Resource allocation in the next generation networks with the mobility of the users

Les systèmes de communications mobiles ont considérablement évolué durant ces dernières années. Ce fait a encouragé le déploiement de plusieurs systèmes ou réseaux cellulaires multi technologique. La qualité de service (QoS) offerte aux utilisateurs mobiles s’améliore d’un système à l’autre. Les systèmes de troisième génération (3G), comme l’UMTS, offrent une meilleure qualité de service par rapport à celle offerte par ceux de deuxième génération (2G), comme le GSM. Pour exemple, les systèmes de 3.5G (HSDPA) améliorent le débit du réseau de 3G sur le lien descendant afin de répondre aux exigences des nouveaux services. De plus, les réseaux de quatrième génération (4G), comme le WiMAX (IEEE802.16e) permettent, quant à eux, d’élargir la couverture cellulaire tout en offrant un débit supérieur. Cette nouvelle évolution améliore encore l’accessibilité aux services de l’Internet. La migration des services de l’Internet vers les réseaux mobiles, constitue un enjeu majeur de recherche en télécommunications. La thèse se divise en deux objectifs principaux ; le premier consiste à calculer et à évaluer les performances du système UMTS-WCDMA. Deux approches sont utilisées, l’approche exacte de l’analyse spectrale, et l’approche approximative de la perturbation singulière. Le deuxième objectif propose de nouveaux mécanismes de contrôle d’admission prenant en considération la mobilité intra et inter cellulaires des utilisateurs dans la gestion de la ressource radio. Ces mécanismes d’allocation de ressource concernent plus particulièrement les réseaux HSDPA et WiMAX. Ils se basent principalement sur les schémas de modulation et de codage adaptatif AMC (Adaptive Modulation and Coding) : la zone géographique est subdivisée en plusieurs régions concentriques. Avec nos mécanismes d’allocation des ressources, chaque appel accepté par le système voit son débit initial maintenu, et ce, indépendamment de la position de l’utilisateur dans la celluleThe mobile communication systems evolved considerably in the last few years. This fact encouraged the deployment of several systems or cellular networks in multi technological environment. The Quality of Service (QoS) offered to the mobile users improves from one system to another one. The systems of third generation (3G), like UMTS, offer a better quality of service compared to that offered by those of second generation (2G), like the GSM. For example, the systems of 3.5G (HSDPA) improve the throughput of the network of 3G in the downlink direction according to the requirements of the new services. Moreover, the networks of fourth generation (4G), like WiMax (IEEE802.16e), as for them, make it possible to widen the cover of the base station while offering a very important throughput in which supports the next generation applications or services already offered by the Internet. This new evolution still improves accessibility with the services of the Internet. The migration of the services of the Internet towards the mobile networks, constitutes a major stake of research in telecommunications. The thesis is divided into twomain aims. The first consists to compute the systemcapacity and to evaluate the performances of the UMTS-WCDMA system. Two approaches are used, one is of the spectral analysis, and other one is an approximation of the singular perturbation. The second goal of this thesis is to propose and develop the new mechanisms of call admission control (CAC) for HSDPA and IEEE802.16e networks based on the AMC (Adaptive Modulation and Coding) scheme : the geographical area of the cell is subdivided into several concentric regions. These CAC mechanisms maintain a same QoS (constant bit rate) for all users anywhere in the area of the cell and give priority to migrating or handoff calls by reserving the guard bandwidth than a new call in the intra cell and inter cell mobilitie