Reseaux ad-hoc : étude de modèles de mobilité et de protocoles de routage minimisant la consommation d'énergie

Wireless ad-hoc networks : study of mobility models and energy aware routing protocols

• Auteur / Autrice : Abusaif Abdulalli
• Direction : Jean-Michel Rouvaen, Iyad Dayoub
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique.Télécommunications
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Consommation d'énergie

Réseaux de capteurs (technologie)

Résumé

L’utilisation des réseaux ad hoc sans fil est devenue de plus en plus en populaire ces dernières années en raison de leur facilité de déploiement. Dans un tel réseau, les hôtes (ou noeuds) échangent entre eux des paquets de données par liaison radio, sans recourir à aucune hiérarchisation ni supervision centralisée. En fait, les transferts de données s’effectuent sous le contrôle de protocoles de routage distribués et tous les noeuds sont susceptibles de contribuer à l’acheminement de données d’une source vers une destination. Les principaux problèmes qui en résultent sont la mobilité des noeuds, qui complique le routage, ainsi que les limitations de la bande passante (et donc en débit) et de consommation énergétique (liées à la durée de vie plus ou moins longue des batteries). La mobilité, la minimisation de la consommation et les protocoles de routage ont constitué les points clés de notre étude. Nous avons passé en revue les modèles de mobilité existants et étudié par simulation les caractéristiques des trajectoires simulées, ainsi que les implications en termes de consommation d’énergie. Puis nous avons détaillé les principaux protocoles de routage, indiqué leur impact sur la consommation d’énergie et étudié par simulation les effets de la mobilité des noeuds sur leur comportement. Nous avons enfin introduit un protocole, baptisé LEMFN, consistant en une fusion extension de deux types de routage déjà connus et dont le principal objectif est la diminution de la consommation d’énergie dans les réseaux ad hoc constitués de plusieurs groupes de noeuds distincts. Le fonctionnement de cet algorithme a été étudié par simulation et comparé à celui d’autres méthodes de routage.

Wireless ad-hoc networks became more and more popular in the past few years, owing to their use of deployment. In such a network, the hosts (or nodes) exchange data packets via radio links, without resorting to any hierarchic scheme nor supervisory control. In fact, the data transfers are driven by special distributed routing protocols and each node may potentially contribute in the data transportation from some source to some destination. The main resulting problems are the node mobility (which complicate routing protocols), as well as the limitations of the available frequency bandwidth (and thus of the data flow rate) and of the available energy consumption (related to the more or less extended lifetime of batteries). Mobility, energy consumption minimization and suited routing protocols are the key points of our study. The existing mobility models have thus been looked over first and, using simulation, the characteristics of the corresponding modeled trajectories together with the effects on energy consumption have been studied. Next, the leading routing protocols have been detailed, their impact on energy consumption and the influence of node mobility have been considered (using again simulation). Finally, a new protocol, called LEMFN, has been introduced, which consists in the fusion and extension of two already known protocols, with the main objective of energy consumption reduction in mind. The new algorithm has been studied by simulation and compared to other ones.