Soutenance mémoire
Propriétés des réseaux VANET
Les réseaux VANET se distinguent des autres types de réseaux mobiles par un certain nombre de critères. Voici les points qui caractérisent VANET :
Une puissance de transmission illimitée. Certains types de périphériques mobiles connaissent des problèmes d’alimentation, notamment les réseaux de capteurs ou les réseaux ad hoc mobiles, alors que pour les réseaux VANET, le nœud (véhicule) lui-même peut fournir une puissance continue. En effet, ces nœuds disposent de grandes capacités énergétiques qui viennent du système d’alimentation des véhicules.
Une grande capacité de calcul. En effet, les véhicules utilisant les réseaux VANET peuvent effectuer des calculs complexes et possèdent de fortes capacités de détection.
La mobilité prévisible. Contrairement aux réseaux mobiles ad hoc classiques, où il est difficile de prédire la mobilité des nœuds, les véhicules ont tendance à avoir des mouvements très prévisibles qui sont (généralement) restreints aux routes. L’information routière est souvent disponible à partir de systèmes de positionnement et d’une carte basée sur les technologies comme le GPS. Compte tenu de la vitesse moyenne, de la vitesse actuelle et de la trajectoire de route, la position future d’un véhicule peut être prédite.
Toutefois, les réseaux VANET doivent faire face à certaines contraintes difficiles qui comprennent :
Une échelle potentiellement large. Les réseaux véhiculaires peuvent en principe s’étendre sur l’ensemble du réseau routier et comprennent ainsi de nombreux participants.
Une forte mobilité. L’environnement dans lequel opèrent les réseaux véhiculaires est extrêmement dynamique et inclut des configurations extrêmes (autoroute, milieu urbain, milieu sous-terrain, tunnel. .. ).
Réseaux partitionnés. La nature dynamique de la circulation peut faire en sorte que les réseaux de véhicules soient plus fréquemment partitionnés sous forme des groupes (clusters).
La topologie du réseau et la connectivité. Les scénarios des réseaux ad hoc de véhicules sont très différents des réseaux ad hoc classiques. Les mouvements et les changements fréquents de position par les véhicules entraînent des scénarios très dynamiques. Par conséquent, la topologie du réseau change fréquemment, ce qui fait que les liens entre les nœuds se connectent et se déconnectent très souvent.
Le modèle de communication. Les réseaux VANET ont été principalement conçus pour les applications de sécurité routière (par exemple la diffusion de messages d’alerte). Ces applications nécessitent que les communications se fassent presque exclusivement par relayages successifs d’une source vers une multiplicité de destinataires. Le modèle de transmission en diffusion (broadcast) ou en multi-diffusion (multicast) est souvent présent dans les réseaux VANET, ce qui entraîne une charge du réseau très importante.
Le routage ad hoc basé sur la position
Dans le routage géographique (basé sur la position), la décision de transmission par un nœud est basée essentiellement sur la position des paquets de destination et sur la position du nœud voisin à un saut. Les données de la position de la destination sont stockées dans l’en-tête du paquet par la source. Quant à la position du nœud voisin à un saut, elle est obtenue par les balises envoyées périodiquement avec une gigue aléatoire (pour éviter une collision). Les nœuds qui sont à portée radio d’un nœud vont devenir les voisins du nœud.
Le routage ad hoc basé sur la position implique que chaque nœud connaisse sa propre position et que le nœud émetteur connaisse la position du nœud de réception. Un exemple de ce type de routage ad hoc est l’unité du système mondial de localisation (GPS), dont la popularité n’est pas à démontrer, qui est à la base de plusieurs systèmes de navigations embarqués et de la recherche récente sur les services de localisation .
Les protocoles de routage géographique n’échangent pas d’information sur l’état (bande passante, délai de transmission, coût d’utilisation, etc.) des liens disponible au sein d’un mobile et ne maintiennent pas de routes établies comme dans les protocoles de routages conventionnels basés sur la topologie. Ce type de protocole de routage semble selon les dernières études plus promettant en termes de robustesse et de gestion d’une mobilité hautement dynamiques.
En d’autres termes, c’est par la route déterminée en se basant sur la localisation géographique des nœuds voisins que le paquet est transmis. Il n’est pas nécessaire de changer l’état du lien ou de configurer l’installation.
Bilan sur les protocoles de routage
L’intérêt pour les réseaux véhiculaires est important, mais les travaux dans ce domaine, et en particulier dans le champ du routage tenant compte de la mobilité dans tous les environnements, restent encore relativement modestes.
La problématique du routage dans les réseaux V ANET réside dans la capacité d’utiliser les métriques suivantes dans tous les environnements :
La découverte de nœuds voisins;
L’identification de la destination;
La transmission des données;
La partition du réseau;
La prédiction des mouvements.
Chaque catégorie de routage présentée dans ce chapitre utilise ces métriques pour l’acheminement des paquets, lesquelles varient d’un environnement à l’autre, ce qui laisse chaque catégorie incapable d’être performante dans un autre environnement.
Mécanisme d’adaptation de DSR
Le routage est l’un des axes de recherche les plus importants dans les réseaux ad hoc des véhicules. Plusieurs applications se basent sur les communications multi-sauts entre les véhicules.
Dans les protocoles de routage VANET, les véhicules sont considérés comme des relais qui acheminent les paquets dans les communications multi-sauts. Ces réseaux V ANET possèdent des propriétés bien spécifiques, dont une densité variable selon les lieux, une topologie dynamique, une haute fréquence de déconnection lors du changement d’une topologie, etc. Tous ces facteurs représentent un grand défi pour les protocoles de routage.
La découverte des voisins représente une étape fondamentale dans un protocole de routage. Cependant, elle peut être améliorée comme une partie de l’établissement de la trajectoire d’une route. La plupart des protocoles de routage supposent dans leurs algorithmes que les nœuds envoient périodiquement des balises informant les nœuds voisins sur leur identifiant, sa position et toute autre information pertinente.
Pour cela, une meilleure conception d’un protocole de routage réside dans le choix adéquat de l’intervalle entre les balises. Ce choix est le compromis entre le contrôle du temps système (overhead) et la mise à jour des informations sur les nœuds voisins.
Couplage entre DSR et NN
La plupart des algorithmes proposés pour résoudre les problèmes des réseaux ad hoc de véhicules traitent ceux-ci dans un environnement bien spécifique. Ces solutions restent alors invalides dans d’autres environnements. De plus, le grand problème de la mobilité et ses contraintes ne laissent pas de liberté pour adapter les solutions. Notre contribution consiste à utiliser plusieurs profils du protocole de routage DSR, et par la suite chaque profil va correspondre à un environnement donné.
Lorsqu’un véhicule se déplace d’un point à un autre, il construit une trajectoire qui a connu plusieurs changements au niveau de la densité, du nombre d’arrêts, de la vitesse et de bien d’autres facteurs. Notons que, pendant le parcours de la trajectoire, le nœud a échangé des messages de la découverte du réseau, et possède donc une liste d’informations différentes.
L’approche proposée exploite ces informations pour sélectionner le profil de routage adéquat, d’où la conception d’une technique capable de résoudre le problème de la mobilité avec une intelligence et en même temps d’augmenter les performances du réseau.
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Table des matières
Chapitre I :Introduction Générale
1.1. Problématique
1.2. But de la recherche
1.3. Méthodologie de la recherche
1.4. Organisation du mémoire
Chapitre II :Les réseaux VANET
2.1. Introduction
2.2. Applications et services
2.3. Propriétés des réseaux VANET
2.4. Architectures
2.4.1 Principe de fonctionnement
2.4.2 Routage
2.5. Conclusion
Chapitre III :Protocoles de routage
3.1. Introduction
3.2. Classification des mécanismes de routage
3 .2.1 Le routage ad hoc basé sur la position
3.2.2 Le routage ad hoc basé sur les groupes
3.2.3 Le routage ad hoc basé sur la diffusion
3.2.4 Le routage ad hoc basé sur la topologie
3.3. Bilan sur les protocoles de routage
3.4. Conclusion
Chapitre IV :Réseaux de neurones
4.1. Introduction
4.2. Couches, connexions et fonctions d’activation
4.3. Apprentissage
4.4. Calcul des poids synaptiques
4.5. Modèle de réseaux de neurones existants
4.5.1 Le Perceptron
4.5.2 Les Perceptrons multicouches (PMC)
4.5.3 Les réseaux de Hopfield
4.5.4 Les réseaux de Kohonen
4.6. Conclusion
Chapitre V :Approche proposée
5.1. Principe
5.2. Choix des entrées d’un réseau de neurones
5.3. Mécanisme d’adaptation de DSR
5.4. Couplage entre DSR et NN
5.5. Conclusion
Chapitre VI :Analyse de performance
6.1. Introduction
6.2. Environnement de simulation
6.2.1 Modélisation de la mobilité des véhicules
6.2.2 Modélisation des réseaux VANET
6.3. Effet de l’adaptation du protocole de routage
6.4. Métrique de mesure de performance
6.5. Effet de vitesse
6.5.1 Vitesse vs PDR
6.5 .2 Vitesse vs E2ED
6.5.3 Vitesse vs NRO
6.6. Effet de la densité avec le changement d’environnement
6.6.1 Densité vs PDR
6.6.2 Densité vs E2ED
6.6.3 Densité vs NRO
6.7. Conclusion
Chapitre VII :Conclusion et perspectives
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