Stratégie d'adaptation de liens sur canaux radios dynamiques pour les communications entre véhicules - Optimisation de la Qualité de Service

• Auteur / Autrice : Jonathan Ledy
• Direction : Rodolphe Vauzelle, Anne-Marie Poussard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Optoélectronique, micro-ondes
• Date : Inscription en doctorat le 09/10/2009; Soutenance le 19/12/2012
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : France Telecom Orange labs (2007-2012)

Mots clés

Mots clés libres

VANETs

Simulation

Modèle de couche-physique

Protocoles de routage

VANETs

Simulation

Channel modeling

Routing protocols

Résumé

Cette thèse traite de l'optimisation des communications dans les réseaux véhiculaires à l’aide d’une plate-forme de simulation réaliste. Un environnement réaliste implique des modèles de mobilité adaptés aux véhicules ainsi que des modèles de couche physique détaillés (modèles de canaux et chaîne de transmission numérique). Notre travail a d’abord consisté à concevoir une plate-forme de simulation réaliste dédiée aux VANETs (Vehicular Ad hoc NETworks). Cette plate-forme a été complétée par un modèle de propagation semi-déterministe que nous avons conçu. L’avantage de ce modèle, appelé UMCRT, est d’avoir un réalisme équivalent à un modèle déterministe tout en réduisant significativement le temps de calcul. Ce modèle a été validé par comparaison avec un simulateur déterministe à tracé de rayons. Nous avons ensuite utilisé cette plate-forme pour évaluer des protocoles de routage. L’efficacité de ces différents protocoles ad hoc testés en conditions réalistes nous a permis de focaliser notre étude sur les protocoles réactifs. De cette évaluation, nous avons retenu AODV (Ad hoc On demand Distance Vector) auquel nous avons notamment appliqué une métrique cross layer pour pallier la baisse de performance induite par le réalisme. Nous avons ensuite utilisé une technique de tuning appliquée à des protocoles réactifs. Finalement, nous avons évalué différentes couches physiques, SISO (Simple Input Simple Output) et MIMO (Multiple Imput Multiple Output). Ces travaux montrent que seules des améliorations combinées à différents niveaux (physique et réseau) permettraient d’apporter une amélioration significative des performances.

This thesis deals with the optimization of communications in vehicular networks by using a realistic simulation platform. A realistic environment implies the usage of mobility models adapted to vehicles and also highly detailed physical models (channel models and digital transmission chain). The first part of our work has consisted in the design of a realistic simulation platform dedicated to VANETs (Vehicular Ad hoc NETworks). This platform has been completed by a semi-deterministic propagation model which we have designed. This model called UM-CRT has the advantage to have the same level of realism than a deterministic model while requiring much less computation time. This model has been validated by comparison with a deterministic ray tracing simulator. We then have used this platform to evaluate routing protocols. The efficiency of different ad hoc routing protocols in realistic conditions has led us to focus our study on the family of reactive protocols. From this evaluation we have selected AODV (Ad hoc On demand Distance Vector) to which we have applied a cross-layer metric in order to reduce the performance degradation caused by the realistic environment. We then have used a tuning technique with reactive protocols. Finally, we have evaluated several SISO and MIMO physical layers. This work shows that only improvements combined at different levels (physical and network) can yield a significant increase in performance.