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Conception, dimensionnement de
réseaux de
Mots clés : télécommunications, constellations de satellites, communications mobiles .
La révolution des technologies sans-fil et mobiles apporte des changements fondamentaux aux télécommunications. De nombreux systèmes utilisant ces approches sont déjà amplement utilisés aujourd'hui, telles les télécommandes de toutes sortes et la télévision par satellite. Parmi ces systèmes, la radio-téléphonie mobile est le secteur des télécommunications qui connaît la plus grande expansion à l'heure actuelle au niveau international. Qui plus est, de nouveaux réseaux à plus grande échelle sont en train de voir le jour, en particulier ceux basés sur les constellations de satellites à orbites basses ( LEO's pour Low Earth Orbit) comme Globalstar (France Télécom, Alcatel, etc.) et Iridium (Motorola et autres).
Les satellites LEO's circulent à une vitesse constante sur des orbites entre 500 et 2000 km au dessus de la surface terrestre. Par conséquent, la zone de couverture d'un satellite change continuellement. De ce fait, pour obtenir une couverture globale à tout moment, il faut rassembler des LEO's en plusieurs orbites composées de plusieurs satellites chacune. Ce rassemblement est appelé constellation de satellites. Les deux exemples les plus connus de tels systèmes sont Globalstar, avec 48 LEO's sur 8 orbites, et Iridium, avec 6 orbites polaires de 11 satellites. Les communications assurées par de telles constellations sont bi-directionnelles et peuvent être du type satellite-téléphone ou satellite-gateway, avec la Terre, et éventuellement entre les satellites, ce qui permet le routage de connexions au travers du réseau satellitaire, sans qu'il y ait besoin de ressources terrestres.
Dans ces constellations, la zone de couverture d'un satellite LEO change continuellement, puisque les stations de relais sont aussi mobiles. Cela implique qu'au cours d'une même communication, un terminal terrestre devra dialoguer avec plusieurs satellites. Il s'agit donc d'étudier le routage (c'est-à-dire la stratégie d'acheminement des messages dans le réseau) et le handover (lorsqu'un terminal passe de la zone de couverture d'une station à celle d'une autre). Même si, traditionnellement, ces deux domaines ont été étudiés séparément, il sont ici intrinsèquement liés, étant donnée la structure des réseaux, donnant naissance à des études sur le reroutage. Les problèmes en question touchent maints aspects discrets de l'algorithmique, de la géométrie, de la recherche opérationnelle et de la modélisation des systèmes mobiles de calcul et de communication.