Allongement de la durée de vie des réseaux sans fils de capteurs par l'optimisation des protocoles de routage et d'accès au canalOptimizing roting and channel access protocols to extend the lifetime of wireless sensor networks

par Abdelmalik Bachir

Thèse de doctorat en Informatique. Systèmes et logiciels

Sous la direction de Andrzej Duda.

Soutenue en 2007

à Grenoble, INPG .


  • Résumé

    L'allongement de la durée de vie d'un réseau de capteurs requiert des optimisations sur deux niveaux complémentaires: local et global. Sur le niveau local, chaque nœud doit optimiser sa consommation d'énergie pour allonger sa durée de vie, et sur le niveau global, les nœuds doivent coopérer ensemble pour optimiser la gestion globale des ressources en énergie. Dans cette thèse nous nous sommes attaqués à ces deux problèmes par l'optimisation des protocoles de communications. Notre contribution a principalement touché les protocoles MAC et de routage. Au niveau de la couche MAC, nous avons travaillé sur la réduction de deux principales sources de perte d'énergie: les collisions et l'écoute inutile. Nous avons différencié deux types de collisions: celles causées par les nœuds cachés et celles causées par les nœuds visibles, et deux formes d'écoute inutile: celle résultant de la réception des messages inutiles et celle provenant de la réception des signaux inutiles. Pour toutes ces formes de perte d'énergie, nous avons proposés des solutions pertinentes. Au niveau de la couche routage, nous avons proposé un protocole permettant de combiner deux techniques d'allongement de durée de vie du réseau: la réduction du surcoût des protocoles et l'équilibrage de charge entre les nœuds pour leur éviter une mort prématurée. Notre contribution dans cette thèse non seulement fournit des protocoles MAC et des protocoles de routage efficaces en énergie et optimisés les uns indépendamment des autres, mais aussi une ébauche de conception inter couches dans laquelle les protocoles sont optimisés conjointement.


  • Résumé

    Extending the lifetime of a sensor network requires optimizations at two complementary scopes: local and global. At the scope front, each node should optimize its own energy consumption to maximize its life span. At the global scope, nodes should cooperate to optimize the global usage of energy resources. Ln this thesis, we have addressed both problems through the optimization of communication protocols. Our contribution mainly concerns MAC and Routing protocols. At the MAC layer, we have tackled the problem of reduction two major sources of energy waste: collisions and overhearing. We have differentiated two types of collisions: those caused by hidden nodes and those caused by visible nodes, and two forms of overhearing: that resulting from the reception of irrelevant messages and that resulting from the reception of useless signais. For ail of these identified sources of energy waste, we have proposed solutions that improve the networks lifetime. At the routing layer, we have proposed a protocol capable of combining two lifetime extension techniques: reducing protocols' overhead and load balancing among nodes to avoid their premature death Our contribution in this thesis not only provides more energy-efficient MAC and routing protocols that are optimized independently from each other, but also a cross layer design in which MAC and routing protocols are jointly optimized.

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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (ii-31-xiv-133 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 27-28 et 125-131

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS07/INPG/0001/D
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
  • Cote : TS07/INPG/0001
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