Evaluation des performances dans les réseaux ad hoc sans fils

par Ralph El Khoury

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Abderrahim Benslimane.

Soutenue en 2008

à Avignon .


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous nous focalisons sur la caractérisation des performances des réseaux ad hoc à accès aléatoire au canal en utilisant des paramètres de plusieurs couches avec aptitude de transfert d'information. Les métriques de performances qui nous intéressent sont la stabilité des files d'attentes de transfert, le débit, le délai et la consommation d'énergie. Principalement, la compréhension de l'interaction entre les couches MAC/PHY et routage, d'une part, et l'interaction des noeuds entre eux pour cause d'interférences, d'autre part, constituent le centre de notre travail. Cette thèse est divisée en deux parties. Dans la première partie, nous proposons et évaluons un nouveau protocole de routage entre-couche prenant en compte la consommation d'énergie dans le protocole OLSR. Nos simulations sont importantes pour la compréhension du réel impact des couches MAC/PHY non idéales sur le routage. Les résultats montrent que les approches de routages qui ne prennent pas en compte les effets des basses couches doivent être révisées. Dans la deuxièmement partie, nous avons basé notre étude sur un modèle analytique qui prend en compte la topologie, le routage, l'accès aléatoire dans la couche MAC et une probabilité de transfert. Nous distinguons trois propriétés clés du réseau qui font que notre contribution dans cette thèse est nouvelle si elles sont considérées ensemble. La première est l'ordonnancement des paquets dans la couche réseau. En utilisant un ordonnancement WFQ (Weighted fair queueing), nous avons principalement étudié l'impact de la coopération et la région de stabilité dans le réseau. Cette dernière est aussi caractérisée dans le cas d'un réseau hybride, où un réseau ad hoc est interconnecté avec un autre cellulaire. La deuxième est l'asymétrie du réseau ad hoc en termes de topologie, trafic et paramètres des noeuds. Cependant, une étude sur un réseau à une seule dimension est aussi réalisée. En développant le modèle du réseau, nous sommes arrivés à un modèle analytique avec le IEEE 802. 11e DCF dans le contexte d'un réseau ad hoc multi-sauts. Le taux d'accès au canal et la probabilité de collision sont maintenant exprimés en fonction de l'intensité du trafic, de la topologie, et du routage. La troisième est le nombre limite de retransmissions dans la couche MAC dédié pour chaque connexion. D'une part, ce dernier est responsable de l'asymétrie du taux de service des files d'attentes et de la distribution générale du temps de service. D'autre part, il a un impact direct sur les performances d'un réseau chargé. Nous avons pu bénéficier de l'interaction de la couche MAC et routage en définissant un nouveau mécanisme entre-couche basé sur le nombre limite de retransmissions. Des résultats numériques et des simulations sont présents pour assister et confirmer notre travail

  • Titre traduit

    Performance evaluation of ad hoc wireless networks


  • Résumé

    This thesis focuses on the characterization of random access ad hoc networks performance using multi-layer parameters and forwarding capability. The performance metrics of interest are stability of forwarding queues, throughput, delay and energy consumption. Mainly, the comprehension of the interactions between the MAC/PHY layers and the network layer, on the one hand, and the interactions among all nodes due to interferences, on the other hand, are in the center of this thesis. This dissertation is divided in two parts. In the first part, we propose and evaluate a new cross-layer energy power-aware routing protocol. Our simulations were important to understand the real impact of a non-ideal MAC/PHY layers on routing. The results show that routing approaches that do not account for lower layers impact have to be revised. In the second part, we based our study on an analytical model that takes into account topology, routing, random access in MAC layer and forwarding probability. We distinguish three key features of the network model that make our contribution in this thesis novel when considered together. The first one is packet scheduling in the network layer. Using a weighted fair queueing, we mainly studied the cooperation effect and the stability region in the network. This latter was also characterized in an hybrid network when interconnecting ad hoc and cellular networks. The second one is the asymmetry of the ad hoc network in terms of topology, traffic and nodes' parameters. Nevertheless, one dimensional study is also presented. By developing the network model, we reached a new analytical modeling of the IEEE 802. 11e DCF in the context of multi-hop ad hoc networks. The attempt rate and collision probability are now function of the traffic intensity, on topology and on routing decision. The third one is the finite limit number of retransmissions in MAC layer dedicated to each connection. On the one hand, this latter is responsible for asymmetric queue service rate and for getting a general service time distribution. On the other hand, it has a direct impact on the performance of a loaded network. Finally, we got benefit from the interaction of the MAC and routing by defining a new cross-layer scheme for routing based on the limit number of retransmissions. Numerical results and simulations are presented to assist and confirm our work

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (194 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 183-194

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse. Bibliothèque universitaire.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T 17.08.352
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.