LES RÉSEAUX SANS FIL AD HOC

LES RÉSEAUX SANS FIL AD HOC

Problématique

Les avancées dans le domaine des technologies de l’information et de la communication, mises de l’avant par la popularité de l’Internet, ont eu pour effet de multiplier et diversifier les trafics requérant une certaine forme de Qualité de Service (QoS). La prise en charge de ces trafics et le support de la QoS demandée devient donc un enjeu incontournable pour les applications à temps réel (applications multimédias). Toutefois, de nombreuses contraintes, intrinsèques au médium de communication sans fil ainsi qu’au paradigme Ad hoc, viennent complexifier cette prise en charge : le médium radio utilisé est peu fiable et la bande passante disponible est souvent limitée, la mobilité des nœuds du réseau rend la topologie entièrement dynamique, et finalement l’énergie disponible ainsi que la puissance de traitement et de stockage des unités mobiles est relativement faible. Enfin, la prise en charge de la qualité de service est un problème réparti sur l’ensemble du chemin qui relie la source à la destination. Malgré les nombreuses approches recensées dans la littérature, force est de constater qu’aucune d’entre-elles ne résout complètement le problème du support de la qualité de service dans les réseaux mobiles Ad hoc. Plusieurs des objectifs (flexibilité, adaptabilité de la QoS, mobilité) nécessaires au déploiement de ces réseaux sont souvent conflictuels et parfois même diamétralement opposés. Ce faisant, il appert que la meilleure solution pour offrir la QoS dans les réseaux Ad hoc sera celle qui sera en mesure d’allier ces différents objectifs d’une manière cohérente et efficace. C’est à la fois le principal problème et le défi le plus imposant auquel font face les chercheurs du domaine. De plus, comme il est remarquer dans plusieurs recherches, si les 14 unités composant le réseau sont trop mobiles, il est difficile, voire même impossible de garantir une quelconque forme de qualité de service. Les principaux problèmes qui gênent la réalisation d’un vrai modèle de qualité de service dans les réseaux Ad hoc sont : L’absence d’infrastructure et la topologie dynamique Le réseau Ad hoc mobile est autonome et dynamique. En comparant avec les réseaux sans fil avec infrastructure, il n’y a pas la relation maître-esclave dans un réseau mobile Ad hoc. Les nœuds communiquent entre eux pour établir la connexion, donc chaque nœud agit comme un routeur. Par conséquent, dans un réseau mobile ad-hoc, un paquet peut circuler à partir d’une source à une destination, soit directement, soit par un certain ensemble des nœuds intermédiaires. Bande passante limitée L’interférence affecte considérablement l’utilité des réseaux Ad hoc en introduisant les multisauts et la bande passante devient très limitée. L’énergie limitée La mobilité de la communication est omniprésente et les nœuds mobiles sont munis des batteries d’énergies limitées. Ce contexte donne lieu à un modèle de réseau d’énergie limité dans laquelle l’énergie limite la communication dans un réseau plus large. État d’information imprécise L’état des liens change continuellement et l’état des flux change à chaque moment. Medium utilisé La majorité des technologies actuellement utilise un seul canal partagé entre les nœuds. Cette méthode d’accès au canal réduit l’efficacité du réseau Ad hoc, au lieu d’avoir plusieurs transmissions à la fois, il y a une seule qui est permisse. Ce problème oblige à penser d’utiliser l’accès multicanaux. 15 Trafic en mode diffusion Le trafic dans réseaux Ad hoc est en mode diffusion, (trafic distribué) donc tous les nœuds partagent la même responsabilité dans le réseau. Ce trafic dans les réseaux Ad hoc oblige à avoir une coordination entre les nœuds afin d’avoir une meilleur vision sur l’état du trafic. Problème de l’équité Certains nœuds peuvent avoir plus de priorité que d’autres. Intérêt du projet Dans les réseaux Ad hoc, la qualité de service relève plusieurs problématiques, elle doit subir différentes contraintes par flux, par lien et par nœud et les paramètres de QoS se diffèrent d’une application à autre. Par exemple, les applications multimédia ont des fortes contraintes en bande passante, délai et gigue. Les applications militaires ont des contraintes de sécurité. Les applications d’urgence et de secours requièrent la disponibilité continue du réseau (énergie). D’autres applications comme les communications d’un groupe dans une salle de conférence requièrent un minimum de consommation de l’énergie et de batterie. Notre intérêt dans ce projet est de contribuer dans cette direction de recherche afin d’améliorer la QoS pour les applications multimédia, fournir plus de bande passante aux applications et réduire le délai de bout en bout.

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 LES RÉSEAUX SANS FIL AD HOC
1.1 Introduction
1.2 La fonctionnalité de la couche MAC dans Ad hoc
1.2.1 Les méthodes d’accès au canal
1.2.2 Plusieurs canaux (Muti-canaux)
CHAPITRE 2 LES MECANISMES DE SUPPORT DE LA QUALITÉ DE SERVICE
DANS LES RÉSEAUX AD HOC
2.1 Introduction 2.2 Classification des méthodes supportant la QoS dans Ad hoc
2.3 Classification des approches de QoS
2.4 La classification basée sur les couches (MAC & Réseau)
2.5 La QoS dans la couche MAC
2.5.1 MACA/PR
2.5.2 Le protocole RTMAC (Real-Time medium access control protocol)
2.6 Les mécanismes de contrôle de la Qos dans la couche MAC
2.6.1 L’ordonnancement équitable (Fair Scheduling)
2.6.2 Le Fair Queueing (FQ)
2.6.3 Le Service Fluide GPS (Generalized Processor Sharing)
2.6.4 Le PGPS ou WFQ
2.6.5 Self Clocked Fair Queuing (SCFQ)
2.6.6 Start-Time Fair Queuing (STFQ)
2.6.7 FAIR QUEUEING distribué dans les réseaux Ad hoc
2.7 Les approches de QoS proposé avec la plate forme ‘détection multi-usagers’
CHAPITRE 3 PROPOSITION D’UN ORDONNANCEMENT ÉQUITABLE AVEC
DÉTÉCTION MULTI-USAGERS
3.1 Introduction
3.2 Modèle d’ordonnancement équitable dans la couche MAC
3.3 Description du modèle
3.3.1 Modèle
3.3.2 Matrice et Graphe de dépendance de flots
3.3.3 Start-time Fair Queuing (SFQ)
3.3.4 Construction du regroupement
3.3.5 Gestion du trafic
3.3.6 Comment satisfaire les deux critères équité & débit en même temps ?
3.3.7 Théorie des jeux
3.3.8 Formulation de la combinaison équité et débit avec la théorie des jeux
3.4 Les différentes objectives de l’ordonnancement et leurs implémentations
3.4.1 Ordonnancement basé sur Start time Fair Queuing (STFQ)
3.4.2 Ordonnancement basé sur ‘Time out priority’ (TOP’)
3.4.3 Ordonnancement basé sur ‘Throughput maximization’ (TM)
3.4.4 Ordonnancement basé sur l’arbitrage Nash (NASH)
3.4.5 Ordonnancement basé sur la maximisation de la somme
CHAPITRE 4 IMPLÉMENTATION ET ÉTUDE DES PERFORMANCES
4.1 Introduction
4.2 Étude de performances
CONCLUSION
LISTE DE RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES