De nombreuses applications de télécommunication, telles que les plateformes de streaming multimédia et les appareils connectés (les véhicules intelligents et la télémédecine par exemple), voient leur Qualité de Service (QoS) affectée par la taille de leur mémoire tampon allouée. En effet, lorsque le volume du trafic de données d’un utilisateur dépasse la taille de la mémoire tampon allouée, la qualité du service diminue. Sachant que l’augmentation de la taille de la mémoire tampon entraîne généralement des coûts supplémentaires, le problème est une question d’optimisation qui consiste à trouver la taille optimale de la mémoire tampon afin de minimiser le volume de trafic de données gaspillé tout en maintenant une Qualité de Service.

Pour résoudre ce problème, les auteurs proposent une approche statique ainsi qu’une approche dynamique. L’approche statique consiste à trouver la meilleure répartition de la taille de la mémoire tampon parmi un ensemble donné d’utilisateurs, tandis qu’un objectif de volumes de données à traiter pendant un intervalle de temps fixe est donné pour chaque utilisateur. On considère que la taille de la mémoire tampon est la même pour tous les utilisateurs et qu’elle est constante tout au long de l’horizon de temps planifié. Cela revient à résoudre un problème d’optimisation non linéaire réalisé ici avec Artelys Knitro. L’approche dynamique est basée sur un contrôle prédictif de modèle (MPC) linéaire formulé en temps discret fixe et se concentre sur la détermination de la taille de la mémoire tampon allouée à chaque utilisateur, qui peut varier tout au long de l’horizon temporel planifié, permettant ainsi d’améliorer la Qualité de Service perçue par l’utilisateur.

Des simulations numériques sont effectuées pour évaluer les approches proposées et les résultats de calcul démontrent leur efficacité à la fois en termes d’économies de mémoire tampon et de l’amélioration de la Qualité de Service. Par exemple, l’approche statique réalisée avec Artelys Knitro a permis de diviser par 6 les exigences en matière de mémoire tampon tout en réalisant des économies importantes avec une Qualité de Service proposée similaire à la plupart des opérateurs de réseaux mobiles.