Interoperable protocol architecturesfor the backhaul of the Internet of Things

The connection of many electronic devices is based on ambient, energy-efficient and long range wireless networks. The technical and economic model of cellular networks can serve as a basis, but the many use cases require breaking this technological monopoly and thinking of the networks of tomorrow as interoperable and multi-technology.Emerging LPWAN networks are a compromise between energy consuming cellular networks and wireless sensor networks which have a reduced radio range. This new paradigm opens up new fields of research by making it possible to hybridize local networks and cellular networks. This thesis deals with the interoperability of these networks under different architectural aspects. The major contribution of this thesis lies in the deployment of a metropolitan LoRa network in the city of Toulouse allowing researchers to create and evaluate new protocols in real conditions for the city of tomorrow.La connexion de nombreux éléments électroniques se base sur des réseaux sans fil ambiants, économes en énergie et longue distance. Le modèle technique et économique des réseaux cellulaires peut servir de base mais les nombreux cas d'usages nécessitent de casser ce monopole technologique et de penser les réseaux de demain comme interopérables et multi-technologies. Les réseaux LPWAN émergents sont un compromis entre les réseaux cellulaires consommateurs en énergie et les réseaux de capteurs qui ont une portée réduite. Ce nouveau paradigme ouvre de nouveaux champs de recherche en permettant d'hybrider les réseaux locaux et les réseaux cellulaires. Cette thèse traite de l'interopérabilité de ces réseaux sous différents aspects architecturaux. La contribution majeure de cette thèse réside dans le déploiement d'un réseau LoRa métropolitain sur la ville de Toulouse permettant aux chercheurs de créer et d'évaluer de nouveaux protocoles en conditions réelles pour la ville de demain