L’Ecole doctorale EDITE – Ecole doctorale informatique, t\u00e9l\u00e9communications et \u00e9lectronique et T\u00e9l\u00e9com SudParis avec le Laboratoire de recherche SAMOVAR <\/p>\n
pr\u00e9sentent<\/p>\n
l\u2019AVIS DE SOUTENANCE de Monsieur Duy Huy NGUYEN<\/strong> le 24 f\u00e9vrier 2017 \u00e0 13:30 – Salle A003<\/p>\n T\u00e9l\u00e9com SudParis – 9 Rue Charles Fourier, 91000 \u00c9vry<\/p>\n Directeur de th\u00e8se :<\/em> Eric RENAULT – Ma\u00eetre de conf\u00e9rences<\/p>\n Rapporteurs :<\/strong><\/p>\n Examinateurs :<\/strong><\/p>\n R\u00e9sum\u00e9 :<\/strong> Cette th\u00e8se vise \u00e0 pr\u00e9senter de nouvelles approches pour am\u00e9liorer et pr\u00e9dire la qualit\u00e9 de transmission de la parole sur les r\u00e9seaux LTE. Etant donn\u00e9 que LTE est un r\u00e9seau enti\u00e8rement IP, le d\u00e9ploiement de VoLTE est assez complexe, et comment faire pour assurer la qualit\u00e9 de VoLTE est un grand d\u00e9fi. Pour cette raison, de nombreuses solutions diff\u00e9rentes doivent \u00eatre d\u00e9ploy\u00e9es dans les syst\u00e8mes LTE. Les solutions propos\u00e9es dans cette th\u00e8se portent principalement sur les points suivants :<\/p>\n Tout d’abord, nous avons propos\u00e9 de nouvelles solutions pour am\u00e9liorer la cahaine de codage LTE. Plus pr\u00e9cis\u00e9ment, du c\u00f4t\u00e9 de l’\u00e9mission, nous avons propos\u00e9 des solutions pour am\u00e9liorer le canal de codage LTE. Ainsi quand une donn\u00e9e sur la voix est transmise \u00e0 travers l’interface d’air, il est cod\u00e9 par codage en chaine pour le prot\u00e9ger contre les effets de l’environnement tels que le bruit, l\u2019alt\u00e9ration, etc., Le codage en chaine est indispensable dans le r\u00e9seau LTE et diff\u00e9rents codes sont utilis\u00e9s. Afin de choisir automatiquement le taux de code de canal appropri\u00e9 correspondant \u00e0 chaque mode de codec source et offrir le meilleur choix pour tous les modes, nous proposons un algorithme d’adaptation de d\u00e9bit dynamique pour d\u00e9bit de la chaine de code source conjoint fond\u00e9 sur plusieurs param\u00e8tres de qualit\u00e9 de service donn\u00e9. Cet algorithme utilise WB E-model pour obtenir le facteur R. Ce facteur R est ensuite mapp\u00e9 au score MOS. Le MOS montre la satisfaction de l’utilisateur pour la qualit\u00e9 de la parole. Les r\u00e9sultats de simulation ont montr\u00e9 que le pourcentage de bits redondants g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par codage en chaine r\u00e9duit de mani\u00e8re significative avec une r\u00e9duction MOS acceptable. L’algorithme propos\u00e9 pr\u00e9sente de simples op\u00e9rations de calcul, de sorte qu\u2019il peut \u00eatre appliqu\u00e9 \u00e0 des applications en temps r\u00e9el telles que des appels vocaux pour surveiller la qualit\u00e9 de la parole. Par ailleurs, du c\u00f4t\u00e9 de la r\u00e9ception, nous avons propos\u00e9 une solution pour am\u00e9liorer la cha\u00eene de d\u00e9codage LTE. Plus pr\u00e9cis\u00e9ment, nous avons propos\u00e9 une nouvelle fonction de correction d’erreur qui est utilis\u00e9e dans l\u2019algorithme Log-MAP. Cette fonction a un r\u00f4le tr\u00e8s important pour le d\u00e9codage. Elle est bas\u00e9e sur la compr\u00e9hension de la fonction de r\u00e9gression polynomiale. La fonction propos\u00e9e a la performance approximative qui est normalement r\u00e9alis\u00e9e en BER, et la complexit\u00e9 de calcul est plus simple par rapport \u00e0 celui de la fonction originale de l’algorithme Log-MAP. Cela permet de r\u00e9duire le temps pour la t\u00e2che de d\u00e9codage par chaine et contribuera \u00e0 diminuer le d\u00e9lai de mise en bout pour tout le trafic de donn\u00e9es, particuli\u00e8rement les flux vivants tels que les appels vocaux ou vid\u00e9o, etc.<\/p>\n Deuxi\u00e8mement, nous avons propos\u00e9 des solutions pour am\u00e9liorer les syst\u00e8mes de planification de liaison descendante dans les r\u00e9seaux LTE. Les planificateurs propos\u00e9s sont E-MQS, WE-MQS ou WE-MQS-VoIP Priority qui sont bas\u00e9s sur la perception de l’utilisateur (i.e., MOS). Afin de pr\u00e9dire la satisfaction des utilisateurs, nous avons utilis\u00e9s le E-model et le WB E-model pour les utilisateurs audio \u00e0 bande \u00e9troite et \u00e0 bande large respectivement. Tous les deux pr\u00e9disent la qualit\u00e9 vocale sans faire r\u00e9f\u00e9rence aux signaux d’origine. Par cons\u00e9quent, ils sont bien appropri\u00e9s pour les services en temps r\u00e9el tels que les appels vocaux ou vid\u00e9o. En cas de pr\u00e9sence de la perception de l’utilisateur dans le processus de planification, la performance du syst\u00e8me augmente de mani\u00e8re significative. Les planificateurs propos\u00e9s ont les indicateurs de performance tels que le retard, le taux de PLR, le d\u00e9bit de la cellule, l’indice de l’\u00e9quit\u00e9 et de l’efficacit\u00e9 spectrale am\u00e9lior\u00e9e de fa\u00e7on significative en comparaison avec plusieurs planificateurs bien connu, comme le FLS, M-LWDF, et EXP\/PF, etc. L’\u00e9valuation de la performance est r\u00e9alis\u00e9e dans un trafic h\u00e9t\u00e9rog\u00e8ne avec mobilit\u00e9 dans le logiciel LTE-Sim en utilisant les codecs vocaux en vedette, y compris G.729 et AMR-WB pour les services audio \u00e0 bande \u00e9troite et \u00e0 large bande des services audio respectivement.<\/p>\n Enfin, pour \u00e9valuer l’efficacit\u00e9 des planificateurs propos\u00e9es ci-dessus, nous avons propos\u00e9 de nouveaux mod\u00e8les non intrusifs pour pr\u00e9dire la qualit\u00e9 de la voix sur les r\u00e9seaux LTE. Ces mod\u00e8les sont la combinaison du logiciel LTE-Sim avec E-model ou WB E-model correspondant \u00e0 la qualit\u00e9 audio bandes \u00e9troite ou large. Une des limitations des E-model et WB E-model est li\u00e9e \u00e0 la fa\u00e7on de mesurer exactement leurs intrants. Afin de rem\u00e9dier \u00e0 cet inconv\u00e9nient, nous avons propos\u00e9 de compl\u00e9ter le facteur de gigue de tampon qui est tr\u00e8s important dans l’\u00e9valuation de la qualit\u00e9 de la voix dans E-model. Ainsi nous avons le E-model \u00e9tendu ou am\u00e9lior\u00e9. Pour pr\u00e9dire la qualit\u00e9 audio large bande, comme le logiciel LTE-Sim ne prend en charge que le codec G.729 qui est utilis\u00e9 pour simuler des services audio \u00e0 bande \u00e9troite, nous avons propos\u00e9 d’ajouter le codec AMR-WB dans ce logiciel. Bien que les mod\u00e8les propos\u00e9s n\u2019aient pas exactement pas la m\u00eame perception de l’utilisateur que celle des mod\u00e8les intrusifs, tels que PESQ ou PESQ-WB, ils sont cependant tr\u00e8s appropri\u00e9s pour pr\u00e9dire la qualit\u00e9 du flux en direct, tels que les appels vocaux, car ils ne se r\u00e9f\u00e8rent pas aux signaux originaux. <\/p>\n On peut dire que, gr\u00e2ce \u00e0 ce travail, le E-model et WB E-model sont des propositions cruciales. Pour l’application de ces deux mod\u00e8les, nous avons propos\u00e9 plusieurs solutions pour renforcer, am\u00e9liorer et pr\u00e9voir la qualit\u00e9 de transmission de la voix sur les r\u00e9seaux LTE. La plupart des solutions propos\u00e9es sont mises en \u0153uvre dans le logiciel LTE-Sim qui permet de simuler l’ensemble du r\u00e9seau LTE, qui est assez similaire \u00e0 un syst\u00e8me r\u00e9el. Les r\u00e9sultats pr\u00e9liminaires d\u00e9montrent l’applicabilit\u00e9 de nos propositions pour am\u00e9liorer le codec de canal LTE et les syst\u00e8mes de planification MAC ainsi que pour mesurer la satisfaction des utilisateurs dans les r\u00e9seaux LTE.<\/p>\n Abstract:<\/strong><\/p>\n LTE (Long Term Evolution) has been developed and standardized by 3GPP (3rd Generation Partnership Project). It is a packet-switched network. This means voice over LTE (VoLTE) is a VoIP service with the guaranteed QoS requirements instead of transmitted in a circuit-switched network such as the legacy systems (2G\/3G). Since VoLTE is deployed in an All-IP network combined with IMS (IP Multimedia Subsystem), thus, the VoLTE deployment is quite complex and how to ensure voice transmission quality over LTE networks is a very big challenge. Therefore, there needs to be many different solutions to enhance and improve voice transmission quality over LTE networks. In this dissertation, we present solutions to enhance and improve voice transmission quality over LTE networks for both narrowband and wideband audio services. In order to do that, there needs to be many different factors complemented in solutions. One of them is QoE (Quality of Experience) which is a new trend. And in order to determine user perception for real-time service such as VoLTE, we use extended E-model and WB (Wideband) E-model for narrowband and wideband audio services, respectively. The proposed solutions in this thesis mainly focus on key elements in LTE networks such as channel coding, MAC (Medium Access Control) scheduling schemes and monitor voice quality described as follows.<\/p>\n First, enhanced\/improved algorithms for enhancing LTE channel codec (coder and decoder) have been proposed. In order enhancing LTE channel coder, a joint source-channel code rate adaption algorithm has been deployed. The goal of this algorithm is to minimize redundancy generated by channel coding with a slight reduction of user perception. Next, in order to enhance LTE channel decoder, an improved Log-MAP algorithm has been presented. This algorithm aims at obtaining BER performance that is closest to the Log-MAP with the computational complexity reduced in comparison with state-of-the-art.<\/p>\n Second, channel- and QoS-Aware scheduling schemes with the enhancement of user perception and VoIP priority mode have been proposed. These schedulers are deployed for both narrowband and wideband audio users. The numerical results show that they outperform several featured schedulers such as FLS, M-LWDF, and EXP\/PF in terms of delay, packet loss rate, cell throughput, fairness index, and spectral efficiency in almost cases.<\/p>\n Last, in order ensure voice transmission quality over LTE network, prediction of user satisfaction is essential. For this reason, we present two object non-intrusive models for measuring voice quality in LTE networks. These models are used for narrowband and wideband audio users. The proposed models do not refer to the original signal, thus, they are very suitable for predicting voice call quality in LTE networks.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" L’Ecole doctorale EDITE – Ecole doctorale informatique, t\u00e9l\u00e9communications et \u00e9lectronique et T\u00e9l\u00e9com SudParis avec le Laboratoire de recherche SAMOVAR pr\u00e9sentent l\u2019AVIS DE SOUTENANCE de Monsieur Duy Huy NGUYEN Autoris\u00e9 \u00e0 pr\u00e9senter ses travaux en vue de l\u2019obtention du Doctorat de T\u00e9l\u00e9com SudParis avec l’Universit\u00e9 Paris 6 en : Informatique et R\u00e9seaux \u00ab Renforcer et am\u00e9liorer 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\n Autoris\u00e9 \u00e0 pr\u00e9senter ses travaux en vue de l\u2019obtention du Doctorat de T\u00e9l\u00e9com SudParis avec l’Universit\u00e9 Paris 6 en :
\n Informatique et R\u00e9seaux
\n \u00ab Renforcer et am\u00e9liorer la qualit\u00e9 de la transmission de la voix sur le r\u00e9seau LTE: D\u00e9fis et Solutions \u00bb
\n \u00a0\u00bb Enhancing and improving voice transmission quality over LTE network: Challenges and Solutions \u00a0\u00bb<\/p>\n\n\n
\n Jalel BEN OTHMAN <\/td>\n Professeur – Universit\u00e9 Paris 13 – France<\/td>\n<\/tr>\n \n Fabrice VALOIS <\/td>\n Professeur – INSA Lyon – France<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n \n\n
\n Marcelo DIAS DE AMORIM <\/td>\n Professeur – Directeur de recherche – Universit\u00e9 Paris 6 – France<\/td>\n<\/tr>\n \n V\u00e9ronique VEQUE <\/td>\n Professeure – CNRS-CedntraleSup\u00e9lec-Universit\u00e9 Paris-Sud<\/td>\n<\/tr>\n \n Pierre DUHAMEL <\/td>\n Professeur – Directeur de recherches CNRS – CNRS-CentraleSup\u00e9lec-Universit\u00e9 Paris-Sud<\/td>\n<\/tr>\n \n Hang NGUYEN <\/td>\n Directrice d’\u00e9tudes – T\u00e9l\u00e9com SudParis<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
\n LTE est une norme sans fil \u00e0 bande large provenant de la UMTS r\u00e9seau. Egalement connu comme l’une des technologies au-del\u00e0 de la 3G de r\u00e9seau sans fil, LTE est con\u00e7u pour avoir un service de livraison pour les applications multim\u00e9dia, de voix et de vid\u00e9o destin\u00e9es aux utilisateurs finaux. Transmettre ces services dans une bonne qualit\u00e9 sur les r\u00e9seaux sans fil est un grand d\u00e9fi pour les fournisseurs de services, sp\u00e9cialement pour les services en temps r\u00e9el tels que les appels vocaux et vid\u00e9o. A l’origine, le LTE \u00e9tait consid\u00e9r\u00e9 comme un syst\u00e8me cellulaire compl\u00e8tement IP permettant uniquement de transporter des donn\u00e9es. Les op\u00e9rateurs seraient ainsi en mesure de transporter la voix soit en revenant au syst\u00e8me 2G\/3G ou en utilisant VoIP sous une forme ou une autre. VoLTE est une technologie am\u00e9lior\u00e9e pour la voix et la transmission vid\u00e9o sur le r\u00e9seau LTE. C\u2019est une sp\u00e9cification bas\u00e9e sur IMS, et permet ainsi au syst\u00e8me d’\u00eatre int\u00e9gr\u00e9 \u00e0 la suite d’applications qui seront disponibles sur le LTE. Avec le VoLTE, le trafic vocal va sur le r\u00e9seau de donn\u00e9es \u00e0 haute vitesse \u00e0 la place de son r\u00e9seau de voix. De ce fait, VoLTE devrait fournir une meilleure qualit\u00e9 sonore, un temps de latence plus court et une perte de paquets inf\u00e9rieure.<\/p>\n