzipiert und durchgeführt. Es wurden 131 Probanden detailliert zu ihrer Mobilfunknutzung befragt. Anschließend wurden Mundschleimhautzellen entnommen und für eine mikroskopische Untersuchung aufbereitet und angefärbt. In den Zellen wurden Mikrokerne und andere Kernanomalien quantifiziert. Es zeigte sich keine Erhöhung der Mikrokernfrequenz in Abhängigkeit von der Dauer der Mobiltelefonnutzung. Auch die anderen abgefragten Parameter hatten keinen Einfluss auf die Höhe des Genomschadens. Als Positivkontrollen wurden vier Patienten, die eine lokale Strahlentherapie (ionisierende Strahlung) erhielten, eingeschlossen. Hier zeigte sich eine deutliche Erhöhung der Mikrokernfrequenz. Um festzustellen, ob die Mikrokerninduktion erst bei höheren Leistungsflussdichten als denen, die beim Mobilfunk verwendet werden, auftritt, wurden in-vitro-Versuche durchgeführt, bei denen verschiedene Zelllinien einer Strahlung von 900 MHz ausgesetzt wurden. Nach Exposition und einer Postinkubationsperiode wurden die Zellen fixiert und die Mikrokernfrequenz bestimmt. Neben den Leistungen wurden hier auch die Expositionszeiten und die Postinkubationsperioden variiert. In keinem Fall konnte eine Erhöhung der Mikrokernfrequenz festgestellt werden. Insgesamt konnte ein Einfluss elektromagnetischer Strahlung auf das Genom weder am Menschen im Rahmen einer Biomonitoring-Studie noch an verschiedenen Zelllinien im Rahmen von in-vitro-Versuchen festgestellt werden. Terahertzstrahlung ist elektromagnetische Strahlung im Bereich von 0,1 bis 10 THz, d. h. sie liegt zwischen Mikrowellen und Infrarotlicht. Derzeit wird sie hauptsächlich für spektroskopische Untersuchungen und zur Qualitätskontrolle im Herstellungs-prozess verschiedener Produkte verwendet. Anwendungen in der Sicherheitstechnik (z. B. Ganzkörperscanner) und in der Medizintechnik (z. B. Bildgebung) stehen kurz vor der Markteinführung bzw. sind bereits etabliert. Diese Anwendungen bringen eine Exposition der betroffenen Menschen mit sich. Außerdem wird an weiteren Techniken wie etwa der Datenübertragung gearbeitet. Die Wirkungen auf biologische Systeme sind im Gegensatz zum Mobilfunkbereich bisher nur unzureichend untersucht. Da bisher keine vollständigen Literaturübersichten vorlagen, wurde eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt. Ziel war es, alle bisher durchgeführten Studien zu diesem Thema aufzulisten. Um diese Datenbasis zu verbreitern wurden in-vitro-Versuche bei verschiedenen Frequenzen durchgeführt. Als Strahlungsquellen wurden eine Frequenzvervielfacherkaskade (0,106 THz), ein Rückwärtswellen-Oszillator (0,380 THz) und ein Ferninfrarot-Laser (2,520 THz) eingesetzt. Die Strahlung wurde in einen modifizierten Inkubator geführt, so dass die Expositionen bei definierter Temperatur und konstantem CO2-Gehalt durchgeführt werden konnten. Da Terahertzstrahlung durch Wasser sehr stark absorbiert wird, sind bei einer Exposition des Menschen primär die obersten Hautschichten betroffen. Aus diesem Grund wurden primäre Hautfibroblasten und HaCaT-Zellen, eine Keratinozyten-Zelllinie, als biologische Systeme verwendet. Die Zellen wurden für unterschiedliche Zeitperioden mit verschiedenen Leistungsflussdichten exponiert. Anschließend wurden die Zellen für den Comet Assay aufbereitet und analysiert. Der Comet Assay ist eine Methode zur Quantifizierung von Einzel- und Doppelstrangbrüchen der DNA. Weiterhin wurden die Zellen nach einer Postinkubationsperiode für den Mikrokerntest aufbereitet. Neben unbehandelten Kontrollen und Sham-Expositionen wurden auch Positivkontrollen durchgeführt. Es konnte keine Erhöhung der Anzahl der DNA-Strangbrüche bzw. der Mikrokernfrequenz festgestellt werden. Da bekannt war, dass im Mobilfunkbereich unter bestimmten Bedingungen Störungen der Mitose, nicht aber Erhöhungen der Mikrokernfrequenz, auftreten, wurden Mitosestörungen nach Exposition bei 0,106 THz untersucht. Hierzu wurden AL-Zellen für 30 Minuten exponiert und anschließend ohne Postinkubation direkt fixiert. Analysiert wurden Störungen in allen Phasen der Mitose. Es zeigte sich, dass die Frequenz der Störungen in der Pro- und Metaphase unverändert blieb. Die Störungen in der Ana- und Telophase nahmen dagegen mit steigender Leistungsflussdichte zu. Insgesamt konnte im Terahertzbereich unter den gewählten Expositionsbedingungen kein DNA-Schaden beobachtet werden. Bei 0,106 THz konnten Mitosestörungen als Folge der Exposition gezeigt werden. Der Zusammenhang zwischen diesen Mitosestörungen und DNA-Schäden, insbesondere der Mikrokerninduktion, konnte bisher nicht abschließend geklärt werden und bleibt Gegenstand weiterer Untersuchungen. / The aim of the present study was to investigate whether non-ionizing radiation of different frequencies can cause genomic damage. Within the course of the present work, a biomonitoring study was designed and performed. 131 participants were interviewed and asked for their mobile phone use customs. Subsequently buccal mucosa cells were retrieved, prepared and stained for microscopy analysis. Micronuclei and other nuclear anomalies indicating genomic damage were quantified. No increase in micronucleus frequency depending on mobile phone use or other retrieved parameters were observed. Four patients receiving radiation therapy (ionizing radiation) were included as positive controls. A clear increase in micronucleus frequency was observed here. To determine whether micronucleus induction only occurs at higher power densities, in vitro investigations with different cell lines exposed to 900 MHz radiation were carried out. After exposition and post-incubation, cells were fixed and the micronucleus frequency was determined. Besides power density also exposition times and post-incubation periods were varied. In no case an increase in micronucleus frequency could be observed. 7. Summary 108 All in all, no influence of electromagnetic radiation on the genome could be observed, neither on humans in the biomonitoring study nor on cell lines in the in vitro study. Terahertz radiation is electromagnetic radiation in the range from 0.1 to 10 THz, i. e. between microwaves and infrared light. Currently it is used in spectroscopy and for quality control procedures in manufacturing processes. Application in security technology (e. g. full body scanners) and medical technology (e. g. medical imaging) have recently been established or are about to enter the market. These applications also involve exposure of humans. Furthermore, other technologies such as data transfer are being developed. So far the effects on biological systems of this frequency range are investigated only insufficiently. A thorough literature search was conducted because no comprehensive literature review was available. The aim was to completely list all available studies on this topic. To enlarge this data basis, in vitro studies at different frequencies were conducted. Radiation sources were a frequency multiplier chain (0.106 THz), a backward wave oscillator (0.380 THz) and a far infrared laser (2.520 THz). The radiation beam was led into a modified incubator in order to perform expositions under controlled temperature and CO2 concentration conditions. Terahertz radiation is strongly absorbed by water, thus in case of exposure of humans the skin will be affected primarily. This is the reason why primary dermal fibroblasts and HaCaT cells, a keratinocyte cell line, were used as biological systems. The cells were exposed to different power densities for different time periods. Subsequently cells were prepared and analyzed using the comet assay which quantifies DNA single and double strand breaks. Also, after a post-incubation period cells were prepared for the micronucleus test. Besides untreated controls and sham expositions also positive controls were 7. Summary 109 performed. No induction of DNA damage, neither as strand breaks nor as micronucleus frequency elevation, was observed. Because it was known that under certain experimental conditions mitotic disturbances but not micronucleus formation occur after exposition to mobile phone radiation, these mitotic disturbances were analyzed after terahertz exposition. AL cells were exposed for 30 minutes with 0.106 THz and fixed directly after the exposition. All phases of mitosis were analyzed, but it turned out that primarily ana- and telophase were affected. These disturbances increased with increasing power density. All in all, no DNA damage could be observed under the applied experimental conditions. After exposition to 0.106 THz mitotic disturbances occurred in AL cells. The link between these mitotic disturbances and the DNA damage, particularly the micronucleus formation, could not be resolved completely and remains subject of further investigations.

Les terminaux mobiles (smartphones et tablettes) sont devenus les terminaux les plus populaires pour accéder à Internet. Cependant, l'écosystème incluant les terminaux mobiles est maintenu opaque à cause des intérêts financiers des différents acteurs : les concepteurs des systèmes d'exploitation et des applications, les opérateurs des "stores", et les FAI. Cette opacité est renforcée par le peu de contrôle qu'ont les utilisateurs sur les informations échangées par leur terminal. Pour résoudre ce problème d'opacité et de manque de contrôle, on a créé une plate-forme, Meddle, qui utilise la redirection de trafic des terminaux mobiles pour analyser et modifier ce trafic. Contrairement aux solutions qui nécessitent d'être implémentées sur le terminal, Meddle combine les techniques de VPN et de "middlebox" pour offrir une solution indépendante de l'OS, du FAI et de l'accès radio. On a utilisé Meddle pour des expérimentations contrôlées et pour une étude utilisateurs approvée par un IRB. On a observé que des applications populaires sous iOS et Android exposaient des informations personnelles dans le traffic réseau en clair et chiffré. On a ensuite exploité Meddle pour prévenir ces fuites d'informations privées. On a également utilisé Meddle pour étudier les caractéristiques réseaux du trafic vidéo sur Internet. On a trouvé que ce trafic dépend fortement du type de terminal, de l'application utilisée pour regarder la vidéo (application native ou navigateur Web) et du contenant (HTML5, Flash, Silverlight). Ce résultat montre qu'un changement dans le terminal, l'application ou le contenant peut avoir un impact important sur le réseau. / Mobile devices are increasingly becoming the primary device to access the Internet. Despite this thriving popularity, the current mobile ecosystem is largely opaque because of the vested monetary interests of its key players: mobile OS providers, creators of mobile applications, stores for mobile applications and media content, and ISPs. This problem of opaqueness is further aggravated by the limited control end-users have over the information exchanged by their mobile devices. To address this problem of opaqueness and lack of control, we create a user-centric platform, Meddle, that uses traffic indirection to diagnose mobile devices. Compared to an on-device solution, Meddle uses two well-known technologies, VPNs and middleboxes, and combines them to provide an OS, ISP, and access technology agnositic solution. We use Meddle for controlled experiments and an IRB approved study, and ob- served that popular iOS and Android applications leak personally identifiable information in the clear and also over SSL. We then use Meddle to prevent further leaks. We also use our platform to detail the network characteristics of video streaming services, the most popular Web-service in the current Internet. We observe that the network traffic characteristics vary vastly with the device (mobile or desktop), application (native applications and also between individual desktop browsers), and container (HTML5, Flash, and Silverlight). This observation is important because the increased adoption of one application or streaming service could have a significant impact on the network traffic, for example, an increase in the usage of mobile applications.

Avec le développement des réseaux informatiques, principalement d'Internet, il devient de plus en plus facile de développer des applications dont l'exécution est répartie entre un ordinateur local, le client, et un ordinateur à distance (à une autre extrémité du canal de transmission), le serveur. Les progrès techniques de ces dernières années au niveau matériel ont rendu possible l'affichage en 3D (jeux, navigation cartographique, mondes virtuels) sur les mobiles. Cependant, l'exécution de ces applications complexes sur le terminal client est impossible, à moins de réduire la qualité des images affichées ou les besoins en calcul de l'application. Différentes solutions ont déjà été proposées dans la littérature mais aucune d'entre elles ne satisfait l'ensemble des besoins. L'objectif de cette thèse est de proposer une solution alternative, c'est à dire une nouvelle architecture client-serveur dans laquelle l'interconnexion des dispositifs mobiles est complètement exploitée. Les principales conditions de mise en œuvre seront traitées: - Minimiser le trafic réseau - Réduire les besoins en puissance de calcul du terminal, et - Préserver l'expérience utilisateur par rapport à une exécution locale. Tout d'abord, un cadre formel est développé afin de définir et modéliser des applications graphiques 3D distribuées. Ensuite, une nouvelle architecture, permettant de dépasser certains inconvénients que l'on trouve dans des architectures de l'état de l'art, est présentée. La conception de la nouvelle architecture client-serveur est validée par l'implémentation d'un jeu et la mise œuvre de simulations. / With the development of the computer networks, mainly the Internet, it became easier to develop applications where the execution is shared between a local computer, the Client, and one located on the other side of the network communication channel, the Server. The hardware advancements in the recent years made it possible to display 3D graphics (games, map navigation, virtual worlds) on mobile devices. However, executing these complex applications on the client terminal is not possible without reducing the quality of the displayed graphics or lowering its processing requirements. Different solutions have already been proposed in academic publications; however none of them satisfies all requirements. The objective of this thesis is to propose an alternative solution for a new client-server architecture where the connectedness of the mobile devices is fully exploited. Several main requirements are addressed: - Minimize the network traffic, - Reduce the required computational power on the terminal, and - Preserve the user experience compared with local execution. First a formal framework is designed that can effectively define and model distributed applications for 3D graphics. Then a model of new architecture is presented, that overcomes the disadvantages of the architectures presented in the state of the art. The core of the architecture is the MPEG-4 standard, which is used to transfer the data between the server and the client in a compressed manner. The last part of explores the design of architectures optimized for running on mobile devices. The design of the new client-server architecture is validated by implementing a game and running simulations.

Die derzeitige Internetarchitektur wurde nicht in einem geplanten Prozess konzipiert und entwickelt, sondern hat vielmehr eine evolutionsartige Entwicklung hinter sich. Auslöser für die jeweiligen Evolutionsschritte waren dabei meist aufstrebende Anwendungen, welche neue Anforderungen an die zugrundeliegende Netzarchitektur gestellt haben. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wurden häufig neuartige Dienste oder Protokolle spezifiziert und in die bestehende Architektur integriert. Dieser Prozess ist jedoch meist mit hohem Aufwand verbunden und daher sehr träge, was die Entwicklung und Verbreitung innovativer Dienste beeinträchtigt. Derzeitig diskutierte Konzepte wie Software-Defined Networking (SDN) oder Netzvirtualisierung (NV) werden als eine Möglichkeit angesehen, die Altlasten der bestehenden Internetarchitektur zu lösen. Beiden Konzepten gemein ist die Idee, logische Netze über dem physikalischen Substrat zu betreiben. Diese logischen Netze sind hochdynamisch und können so flexibel an die Anforderungen der jeweiligen Anwendungen angepasst werden. Insbesondere erlaubt das Konzept der Virtualisierung intelligentere Netzknoten, was innovative neue Anwendungsfälle ermöglicht. Ein häufig in diesem Zusammenhang diskutierter Anwendungsfall ist die Mobilität sowohl von Endgeräten als auch von Diensten an sich. Die Mobilität der Dienste wird hierbei ausgenutzt, um die Zugriffsverzögerung oder die belegten Ressourcen im Netz zu reduzieren, indem die Dienste zum Beispiel in für den Nutzer geographisch nahe Datenzentren migriert werden. Neben den reinen Mechanismen bezüglich Dienst- und Endgerätemobilität sind in diesem Zusammenhang auch geeignete Überwachungslösungen relevant, welche die vom Nutzer wahrgenommene Dienstgüte bewerten können. Diese Lösungen liefern wichtige Entscheidungshilfen für die Migration oder überwachen mögliche Effekte der Migration auf die erfahrene Dienstgüte beim Nutzer. Im Falle von Video Streaming ermöglicht ein solcher Anwendungsfall die flexible Anpassung der Streaming Topologie für mobile Nutzer, um so die Videoqualität unabhängig vom Zugangsnetz aufrechterhalten zu können. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wird der beschriebene Anwendungsfall am Beispiel einer Video Streaming Anwendung näher analysiert und auftretende Herausforderungen werden diskutiert. Des Weiteren werden Lösungsansätze vorgestellt und bezüglich ihrer Effizienz ausgewertet. Im Detail beschäftigt sich die Arbeit mit der Leistungsanalyse von Mechanismen für die Dienstmobilität und entwickelt eine Architektur zur Optimierung der Dienstmobilität. Im Bereich Endgerätemobilität werden Verbesserungen entwickelt, welche die Latenz zwischen Endgerät und Dienst reduzieren oder die Konnektivität unabhängig vom Zugangsnetz gewährleisten. Im letzten Teilbereich wird eine Lösung zur Überwachung der Videoqualität im Netz entwickelt und bezüglich ihrer Genauigkeit analysiert. / Today’s Internet architecture was not designed from scratch but was driven by new services that emerged during its development. Hence, it is often described as patchwork where additional patches are applied in case new services require modifications to the existing architecture. This process however is rather slow and hinders the development of innovative network services with certain architecture or network requirements. Currently discussed technologies like Software-Defined Networking (SDN) or Network Virtualization (NV) are seen as key enabling technologies to overcome this rigid best effort legacy of the Internet. Both technologies offer the possibility to create virtual networks that accommodate the specific needs of certain services. These logical networks are operated on top of a physical substrate and facilitate flexible network resource allocation as physical resources can be added and removed depending on the current network and load situation. In addition, the clear separation and isolation of networks foster the development of application-aware networks that fulfill the special requirements of emerging applications. A prominent use case that benefits from these extended capabilities of the network is denoted with service component mobility. Services hosted on Virtual Machines (VMs) follow their consuming mobile endpoints, so that access latency as well as consumed network resources are reduced. Especially for applications like video streaming, which consume a large fraction of the available resources, is this an important means to relieve the resource constraints and eventually provide better service quality. Service and endpoint mobility both allow an adaptation of the used paths between an offered service, i.e., video streaming and the consuming users in case the service quality drops due to network problems. To make evidence-based adaptations in case of quality drops, a scalable monitoring component is required that is able to monitor the service quality for video streaming applications with reliable accuracy. This monograph details challenges that arise when deploying a certain service, i.e., video streaming, in a future virtualized network architecture and discusses possible solutions. In particular, this work evaluates the performance of mechanisms enabling service mobility and presents an optimized architecture for service mobility. Concerning endpoint mobility, improvements are developed that reduce the latency between endpoints and consumed services and ensure connectivity regardless of the used mobile access network. In the last part, a network-based video quality monitoring solution is developed and its accuracy is evaluated.

La problématique de cette thèse réside dans le guidage automatique de robots mobiles évo- luant en milieu naturel Elle s attache plus particulièrement au suivi de trajectoire pour les véhicules roulant sur des sols présentant une adhérence faible avec comme cadre expérimental privilégié l application au guidage d engins agricoles par GPS Dans de telles conditions l hy- pothèse commune de roulement pur sans glissement ne peut s appliquer Les lois de commande reposant sur une telle hypothèse conduisent ici à une perte de précision inacceptable au regard de l application privilégiée L objectif est alors de proposer des algorithmes de commande per- mettant de conserver la précision du suivi de la trajectoire pour le véhicule quelles que soient les conditions d adhérence la configuration du terrain d évolution et la trajectoire de référence En premier lieu l obtention de modèles pertinents et exploitables est décrite Étant donné la complexité d extraction des paramètres nécessaires à une description dynamique du mouve- ment dans le cadre envisagé (en particulier ceux liés à la description du contact roue/sol) les points de vue dynamique ont été écartés En contrepartie deux modèles alternatifs qualifiés de "modèles cinématiques étendus" sont proposés Ceux-ci permettent de décrire de façon précise le comportement du véhicule - comprenant le phénomène de glissement - tout en réduisant à deux le nombre de paramètres devant être estimés en ligne En outre ces modèles préservent une description cinématique compatible avec des principes de commande bien maîtrisés Afin d exploiter ces modèles il est nécessaire de procéder à l estimation en ligne des para- mètres décrits précédemment Deux types d estimateur sont décrits dans ce mémoire Le premier repose sur un calcul direct des propriétés d adhérence (basé sur la diférence entre les sorties mesurées du processus et celles estimées par un modèle négligeant les glissements) Le second principe repose sur la notion d observateur Afin d appliquer cette notion au système envisagé la propriété de dualité entre commande et observation est exploitée pour construire un algorithme d observation robuste vis-à-vis des problèmes liés au système de mesure En s appuyant sur ces modèles étendus deux types de commande adaptative sont construits une loi de commande adaptative à modèle interne ainsi qu une loi de commande référencée observateur Celles-ci permettent de guider le véhicule avec une précision satisfaisante en régime permanent (conditions d adhérence lentement variables) tout en tirant parti des principes non linéaires développés dans le cas où l hypothèse de roulement sans glissement est acceptable Afin de conserver ce niveau de précision y compris durant les phases transitoires de courbure il est nécessaire de prendre en compte les retards actionneurs et inertiels - non négligeables pour les types de véhicule considérés Une loi de commande prédictive à modèle a été mise en place pour assurer l asservissement de courbure Utilisant un modèle de l actionneur celle-ci permet d anticiper les virages et par conséquent de limiter les dépassements durant ces périodes L ensemble des schémas de commande proposés dans ce mémoire a été testé au travers d ex- périmentations réelles sur un véhicule agricole (tracteur) en partenariat avec le constructeur de machines agricoles CLAAS Il apparaît alors qu avec le capteur utilisé (GPS centimétrique) l erreur de suivi est équivalente à la valeur obtenue dans le cas où l hypothèse de roulement sans glissement est applicable (±15cm) conforme aux attentes de l agriculture en matière d aide à la conduite.

Cette thèse concerne l‟entrée de texte sur les systèmes interactifs mobiles. En particulier une méthode appelée UniGlyph a été conçue. Cette méthode se veut indépendante du système utilisé (assistant numérique, smartphone, GPS...) et utilisable aussi bien par des personnes valides que par des personnes handicapées. Le principe d‟UniGlyph consiste à minimiser le nombre de touches utilisées pour la saisie de texte afin d‟avoir un clavier de petite taille avec des touches raisonnablement dimensionnées tout en assurant une saisie facile, rapide et confortable. Pour faciliter la saisie, UniGlyph se base sur une analogie scripturale aux caractères romains en majuscules avec une décomposition des caractères en formes primitives. Ensuite, pour assurer une bonne vitesse de saisie, UniGlyph offre un bon dimensionnement des touches en accord avec la loi de Fitts. Finalement, pour réduire l‟effort moteur de l‟utilisateur, UniGlyph permet de saisir du texte avec un seul appui de touche par caractère comme sur un clavier d‟ordinateur de bureau. UniGlyph permet de saisir du texte avec seulement trois touches associées à des formes de base et permet une saisie de niveau mot grâce à un système de désambigüisation lexicale comme, par exemple, le clavier téléphonique T9. Outre la conception de méthode de saisie UniGlyph, ce mémoire présente deux implémentations de cette méthode sur assistant numérique (PDA). L‟une pour les personnes valides et l‟autre pour les personnes handicapées. Pour ces dernières, nous avons privilégié de réaliser une solution adaptée aux handicaps moteurs lourds vu le manque de solutions destinées à cette catégorie d‟utilisateurs et le grand intérêt de leur rendre accessible les systèmes d‟infocommunication mobiles. Les deux implémentations présentées dans ce mémoire ont été évaluées respectivement par des utilisateurs valides au sein du laboratoire VALORIA et par une personne avec le syndrome d‟enfermement (Locked-In Syndrome) au Centre Mutualiste de Rééducation et Réadaptation Fonctionnelle de Kerpape. Les résultats des évaluations sont très encourageants et ce nouveau mode d‟écriture a suscité un grand intérêt chez les utilisateurs.

Mobility prediction is defined as guessing the next access point(s) a mobile terminal will join so as to connect to a (wired or wireless) network. Knowing in advance where a terminal is heading for allows taking proactive measures so as to mitigate the impact of handovers and, hence, improve the network QoS. This thesis analyzes this topic from different points of view. It is divided into three parts. The first part evaluates the feasibility of mobility prediction in a real environment. It thus analyzes a mobility trace captured from a real network to measure the intrinsic entropy of the nodes motion and to measure the effectiveness of a simple prediction method. The second part investigates how to perform mobility prediction. Firstly, it examines a generic prediction scheme based on a simple machine learning method; this scheme is evaluated under various conditions. Secondly, it shows how the pieces of information that are most useful for the prediction algorithm can be obtained. The third part studies how knowing the probable next access point of a mobile terminal allows one to improve the QoS of the network considered. We deal with two situations. We first show how the handover blocking rate of a cellular network can be decreased thanks to resource reservation. We then propose a new routing protocol for delay tolerant networks (i.e. an ad hoc network where packets must be delayed in the absence of an end-to-end path) that assumes that the contacts between the nodes can be (imperfectly) predicted.