Energy-efficient reliable transport protocols for IP-based low power wireless networks

Energy-efficient reliable transport protocols for IP-based low power wireless networks PDF Author: Ahmed Ayadi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 122

Get Book Here

Book Description
Les réseaux à faible consommation d'énergie tels que les réseaux de capteurs sans fil sont actuellement utilisés dans divers domaines militaires, environnementaux, médicaux, et commerciaux. Cette forte demande a été permise grâce à la disponibilité, surtout ces dernières années, de nouveaux microcontrôleurs qui sont plus petits, moins chers et plus intelligents. Ces nouveaux appareils sont équipés d'interfaces sans fil, avec lesquelles ils peuvent communiquer les uns avec les autres pour former un réseau. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur l'étude de l'efficacité énergétique des protocoles de transport fiables pour ces réseaux. Récemment, nombreux travaux de recherche ont été menées afin d'améliorer la fiabilité et le contrôle de congestion dans les réseaux à faible consommation d'énergie. Beaucoup de ces travaux ont considéré la pile protocolaire IP/TCP inadéquate pour ce type de réseaux. Initialement, l'idée a été rejetée à cause de plusieurs éléments, comme la surcharge de son en-tête, son mécanisme de retransmission de bout en bout, son taux élevé d'acquittements, et l'impact de la fragmentation des couches inférieures sur sa consommation d'énergie. Néanmoins, l'utilisation de la pile TCP/IP offre l'avantage d'une connectivité transparente entre le nouveau réseau sans fil et Internet. En effet, l'utilisation de TCP facilite l'utilisation des applications standards (e.g., HTTP, SSH) pour de nouveaux besoins comme la reprogrammation des noeuds ou la mise à jour du firmware sans une intervention humaine sur champ et sans un déploiement d'un proxy très complexe au niveau des routeurs de bord. Dans la première partie de cette thèse, nous étudions la consommation d'énergie du protocole TCP et les manières qui permettent de réduire cette consommation. Nous étudions un des algorithmes TCP proposés afin de réduire le coût de la transmission de bout-à-bout et nous proposons une amélioration de ce dernier réduisant encore davantage plus la consommation d'énergie. Nous étudions ensuite la compression de l'en-tête TCP en prenant le réseau 6LoWPAN comme un exemple d'applications. Nous proposons un nouvel algorithme de compression qui permet aussi de réduire la consommation d'énergie. Dans une deuxième partie, nous proposons un modèle mathématique qui permet d'estimer la consommation d'énergie en fonction de plusieurs paramètres. A l'aide de ce modèle, nous étudions le compromis entre l'envoi de longs et courts segments TCP et leur impact sur la consommation d'énergie. Enfin, nous étudions ensuite l'impact d'un nouveau mécanisme de récupération des fragments sur la performance énergétique du protocole TCP.