Exploitation des réceptions opportunistes dans les mécanismes de relayage pour les réseaux sans-fil

On the Exploitation of Opportunistic Reception fo the Fowarding Strategy in Wireless Networks

• Auteur / Autrice : Lucien Loiseau
• Direction : Xavier Lagrange
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Télécom Bretagne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

IEEE 802.11 (norme)

Réseaux locaux sans fil

Résumé

Les réseaux sans-fil tels que IEEE 802. 11 (Wifi) connaissent aujourd'hui une popularité sans précédent, offrant des connexions réseau à domicile, en entreprise ou dans des lieux publics sous forme de «Hot spot». Nos études ont montré que les centres urbains sont fortement couvert par ce type de réseau (avec une couverture similaire aux réseaux 3G). Cependant, la technologie est limitée par la portée du signal qui provoque des pertes sur le canal. Nous proposons une nouvelle méthode de relayage opportuniste pour les réseaux basés sur le CSMA/CA permettant de faire coopérer des stations. En évitant l'inondation, et en réduisant au maximum la signalisation, nous proposons de légères modifications au standard IEEE 802. 11 afin d'autoriser des stations intermédiaires à relayer les trames des autres stations. Les modifications apportées portent simplement sur le traitement des trames à destination d'autrui, et une gestion différente des acquittements : lorsqu'une destination ne reçoit pas un acquittement, toutes les stations ayant reçu la trame considèrent qu'une retransmission est nécessaire. Ces dernières entreront en compétition pour retransmettre la trame si leur probabilité d'effectuer une transmission réussie est plus forte que la source. Nous avons implémenté et testé notre proposition dans le simulateur réseau NS-2, et les résultats démontrent que la connectivité des stations lointaines est fortement améliorée.

This dissertation proposes a cooperation-based retransmission mechanism for IEEE 802. 11 networks called Forwarding By Retransmission (FBR) that allows stations to opportunistically relay overheard frames toward a destination. This mechanism aims at reducing the mean number of retransmissions in an infrastructure network, or it can be used to forward frames in a small ad hoc network. FBR enables any node that received a frame to participate in the retransmission process, as long as it has a higher probability to reach the destination than the sender. This solution comes with only a few modifications to the frame structure and a change in the acknowledgement semantic. We have implemented our solution using the network simulator NS-2 and show that our mechanism allows to fairly share the bandwidth among stations, even for those with poor radio quality and high packet error rates.