Description
Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Etude des performances des réseaux véhiculaires (VANETs), étude d'architecture et dimensionnement
Encadrant :
Vincent GAUTHIER (SAMOVAR)
Directeur de thèse:
Michel MAROT (LTCI (EDMH))
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini
Resumé:
Les réseaux véhiculaires sont une extension des réseaux ad-hoc avec des contraintes très spécifiques. Ils sont très chaotiques, parfois denses, parfois très rapidement clairsemés, ils n 'ont pas de contrainte d'énergie car les équipements sont alimentés sur l'énergie grande des véhicules, ils disposent souvent d'informations fiables de localisation voire de cartes routières. Les applications potentielles de ces réseaux sont nombreuses, allant de la communication entre véhicules à des services d'urgence ou de gestion de trafic routier. Il peut s'agir de communications point à point ou de diffusion de données comme dans le cas de la diffusion d'information d'état de trafic.
Il existe de nombreuses propositions dans la littérature pour traiter les différentes problématiques rencontrées dans ce type de réseaux. En particulier, plusieurs algorithmes de routage ont été proposés à base de clusters ou sans, chaque solution dépendant du contexte, de la densité des noeuds, des zones rurales ou urbaines,... Par ailleurs, de nouveaux paradigmes sont apparus qui ne sont pas encore pris en compte dans ce contexte. Concernant les aspects réseaux et accès au médium, c'est notamment le cas du codage réseau, des mécanismes d'allocation multifréquences et des réseaux coopératifs. C'est l'objet de cette thèse d'évaluer l'apport de ces nouvelles techniques dans ce contexte.
On considérera un réseau avec infrastructure maillée: régulièrement, le long des routes, des stations de base sont disposées. On prendra en compte toutefois les cas où certains tronçons de routes ont une densité de bornes plus faible, voire nulle sur certaines petites routes de campagne, ce qui nécessitera l'application d'approches de type réseaux tolérants aux délais. Le routage obéira au principe de base suivant: on s'efforcera de sortir le trafic venant d'un véhicule le plus vite possible du réseau en direction de la station de base la plus proche. Dans le cas où un véhicule n'est pas couvert par une station de base et s'il n'utilise pas l'approche des réseaux tolérants aux délais, l'utilisation de cartes combinée à la connaissance de la position géographique permettra de lui faire envoyer le trafic dans la bonne direction (routage géographique) mais il faudra combiner ce processus de décision à une information de topologie (envoi des paquets dans la direction inverse de celle du trafic routier s'il y a une station de base plus proche dans cette direction mais aussi si le réseau est suffisamment dense pour permettre de l'atteindre).
Les méthodes d'allocation du spectre radio sont en train d'être radicalement repensées. Les chercheurs et les gouvernements cherchent de nouvelles approches pour gérer plus efficacement le spectre. Dans cette optique, la tendance future va être de mettre en œuvre des allocations dynamiques de fréquences consistant à allouer des plans de fréquences temporairement et aussi localement c'est-à-dire dans des contraintes de niveaux de puissance données. Dans ce contexte, il est intéressant de concevoir de nouvelles méthodes dynamiques d'allocation multicanales. Pour les applications considérées, où il n'y a pas de coordinateur central, il est nécessaire que ces mécanismes soient totalement distribués. Malheureusement, à cause du problème des stations cachées, puisque juste un seul canal à la fois peut être écouté ou utilisé pour transmettre des données, et à cause de contraintes technologiques comme celle qui impose un temps minimum pour passer d'un canal à un autre, il n'est pas possible de concevoir un mécanisme basé sur une connaissance parfaite et exhaustive de l'occupation des différentes canaux. Les techniques opportunistes d'allocation de canaux semblent alors être les politiques les plus efficaces. Dans cette thèse, nous prévoyons d'étudier de tels mécanismes. Néanmoins, nous nous efforcerons de concevoir un mécanisme réutilisant autant que possible les informations disponibles. En effet, l'occupation du canal ne peut être mesurée de façon exhaustive mais elle peut toutefois être obtenue pour certains canaux à certains moments: par exemple, si aucune donnée n'est transmise, un (seul) canal peut être écouté. Dans ce contexte, on ne peut pas utiliser de mécanisme de réservation qui garantisse une réservation. En effet, un nouveau nœud peut toujours arriver et désirer transmettre s'il n'a pas entendu la requête de réservation du canal, parce qu'il transmettait à ce moment-là sur un autre canal par exemple. Mais, si une telle requête est entendue, le canal correspondant peut être évité. Nous proposerons donc des stratégies opportunistes pour augmenter les performances dans cet environnement incertain tout en prenant en compte l'information déjà disponible sur l'occupation des canaux, le comportement des noeuds concurrents et toute autre information obtenue par l'écoute du système.
Toujours sur les méthodes MAC, nous étudierons l'apport du concept des réseaux coopératifs dans les réseaux VANETs. L
Doctorant.e: Ahmad Abdel Mehsen