SAMOVAR UMR 5157

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"Méthode et outils d’analyse de données de signalisation mobile pour l’étude de la mobilité humaine"

"Méthode et outils d'analyse de données de signalisation mobile pour l'étude de la mobilité humaine"

ANNONCE DE SOUTENANCE DE THESE DE DOCTORAT
M. Alexis SULTAN
Quand : Elle aura lieu le 28/09/2016 à 14h00
Où : Amphi Saphir à Télécom ParisTech, 46 rue rue Barrault, 75013 PARIS.

Cette thèse a été réalisée sous la direction du Professeur Hossam AFIFI.

Le jury sera composé de :

Directeur de thèse

M. Hossam AFIFI, Professeur - Télécom SudParis
Rapporteurs

Marco FIORE- Professeur CNR IEIIT
Olivier FLAUZAC - Professeur Université de Reims Champagne-Ardenne

Examinateurs

Houda LABIOD - Professeur Télécom ParisTech

Farid BENBADIS - Ingénieur d’Etudes Thalès Communications et Sécurité

Encadrant

Vincent GAUTHIER - Maître de Conférences Télécom SudParis

Résumé de thèse :

Ma thèse a pour but d’étudier les activités humaines à travers l’analyse du flux de signalisation du réseau cellulaire de données (GTP). Pour ce faire, nous avons mis en place un ensemble d’outils nous permettant de collecter, stocker et analyser ces données de signalisation. Ceci en se basant sur une architecture indépendante au maximum des constructeurs de matériel. À partir des données extraites par cette plateforme nous avons fait trois contributions.

Dans une première contribution, nous présentons l’architecture de la plateforme de capture et d’analyse de la signalisation GTP dans un réseau d’opérateur. Ce travail a pour but de faire l’inventaire des différents éléments déclenchant des mises à jour et aussi d’estimer la précision temporelle et spatiale des données collectées. Ensuite, nous présentons une série de mesures, mettant en avant les caractéristiques principales de la mobilité humaine observées au travers de la signalisation mobile (le temps inter-arrivées des messages de mise à jour, la distance observée des sauts entre cellules lors des déplacements des clients). Finalement, nous présentons l’analyse des compromis qui ont été faits entre la rapidité d’écriture/de lecture et la facilité d’usage du format de fichier utilisé lors de l’échange d’informations entre les sondes de capture et le système stockage.

Deuxièmement, nous avons été capables de mettre en place un algorithme de reconstitution de trajets. Cet algorithme permet, à partir de données éparses issues du réseau cellulaire, de forger des trajets sur les voies de transport. Il se base sur les données des trajets sous-échantillonnées et en déduit les positions du client sur les voies de communication. Nous avons mis en place un graphe de transport intermodal. Celui-ci porte sur le métro, le train et le réseau routier. Il connecte les différents points entre eux dans chacune des couches de transport et interconnecte les modes de transport entre eux, aux intersections. Notre algorithme se base sur un modèle de chaîne de Markov cachée pour placer sur le graphe les positions probables des individus entre les différentes observations. L’apport de ce travail est l’utilisation des propriétés topologiques du réseau de transport afin de renseigner les probabilités d’émission et de transition dans un modèle non supervisé. Ces travaux ont donné lieu à une publication et à un brevet. Finalement, notre dernière contribution utilise les données issues de la signalisation à des fins de dimensionnement du réseau mobile d’opérateur. Il s’agit de dimensionner dynamiquement un réseau mobile en utilisant les bandes de fréquences dites vTV-Whitespace. Ces bandes de fréquences sont libérées sous certaines conditions aux USA et soumises à vente aux enchères. Ce que nous proposons est un système basé sur un algorithme de qualité d’expérience (QoE) et sur le coût de la ressource radio afin de choisir où déployer des femtocells supplémentaires et où en supprimer en fonction des variations de population par unité d’espace.

En conclusion, cette thèse offre un aperçu du potentiel de l’analyse des metadata de signalisation d’un réseau dans un contexte plus général que la simple supervision d’un réseau d’opérateur.