Bio-inspired Approaches for Informatio Dissemination in Ad hon Networks

par Seytkamal Medetov

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Maxime Wack, Jaafar Gaber et de Mohamed Bakhouya.

Le président du jury était Pascal Lorenz.

Le jury était composé de Jaafar Gaber, Mohamed Bakhouya, Pascal Lorenz, Tarek El-Ghazawi, Thierry Divoux.

Les rapporteurs étaient Tarek El-Ghazawi, Thierry Divoux.

  • Titre traduit

    Approches Bio-inspirées pour diffusion de l’information dans les réseaux ad hoc


  • Résumé

    La dissémination d’information dans les réseaux VANET est une opération fondamentale pour la sécurité routière. Il est dès lors nécessaire de concevoir et mettre en oeuvre des algorithmes efficaces et adaptatifs pour la dissémination d’informations sélectives et pertinentes.Dans ce travail, des approches Bio-inspirées sont proposées, à partir des comportements auto-organisés des essaims comme les colonies de fourmis et d’abeilles. Ces approches visent à fournir à chaque véhicule des informations en provenance de son environnement et alerter les conducteurs. Dans la première approche, le système de communication direct et indirect des fourmis est utilisé. Les fourmis partagent les informations sur les sources de nourriture avec des membres de la colonie en sécrétant la phéromone sur leurs chemins. La deuxième approche est inspirée par le système de communication des abeilles. Les abeilles partagent les informations à propos des sources de nourriture avec les autres membres de la ruche par des messages spécifiques, selon l’importance de ces sources.Une nouvelle mesure de "pertinence" associée aux messages est définie, par analogie à la sécrétion des phéromones des fourmis et au niveau de l’intensité des messages pour les abeilles, pour disséminer des informations de sécurité dans une zone géographique. Les simulations sont effectuées en utilisant le simulateur NS2 pour mesurer l’efficacité des approches proposées sous différentes conditions, en particulier en termes de densités et vitesses des véhicules.


  • Résumé

    Information dissemination in Vehicular Ad hoc Networks (VANETs) is a fundamental operation to increase the safety awareness among vehicles on roads. Thus, the design and implementation of efficient and scalable algorithms for relevant information dissemination constitutes a major issue that should be tackled.In this work, bio-inspired information dissemination approaches are proposed, that use self-organization principles of swarms such as Ant and Honey Bee colonies. These approaches are targeted to provide each vehicle with the required information about its surrounding and assist drivers to be aware of undesirable road conditions. In the first approach, Ant’s direct and indirect communication systems are used. Ants share information about food findings with colony members by throwing pheromone on the returning to the nest. The second, an RSU-based approach is inspired by the Bee communication system. Bees share profitable food sources with hive-mates in their hive by specific messages.A “relevance” value associated to the emergency messages is defined as an analogue to pheromone throwing in Ant colony, and as an analogue to profitability level in Bee colony, to disseminate safety information within a geographical area. Simulations are conducted using NS2 network simulator and relevant metrics are evaluated under different node speeds and network densities to show the effectiveness of the proposed approaches.


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