Performances des protocoles de routage avec 802.11p

Performances des protocoles de routage avec 802.11p

L’architecture d’un réseau VANET

  La communication entre véhicules, ou entre un véhicule et un RSU est réalisée à travers un milieu sans fil appelé WAVE. Cette méthode de communication offre une vaste gamme d’informations aux conducteurs et aux voyageurs et permet aux applications de sécurité d’améliorer la sécurité routière et de fournir une conduite confortable. Les principaux composants du système sont UA (Unit Application), OBU (On Board Unit) et RSU (Unit Side Road). Typiquement, la RSU héberge une application qui fournit des services, et l’OBU est un dispositif de pairs qui utilise les services fournis. L’application peut résider dans la RSU ou dans l’OBU ; le dispositif qui héberge l’application est appelé le fournisseur, et le dispositif qui utilise l’application est décrit comme étant l’utilisateur. Chaque véhicule est équipé d’un OBU et un ensemble de capteurs pour collecter et traiter l’information puis de l’envoyer en tant que message à d’autres véhicules ou UAR à travers le support sans fil, elle comporte également un UA unique ou multiple qui utilise les applications fournies par le fournisseur en utilisant les capacités de connexion de l’OBU. Le RSU peut également se connecter à Internet ou à un autre serveur qui permet de l’UA à partir de plusieurs véhicules de se connecter à l’Internet [5].

Unité embarquée (OBU) 

  Un OBU est un dispositif à ondes généralement monté à bord d’un véhicule utilisé pour échanger des informations avec les unités d’actions restreintes ou avec d’autres OBU. Il se compose d’ un processeur de commande de ressources ( RCP ), et les ressources comprennent une mémoire d’écriture et de lecture utilisée pour stocker et récupérer des informations, d’une interface utilisateur, une interface spécialisée pour se connecter à d’autres OBU qui est un dispositif de réseau de communication sans fil de courte portée basée sur la norme IEEE 802.11p technologie radio. Il peut en outre comprendre un autre périphérique réseau pour les applications non sécurisées basées sur d’autres technologies radio telles que IEEE 802.11a / b / g / n. L’OBU se connecte à RSU ou à un autre OBU par une liaison sans fil sur la base du canal de fréquence radio IEEE 802.11p, et il est responsable de la communication avec les autres ou avec OBU ou UAS, il fournit également un service de communication aux données de l’UA et transmet le compte d’autres OBU sur le réseau. Les principales fonctions de l’OBU sont l’accès radio sans fil ad hoc, routage géographique, le contrôle de la congestion du réseau, transfert de messages fiable et la sécurité des données [5].

 Unité d’application (UA)

  l’UA est l’appareil équipé dans le véhicule qui utilise les applications fournies par le fournisseur en utilisant les capacités de communication de l’OBU, L’UA peut être un dispositif dédié pour les applications de sécurité ou un dispositif normal comme un assistant numérique personnel (PDA) pour exécuter l’Internet, l’UA peut être connecté à l’OBU via une connexion filaire ou sans fil et peut résider avec l’OBU dans une seule unité physique, la distinction entre l’UA et l’OBU est logique . L’UA communique avec le réseau uniquement par l’OBU qui assume la responsabilité de toutes les fonctions de mobilité et de routage [5].

 Unité routière (RSU)

 Le RSU est un dispositif d’onde fixe habituellement le long du bord de la route ou dans des endroits dédiés tels qu’aux intersections ou à proximité de places de stationnement. Le RSU est équipé d’un dispositif de réseau pour une communication à courte portée dédiée basée sur la technologie de radio IEEE 802.11p, et peut également être équipé d’autres dispositifs de réseau de manière à être utilisé aux fins de la communication au sein du réseau des infrastructures [5].

Les services liés à la sécurité routière

  Ces services concernent les applications ayant un impact direct sur la sécurité des personnes et des biens, c’est à dire les applications qui permettent de réduire le nombre des accidents routiers et d’améliorer les conditions de circulation. Les services liés à la sécurité routière se basent sur la détection de l’environnement proche au moyen de capteurs (par exemple : les radars et les caméras) installés au niveau des véhicules ou bien au centre de contrôle, ainsi que la diffusion de messages fournissant des informations sur l’état du réseau routier (trafic, travaux, météo), ou rappelant au conducteur les limitations de vitesse, les distances de sécurité ou qu’il s’approche d’une intersection, avant même de la voir. Certains services peuvent automatiquement effectuer les actions appropriées pour éviter les accidents alors que d’autres services se contenteront d’assister les conducteurs [7].

Mode de communication Véhicule-à-Véhicule (V2V)

  Ce mode de communication fonctionne suivant une architecture décentralisée, et représente un cas particulier des réseaux ad hoc mobiles, Il est basé sur la simple communication inter-véhicules ne nécessitant pas une infrastructure. En effet, un véhicule peut communiquer directement avec un autre véhicule s’il se situe dans sa zone radio, ou bien par le biais d’un protocole multi-sauts qui se charge de transmettre les messages de bout en bout en utilisant les nœuds voisins qui les séparent comme des relais. Dans ce mode, les supports de communication utilisés sont caractérisés par une petite latence et un grand débit de transmission. Les communications V2V sont très efficaces pour le transfert des informations concernant les services liés à la sécurité routière, mais elles ne garantissent pas une connectivité permanente entre les véhicules [10] [11].

Les caractéristiques des VANETS

  Les réseaux véhiculaires ont des caractéristiques spécifiques qui les distinguent de réseaux ad hoc mobiles, Ces caractéristiques doivent être prises en compte lors de conception des protocoles pour les VANETs. Dans cette partie, nous présentons quelques propriétés et contraintes concernant ce type de réseau.
 La capacité d’énergie et stockage : Contrairement au contexte des réseaux MANETs où la contrainte d’énergie représente un défi pour les chercheurs, les éléments du réseau VANET disposent suffisamment d’énergie qui peut alimenter les différents équipements électroniques d’une voiture intelligente. Donc, les nœuds sont censés d’avoir une grande capacité de traitement et de stockage de données [13].
 La topologie et la connectivité : Comme les réseaux ad hoc mobiles, les réseaux VANETs sont caractérisés par une connectivité sporadique, car un véhicule (nœud) peut rejoindre ou quitter un groupe de véhicules en un temps très court, ce qui nous mène ainsi à avoir une topologie très dynamique constituée de plusieurs ilots séparés .
 Le modèle de mobilité: plusieurs facteurs peuvent affecter la mobilité dans ces réseaux comme les infrastructures routières, par exemple : route, autoroute, panneaux de signalisation. En outre, la mobilité dans les VANETs est liée directement au comportement des conducteurs et leurs réactions face à des obstacles ou des situations différentes et complexes rencontrées, par exemple: les heures d’embouteillage, les
accidents,… etc. [14].
 La sécurité et l’anonymat: l’importance des informations échangées via les communications véhiculaires rend l’opération de sécurisation de ces réseaux cruciale qui constitue un pré requis au déploiement des VANETs [15].

Table des matières

Dédicace
Remerciements
Résumé
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des abréviations et des acronymes
Table des matières
Introduction Générale
Chapitre I : vue l’ensemble des réseaux VANETs
I.1 – Introduction
I.2- Réseaux Véhiculaires Ad hoc
I.2.1 – Définition
I.2.2- L’architecture d’un réseau VANET
I.3- Les services offerts par les réseaux VANET
I.3.1 – Les services liés à la sécurité routière
I.3.2- Les services liés au confort
I.4-Les modes de communication dans les réseaux VANET
I.4.1 – Mode de communication Véhicule-à-Véhicule (V2V)
I.4.2- Mode de communication de Véhicule à Infrastructure (V2I)
I.5-Les caractéristiques des VANETS
I.6- Les applications des VANETs
I.7-Les Protocoles de routages
I.7.1 -Classification des protocoles de routage dans les réseaux VANET
I.7.1.1 -Le routage basé sur la topologie
I.7.1.1.1 Les protocoles proactifs
I.7.1.1.2 -Les protocoles réactifs
I.7.1.1.3 -Les protocoles hybrides
I.7.1.2- Les protocoles de routage basés sur la géographique
I.7.1.3- protocole à base de clusterisation
I.8- La mobilité
I.8.1 – Définition
I.8.2- Le modèle de mobilité
I.8.3- Problèmes liés à la mobilité
I.9-Conclusion
Chapitre II : Etat de l’art des algorithmes de clusterisation
II.1- Introduction
II.2-Intérêts et couts de la clusterisation
II.3-classification des algorithmes de clusterisation
II.3.1-Rayon des clusters
II.3.2-Métrique de sélection des cluster-head
II.3.3-structure de l’ensemble des cluster-heads
II.4-Métriques d’évaluation des performances des algorithmes de clusterisation
II.5-Quelques approches de clusterisation
II.5.1- les algorithmes de clusterisation à 1 saut
II.5.1.1- les algorithmes à métrique arbitraire
II.5.1.2- Les algorithmes à métrique liée à la topologie
II.5.1.3-Les algorithmes à métrique spécifiques au nœud mobile
II.5.2- les algorithmes de clusterisation à K sauts
II.5.2.1- les algorithmes à métrique arbitraire
II.5.2.2- les algorithmes à métrique liée à la topologie
II.5.2.3- les algorithmes à métrique spécifique au nœud mobile
II.5.2.4- les algorithmes à métriques combinées
II.6- VANET, CLOUD et Clusterisation
II.6.1- Architecture des Réseaux CLOUDs
II.6.2- Clusterisation
II.7-Conclusion
Chapitre III : présentation des résultats de simulation
III.1-Introduction
III.2-La simulation du réseau VANET
III.3-Présentation de NS2
III.4-Utilisation de NS2
III.5-Architecture et Implémentation
III.5.1-Composants de la topologie
III.5.2-NAM (Network Animator)
III.5.3-Fichier trace (résultat de la simulation)
III.6-Préparation de l’environnement d’implémentation
III.7-Implémentation de la simulation
III.8-Résultats de la simulation
III.8.1-Comparaison entre les deux standards
III.8.1.1-Scénario de la zone1
III.8.1.2-Scénario de la zone2
III.8.1.3-Scénario de la zone3
III.9- Performances des protocoles de routage avec 802.11p
III.9.1-Scénario de La zone1
III.9.2-Scénario de la zone 2
III.9.3-Scénario de la zone 3
Conclusion
Conclusion Générale
Bibliographie

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