Conception et optimisation de protocoles d'accès multiple au canal pour les réseaux ad hoc sans fil

par Hicham Anouar

Thèse de doctorat en Informatique et réseaux

Sous la direction de Christian Bonnet.

Soutenue en 2006

à Paris, ENST .


  • Résumé

    Les objectifs principaux de cette thèse sont la conception, l analyse et l optimisation de protocoles nouveaux ou déjà existants de contrôle d accès au canal dans les réseaux ad hoc, et l étude des performances fondamentales de quelques estimateurs cohérents et non cohérents du temps d arrivée des signaux à très large bande. Pour les réseaux simple-bond, on introduit deux nouveaux schémas de retransmissions pour les protocoles ALOHA synchronisé et IEEE802. 11 DCF. Les schémas proposés sont quasi-optimale en terme de débit et de délai, et sont quasi-aveugle dans le sens qu il nécessite juste la connaissance de la taille du réseau. Pour les réseaux multi-bonds, on améliore le mécanisme de réservation RTS/CTS pour résoudre le problème du terminal masqué que rencontre DCF. On analyse ensuite les performances du protocole résultant, et on propose un algorithme distribué basé sur la théorie des approximations stochastiques pour contrôler les retransmissions. Pour les systèmes multicanaux,on propose un nouveau protocole de type ALOHA qui fonctionne sans assignement préalable des canaux. On dérive ensuite un schéma de retransmission qui a les mêmes caractéristiques que celles du schéma obtenu pour le protocole DCF en topologie simple-bond, et ceci sans l'écoute du canal. La signalisation UWB est un exemple de technologie de transmission qui peut être employé pour fournir des systèmes multicanaux. On étudie alors les performances fondamentales de quelques estimateurs cohérents et non-cohérents du temps d'arrivée des signaux UWB. La connaissance de ces performances est nécessaire pour la synchronisation et pour l'exploitation des capacités de localisation des signaux UWB.

  • Titre traduit

    Design and optimization of multiple access protocols for ad hoc wireless networks


  • Résumé

    The main subjects of this thesis are the design, analysis, and optimization of multiple access control protocols for wireless ad hoc networks, and the study of fundamental limitations in time delay estimation of ultra wideband signals. For single hop networks, we focus on deriving optimal backoff schemes that maximize the overall network throughput. We further look only for quasi- blind schemes that require only information about the network size. This information is simple to obtain in single hop networks. For this, we consider slotted ALOHA and the IEEE 802. 11 decentralized coordination protocols. In the second part of this thesis we address MAC protocol design and enhancement for multihop networks. We introduce a modified handshaking scheme to guarantee full protection of ongoing transmissions in IEEE 802. 11 DCF protocol. We analyze the performance of the resulting protocol, and we propose a distributed algorithm based on stochastic approximations theory to control the backoff window length of each node in order to maximize the network throughput. The use of multiple channels in wireless ad hoc networks may provide some performance advantages by reducing collisions and enabling more concurrent transmissions. We propose then a new ALOHA-like protocol for multi-channel multihop networks. The new protocol operates without channel assignment and achieves high performance without carrier sensing. In the perspective of using UWB signaling for future ad hoc networks, we study the performance of some coherent and non-coherent time delay estimators. The obtained results are crucial for protocol design, synchronization, and localization purposes.

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2006 par École nationale supérieure des télécommunications à Paris

Conception et optimisation de protocoles d'accès multiple au canal pour les réseaux ad hoc sans fil


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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (190 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 123 réf. bibliogr. Index. Résumé en français et en anglais

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Télécom ParisTech. Bibliothèque scientifique et technique.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 8.713 ANOU
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.
Cette thèse a donné lieu à 1 publication .

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2006 par École nationale supérieure des télécommunications à Paris

Informations

  • Sous le titre : Conception et optimisation de protocoles d'accès multiple au canal pour les réseaux ad hoc sans fil
  • Dans la collection : ENST , 2006E015 , 0751-1353
  • Détails : 1 vol. (186 p.)
  • Notes : Texte anglais seul.
  • Annexes : Bibliogr. p. 173-184. Résumé étendu en français
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