Optimisation de l'utilisation de la bande passante dans les réseaux multi-sauts sans-fil

Optimisation de l'utilisation de la bande passante dans les réseaux multi-sauts sans-fil PDF 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.

Optimisation de l'utilisation de la bande passante dans les réseaux multi-sauts sans-fil

Optimisation de l'utilisation de la bande passante dans les réseaux multi-sauts sans-fil PDF Author: Simon Odou
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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.

Protocoles de routage réactifs pour l'optimisation de bande passante et la garantie de délai dans les réseaux ad hoc mobiles

Protocoles de routage réactifs pour l'optimisation de bande passante et la garantie de délai dans les réseaux ad hoc mobiles PDF Author: David Espès
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Languages : fr
Pages : 193

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Nos travaux se situent dans le contexte des réseaux MANETs (Mobile Ad Hoc NETorks) qui constituent une catégorie de réseaux sans fil pouvant être déployés rapidement, multi-sauts et sans infrastructure. Les réseaux MANETs permettent la communication entre utilisateurs d'applications mobiles diverses (applications collaboratives, urgences, militaires, embarquées...). Cependant, ces réseaux souffrent d'inconvénients à la fois liés aux caractéristiques du medium de transmission (partage du canal de transmission, faible débit...), mais également aux protocoles de routage (dissémination de l'information, sélection d'un chemin...). Ces limites rendent difficile le support des applications multimédia et temps réel (telles que la vidéoconférence, la vidéo à la demande, la VoIP...). Ces applications requièrent le respect de contraintes de Qualité de Service (QoS) telles que la bande passante et le délai. Le but de nos travaux est d'optimiser la bande passante disponible d'un réseau MANET pour permettre l'utilisation d'applications fortement consommatrices en bande passante. Comme un réseau MANET est multi-saut, l'influence des protocoles de routage sur les performances du réseau est déterminante. Trois axes ont été étudiés pour augmenter la bande passante utile des réseaux MANETs : réduction des collisions, réduction des informations de routage et garantie de la bande passante et du délai.

Mécanismes d'optimisation de l'utilisation des technologies dans le Home Network

Mécanismes d'optimisation de l'utilisation des technologies dans le Home Network PDF Author: Hanane El Abdellaouy
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Languages : fr
Pages : 143

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Les produits et les technologies de communication ont connu durant la dernière décennie des améliorations importantes en termes de diversification de services, ceci a changé la vision des réseaux domestiques. Les maisons d'aujourd'hui hébergent des équipements de plus en plus sophistiqués offrant une large gamme de services comme HDTV, VoIP, le stockage multimédia, etc. Cette extension technologique n'est pas sans conséquences. En effet, les équipements des Technologies d'Information et de la Communication (TIC) consomment pratiquement un quart de la consommation totale d'électricité dans une maison française type, ce qui met en avant la question d'efficacité énergétique dans les réseaux domestiques. En outre, les émissions électromagnétiques deviennent de plus en plus omniprésentes au sein des maisons, ceci peut inquiéter une tranche des utilisateurs, cela peut également ralentir les futures innovations des technologies sans fil. Toutefois, l'augmentation de la connectivité peut aider à résoudre ces problèmes en désactivant les équipements redondants ou en sélectionnant des chemins plus appropriés dans le réseau. Le problème peut être perçu comme un protocole de routage multicritère avec l'introduction de nouvelles métriques vertes. Par conséquence, une solution de routage pour réseau domestique doit supporter des contraintes supplémentaires en parallèle avec celles de QoS. Cette thèse contient principalement trois contributions. La première contribution consiste à la proposition de deux modèles de champs électromagnétiques provenant des technologies Wi-Fi et Courant Porteur en Ligne (CPL). Ces deux modèles nous ont permis de formuler une métrique de rayonnement qu'on a nommé Radiant Exposure (RE). Dans la deuxième contribution, nous présentons les procédures de calcul et d'implémentation de notre métrique pour deux scenarios : un réseau sans fil et un réseau hétérogène. Ceci nous a conduit à étendre la définition initiale de la métrique RE pour couvrir le cas où les liens Wi-Fi et CPL coexistent dans le même réseau. Nous décrivons ensuite nos deux solutions de routage EMRARA et EMRARA-H pour trouver les chemins garantissant un niveau minimal d'énergie rayonnée dans les réseaux sans et hétérogènes à multi-sauts respectivement. Afin de montrer les performances de nos algorithmes, nous avons développé un simulateur à base de Python, où on a implémenté les modèles proposés, un module de calcul de métrique de routage, et enfin nos algorithmes. La dernière contribution consiste à la proposition d'un algorithme de routage multicritère basé sur la méthode à pondération normalisée. Une telle méthode transforme un problème multicritère à un problème monocritère en multipliant chaque critère par un poids de pondération, qui exprime entre autre les préférences de l'utilisateur, et ensuite sommer tous les critères pondérés. Les trois critères que nous avons considérés sont RE, la consommation d'énergie et la bande passante.

Auto-organisation des réseaux sans fil multi-sauts à grande échelle

Auto-organisation des réseaux sans fil multi-sauts à grande échelle PDF 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.

Réseaux de capteurs sans fil: QoS et analyse des performances

Réseaux de capteurs sans fil: QoS et analyse des performances PDF Author: Mohammed-Amine Koulali
Publisher: Editions Universitaires Europeennes
ISBN: 9783838181660
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Languages : de
Pages : 152

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Les reseaux de capteurs sans fil sont predestines a devenir une partie integrante de notre vie quotidienne. Cela est du en grande partie aux progres technologiques realises dans les domaines de la miniaturisation des composants electroniques et de la standardisation des communications sans fil. Ces reseaux ont fait l'objet d'une activite de recherche intensive, dont l'objectif est de produire des reponses aux limitations et particularites qui leur sont associees. En particulier, la gestion efficace des ressources energetiques ainsi que l'optimisation des protocoles de communication continuent d'etre un domaine de recherche tres fertile. L'emergence des reseaux de capteurs sans fil multimedia suscite le developpement des nouveaux protocoles de routage et de mecanismes de gestion de l'energie qui soient adaptes aux exigences severes requises. Dans ce livre nous elaborons deux propositions de protocoles de routage geographique pour reseaux de capteurs sans fil avec qualite de service qui tiennent compte des exigences de delai, de bande passante et d'energie residuelle. Aussi, Nous utilisons les processus de decision Markoviens pour optimiser la gestion de l'energie.

Optimisation Des Protocoles de Routage Dans Les Réseaux Multi-sauts Sans Fil À Contraintes

Optimisation Des Protocoles de Routage Dans Les Réseaux Multi-sauts Sans Fil À Contraintes PDF Author: Samir Medjiah
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Languages : en
Pages : 0

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Great research efforts have been carried out in the field of challenged multihop wireless networks (MWNs). Thanks to the evolution of the Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) technology and nanotechnologies, multihop wireless networks have been the solution of choice for a plethora of problems. The main advantage of these networks is their low manufacturing cost that permits one-time application lifecycle. However, if nodes are low-costly to produce, they are also less capable in terms of radio range, bandwidth, processing power, memory, energy, etc. Thus, applications need to be carefully designed and especially the routing task because radio communication is the most energy-consuming functionality and energy is the main issue for challenged multihop wireless networks.The aim of this thesis is to analyse the different challenges that govern the design of challenged multihop wireless networks such as applications challenges in terms of quality of service (QoS), fault-tolerance, data delivery model, etc., but also networking challenges in terms of dynamic network topology, topology voids, etc. Our contributions in this thesis focus on the optimization of routing under different application requirements and network constraints. First, we propose an online multipath routing protocol for QoS-based applications using wireless multimedia sensor networks. The proposed protocol relies on the construction of multiple paths while transmitting data packets to their destination, i.e. without prior topology discovery and path establishment. This protocol achieves parallel transmissions and enhances the end-to-end transmission by maximizing path bandwidth and minimizing the delays, and thus meets the requirements of QoS-based applications. Second, we tackle the problem of routing in mobile delay-tolerant networks by studying the intermittent connectivity of nodes and deriving a contact model in order to forecast future nodes' contacts. Based upon this contact model, we propose a routing protocol that makes use of nodes' locations, nodes' trajectories, and inter-node contact prediction in order to perform forwarding decisions. The proposed routing protocol achieves low end-to-end delays while using efficiently constrained nodes' resources in terms of memory (packet queue occupancy) and processing power (forecasting algorithm). Finally, we present a topology control mechanism along a packet forwarding algorithm for event-driven applications using stationary wireless sensor networks. Topology control is achieved by using a distributed duty-cycle scheduling algorithm. Algorithm parameters can be tuned according to the desired node's awake neighbourhood size. The proposed topology control mechanism ensures trade-off between event-reporting delay and energy consumption.

Techniques de Contrôle Pour Réseaux Sans Fils Multi-sauts

Techniques de Contrôle Pour Réseaux Sans Fils Multi-sauts PDF Author: Hicham Khalifé
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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.

Optimisation des ressources pour réseaux mobiles à haut débit

Optimisation des ressources pour réseaux mobiles à haut débit PDF Author: Khaldoun Al Agha
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Languages : fr
Pages : 282

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DU FAIT DE L'ETROITE BANDE PASSANTE AFFECTEE AU LIEN DE TRANSMISSION RADIO, L'OPTIMISATION DE L'ALLOCATION DE RESSOURCES DANS LES RESEAUX MOBILES S'AVERE CRUCIALE POUR POUVOIR Y INTEGRER LE SUPPORT HAUT DEBIT. EN EFFET, LA DIMINUTION DE LA TAILLE DES CELLULES PERMET UNE REUTILISATION DES RESSOURCES PLUS IMPORTANTE ET DEMULTIPLIE LE NOMBRE DE TRANSFERTS INTERCELLULAIRES. CECI IMPLIQUE UNE GESTION COMPLEXE DES RESSOURCES A TRAVERS LES STATIONS DE BASE. CETTE THESE S'EST DONC PROPOSEE D'ETUDIER LES SCHEMAS D'ALLOCATION EXISTANTS, ET D'ELABORER DES SOLUTIONS POUR LES ADAPTER AUX VARIATIONS DE TRAFIC, PAR ESSENCE, INSTANTANEES ET PEU PREVISIBLES DANS LES RESEAUX SANS FIL. TOUT D'ABORD, L'ATTENTION S'EST PORTEE SUR LE SCHEMA FIXE D'ALLOCATION. PARTANT DE CE SCHEMA, A ETE PROPOSEE UNE NOUVELLE METHODE FIXE D'ALLOCATION QUI PERMET D'EQUILIBRER LA CHARGE DU TRAFIC, SOUVENT NON UNIFORME, EN FONCTION DES RESSOURCES DISPONIBLES. CET AJUSTEMENT S'EST APPUYE SUR UN CONCEPT DE SEUIL D'ALARME GERE PAR UN SYSTEME MULTI-AGENT. LES EFFORT SE SONT ENSUITE CONCENTRES SUR LE SCHEMA D'ALLOCATION HYBRIDE, EN PARTICULIER SUR LA REPARTITION FIXE ET DYNAMIQUE DES RESSOURCES AUX STATIONS DE BASE. CETTE REPARTITION ETANT INVARIABLE DANS LE TEMPS, LA DEMARCHE A CONSISTE A LA RENDRE FLEXIBLE ET A LA FAIRE EVOLUER EN FONCTION DU TEMPS ET PAR APPRENTISSAGE. POUR CE FAIRE, UNE ARCHITECTURE WATM INTEGRANT UN SYSTEME MULTI-AGENT A ETE CONCUE, LAQUELLE A PERMIS DE REALISER UN NOUVEAU SCHEMA CAPABLE D'OFFRIR UNE REPARTITION ADAPTATIVE ET QUI PREND EN CONSIDERATION LES CONDITIONS DE TRAFIC DU RESEAU. CETTE THESE S'EST ACHEVEE SUR LA MISE AU POINT DE TROIS SCHEMAS DYNAMIQUES ISSUS DU CHANNEL SEGREGATION. FONDES SUR LA COMMUNICATION ENTRE LES STATIONS DE BASE AVOISINANTES, CES SCHEMAS SONT CAPABLES D'OFFRIR PLUSIEURS QUALITES DE SERVICE A DIFFERENTES CLASSES DE TRAFIC. EN EFFET, LES AGENTS INTELLIGENTS INSTALLES DANS LES STATIONS DE BASE COOPERENT POUR SE PARTAGER LES RESSOURCES AVEC UN MINIMUM DE CONFLITS.

Analyse et optimisation des protocoles d'accès dans les réseaux sans fil ad hoc

Analyse et optimisation des protocoles d'accès dans les réseaux sans fil ad hoc PDF Author: Iskander Banaouas
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Languages : fr
Pages : 146

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Dans cette thèse, nous proposons d'étudier les techniques d'accès dans les réseaux sans fil ad hoc en évaluant le gain en performance offert par certaines d'entre elles par rapports aux autres. Il s'agit aussi de modéliser les performances de ces techniques d'accès a travers des modèles mathématiques. Ceci nous permet entre autres d'étudier la sensibilité de tels protocoles a certaines contraintes des réseaux ad hoc. Cette thèse se présente comme suit: D'abord on présente les modèles utilisés afin de décrire le comportement aléatoire de certaines techniques d'accès. Ensuite on applique ces modèles afin de comparer la distribution du rapport signal sur bruit dans les réseaux CSMA et TDMA. On compare ensuite les protocoles d'accès les plus répandues dans les réseaux d'accès, a savoir CSMA et Aloha. On utilise une modélisation de processus de Poisson pour calculer la probabilité de couverture pour Aloha et Aloha slotté. Enfin, on mesure le gain offert par CSMA sur le multiplexage purement statistique des transmissions d'Aloha. CSMA étant le protocole le plus répandue dans les MANETs, cette dernière se trouve exposée à des situations d'inéquité surtout lorsque le réseau est surchargé. On quantifie ce problème d'inéquité en se basant sur une modélisation markovienne. Cette étude nous permet de prévoir les effets de l'inéquité sur des scénarios de déploiement et de proposer des solutions se basant sur l'adaptation des fenêtres de contention pour atténuer ce problème. Enfin, nous étudions l'utilisation d'Aloha dans les réseaux cognitifs. Dans ce contexte, nous montrons comment deux réseaux utilisant Aloha peuvent coexister. Le réseau secondaire doit ne peut perturber le réseau primaire qu'en provoquant une dégradation bornée de celui-ci. On optimise la probabilité de transmission afin de maximiser l'accès Aloha du réseau secondaire.

Compression des en-têtes inter-couches pour les flux multimédia multicast sur des réseaux sans fil

Compression des en-têtes inter-couches pour les flux multimédia multicast sur des réseaux sans fil PDF Author: Elizabeth Georgina Martinez Fernandez
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Languages : fr
Pages : 107

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Les services multimédia de type " streaming ", exigent classiquement des performances élevées du réseau (haut débit, faible taux d'erreur et délai bref), en contradiction avec les importantes contraintes que subissent les réseaux sans fil (bande passante limitée, canaux souvent bruités et états de réseau très changeants) . Dans cette thèse, nous étudions l'hypothèse que cet environnement subissant des contraintes importantes exige des architectures spécifiques à l'application, plutôt que des architectures généralistes, afin d'augmenter l'efficacité d'utilisation des ressources du réseau. Plus particulièrement, nous étudions le cas de la compression des en-têtes ROHC de flux vidéo en "streaming" sur les réseaux sans fil. Trois études ont été réalisées. La première étude évalue la performance de ROHC en complément du protocole UDP-Lite. Nous avons constaté que l'utilisation de la bande passante est améliorée par ladiminution du taux de perte de paquets. Les deuxième et troisième études considèrent le cas où des utilisateurs joignent un canal commun, de manière aléatoire, pour recevoir la vidéo en " streaming ". Pour que l'affichage de la vidéo démarre, ces utilisateurs doivent attendre la réception de deux contextes, celui de ROHC et celui de la compression vidéo. Des architectures inter-couches, dites " de haut en bas ", ont été développées afin d'adapter les algorithmes de ROHC à ceux de la compression de la vidéo. Nos études montrent que ces architectures parviennent à optimiser l'utilisation de la bande passante, à assurer une robustesse à l'erreur, et à offrir un délai pour démarrer l'affichage de la vidéo plus court que ne le font les architectures généralistes..