University Sétif 1 FERHAT ABBAS Faculty of Sciences
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Auteur Kriba ,Houssam |
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Titre : Un protocole MAC receiver initiated pour les réseaux de capteurs sans fil Type de document : texte imprimé Auteurs : Kriba ,Houssam, Auteur ; Goudjil, Lakhdar, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2018 Importance : 1 vol (54 f .) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Langues originales : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : Réseaux de capteurs sans fil
Protocoles MAC
Duty cycle asynchrone
transmission initiée par le récepteur
Economie d‟énergieIndex. décimale : 004 - Informatique Résumé : Résumé
La recherche dans le domaine des réseaux de capteurs sans fil fixe comme objectif principal le développement d‟algorithmes et de protocoles assurant une consommation énergétique minimale. Ceci a motivé des travaux de recherche à se focaliser sur les couches MAC (Medium Access Control) et réseau. Dans notre travail, nous nous intéressons à la couche MAC en effet on a parlé sur les trois calasses des protocoles MAC : les protocoles basés sur TDMA, hybrides et les protocoles basé sur la contention avant de concentrer notre travail sur cette dernière classe et particulièrement les protocoles initier par le récepteur (receiver initiated protocol) en expliquant les différents techniques utilisées pour minimiser la consommation en évitant les principales causes de consommation d'énergie :l'overhearing, l'overmiting et les fréquentes transitions entre les modes "en veille" et "activité". Nous avons proposé dans ce mémoire un protocole receiver initiated asynchrone« ADPW-MAC » de classe de avec un mécanisme duty cycle afin d‟optimiser l‟énergie .Les résultats de simulation montrent que le protocole améliore les performances en termes de consommation d‟énergie et minimise le délai de bout-en-bout de délivrance de paquets.Note de contenu : Sommaire
Introduction général……………………………………………………………………...i
Organisation du mémoire……………………………………………………………..…ii
Chapitre 01 : Protocoles MAC pour les réseaux de capteurs sans fil
1.1 Introduction ....................................................................................................................1
1.2 Réseaux de capteurs sans fil (RSCF)..............................................................................1
1.3 Couches dans les RCSF et leurs rôles …………………………………………………1
1.4 Sous couche MAC………………………………………………….………………...…2
1.4.1 Définition…………………………………………………….……………………..2
1.4.2 Fonctionnalités……………………………………………………………………..2
1.5 Consommation d‟énergie dans les RCSF…………………………...…………….…….2
1.6 Sources de gaspillage d‟énergie………………………………………………………...3
1.7 Protocoles MAC pour les RCSFs ………………………………………………………4
1.7.1 Protocoles Mac basés sur TDMA …………………………………………………4
1.7.1.1 Protocoles à base de TDMA centralisé………………………………………4
1.7.1.2 Protocoles à base de TDMA distribués……………………………………....5
1.7.2 Protocoles MAC hybrides………………………………………………………...5
1.7.3 Protocoles MAC basés sur la contention…………..................................................5
1.7.3.1 Protocoles MAC synchrones………………...…………………………...…..5
1.7.3.2 Protocoles MAC asynchrones ……………………….……………………...9
1.8 Conclusion…………………………………………………..…………………………11
Chapitre 02 : Protocoles MAC receiver-initiated pour les réseaux de capteur sans fil
2.1 Introduction ..................................................................................................................12
2.2 Classification des protocoles MAC receiver-initiated …….……….………………..12
2.2.1 Minimisation d‟idlelistening …………………………….:..................................12
2.2.1.1 RI-MAC.........................................................................................................12
2.2.1.2 OC-MAC ....................................................................................................14
2.2.1.3 EE-RI-MAC ................................................................................................15
2.2.2 Prévision de réveil………….................................................................................15
2.2.2.1 PW-MAC ...................................................................................................16
2.2.2.2 RIX-MAC...................................................................................................17
2.2.2.3 WA-MAC ..................................................................................................18
2.2.2.4 TAD-MAC .................................................................................................19
2.2.3 Adaptive Duty Cycling........................................................................................20
2.2.3.1 SA-RI-MAC ...............................................................................................21
2.2.3.2 ERI-MAC ...................................... ............................................................22
2.2.3.3 FTA-MAC ..................................................................................................23
2.2.4 Qualité de service.................................................................................................24
2.2.4.1 CyMAC .....................................…………………………………………..25
2.2.4.2 RP-MAC ...........................................……………………………………..26
2.2.5 Extensions multi-canaaux....................................................................................27
2.2.5.1 DCM-MAC ....................................................... ...................................27
2.2.5.2 DURI-MAC.............................................................................................28
2.3 Critères de choix d‟un protocole...................................................................................29
2.4 Evaluation globale des protocoles étudiés....................................................................30
2.5 Classification des protocoles selon leur défi et les techniques utilisées………..……..31
2.5 Conclusion…………………………………………………………………………….32
Chapitre 03 : Contribution et Simulation
3.1 Introduction ..................................................................................................................33
I. Première partie ………………………............................................................................33
3.2 Description général des idées de base ………………………………………………...33
3.3 Présentation général du protocole proposé ..............................................................….33
3.4 Hypothèses.....................................................................................................................34
3.4 Design du protocole.......................................................................................................34
3.4.1 Cas général : Emetteur-Récepteur ........................................................................35
3.4.2 Cas de Plusieurs Emetteurs un seul récepteur.......................................................36
3.4.3 Règlement des collisions......................................................................................38
3.5 Explication détaillée des concepts du protocole ADPW-MAC.....................................39
3.6 Schéma d‟opération du protocole ADPW-MAC............................................................42
3.7 Algorithme du protocole ADPW....................................................................................44
3.83.8 Evaluation préliminaire du protocole ADPW-MAC......................................................45
3.8.1 Optimisation d‟énergie ........................................................................................45
3.8.2 Minimisations des collisions...............................................................................45
II. Deuxiéme partie...............................................................................................................46
3.9 Environnement de développement.................................................................................46
2.10 Présentation du simulateur NS2……………………………………………………...46
3.10 Etapes de réalisation de l‟algorithme proposé..............................................................47
3.11 Principe de CSMA/CA................................................................................................49
3.12 Paramètre d‟évaluation du système.............................................................................49
3.12.1 Consommation énergétique..............................................................................49
3.12.2 Délai de bout-en-bout......................................................................................49
3.12.3 Taux de délivrance des paquets........................................................................50
3.13 Paramètres de simulation.............................................................................................50
3.14 Etude des résultats de simulation ...............................................................................50
3.14.1 Comparaison de l‟énergie consommée.............................................................50
3.14.2 Comparaison de la latence de bout-en-bout .....................................................51
3.14.3. Comparaison du taux de paquets délivrés .......................................................52
3.15. Conclusion ..............................................................................................................53
Conclusion générale et perspectives ...................................................................................54Côte titre : MAI/0257 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1RKK88ZT8fv3B0SGQ1SVw26A2wGl2Jpj4/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Un protocole MAC receiver initiated pour les réseaux de capteurs sans fil [texte imprimé] / Kriba ,Houssam, Auteur ; Goudjil, Lakhdar, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2018 . - 1 vol (54 f .) ; 29 cm.
Langues : Français (fre) Langues originales : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : Réseaux de capteurs sans fil
Protocoles MAC
Duty cycle asynchrone
transmission initiée par le récepteur
Economie d‟énergieIndex. décimale : 004 - Informatique Résumé : Résumé
La recherche dans le domaine des réseaux de capteurs sans fil fixe comme objectif principal le développement d‟algorithmes et de protocoles assurant une consommation énergétique minimale. Ceci a motivé des travaux de recherche à se focaliser sur les couches MAC (Medium Access Control) et réseau. Dans notre travail, nous nous intéressons à la couche MAC en effet on a parlé sur les trois calasses des protocoles MAC : les protocoles basés sur TDMA, hybrides et les protocoles basé sur la contention avant de concentrer notre travail sur cette dernière classe et particulièrement les protocoles initier par le récepteur (receiver initiated protocol) en expliquant les différents techniques utilisées pour minimiser la consommation en évitant les principales causes de consommation d'énergie :l'overhearing, l'overmiting et les fréquentes transitions entre les modes "en veille" et "activité". Nous avons proposé dans ce mémoire un protocole receiver initiated asynchrone« ADPW-MAC » de classe de avec un mécanisme duty cycle afin d‟optimiser l‟énergie .Les résultats de simulation montrent que le protocole améliore les performances en termes de consommation d‟énergie et minimise le délai de bout-en-bout de délivrance de paquets.Note de contenu : Sommaire
Introduction général……………………………………………………………………...i
Organisation du mémoire……………………………………………………………..…ii
Chapitre 01 : Protocoles MAC pour les réseaux de capteurs sans fil
1.1 Introduction ....................................................................................................................1
1.2 Réseaux de capteurs sans fil (RSCF)..............................................................................1
1.3 Couches dans les RCSF et leurs rôles …………………………………………………1
1.4 Sous couche MAC………………………………………………….………………...…2
1.4.1 Définition…………………………………………………….……………………..2
1.4.2 Fonctionnalités……………………………………………………………………..2
1.5 Consommation d‟énergie dans les RCSF…………………………...…………….…….2
1.6 Sources de gaspillage d‟énergie………………………………………………………...3
1.7 Protocoles MAC pour les RCSFs ………………………………………………………4
1.7.1 Protocoles Mac basés sur TDMA …………………………………………………4
1.7.1.1 Protocoles à base de TDMA centralisé………………………………………4
1.7.1.2 Protocoles à base de TDMA distribués……………………………………....5
1.7.2 Protocoles MAC hybrides………………………………………………………...5
1.7.3 Protocoles MAC basés sur la contention…………..................................................5
1.7.3.1 Protocoles MAC synchrones………………...…………………………...…..5
1.7.3.2 Protocoles MAC asynchrones ……………………….……………………...9
1.8 Conclusion…………………………………………………..…………………………11
Chapitre 02 : Protocoles MAC receiver-initiated pour les réseaux de capteur sans fil
2.1 Introduction ..................................................................................................................12
2.2 Classification des protocoles MAC receiver-initiated …….……….………………..12
2.2.1 Minimisation d‟idlelistening …………………………….:..................................12
2.2.1.1 RI-MAC.........................................................................................................12
2.2.1.2 OC-MAC ....................................................................................................14
2.2.1.3 EE-RI-MAC ................................................................................................15
2.2.2 Prévision de réveil………….................................................................................15
2.2.2.1 PW-MAC ...................................................................................................16
2.2.2.2 RIX-MAC...................................................................................................17
2.2.2.3 WA-MAC ..................................................................................................18
2.2.2.4 TAD-MAC .................................................................................................19
2.2.3 Adaptive Duty Cycling........................................................................................20
2.2.3.1 SA-RI-MAC ...............................................................................................21
2.2.3.2 ERI-MAC ...................................... ............................................................22
2.2.3.3 FTA-MAC ..................................................................................................23
2.2.4 Qualité de service.................................................................................................24
2.2.4.1 CyMAC .....................................…………………………………………..25
2.2.4.2 RP-MAC ...........................................……………………………………..26
2.2.5 Extensions multi-canaaux....................................................................................27
2.2.5.1 DCM-MAC ....................................................... ...................................27
2.2.5.2 DURI-MAC.............................................................................................28
2.3 Critères de choix d‟un protocole...................................................................................29
2.4 Evaluation globale des protocoles étudiés....................................................................30
2.5 Classification des protocoles selon leur défi et les techniques utilisées………..……..31
2.5 Conclusion…………………………………………………………………………….32
Chapitre 03 : Contribution et Simulation
3.1 Introduction ..................................................................................................................33
I. Première partie ………………………............................................................................33
3.2 Description général des idées de base ………………………………………………...33
3.3 Présentation général du protocole proposé ..............................................................….33
3.4 Hypothèses.....................................................................................................................34
3.4 Design du protocole.......................................................................................................34
3.4.1 Cas général : Emetteur-Récepteur ........................................................................35
3.4.2 Cas de Plusieurs Emetteurs un seul récepteur.......................................................36
3.4.3 Règlement des collisions......................................................................................38
3.5 Explication détaillée des concepts du protocole ADPW-MAC.....................................39
3.6 Schéma d‟opération du protocole ADPW-MAC............................................................42
3.7 Algorithme du protocole ADPW....................................................................................44
3.83.8 Evaluation préliminaire du protocole ADPW-MAC......................................................45
3.8.1 Optimisation d‟énergie ........................................................................................45
3.8.2 Minimisations des collisions...............................................................................45
II. Deuxiéme partie...............................................................................................................46
3.9 Environnement de développement.................................................................................46
2.10 Présentation du simulateur NS2……………………………………………………...46
3.10 Etapes de réalisation de l‟algorithme proposé..............................................................47
3.11 Principe de CSMA/CA................................................................................................49
3.12 Paramètre d‟évaluation du système.............................................................................49
3.12.1 Consommation énergétique..............................................................................49
3.12.2 Délai de bout-en-bout......................................................................................49
3.12.3 Taux de délivrance des paquets........................................................................50
3.13 Paramètres de simulation.............................................................................................50
3.14 Etude des résultats de simulation ...............................................................................50
3.14.1 Comparaison de l‟énergie consommée.............................................................50
3.14.2 Comparaison de la latence de bout-en-bout .....................................................51
3.14.3. Comparaison du taux de paquets délivrés .......................................................52
3.15. Conclusion ..............................................................................................................53
Conclusion générale et perspectives ...................................................................................54Côte titre : MAI/0257 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1RKK88ZT8fv3B0SGQ1SVw26A2wGl2Jpj4/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MAI/0257 MAI/0257 Mémoire Bibliothéque des sciences Français Disponible
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