Modèles et algorithmes pour l'optimisation robuste dans les Self-Organizing Network (SON) des réseaux mobiles 4G (LTE)

La norme 3G/UMTS a permis de développer les premières applications multimédia pour téléphones et tablettes mobiles. Le nouveau standard 4G/LTE (Long Term Evolution) a pour objectif le très haut débit mobile. Dans ce standard, beaucoup d efforts ont portés sur la reconfiguration automatique des réseaux en fonction de la demande des clients dans un processus appelé Self-Organizing Network (SON). Le travail de cette thèse s inscrit dans cette direction. La reconfiguration de réseaux est comprise principalement dans le sens des modèles, des méthodes et des outils pour analyser les indicateurs remontés du réseau et configurer automatiquement les paramètres. Nous avons essentiellement travaillé sur les paramètres des aériens, l allocation des fréquences, des puissances d émission et des inclinaisons verticales.Dans cette optique, étant donné la forte variabilité des données d entrée de l optimisation issues des remontées de réseau, cette thèse porte sur les modèles et algorithmes d optimisation robuste dans le contexte de l optimisation sous contraintes. L optimisation robuste fait référence à un ensemble de procédés pour proposer des solutions à des problèmes combinatoires dans un contexte de données incertaines et de scénarios variables dans le temps. Une première partie est dédiée à l état de l art et présente les principes des Self-Organizing Network (SON). La deuxième partie est consacrée à l état de l art des méthodes en optimisation robuste. En troisième partie nous présentons la modélisation mathématique du problème d optimisation pour lequel les données de trafic (répartitions des clients sur la zone de service et leurs demandes respectives) prennent des valeurs variables dans le temps. Une phase de diagnostic sur le fonctionnement du réseau à partir des données, et une étude de sensibilité des solutions vis-à-vis des variations dans la réalisation des données ont été faites en quatrième partie avec des algorithmes de recherche locale. La cinquième partie présente le travail de conception, développement et test sur scénarios, d une Recherche Tabou ainsi qu une analyse approfondie sur les méthodes de pilotage envisagées pour les SON en 4G.The standard 3G/UMTS has launched the first multimedia applications for mobile phones and tablets. The new standard 4G/LTE (Long Term Evolution) has mobile broadband objective. In this standard a huge effort has been done on automatic network reconfiguration based on customer demand variation in a process called Self-Organizing Network (SON). The work of this thesis lies in this direction. Reconfiguration of networks lies mainly in the direction of models, methods and tools to analyze network Key Performance Indicators and automatically configure its settings. We mainly worked on the air interface parameters such that frequency assignment, emitted power and pattern vertical inclination.In this context, given the high variability of optimization input data issued from the network, this thesis focuses on robust optimization under constraints. The robust optimization refers to a set of processes to provide solutions to combinatorial problems with uncertain and variable scenarios of data over time. The first Section presents the principles of Self-Organizing Network (SON). The second Section concerns the state of the art on robust optimization. The third Section defines the mathematical model to optimize for which traffic data (distribution of customers and throughput requirements on the service area) take variable values over time. A data diagnostic phase on the network operation and a sensitivity analysis of the solutions were made in the fourth Section with several local search algorithms. The fifth Section presents the work of design, development and test of a Tabu Search method and a thorough analysis of SON control methodology proposed for 4G.BELFORT-UTBM-SEVENANS (900942101) / SudocSudocFranceF