Algorithmes de routage dans les réseaux sans-fil de radios cognitives à multi-sauts PDF Download
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Author: Ahmed Chehata
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 128
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Author: Ahmed Chehata
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 128
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Author: Hicham Khalifé
Publisher:
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Category :
Languages : en
Pages : 161
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Nous proposons dans cette thèse trois nouvelles techniques de contrôle spécialement développées pour améliorer le débit observé par un utilisateur final dans un réseau sans fil multi-sauts. Nous présentons d’abord un modèle mathématique qui permet d’évaluer les pertes dues au terminal caché. Ce modèle est ensuite exploité pour présenter une solution au niveau de la couche MAC permettant d’améliorer le débit des connexions TCP. La deuxième technique tente d’exploiter les propriétés de diffusion du canal radio. En effet, HbH, utilise le fait que chaque transmission sans fil peut être entendue par les noeuds à proximité, pour détecter la panne d’un noeud voisin. Avec HbH, chaque noeud et après la transmission d’un message procède à une écoute du canal afin de savoir si son voisin a retransmis le paquet avant que le premier ne prenne la décision de le jeter. HbH peut être utilisé pour détecter la disparition de noeuds voisins due à la mobilité par exemple. Finalement, nous nous intéressons aux réseaux radios cognitifs. Dans ce nouveau, des problèmes de base restent encore non résolus. Une première technique de contrôle envisageable consiste à présenter des mécanismes de routage capables d’établir un chemin de bout en bout tout en tenant compte de l’instabilité de ces réseaux. Pour ces raisons, nous proposons MPP, un algorithme de routage spécialement conçu pour les réseaux radios cognitifs multi-sauts. Notre protocole établit un chemin et un ensemble de canaux radios à utiliser entre un nœud source et une destination en se basant sur des calculs probabilistes qui prennent en compte l’emplacement et l’activité des noeuds primaires plus prioritaires sur les canaux en questions.
Author: Nathalie Mitton
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Languages : fr
Pages : 134
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Les réseaux sans fil sont des réseaux radio mobiles sans aucune infrastructure. Les entités de tels réseaux ont des capacités limitées en énergie, bande passante, taille mémoire, etc. les protocoles de routage actuels ne permettent pas leur utilisation à grande échelle. Pour répondre à ce problème, je propose un schéma de routage hiérarchique dans de tels réseaux. Il se décompose en un protocole de clustering qui découpe le réseau en groupes de nœuds (clusters), en un protocole de localisation pour situer un nœud dans le réseau et en un protocole de routage hybride. La structure de clusters peut également servir à propager un message de façon efficace dans tout le réseau. Les algorithmes ont été analysés par simulation, par analyse comparative avec des solutions existantes et quand c'était possible, de façon analytique à l'aide de la géométrie stochastique. Les approches proposées sont locale, distribuées et utilisent des outils tels que les DHT et le routage par intervalle.
Author: Tony Ducrocq
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Languages : fr
Pages : 0
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Les villes actuelles sont de plus en plus connectées. Les compteurs sont relevés sans-fil et à distance. Les luminaires des villes communiquent pour économiser l'énergie tandis que les engins de ramassage communiquent avec les poubelles pour planifier les tournées. Ces réseaux sont sans infrastructure et les nœuds capteurs puisent leur énergie dans une batterie limitée.Dans cette thèse j'analyse les problématiques des réseaux sans-fil muti-sauts dans les villes intelligentes. J'étudie dans un premier temps l'importance et l'impact de la topologie sur les performances réseau. Plus précisément, au travers de simulations et d'études expérimentales, je démontre que le placement des nœuds impacte les performances des algorithmes de routage géographique. Je propose ensuite une famille d'algorithmes de clustering pour réseaux de capteurs sans-fil reposant sur l'hypothèse qu'un chef de cluster consomme plus d'énergie que les autres nœuds. L'idée principale de ces algorithmes est que le rôle de cluster-head doit être attribué en fonction du niveau d'énergie des nœuds et de leur voisinage. Ces algorithmes ont été testés grâce à des simulations sur des topologies de villes réalistes avec des paramètres de simulation tirés du monde réel. Enfin, je propose un algorithme de routage pour les villes intelligentes ayant pour base deux techniques de routage. Il repose sur l'hypothèse que seulement une partie des nœuds dispose de l'information de sa position. Je montre qu'il est possible d'obtenir des performances proches des algorithmes de routage géographique, même sous cette hypothèse.
Author: Mubashir Husain Rehmani
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Languages : en
Pages : 153
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Les progrès récents des technologies de communication et la prolifération de l’informatique sans fil et des dispositifs de communication, ont induit à une surcharge dans l’utilisation du spectre radio. Cependant, les expériences de la Commission Fédérale de Communication (FCC) ont révélé que l’utilisation du spectre varie entre 15% et 85%. Par conséquent, les réseaux radios cognitifs (Cognitive Radio Networks ou CRNs) sont proposés afin d’utiliser le spectre radio d’une manière opportuniste. Dans ce type de réseaux radios cognitifs, où les fréquences de transmission sont sélectionnées d’une manière opportuniste - également sont appelés réseaux Ad-Hoc à radios cognitives -, la fiabilité de la dissémination des données est difficile à réaliser. D’abord, en plus des défis déjà connus dans les environnements sans fils, la diversité dans le nombre de fréquences qu’un noeud à radio cognitif a droit d’utiliser ajoute un autre défi, en limitant l’accessibilité à ses noeuds voisins. Deuxièmement, les noeuds à radio cognitif (CR) doivent conquérir les ressources de fréquences résiduelles avec les noeuds à radio primaire (PR), tout en essayent de les exploiter d’une manière opportuniste. En outre, les noeuds CR ne devraient pas perturber la qualité de réception des noeuds PR durant leur communication, et ce en limitant les interférences entre les deux de noeuds. Par conséquent, une nouvelle méthode de sélection de fréquences est requise afin de réduire le nombre d’interférences nuisibles aux noeuds PR, et maximiser les chances de délivrance des messages aux voisins récepteurs des noeuds CR, et augmenter ainsi la fiabilité des données disséminées. Dans cette thèse nous proposons SURF, une nouvelle méthode distribuée de sélection de fréquences pour la dissémination fiable de données dans un réseau radio cognitif multi-sauts. SURF classifie les fréquences radio disponibles en fonction de l’occupation des fréquences des noeuds à radio primaire et le nombre de noeuds à radio cognitive utilisant ces fréquences. Les résultats de simulation obtenus par NS-2 confirment que SURF est une stratégie efficace dans la sélection des meilleures fréquences de diffusion de données, comparée aux autres approches liées. Nous avons aussi constaté que les stratégies de sélection de fréquences sont considérablement influencées par l’activité des noeuds à radio primaire. Dans la suite ce cette thèse, nous étudierons et analyserons l’impact des modèles d’activités des noeuds PR sur les différentes stratégies de sélection de fréquences à travers des simulations basées NS-2. Nous avons remarqué que l’activité intermittente de PR est le cas où les solutions intelligentes doivent opérées. C’est dans ce cas où SURF donne les meilleures résultats et la région ciblée se serve des opportunités de communication. Enfin, dans cette thèse, nous allons encore plus loin en vérifiant l’applicabilité et la faisabilité de SURF. Dans cette perspective, d’abord, nous proposons une architecture d’accès à internet basée sur la radio cognitive pour les réseaux partiellement endommagés. Nous discutons les détails architecturaux et le principe de fonctionnement de l’architecture proposée. Nous avons également passé en revue les enjeux et les défis de déploiement de cette nouvelle architecture. Deuxièmement, nous discutons l’applicabilité de SURF dans le contexte de l’agrégation de fréquences et à cet égard, nous discutons une stratégie d’interférence basée sur l’agrégation de fréquences pour les réseaux radios cognitifs.
Author: Simon Odou
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Languages : fr
Pages : 111
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Dans cette thèse, nous proposons plusieurs algorithmes permettant d’optimiser l’utilisation de la bande passante dans les réseaux sans-fil multi-sauts et ainsi augmenter les débits atteignables. Les réseaux sans-fil multi-sauts sont des réseaux sans-fil dans lesquels les stations communiquent directement entre elles lorsque leurs portées respectives sont suffisantes ou, le cas échéant, via des stations intermédiaires chargées de relayer les flux de façon transparente. Les résultats théoriques prouvent que de tels réseaux disposent d’une capacité par station plus faible que les réseaux traditionnels et obligent ainsi à disposer de mécanismes avancés de gestion et d’optimisation des ressources disponibles. Nous présentons dans une première partie un algorithme d’estimation de la bande passante disponible calculant, pour une station donnée, l’espérance du trafic attendu sur son canal en fonction de la connaissance des flux transitant dans sa zone d’interférence. Cette estimation nous permet ensuite de déterminer un ensemble de contraintes dynamiques sur les débits des flux qui doivent être satisfaites pour que les flux puissent être acceptés sans risquer de surcharger le réseau. Enfin, toujours en gardant les contraintes précédentes satisfaites, nous proposons plusieurs algorithmes pour maximiser les débits atteignables des flux dans le réseau soit en contournant les zones surchargées, soit en adaptant dynamiquement les puissances d’émission. Ces résultats de simulation montrent une amélioration significative par rapport aux travaux existants.
Author: Alain Bertrand Bomgni
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Languages : fr
Pages : 141
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Un réseau de capteur sans fil (en abrégé RCSF) peut être représenté par un graphe, un arbre ou toutes autres structures. La structure est plus ou moins dépendante du problème à résoudre et des contraintes imposées par le RCSF. En effet, dans les RCSFs, la sécurité et la conservation d'énergie sont deux aspects importants et nécessaires à considérer. Particulièrement, la sécurité permet de s'assurer qu'un tel réseau ne sera pas sujet des attaques qui concernent la lecture, la modification et la destruction des informations tandis la conservation de l'énergie permet de prolonger le cycle de vie du réseau tant il est vrai que l'énergie des noeuds capteurs est extrêmement limitée, non rechargeable et non remplaçable. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à deux problèmes: le problème de routage par permutation et le problème de multicast géographique. Une large variété de protocoles de routage par permutation dans un environnement à simple saut est connue dans la littérature. Dans un tel environnement, il y a toujours un lien entre deux noeuds quelconques. Une façon de résoudre ce problème dans un environnement multi-sauts serait de partitionner les noeuds en clusters, où un noeud particulier dans chaque cluster appelé clusterhead sera responsable du routage. Nous avons premièrement proposé un mécanisme de partitionnement hybride pour exécuter le routage par permutation dans un réseau à multi-sauts. Les simulations nous ont montré que cet algorithme est plus efficace que la diffusion naïve dans le réseau. Par la suite, nous avons dérivé un nouveau protocole qui s'exécute avec moins de rondes de diffusion comparé à celui cité ci-dessus. Finalement, nous avons proposé un protocole pour le routage par permutation qui soit sécurisé, tolérant aux pannes avec conservation de l'énergie. Ce protocole repose sur deux principes majeurs. Tout d'abord, nous utilisons une structure de partitionnement hiérarchique hétérogène pour attribuer les rôles les plus importants aux noeuds ayant le plus d'énergie dans l'optique de protéger et de router les données. Par la suite, plusieurs mécanismes basés sur cette structure sont utilisés pour garantir qu'aucune donnée, quelque soit l'état du réseau et des capteurs, ne sera perdue et qu'un paquet allant d'un point A vers un point B arrive toujours en toute sécurité. D'autre part, le géocasting ou le multi-géocasting dans un RCSF est la livraison des paquets de la source à tous les noeuds situés dans une ou plusieurs zones géographiques. L'objectif du protocole de géocasting est la garantie de livraison et le moindre coût de transmission. Les protocoles existants avec garantie de livraison s'exécutent dans un réseau où les noeuds ont déjà un identifiant. Ils sont indiqués pour les réseaux denses ou nécessitent la dérivation d'un graphe planaire du réseau. Ainsi, les noeuds doivent être équipés de matériels pouvant supporter des opérations complexes telles que celles nécessaires pour la construction d'un graphe planaire. Dans notre première solution qui n'exige pas des noeuds de telles capacités, nous considérons un réseau anonyme et dérivons des algorithmes de géocasting et de multi-géocasting avec garantie de livraison et avec une surcharge de réseau moindre que ceux des protocoles existants. Ces protocoles sont souhaitables tant pour les réseaux ayant une distribution irrégulière avec des obstacles que pour les réseaux denses. Dans notre seconde solution, nous avons intégré la conservation d'énergie. En effet, nous avons proposé un protocole efficace de géocasting dans un RCSF avec garantie de livraison des paquets de la source vers tous les noeuds situés dans une ou plusieurs régions géocast.
Author: Ibrahim Amadou
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
L'efficacité énergétique constitue l'objectif clef pour la conception des protocoles de communication pour des réseaux de capteurs radio multi-sauts. Beaucoup d'efforts ont été réalisés à différents niveaux de la pile protocolaire à travers des algorithmes d'agrégation spatiale et temporelle des données, des protocoles de routage efficaces en énergie, et des couches d'accès au médium avec des mécanismes d'ordonnancement permettant de mettre la radio en état d'endormissement afin d'économiser l'énergie. Pour autant, ces protocoles utilisent de façon importante des paquets de contrôle et de découverte du voisinage qui sont coûteux en énergie. En outre, cela se fait très souvent sans aucune interaction entre les différentes couches de la pile. Ces travaux de thèse s'intéressent donc particulièrement à la problématique de l'énergie des réseaux de capteurs à travers des protocoles de routage et d'accès au médium. Les contributions de cette thèse se résument de la manière suivante : Nous nous sommes tout d'abord intéressés à la problématique de l'énergie au niveau routage. Dans cette partie, les contributions se subdivisent en deux parties. Dans un premier temps, nous avons proposé une analyse théorique de la consommation d'énergie des protocoles de routage des réseaux radio multi-sauts d'appréhender au mieux les avantages et les inconvénients des uns et des autres en présence des modèles de trafic variables, un diamètre du réseau variable également et un modèle radio qui permet de modéliser les erreurs de réception des paquets. À l'issue de cette première étude, nous sommes parvenus à la conclusion que pour être économe en énergie, un protocole de routage doit avoir des approches similaires à celle des protocoles de routage géographique sans message hello. Puis, dans un second temps, nous introduisons une étude de l'influence des stratégies de relayage dans un voisinage à 1 saut sur les métriques de performance comme le taux de livraison, le nombre de messages dupliqués et la consommation d'énergie. Cette étude est suivie par une première proposition de protocole de routage géographique sans message hello (Pizza-Forwarding (PF)) exploitant des zones de relayage optimisées et sans aucune hypothèse sur les propriétés du canal radio. Dans le but de réduire considérablement la consommation de PF, nous proposons de le combiner avec une adaptation d'un protocole MAC asynchrone efficace en énergie à travers une approche transversale. La combinaison de ces deux approches montre un gain significatif en terme d'économie d'énergie avec des très bon taux de livraison et cela quels que soient les scénarios et la nature de la topologique.
Author: Inès Doghri
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Book Description
Un réseau sans fil multi-saut est un ensemble d'entités mobiles et/ou fixes formant un réseau dynamique temporaire avec ou sans l'aide de toute administration centralisée. Cette particularité rend le routage problématique en cas d'instabilité des éléments qui composent les communications non directes. Afin de palier ces problèmes, de nouvelles formes de routage sont utilisées comme le routage multi-chemin (MC). Le routage MC permet d'envoyer les données sur des chemins multiples et semble être une solution efficace pour ces réseaux. Le but de cette thèse est d'étudier les techniques de routage MC dans un contexte sans fil multi-saut en vue d'obtenir de meilleures performances. Nous avons choisi pour notre étude une extension MC du protocole OLSR, appelée MP-OLSR. Nous évaluons ses performances sous divers scénarios sous NS-2. Ces tests d'évaluation nous ont amenés à mettre en ́evidence deux problèmes dans MP-OLSR : la réactivité du protocole de routage MC suite à des ruptures de route et la stratégie de répartition des données sur les chemins multiples. Nous avons étudié la réactivité de tels mécanismes dans MP-OLSR. Nous avons proposé trois nouvelles techniques de réparation de pannes qui diminuent les temps de rétablissement d'une route et réduisent le taux de perte des flux transmis. Nous proposons aussi un mécanisme qui détecte la dégradation de la qualité des liens durant le transfert d'un trafic de données. Les informations déduites de ce mécanisme servent à adapter la proportion de trafic à affecter à chaque chemin selon les conditions réseaux. Cette nouvelle variante du protocole MP-OLSR est évaluée par simulation.
Author: Flow Regimes from International Experimental and Network Data (Project)
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ISBN: 9781901502787
Category : Business & Economics
Languages : en
Pages : 738
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Book Description
This volume contains 117 reviewed papers from over 30 countries, published in English, French and Spanish, which reflect both international dimension of FRIEND and the key challenges facing hydrologists in the 21st century.
