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Auteur SLIMANI, Amira |
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Protocole de routage hiérarchique basé sur les ACO dans les réseaux de capteurs sans fil / SLIMANI, Amira
Titre : Protocole de routage hiérarchique basé sur les ACO dans les réseaux de capteurs sans fil Type de document : texte imprimé Auteurs : SLIMANI, Amira ; Djamila Mechta, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2015 Importance : 1 vol (61f.) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : Réseaux
Systèmes Distribués
routage
colonie de fourmis
optimisation d'énergie
clusteringIndex. décimale : 004 Informatique Résumé : Conclusion générale et perspectives
Dans ce travail, nous étions intéressés par les RCSFs, précisément leurs consommations
d’énergie qui est un aspect fondamental pour ce type des réseaux.
Un protocole de routage doit prendre en compte les caractéristiques d’un nœud capteur
comme la limitation de la source énergétique et l’espace de stockage pour minimiser
l’énergie consommée et prolonger la durée de vie du réseau.
Pour atteindre ce but, nous avons proposé un nouveau protocole de routage hiérarchique
basé sur les colonies de fourmis : ACORP. L’objectif principal de ce protocole est de
construire une structure hiérarchique équilibrée qui assure une bonne distribution des
nœuds et leurs CH et d’établir des bons itinéraires pour l’acheminement des données vers
la SB. Les contributions apportées par ce travail sont résumées dans les points suivants :
 Modifier la manière de formation des clusters :
 Effectuer une division dynamique circulaire du réseau.
 Détermination des CH : par deux méthodes chacune par un critère différent
(la première choisit le plus proche du centre de cluster et la deuxième
choisit le nœud qui a le niveau d’énergie plus élevé).
 Utiliser le routage multi-saut intra cluster : Formation des chaînes de routage et le
choix des routes par les techniques ACO.
Afin de valider les améliorations apportées par notre protocole, nous avons utilisé le
simulateur réseau NS2. Après une étude comparative entre LEACH-C et ACORP, les
résultats de simulation ont montré une meilleure gestion d’énergie et une maximisation de
la durée de vie du réseau par rapport au protocole LEACH-C.
Afin d’améliorer les résultats obtenus, nous proposons comme perspectives, les adaptations
suivantes :
 Améliorer la manière de formation de l’arbre de routage pour minimiser les délais
de livraison de données par exemple on peut établir des chaines par niveau.
 Améliorer la communication inter cluster par le multi sauts entre les CHs pour éviter
les déperditions causées par un seul saut.
 Traiter le problème de défaillance des nœuds capteurs.Note de contenu : Table des matières
Introduction générale............................................................................................................. 1
Chapitre 1 : Routage basé sur la méta-heuristique ACO....................................................... 5
1.1 Introduction ................................................................................................................. 5
1.2 La méta-heuristique ACO............................................................................................ 5
1.2.1 La méta-heuristique ACO pour le problème du voyageur de commerce ............. 6
1.3 Variantes et améliorations de « AS » ........................................................................ 10
1.3.1 Elitist Ant System............................................................................................... 10
1.3.2 Ant Q .................................................................................................................. 11
1.3.3 ACS (Ant Colony System) ................................................................................ 11
1.3.4 ASW ................................................................................................................... 12
1.3.5 Max-Min Ant System (MMAS) ......................................................................... 13
1.4 Routage basé sur ACO pour les RCSFs .................................................................... 13
1.4.1 Ant Net ............................................................................................................... 14
1.4.2 MACO (Multiple Ant Colony Optimization)..................................................... 15
1.4.3 BAR (Basic Ant Routing)................................................................................... 16
1.4.4 SC-FF-FP............................................................................................................ 18
1.4.5 EEABR (Energy Efficient Ant Based Routing) ................................................. 18
1.4.6 ACORC(antcolonyoptimization router chip) ..................................................... 19
1.4.7 MO-IAR(Many-to-One ImprovedAntRouting).................................................. 19
1.4.8 Autres protocoles proposés................................................................................. 20
1.5 Conclusion................................................................................................................. 20
Chapitre 2 : Protocole Proposé ACORP.............................................................................. 23
2.1 Introduction ............................................................................................................... 23
2.2 Le protocole de base LEACH-C................................................................................ 23
2.3 Les phases d’implémentation de LEACH-C ............................................................. 23
2.3.1 La phased’initialisation....................................................................................... 23
2.3.2 La phase de transmission.................................................................................... 24
2.4 Le modèle du réseau.................................................................................................. 25
2.5 Le modèle radio......................................................................................................... 25
2.6 Conception du protocole proposé .............................................................................. 26
2.6.1 Division dynamique circulaire du réseau ........................................................... 28
2.6.2 La sélection de CH ........................................................................................ 31
2.6.3 La transmission intra-cluster ......................................................................... 31
2.6.4 La transmission inter-cluster ......................................................................... 37
2.7 Conclusion ............................................................................................................ 37
3. La mise en Å“uvre............................................................................................................. 39
3.1 Introduction........................................................................................................... 39
3.2 L’environnement de développement..................................................................... 39
3.2.1 Installation de NS2 ........................................................................................ 39
3.2.2 Intégration des packages de LEACH............................................................. 39
3.3 Paramètres de simulation ...................................................................................... 39
3.4 Les Métriques de Performance ............................................................................. 40
3.5 Processus de simulation ........................................................................................ 41
3.6 Résultats de simulation ......................................................................................... 41
3.6.1 Le résultat de clustering................................................................................. 41
3.6.2 Résultat de routage des données.................................................................... 42
3.7 Comparaison des Performances............................................................................ 43
3.7.1 Variation de TDMA....................................................................................... 43
3.7.2 Passage a l’échelle ......................................................................................... 47
3.8 Conclusion ............................................................................................................ 51
Conclusion générale et perspectives.................................................................................... 52
Bibliographie ....................................................................................................................... 53Côte titre : MAI/0078 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1g3Rlp6oUWA8DYFe0pvb5-LbywscRsVxa/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Protocole de routage hiérarchique basé sur les ACO dans les réseaux de capteurs sans fil [texte imprimé] / SLIMANI, Amira ; Djamila Mechta, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2015 . - 1 vol (61f.) ; 29 cm.
Langues : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : Réseaux
Systèmes Distribués
routage
colonie de fourmis
optimisation d'énergie
clusteringIndex. décimale : 004 Informatique Résumé : Conclusion générale et perspectives
Dans ce travail, nous étions intéressés par les RCSFs, précisément leurs consommations
d’énergie qui est un aspect fondamental pour ce type des réseaux.
Un protocole de routage doit prendre en compte les caractéristiques d’un nœud capteur
comme la limitation de la source énergétique et l’espace de stockage pour minimiser
l’énergie consommée et prolonger la durée de vie du réseau.
Pour atteindre ce but, nous avons proposé un nouveau protocole de routage hiérarchique
basé sur les colonies de fourmis : ACORP. L’objectif principal de ce protocole est de
construire une structure hiérarchique équilibrée qui assure une bonne distribution des
nœuds et leurs CH et d’établir des bons itinéraires pour l’acheminement des données vers
la SB. Les contributions apportées par ce travail sont résumées dans les points suivants :
 Modifier la manière de formation des clusters :
 Effectuer une division dynamique circulaire du réseau.
 Détermination des CH : par deux méthodes chacune par un critère différent
(la première choisit le plus proche du centre de cluster et la deuxième
choisit le nœud qui a le niveau d’énergie plus élevé).
 Utiliser le routage multi-saut intra cluster : Formation des chaînes de routage et le
choix des routes par les techniques ACO.
Afin de valider les améliorations apportées par notre protocole, nous avons utilisé le
simulateur réseau NS2. Après une étude comparative entre LEACH-C et ACORP, les
résultats de simulation ont montré une meilleure gestion d’énergie et une maximisation de
la durée de vie du réseau par rapport au protocole LEACH-C.
Afin d’améliorer les résultats obtenus, nous proposons comme perspectives, les adaptations
suivantes :
 Améliorer la manière de formation de l’arbre de routage pour minimiser les délais
de livraison de données par exemple on peut établir des chaines par niveau.
 Améliorer la communication inter cluster par le multi sauts entre les CHs pour éviter
les déperditions causées par un seul saut.
 Traiter le problème de défaillance des nœuds capteurs.Note de contenu : Table des matières
Introduction générale............................................................................................................. 1
Chapitre 1 : Routage basé sur la méta-heuristique ACO....................................................... 5
1.1 Introduction ................................................................................................................. 5
1.2 La méta-heuristique ACO............................................................................................ 5
1.2.1 La méta-heuristique ACO pour le problème du voyageur de commerce ............. 6
1.3 Variantes et améliorations de « AS » ........................................................................ 10
1.3.1 Elitist Ant System............................................................................................... 10
1.3.2 Ant Q .................................................................................................................. 11
1.3.3 ACS (Ant Colony System) ................................................................................ 11
1.3.4 ASW ................................................................................................................... 12
1.3.5 Max-Min Ant System (MMAS) ......................................................................... 13
1.4 Routage basé sur ACO pour les RCSFs .................................................................... 13
1.4.1 Ant Net ............................................................................................................... 14
1.4.2 MACO (Multiple Ant Colony Optimization)..................................................... 15
1.4.3 BAR (Basic Ant Routing)................................................................................... 16
1.4.4 SC-FF-FP............................................................................................................ 18
1.4.5 EEABR (Energy Efficient Ant Based Routing) ................................................. 18
1.4.6 ACORC(antcolonyoptimization router chip) ..................................................... 19
1.4.7 MO-IAR(Many-to-One ImprovedAntRouting).................................................. 19
1.4.8 Autres protocoles proposés................................................................................. 20
1.5 Conclusion................................................................................................................. 20
Chapitre 2 : Protocole Proposé ACORP.............................................................................. 23
2.1 Introduction ............................................................................................................... 23
2.2 Le protocole de base LEACH-C................................................................................ 23
2.3 Les phases d’implémentation de LEACH-C ............................................................. 23
2.3.1 La phased’initialisation....................................................................................... 23
2.3.2 La phase de transmission.................................................................................... 24
2.4 Le modèle du réseau.................................................................................................. 25
2.5 Le modèle radio......................................................................................................... 25
2.6 Conception du protocole proposé .............................................................................. 26
2.6.1 Division dynamique circulaire du réseau ........................................................... 28
2.6.2 La sélection de CH ........................................................................................ 31
2.6.3 La transmission intra-cluster ......................................................................... 31
2.6.4 La transmission inter-cluster ......................................................................... 37
2.7 Conclusion ............................................................................................................ 37
3. La mise en Å“uvre............................................................................................................. 39
3.1 Introduction........................................................................................................... 39
3.2 L’environnement de développement..................................................................... 39
3.2.1 Installation de NS2 ........................................................................................ 39
3.2.2 Intégration des packages de LEACH............................................................. 39
3.3 Paramètres de simulation ...................................................................................... 39
3.4 Les Métriques de Performance ............................................................................. 40
3.5 Processus de simulation ........................................................................................ 41
3.6 Résultats de simulation ......................................................................................... 41
3.6.1 Le résultat de clustering................................................................................. 41
3.6.2 Résultat de routage des données.................................................................... 42
3.7 Comparaison des Performances............................................................................ 43
3.7.1 Variation de TDMA....................................................................................... 43
3.7.2 Passage a l’échelle ......................................................................................... 47
3.8 Conclusion ............................................................................................................ 51
Conclusion générale et perspectives.................................................................................... 52
Bibliographie ....................................................................................................................... 53Côte titre : MAI/0078 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1g3Rlp6oUWA8DYFe0pvb5-LbywscRsVxa/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MAI/0078 MAI/0078 Mémoire Bibliothéque des sciences Français Disponible
Disponible