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TALL Hamadoun


Répartition de trafic équitable dans un réseau de capteurs sans fil multicanal dédié à la collecte de données.

Lundi 14 mai 2018 - 14 h 00 - Amphi B - IUT - Campus des Cézeaux

Les Réseaux de Capteurs Sans Fil (RCSF) sont de plus en plus exploités par des applications diverses grâce à leur facilité de déploiement et d’auto-configuration. Les applications de collecte de données qui utilisent les RCSF ont souvent un profil convergecast : l’ensemble des données récoltées par tous les capteurs du réseau sont acheminées vers un puits de collecte, grâce à une communication multi-saut.

Pendant l’acheminement des données des nœuds de collecte vers le puits, des goulots d’étranglement sont fréquemment observés, principalement au voisinage du puits. Cela est du à la congestion et au phénomène d’entonnoir couramment observé sur le trafic de données ayant le profile convergecast. Outre un risque accrue de collision, cela entraîne le débordement des files d’attente des nœuds concernés conduisant à des pertes de données. Cette perte réduit le taux de livraison au puits entraînant une baisse du débit du réseau. Afin de réduire ces pertes et de permettre un meilleur taux de livraison, le trafic doit être équitablement réparti au niveau de chaque saut pendant l’acheminement.

Dans cette thèse, nous avons proposé une approche de routage dynamique avec équilibrage de la charge pour éviter la congestion et le débordement des files d’attente des nœuds. La métrique de routage est basée sur le délais moyen d’accès au medium radio par chaque nœud du réseau. Afin de réduire les interférences et collisions, l’approche de routage est couplée avec un protocole MAC (Medium Access Control ) multicanal avec un sink multi-interface. Cette solution a permis d’améliorer les performances, notamment le taux de livraisons des données issues d’un RCSF, déversées en un puits de collecte, ceci en "surchargeant" l’acquittement des trames avec des informations de service indiquant les états des files d’attente. Dans un cas de trafic de type convergecast, cette contribution induit une diversité des routes prises par les données collectées, ce qui est bénéfique à la quantité de données transportées et à la robustesse de la solution. La contribution a été évaluée par simulation et expérimentation dans un réseau monocanal et multicanal et les résultats montrent de meilleurs performances en terme de taux de livraison, de délais de bout en bout et du volume du trafic de contrôle comparé à des solutions existantes.

Mots-clés : réseaux de capteurs sans fil, communication multi-canal, protocoles de routage, congestion, débordement des files d’attente, équilibrage de charge, collecte de données.

Membres du jury :

Rapporteurs :
M. Hervé RIVANO, Professeur à l’INSA de Lyon (France)
Mme Nathalie MITTON, Directrice de Recherche à l’INRIA Lille-Nord Europe (France)

Examinateurs :
M. Thierry VAL, Professeur à l’Université de Toulouse (France)
Mme Saoucène MAHFOUDH, MCF à King Abdulaziz University (Arabie Saoudite)

Co-encadrant :
M. Gérard CHALHOUB, MCF/HDR à l’Université Clermont Auvergne (France)

Directeur de thèse :
M. Michel MISSON, Professeur à l’Université Clermont Auvergne (France).