Ecole d'ingénieur et centre de recherche en Sciences du numérique

Navid NIKAEIN

Navid NIKAEIN
Navid NIKAEIN
Eurecom - Systèmes de Communication 
Professeur
04 93 00 82 11
04 93 00 82 00
341

Thèse

Architecture et protocoles pour le support du routage et de la qualité de service dans les réseaux ad hoc

Responsable(s)

 

La topologie d'un réseau ad hoc joue un rôle déterminant dans la performance des algorithmes de contrôle utilisés dans le réseau pour le routage et la diffusion. Souvent, plusieurs liens sont employés pour le routage des paquets de données. L''elimination de l'information de topologie redondante et inutile s'appelle en général la gestion de topologie. Nous suggérons un algorithme distribué pour la gestion de topologie dans les réseaux ad hoc. L'idée principale de l'algorithme est de choisir pour chaque noeud un voisin, appelé le voisin préféré, qui a un degré maximum de connectivité dans le voisinage (c.-à-d. critère de l'algorithme d'élection du voisin préféré). On a montré que quelle que soit la topologie du réseau, relier chaque noeud à son voisin préféré forme toujours une forêt. Dans cet algorithme, chaque arbre de la forêt forme une zone, et chaque zone est maintenue proactivement. Par conséquent, le réseau est divisé en un ensemble de zones qui ne se recouvrent pas.
 Fondamentalement, l'algorithme combine deux notions: forêt et zone. La forêt réduit les charges de diffusion en choisissant un sous-ensemble de l'ensemble des noeuds pour faire suivre un paquet, et les zones sont employées pour réduire le délai dû au processus de routage et pour atteindre le scalabilité à grande échelle. Nous fournissons également un mécanisme pour décrire la qualité de la connectivité pour extraire les liens reliant la paire des meilleurs noeuds au cours du temps du point de vue du réseau, et nous l'employons comme critère amélioré pour l'algorithme d'élection du voisin préféré. Cela est souhaitable parce que les nœuds préférés appartiennent à l'ensemble des noeuds de haute qualité de connectivité, ce qui améliore la performance du routage. Les résultats ont prouvé que la performance du routage peut être améliorée de façon significative avec l'aide de la gestion de topologie.
 
Nous proposons un protocole de routage hybride pour le réseau ad hoc (HARP), qui combine le comportement proactif à l'intérieur d'une zone et le comportement réactif entre les zones. Le routage est effectué en deux phases : intra-zone et inter-zone, selon si la destination appartient à la même zone que le noeud qui fait suivre le message. Le routage Intra-zone se fonde sur un mécanisme proactif existant hérité de la stratégie de gestion de topologie, et en conséquence le routage est fait sans aucun délai de découverte du chemin. Le routage Inter-zone, d'autre part, applique le procédé de découverte du chemin pour trouver la route la plus appropriée jusqu'à la zone de la destination. La charge de diffusion est réduite grâce à la combinaison de la forêt et de la technique de localisation de la destination. La structure des forêts réduit le problème de broadcast storm en choisissant un sous-ensemble de noeuds voisins pour faire suivre un paquet, alors que la technique de locali sation de la destination limite la portée de la procédure de découverte du chemin. Un modèle détaillé de simulation est employé pour étudier la performance de notre approche. Nous évaluons et comparons la performance de HARP avec des protocoles de routage de l'IETF tels que DSR, AODV, et OLSR sous diverses charges de réseau et taux de mobilité. Les résultats obtenus prouvent que HARP surpasse les autres protocoles. On démontre que notre protocole de routage ainsi que la stratégie de gestion de topologie réalisent avec succès l'équilibrage de la charge dans le réseau. Les observations ont prouvé que la charge et la mobilité du réseau affectent la performance absolue des protocoles, et que leur impact sur différents protocoles est non-uniforme.
 
Motsclés---Réseau ad hoc, théorie de graphe, gestion de topologie, regroupement, routage, qualité de connectivité, qualité de service, simulation, évaluation des performances.

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Distinctions

  • Best-in-Session Presentation Award au cours de la conférence INFOCOM 2016, pour  "Optimal downlink and uplink user association in Backhaul-limited HetNets" écrit avec ses co-auteurs (Sapountzis, Nikolaos, Spyropoulos, Thrasyvoulos; et Salim, Umer). 
  • Navid Nikaein et ses co-auteurs ont reçu un Best Paper Award pour l'article "Multicast and Virtual Road Side Units for Multi Technology Alert Messages Dissemination", à l'occasion du 1st International Workshop on Mobile Ad-Hoc Networks for Public Safety Systems, 2011