Simon soutient sa thèse intitulée « Topology Management in Wireless Sensor Networks » lundi 26/10 à 14h30 en salle GS06.

Le jury est composé de

Mr. KHEDDOUCI Hamamache      Professor at the University of Lyon                 Reviewer 

Mr. MOSBAH Mohamed                 Professor at the Bordeaux INP                        Reviewer 

Mrs. ABY Thérèse                           Assoc. Professor, ESIEE Amiens                     Examiner 

Mrs. ROXIN Ana                             Assoc. Professor, University of Burgundy       Examiner 

Mr. TOGNI Olivier                           Professor at the University of Burgundy         Thesis Supervisor 

Mr. ABDOU Wahabou                     Assoc. Professor, University of Burgundy      Co-Supervisor 

Résumé : La mise en réseau de capteurs sans fil s’intègre dans presque tous les domaines des activités humaines. Les moteurs de cette technologie comprennent ses domaines d’application et les améliorations des techniques de fabrication microélectroniques. Le réseau est constitué de plusieurs nœuds de capteurs de petite taille déployés dans la zone à détecter. Les nœuds ont des capacités de traitement, de communication et de détection qui leur permettent d’exécuter leur fonction de manière collaborative. Ils détectent les événements et transmettent les informations à un puits directement ou via des nœuds intermédiaires servant de relais.   

Des progrès considérables ont été réalisés sur cette technologie au cours des dernières années, cependant la gestion de l’énergie n’a pas connu la même évolution. Ceci est principalement dû au fait que la batterie est la principale source d’énergie. De plus, l’environnement du réseau peut empêcher les batteries d’être rechargées ou changées après le déploiement. 

Une solution classique à ce problème d’efficacité énergétique réside dans la gestion des cycles d’activation. Il s’agit d’alterner, de façon périodique ou non, les états actif et inactif des nœuds. Cela introduit des problèmes de performances réseaux en termes de disponibilité, de latence et de taux d’acheminement des paquets, car les nœuds inactifs ne participent pas aux communications. Il est donc important de trouver des solutions permettant d’utiliser les cycles d’activation tout en garantissant la disponibilité et en réduisant la latence et le taux de perte de paquets.  

Dans cette thèse, nous utilisons le cycle d’activation en combinaison avec la gestion de la topologie pour prolonger la durée de vie du réseau. Nous proposons cinq algorithmes pour construire différentes topologies que nous divisons en deux classes. La première classe organise les nœuds en ensembles de manière répétitive et entrelacée. C’est-à-dire que les nœuds appartenant à différents ensembles sont intercalés de manière à assurer la continuité des communications. La seconde classe d’algorithmes organise les nœuds en ensembles successifs en couronne. Nous avons montré expérimentalement la construction des différents ensembles.  

En utilisant la construction successive d’ensembles, nous proposons deux algorithmes qui construisent des réseaux dorsaux (backbones) virtuels disjoints pouvant être activés alternativement. Une évaluation des algorithmes fait ressortir leur efficacité, avec notamment un facteur d’approximation faible (de l’ordre de 3.5) en comparaison avec ceux des travaux de la littérature.  

Nous proposons ensuite un protocole basé sur les mécanismes de sommeil et relais sur ces topologies. Les périodes d’activité/inactivité sont définies par ensemble. Les résultats expérimentaux montrent que ce protocole permet une économie d’énergie sans dégrader les critères de performance tels que la latence et le taux d’acheminement des paquets. 

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Simon soutient sa thèse intitulée "Topology Management in Wireless Sensor Networks" lundi 26/10 à 14h30 en salle GS06.

Le jury est composé de

Mr. KHEDDOUCI Hamamache      Professor at the University of Lyon                 Reviewer 

Mr. MOSBAH Mohamed                 Professor at the Bordeaux INP                        Reviewer 

Mrs. ABY Thérèse                           Assoc. Professor, ESIEE Amiens                     Examiner 

Mrs. ROXIN Ana                             Assoc. Professor, University of Burgundy       Examiner 

Mr. TOGNI Olivier                           Professor at the University of Burgundy         Thesis Supervisor 

Mr. ABDOU Wahabou                     Assoc. Professor, University of Burgundy      Co-Supervisor 

 

Résumé : La mise en réseau de capteurs sans fil s'intègre dans presque tous les domaines des activités humaines. Les moteurs de cette technologie comprennent ses domaines d'application et les améliorations des techniques de fabrication microélectroniques. Le réseau est constitué de plusieurs nœuds de capteurs de petite taille déployés dans la zone à détecter. Les nœuds ont des capacités de traitement, de communication et de détection qui leur permettent d'exécuter leur fonction de manière collaborative. Ils détectent les événements et transmettent les informations à un puits directement ou via des nœuds intermédiaires servant de relais.   

Des progrès considérables ont été réalisés sur cette technologie au cours des dernières années, cependant la gestion de l’énergie n’a pas connu la même évolution. Ceci est principalement dû au fait que la batterie est la principale source d'énergie. De plus, l’environnement du réseau peut empêcher les batteries d'être rechargées ou changées après le déploiement. 

 

Une solution classique à ce problème d'efficacité énergétique réside dans la gestion des cycles d’activation. Il s'agit d’alterner, de façon périodique ou non, les états actif et inactif des nœuds. Cela introduit des problèmes de performances réseaux en termes de disponibilité, de latence et de taux d’acheminement des paquets, car les nœuds inactifs ne participent pas aux communications. Il est donc important de trouver des solutions permettant d’utiliser les cycles d’activation tout en garantissant la disponibilité et en réduisant la latence et le taux de perte de paquets.  

Dans cette thèse, nous utilisons le cycle d’activation en combinaison avec la gestion de la topologie pour prolonger la durée de vie du réseau. Nous proposons cinq algorithmes pour construire différentes topologies que nous divisons en deux classes. La première classe organise les nœuds en ensembles de manière répétitive et entrelacée. C'est-à-dire que les nœuds appartenant à différents ensembles sont intercalés de manière à assurer la continuité des communications. La seconde classe d'algorithmes organise les nœuds en ensembles successifs en couronne. Nous avons montré expérimentalement la construction des différents ensembles.  

En utilisant la construction successive d’ensembles, nous proposons deux algorithmes qui construisent des réseaux dorsaux (backbones) virtuels disjoints pouvant être activés alternativement. Une évaluation des algorithmes fait ressortir leur efficacité, avec notamment un facteur d’approximation faible (de l’ordre de 3.5) en comparaison avec ceux des travaux de la littérature.  

Nous proposons ensuite un protocole basé sur les mécanismes de sommeil et relais sur ces topologies. Les périodes d’activité/inactivité sont définies par ensemble. Les résultats expérimentaux montrent que ce protocole permet une économie d’énergie sans dégrader les critères de performance tels que la latence et le taux d’acheminement des paquets. 

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