Le Contrôle de Débit basée sur Métrique pour les Protocols de Transport dans les Réseaux sans fil multi-saut

Metric-based Rate Control for Transport Protocols in Multi-hop Wireless Networks

• Auteur / Autrice : Le Minh Duong
• Direction : Véronique Vèque, Philippe Nguyen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 12/07/2012
• Etablissement(s) : Paris 11 en cotutelle avec Université de Technologie de Hanoï. Vietnam
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences et Technologies de l'Information, des Télécommunications et des Systèmes (Orsay, Essonne ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des signaux et systèmes (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1974-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Vèque, Philippe Nguyen, Mohamed Yacine Ghamri Doudane, Thierry Gayraud, Lynda Zitoune, Cong-Duc Pham, Jalel Ben Othman
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mohamed Yacine Ghamri Doudane, Thierry Gayraud

Mots clés

Mots clés contrôlés

IEEE 802.11 (norme)

Conception cross-layer

Réseaux ad hoc (informatique)

Mots clés libres

Réseau sans fil multi-saut

Métrique

Classification

Inter-couche

Couche transport

Couche MAC

Contrôle de débit

Multihop wireless network

Metric

Classification

Cross-layer

Transport layer

MAC layer

Rate control

Résumé

Ces dernières années, les réseaux multi-sauts sans fil (MHWNs) ont connu une explosion de déploiement en raison de la demande croissante de connectivité continue indépendamment de l'emplacement physique. Les protocoles de transport Internet prédominantes, c.-à-Transmission Control Protocol (TCP), se trouvent face à la dégradation des performances dans MHWNs en raison de les taux élevés de pertes et de défaillance du lien. Plusieurs solutions ont été proposées qui sont basées sur l'estimation de l'état du réseau ou sur l'utilisation de renseignements de la couche MAC (dénommée métriques) dans une manière d’inter-couche pour mieux comprendre l'état du réseau. La première partie de cette thèse fournit une enquête et la définition complète de métriques communs des couches physique, MAC, réseau et transport et fournit ainsi un multi-critères et la classification hiérarchique. Après cela, l'efficacité dans la réflexion des informations de réseau des métriques de la couche MAC est également étudiée dans une façon systématique en simulant des situations différents de réseau et de mesurer les métriques de la couche MAC. Ainsi, le bonne MAC métrique pour le contrôle de congestion qui est couplé avec le niveau de contention de réseau et les pertes provoquées moyen sera découvert. D'après les résultats de l'étude sur l'efficacité, deux nouveaux systèmes de contrôle de débit pour les protocoles de transport sont proposés qui s'adaptent efficacement le débit de source en fonction de l'état du réseau fournie par certains métriques MAC. Grâce à un vaste ensemble de simulations, les performances des systèmes proposées de contrôle de débit dans MHWNs sont examinées approfondie avec des situations de réseau.

In recent years, Multi-hop Wireless Networks (MHWNs) have experienced an explosion of deployment due to the increasing demand for continuous connectivity regardless of the physical location. Internet predominant transport protocols, i.e. Transmission Control Protocol (TCP), face performance degradation in MHWNs because of the high loss and link failure rates. Several solutions have been proposed which are based on network state estimation or use information from MAC layer (called metrics) in a cross-layer manner to better comprehend the network state. The first part of this thesis provides a survey and comprehensive definition of common metrics from Physical, MAC, Network and Transport layers and thus provides a multi-criteria and hierarchical classification. After that, the effectiveness in reflecting network information of MAC metrics is also investigated in a systematic way by simulating various network situations and measuring the MAC metrics. Thus, the good MAC metric for congestion control which is coupled with the network contention level and the medium induced losses will be found out. From the results of the effectiveness study, new rate control schemes for transport protocols are proposed which adapt efficiently the source bit rate depending on the network condition provided by some MAC metrics. Through an extensive set of simulations, the performance of the proposed rate control schemes in MHWNs is investigated thoroughly with several network situations.