logo EDITE Sujets de doctorat

Localisation coopérative, robuste et sécurisée de flottes de véhicules autoroutiers

Résumé rédigé par
Directeur de thèse:
Doctorant: Gia Minh HOANG
Unité de recherche UMR 7102 Laboratoire de recherche d'EURECOM

Projet

Les réseaux véhiculaires ad hoc (VANET), qui font intervenir des liens radio entre véhicules mobiles, sont aujourd’hui particulièrement attractifs. Ils permettent, entre autre, de garantir une certaine indépendance vis-à-vis de l’infrastructure autoroutière, et donc de minimiser les coûts de déploiement, tout en assurant une bonne continuité de service. Dans ce contexte, diverses technologies radio peuvent être envisagées, comme le standard IEEE 802.11p, apparu en 2010, qui s’apparente à une solution WiFi à 5.9 GHz. Par ailleurs, la localisation précise des véhicules apparaît aujourd’hui comme une information importante pour l’assistance à la conduite, la régulation du trafic (et donc, la réduction de la consommation de CO2), les systèmes anticollision avancés, les services routiers commerciaux/multimedia, ou encore, la diffusion « géographique » de messages d’alerte dans des files de voitures en cas d’accident. Mais les techniques de radiolocalisation habituelles s’avèrent inadaptées, en raison des fortes spécificités des VANETs en termes de connectivité (faible densité « instantanée » de nœuds, fragmentation fréquente du réseau et faibles durées de vie des liens radio…) et de mobilité (vitesses élevées, contraintes géographiques liées aux routes…). Par ailleurs, la fonction de radiolocalisation, qui présuppose l’échange de paquets d’information sur un canal public, constitue en elle-même une faille de vulnérabilité vis-à-vis d’attaques malveillantes (injection de paquets erronés, interceptions de paquets sensibles…). Parmi les contributions récentes de l’état de l’art en matière de localisation véhiculaire, une majorité des solutions appliquées au contexte VANET cherchent à fusionner des mesures de puissance reçue réalisées entre véhicules avec diverses sources d’information, telles que des données GPS, des données cinématiques relatives à la vitesse et à l’accélération du véhicule, ou encore la connaissance de la carte routière. Elles reposent toutefois sur des hypothèses encore assez peu réalistes en termes d’obstructions radio (liées à l’occultation des liens par d’autres véhicules) ou de connectivité (nombre de voisins mobiles disponibles), et elles n’intègrent pas d’emblée la question de la sécurité dans la conception des protocoles sous-jacents. Le travail de thèse proposé vise la démonstration de nouvelles solutions coopératives, permettant d’assurer une localisation précise, véritablement robuste et intrinsèquement sécurisée pour les futurs véhicules intelligents et autonomes. Il s’agit d’abord de proposer des algorithmes de positionnement distribués, plus adaptés au contexte et à la mobilité véhiculaire (y compris en exploitant de multiples sauts), et potentiellement couplés à des solutions avancées de filtrage/fusion de données. A cette occasion, différentes topologies de déploiement (i.e. distribuée ou hiérarchique) et différentes métriques radio (i.e. temps d’arrivée en radio impulsionnelle et/ou mesures de puissance en bande étroite à 5.2GHz) pourront être comparées. On cherchera également à modéliser et à traiter les situations critiques de non-visibilité sporadique, susceptibles de générer des mesures fortement biaisées entre véhicules, voire des pertes de paquets irrémédiables. Au niveau du protocole, on visera le développement de mécanismes limitant le trafic sur le canal public et permettant une meilleure intégrité/fiabilité de l’information de localisation, tout en garantissant une bonne qualité de service et une réactivité suffisante en situation de forte mobilité. Des expérimentations permettront de valider certaines des approches proposées, à partir de plateformes radio réelles.