Les missions du poste
Établissement : Institut Polytechnique de Paris École polytechnique École doctorale : Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris Laboratoire de recherche : LIX - Laboratoire d'informatique Direction de la thèse : Thomas CLAUSEN ORCID 0000000274008887 Début de la thèse : 2026-09-01 Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59 La nature de plus en plus dynamique des infrastructures d'interconnexion et d'informatique distribuée (par exemple, l'Internet des objets, les réseaux intelligents, les réseaux périphériques, les centres de données Internet) rend
pertinente l'étude de mécanismes décentralisés capables de préserver la disponibilité des ressources (par exemple, la connectivité, les contenus, la puissance de calcul) dans des systèmes où les dispositifs décisionnels ont une vision partielle et imparfaite de leur environnement, et où celle-ci peut évoluer au fil du temps en raison de divers facteurs externes (qualité des liaisons et pertes, trafic de fond, capacités/demandes des dispositifs).
Les réseaux dynamiques à sauts multiples de dispositifs contraints, mobiles ou statiques, sont présents dans divers cas d'utilisation (drones, déploiements IoT, centres de données) et posent un certain nombre de défis de recherche pertinents pour une communication efficace, qui peuvent
être distingués, en particulier, par la source de la dynamique (changements dans la capacité des liaisons, disponibilité des ressources réseau ou informatiques, changements dans les demandes de trafic, mobilité des noeuds) et le type de contraintes dans les appareils et les réseaux.
Dans le contexte des réseaux étendus à faible consommation et à longue portée (LPWAN) à sauts multiples, par exemple ceux
qui reposent sur LoRa, avec des liaisons faibles et instables, un trafic rare et des, la découverte et la maintenance des chemins de transit sans trafic de contrôle supplémentaire nécessitent le développement d'algorithmes adaptatifs distribués sur les dispositifs de transit afin de surveiller l'évolution de leur voisinage immédiat et d'adapter de manière appropriée leur mécanisme de décision de transfert.
Dans les cas où la stabilité de la topologie et/ou la régularité du trafic permettent/imposent l'utilisation d'un trafic de contrôle dédié pour maintenir les routes, par exemple dans les déploiements LPWA ou dans le
réseau intelligent, la conception de protocoles de routage proactifs et réactifs efficaces pose un certain nombre de défis et d'opportunités. Lorsque les liaisons disponibles permettent d'exploiter différents compromis entre le débit de transmission et la portée (comme c'est le cas,
par exemple, avec LoRa [LoRa]), la mise en oeuvre d'algorithmes de planification efficaces permettrait d'améliorer l'efficacité de l'allocation des ressources de bande passante, en présence de capacités de type SDN (contrôleur central) ; le développement et la mise en oeuvre de versions décentralisées de ces algorithmes seraient pertinents dans les cas où l'on ne peut supposer une visibilité totale du contrôleur. Dans les protocoles réactifs (par exemple, [LOADng]), l'exploitation de liaisons unidirectionnelles ou, plus généralement, d'une connectivité asymétrique permettrait une utilisation plus efficace des ressources (rares) existantes dans le réseau, comme le suggèrent les travaux préliminaires.
Dans le contexte des déploiements mobiles (par exemple, les drones) avec des exigences de trafic non négligeables, le développement de mécanismes de clustering adaptatifs légers pourrait contribuer à améliorer l'efficacité des protocoles de routage (e.g. [[OLSRv2]), dans des scénarios très dynamiques où différents modèles de communication peuvent être distingués. Dans ce cas, deux problèmes distincts doivent être traités : premièrement, la détection des clusters de communication qui apparaissent et disparaissent dans le réseau général ; et deuxièmement, l'application du routage des clusters identifiés à l'aide des primitives OLSR. Pour chacun des cas considérés, il est nécessaire de concevoir, de mettre en oeuvre et d'
optimiser ces mécanismes et algorithmes distribués, ainsi que les
protocoles de communication correspondants ou les extensions des protocoles existants pour les prendre en charge. In the context of multi-hop Low Power Wide Area Networks (LPWANs), e.g. those relying on LoRa, with weak and unstable links, rare trac, and severely constrained devices, discovery and maintenance of transit paths without additional control trac requires the development of distributed adaptive algorithms on transit devices so as to monitor the evolution of their close neighborhood, and adapt appropriately their forwarding decision mechanism.
In the cases where topology stability and/or trac regularity allows/imposes the use of dedicated control trac to maintain routes, e.g. in LPWA deployments or in the smart grid, design of ecient proactive and reactive routing protocols poses a certain number of challenges and opportunities. When available links allow to exploit dierent tradeos between transmission rate and range (as it is the case, for instance, with LoRa [LoRa]), for instance, the implementation of ecient scheduling algorithms would allow to improve the eciency in bandwidth resource
allocation, in the presence of SDN-like (central controller) capabilities; the
development and implementation of decentralized versions of these algorithms would be pertinent for cases in which no full controller visibility can be assumed. In reactive protocols (e.g., LOADng [LOADng]), exploitation of unidirectional links or, more generally, asymmetric connectivity would allow a more ecient use of (scarce) existing resources in the network, as suggested in preliminary works.
In the context of mobile deployments (e.g., drones) with non-negligeable trac requirements, development of lightweight adaptive clustering mechanisms could help to improve eciency of routing protocols (e.g., OLSR [OLSRv2]), in heavily dynamic scenarios where dierent communication patterns can be distinguished. For each of these considered cases, it is required to design, implement and
optimize such distributed mechanisms and algorithms, as well as the
corresponding communication protocols or extensions to existing protocols to support them. Evaluation of performance of these algorithms and protocols require the development, validation and/or improvement (and proper documentation) of new and currently existing simulation and evaluation tools (e.g., NS-3 [ns3], discrete-event specific simulators, etc.), deployment on real devices (e.g. Raspberry Pi's) and wireless/mobile testbeds when possible.
Le profil recherché
- A strong background in Networking and communications is required.
- Hands-on experience in setting up and conducting Networking experiments is appreciated.
- The ability to work eciently and autonomously, in a multi-cultural team
- Being at ease with programming in general, programming in C/C++ and MATLAB are appreciated.
- A strong background in mathematics and knowledge of machine learning are appreciated