Conception de nouvelles approches de routage dans les réseaux de capteurs sans fil

Doctoral Thesis / Dissertation , 2016 , 147 Pages

Computer Science - Internet, New Technologies

Dans cette thèse, nous examinons certains des mécanismes de qds (qualité de services) existants dans la littérature de réseautage, et les caractéristiques inhérentes des RCSFs qui font qu'il est difficile de prévoir la qualité de service dans le réseau. Nous identifions alors quelques indicateurs de performance clés et nous décrivons certains mécanismes pour atteindre la qualité de service dans le réseau de capteurs. Notre thèse se présente sous la forme de quatre contributions scientifiques, chacune traitant une problématique bien spécifique.

L’évolution rapide de la technologie multimédia et l’intérêt commercial des compagnies pour populariser ce type d’application, ont fait de la qualité de service (Qds) un secteur d’une grande importance. Ces applications sont caractérisées par une quantité de donnée volumineuse par rapport à celle des applications traditionnelles des RCSFs. En outre, la Qds est désormais devenue une exigence fondamentale. Par ailleurs, assurer la Qds dans de tels réseaux est très délicat. Cependant, le changement de topologie imprévue peut nuire la continuité de service et le rend extrêmement difficile voire impossible. Il est légitime donc, de considérer la fiabilité des routes comme étant la contrainte de Qds principale à prendre en compte pour la transmission de données. La mission du routage consiste à déterminer le meilleur chemin entre la source et la destination dans le réseau selon certains critères de performance.

Inhaltsverzeichnis

• Zusammenfassung
• Kapitel 1: Einleitung
• 1.1 Introduction
• 1.2 Motivation
• 1.3 Problématique
• 1.4 Objectifs
• 1.5 Organisation de la thèse
• Kapitel 2: Etat de l'art
• 2.1 Introduction
• 2.2 Les réseaux de capteurs sans fil
• 2.3 Les architectures des réseaux de capteurs
• 2.4 Les applications des réseaux de capteurs
• 2.5 Les défis de la QdS dans les RCSFs
• 2.6 Conclusion
• Kapitel 3: Les techniques de routage dans les RCSFs
• 3.1 Introduction
• 3.2 Les protocoles de routage classiques
• 3.3 Les protocoles de routage basés sur l'agrégation
• 3.4 Conclusion
• Kapitel 4: Les approches de routage basées sur les ACOs
• 4.1 Introduction
• 4.2 Les ACOs et leur application dans les RCSFs
• 4.3 Les algorithmes ACOs pour la gestion des routes dans les RCSFs
• 4.4 Conclusion
• Kapitel 5: Conception de nouvelles approches de routage basées sur les ACOs
• 5.1 Introduction
• 5.2 L'approche basée sur la fiabilité des routes
• 5.3 L'approche basée sur la disponibilité des routes
• 5.4 Conclusion
• Kapitel 6: Evaluation des performances des approches de routage proposées
• 6.1 Introduction
• 6.2 Le scénario de simulation
• 6.3 Les paramètres de simulation
• 6.4 Les résultats de simulation
• 6.5 Conclusion
• Chapitre 7: Conclusion générale et perspectives

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Dissertation befasst sich mit der Entwicklung von neuartigen Routing-Ansätzen für drahtlose Sensornetzwerke, die die Anforderungen an die Qualitätsmerkmale des Datenverkehrs in diesen Netzwerken erfüllen. Der Fokus liegt dabei auf der Verbesserung der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Routing-Pfaden, um eine kontinuierliche und effiziente Datenübertragung zu gewährleisten. Die Arbeit untersucht aktuelle Routing-Mechanismen und analysiert die Herausforderungen, die die Gewährleistung der Qualitätsmerkmale in drahtlosen Sensornetzwerken mit sich bringen.

• Entwicklung neuer Routing-Ansätze für drahtlose Sensornetzwerke
• Steigerung der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Routing-Pfaden
• Optimierung der Datenübertragung in drahtlosen Sensornetzwerken
• Integration von Ant-Colony-Optimization (ACO)-Algorithmen in Routing-Prozesse
• Bewertung der Leistung der entwickelten Routing-Ansätze

Zusammenfassung der Kapitel

Das erste Kapitel der Dissertation führt in die Thematik ein, stellt die Motivation und Problemstellung dar, formuliert die Forschungsziele und beschreibt den Aufbau der Arbeit. Das zweite Kapitel bietet einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschung zu drahtlosen Sensornetzwerken, einschließlich ihrer Architektur, Anwendungen und Herausforderungen im Hinblick auf die Qualitätsmerkmale von Datenverkehr. Das dritte Kapitel analysiert verschiedene Routing-Techniken, die in drahtlosen Sensornetzwerken eingesetzt werden, darunter klassische Routing-Protokolle und auf Aggregation basierende Ansätze. Das vierte Kapitel untersucht die Integration von ACO-Algorithmen in Routing-Prozesse in drahtlosen Sensornetzwerken. Das fünfte Kapitel präsentiert neue Routing-Ansätze, die auf ACO-Algorithmen basieren und auf die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Routing-Pfaden fokussieren. Das sechste Kapitel evaluiert die Leistung der entwickelten Routing-Ansätze anhand von Simulationen. Das siebte Kapitel bietet eine abschließende Zusammenfassung der Ergebnisse und gibt einen Ausblick auf zukünftige Forschungsmöglichkeiten.

Schlüsselwörter

Drahtlose Sensornetzwerke (WSNs), Qualitätsmerkmale (QoS), Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Routing, Ant-Colony-Optimization (ACO), Re-Routing, Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks (RPL).

• Author: Mohammed Belghachi (Author)
• Publication Year: 2016
• Pages: 147
• Catalog Number: V539107
• ISBN (eBook): 9783346176844
• ISBN (Book): 9783346176851
• Language: French
• Tags: RCSFs ; ACOs ; QdS ; Disponibilité ; Re-routage ; RPL