Routage stable pour les réseaux sans fil mobiles dans les milieux urbains

Abstract

Les réseaux sans fil rendent la communication plus simple et facile à accéder à tout moment et indépendamment de l’emplacement géographique qui n’est plus statique comme le cas du réseau filaire. Le réseau ad hoc est un réseau mobile sans fil et sans infrastructure, appelé MANET (Mobile ad hoc network) ; Il se compose d’un ensemble de nœuds mobiles et autonomes formant une topologie dynamique. Les nœuds coopèrent pour gérer les communications. Le routage dans un tel réseau est un défi majeur à cause de ses caractéristiques (la mobilité, l’énergie limitée, etc.). Les protocoles de routage utilisent des métriques (nombre de sauts, énergie…) pour choisir le meilleur chemin. Un autre concept est le routage multi chemins permettant de trouver plusieurs chemins qui peuvent être utilisés simultanément. De plus, la particularité du milieu urbain représente un autre challenge qui comporte des restrictions affectant la mobilité et la qualité du signal. Par conséquent, il est nécessaire de sélectionner un chemin stable afin d’assurer une communication fiable. Nous nous intéressons à la problématique du routage dans un milieu urbain. Dans cette thèse, nous avons étudié les protocoles de routages basés sur la contrainte d’énergie et la stabilité. Ensuite, nous avons proposé un protocole de routage multi chemins ESMRsc (Energy Aware and Stable Multipath Routing Protocol in Smart City) qui se base sur la contrainte d’énergie et de la stabilité. Le but est d’évaluer la stabilité (en fonction de la mobilité) et la capacité énergétique des chemins trouvés et de choisir le meilleur chemin selon une combinaison des deux contraintes. Nous avons proposé ensuite une extension de notre première proposition, ESMRua (Efficient energy aware and Link Stable Multipath Routing Protocol in urban areas). ESMRua utilise trois variantes pour calculer la stabilité. Le but est de choisir le chemin le plus stable avec une énergie suffisante pour augmenter la durée de vie du chemin et réduire le nombre de coupures dans les milieux urbains. Enfin, nous avons proposé un nouveau protocole de routage nommé RMSQ-ua (Reliable Multipath Routing Protocol based on Link Quality and Stability in Urban Areas) qui prend en compte deux contraintes: la stabilité et la qualité des liens. RMSQ-ua utilise un nouvel estimateur de la qualité des liens qui combine deux métriques de qualité: SNR (Signal Noise Ratio) et PRR (Packet Reception Ratio) afin d’améliorer la précision de l’estimation de la qualité des liens. La performance de nos protocoles a été évaluée en utilisant trois différents modèles de mobilité : Random Way Point, Manhattan Grid et SMOOTH. L’évaluation de nos protocoles a montré des résultats très satisfaisants en termes de taux de livraison, de consommation d’énergie et d’overhead.