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UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL LE ROUTAGE DANS LES RÉSEAUX AD HOC À RADIOS COG

UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL LE ROUTAGE DANS LES RÉSEAUX AD HOC À RADIOS COGNITIVES MÉMOIRE PRÉSENTÉ COMME EXIGENCE PARTIELLE DE LA MAÎTRISE EN fNFORMATIQUE PAR LAMIA ELGAROUI MAI 2013 UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL Service des bibliothèques · Avertissement La diffusion de ce mémoire se fait dans le 1 respect des droits de son auteur, qui a signé le formulaire Autorisation de reproduire. at de diffuser un travail de recherche de cycles supérieurs (SDU-522- Rév.01-2006). Cette autorisation stipula que ccconformément à l'article 11 du Règlement no 8 dea études de cycles supérieurs, [l'auteur] concède à l'Université du Québec à Montréal une llc~nca non exclusive d'utilisation et de . publication da la totalité ou d'une partie importante de [son] travail da recherche pour des fins pédagogiques et non commerciales. Plus précisément, [l'auteur) autorise l'Université du Québec à Montréal à reproduire, diffuser, prêter, distribuer ou vendre dea copies da. [son] travail de rechercha à dea fins non commerciales sur quelque support qua ca soit, y compris l'Internet Cette licence et cette autorisation n'antralnent pas une renonciation de [la] part [da l'auteur) à [ses] droits moraux ni à [ses] droits de propriété intellectuelle. Sauf entente contraire, [l'auteur) conserve la liberté de diffuser et da commercialiser ou non ce travail dont [il} possède un exemplaire.» REMERCIEMENTS « Celui qui ne remercie pas les gens, ne remercie pas son créateur» Je remercie mon directeur de recherche Mr Wessam Ajib pour m'avoir offert son encadrement et son savoir. Je tiens à remercier le grand homme qui rn 'a soutenu et encouragé durant toute ma vie mon cher père Boubekeur, aussi je remercie celle qui m'a ensevelie par sa tendresse et son amour ma très chère mère Kilali Khedaoudj. Les durs moments vécus durant mon acheminement académique loin de mes trois perles précieuses Sana, Sérine et Saoussene, rn 'ont poussé à tenir bon afin d'achever ce travail et de le leur offrir pour qu'elles soient fières de leur mère. Je n'oublie pas de remercier toutes les personnes que j'ai côtoyées à l'université du Québec à Montréal, mes collègues du laboratoire TRIME et mes amies Hasna Boudra, Sournia Belaidouni, ainsi que tous les professeurs et le personnel administratif que j'ai eu la chance de connaître durant ma formation au département informatique. Aussi, je remercie celles qui m'ont appris comment surmonter les moments difficiles de la vie en savourant chaque instant de mon existence, à vous Karima Belkahla et Amina Faci. À tous merc1. TABLE DES MATIÈRES LISTE DES FIGURES .............................................................. ................................ .............. vii LISTE DES TABLEAUX ...................................................................................... : ................. xi LISTE DES ABRÉVIATIONS ............................................................................................. xiii RÉSUMÉ ....................... ........................................................................................................ xvi i CHAPITRE I INTRODUCTION ET GÉNÉRALITÉS .......................................................... ............... .. .... .... 1 1.1 Introduction ........ ...................... .. .................................................................. ................... 1 1.2 Définitions ....................................................................................................... ................ 2 1.2.1 Usager primaire et usager secondaire ................................................................... 2 1.2.2 Protocoles de routage pour les réseaux à radios cognitives .................. ................ 2 1.2.3 Les radios cognitives ....................................... ...................................................... 4 1.3 Présentation de réseaux ad hoc à radios cognitives .................. ....................................... 4 1.4 Avantages des RRCs et motivation de leur utilisation .................................................... 5 1.5 Description du problème de routage dans les RRCs ad hoc ................................. ........... 6 1.5 .1 Catégorie 1 : environnement statique ............ ....................................... ................. 6 1.5 .2 Catégorie 2 : environnement dynam ique .............................................................. 7 1.5.3 Catégorie 3 :environnement opportuniste ............................................................ 7 CHAPITRE II MÉTHODOLOGIE ET APPROCHES ............................................................ ......................... 9 2.1 Présentation de la problématique .................................................................................... 9 2.2 Revue de littérature ....................................................................................................... 10 2.3 Synthèse de l'état de l'art .................. ............................................................................ 20 CHAPITRE III CONTRIBUTION ................................................. .................................................................. 23 3.1 Présentation du protocole de routage réactif TORA ..................................................... 23 3.2 Caractéristiques et avantages ........................................................................................ 28 VI 3.3 Hypothèses associées à notre proposition .................................................................... 28 3.4 Description de la solution proposée ............................................................................... 29 CHAPITRE' IV MISE EN ŒUVRE DE LA SOLUTION PROPOSÉE ET SIMULATION ........................... 31 4.1 Présentation de l'outil de simulation NS ...................................................................... 31 4.2 Mise en œuvre de la solution ........................................................................................ 32 4.2.1 Modification du protocole TORA au concept multi-interface ........................... 32 4.2.2 Adaptation du protocole TORA aux RRCs ........................................................ 37 4.3 Simulation et évaluation des performances .............................................................. .... 40 4.3 .1 Paramètres de simulation ................................................................................... 40 4.3.2 Métriques de performance .................................................................................. 44 CHAPITRE V RÉSULTATS ET INTERPRÉTATION ................................................................................. 45 5.1 Interprétation des résultats ............................... ............................................................. 45 5.1.1 Première étape :évaluation de TORA multi-interface ....................................... 45 5.1.2 Deuxième étape: adaptation au réseau à radios cognitives ................................ 71 CHAPITRE VI CONCLUSION ET PERSPECTIVES .................................................................................... 77 6.1 Conclusion .......... ..................................................................................................... .... 77 6.2 Perspectives .................................................................................................................. 78 BIBLIOGRAPHIE ....... ....................................................... .................................................... 81 LISTE DES FIGURES Figure Page 3.1 Modélisation de chemins par graphe acyclique orienté dans le protocole de routage TORA (V. D. Park et M. S. Carson 1997, 2).............................................. 24 3.2 Processus de création de route (V. D. Park et M. S. Carson 1997, 2) ...................... 26 4.1 Architecture d' un nœud mobile dans NS-2 (R. A. Calvo et J. P. Campo, 2007) ..... 33 4.2 Architecture d' un nœud mobile multi-interface adaptée par (R. A. Calvo et J. P. Campo, 2007; P. Lee et G. Wei 2009) ................................................................ 34 4.3 Interaction du protocole TORA avec le protocole IMEP (V. D. Park et M. S. Carson 1999) ........................................................... ................................................. 36 4.4 Format d'un paquet QRY (QueRY) du protocole TORA (V. D. Park et M. S. Carson 1997, 2) ..................... ......... .......................................................................... 37 4.5 Format d' un paquet UPD (UPDate) du protocole TORA (V. D. Park et M. S. Carson 1997, 2) .......................................................... ...... ........................................ 38 4.6 Format d'un paquet CLR (CLEAR) du protocole TORA (V. D. Park et M. S. Carson 1997, 2) ......... ............................................................................................... 39 5.1 Variation du débit moyen en fonction de la vitesse de mobilité, trafic TCP ............ 46 5.2 Variation du débit moyen ·en fonction de la vitesse de mobilité, trafic CBR ........... 47 5.3 Variation du délai de bout en bout en fonction de la vitesse de mobilité, trafic TCP .............. ............................................................................. .................. .............. 48 5.4 Variation du délai de bout en bout en fonction de la vitesse de mobilité, trafic CBR .......................................................................................................................... 49 5.5 Variation du nombre moyen de sauts en fonction de à la vitesse de mobilité, trafic TCP .. ............... ............ .............................................................................. ................ 50 5.6 Variation du nombre moyen de sauts en fonction de la vitesse de mobilité, trafic CBR ............................................................................ ................... ........................... 51 5.7 Variation de la charge normalisée en fonction de la vitesse de mobilité, trafic TCP ........................................................................................................................... 52 5.8 Variation de la charge normalisée en fonction de la vitesse de mobilité, trafic CBR .......................................................................................................................... 53 VIII 509 Variation de la charge de routage en fonction de la vitesse de mobilité, trafic TCP oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo o oo oo o ooo o o ooo o o o o ooooo o o o oo 54 5 0 1 0 Variation de la charge en fonction de la vitesse de mobilité, trafic CBR 0000 000000000000 55 5011 Variation du taux de livraison normalisé en fonction de la vitesse de mobilité, trafic TCP oooooo o oo o oooooooo oooo oooooooo oo oooo o o o o o o o oo oo oo o ooooo oo ooooo o ooo o ooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo 56 5012 Variation du taux de livraison normalisé en fonction de la vitesse de mobilité, trafic CBR ooooooo 0 0000000 0 0000 00000 0 000 000000000 0 oooooo o oooooo ooo oooooooo oooo o oooooooooooooooooooo o oooooooooo 0000000000 0 00 57 5 0 13 Variation du taux de pertes en fonction de la vitesse de mobilité, trafic CBR 00000000 58 5 014 Variation du débit moyen en fonction de temps de pause des nœuds, trafic TCP ooo oo ooooooo oo ooo oo oo o ooooo oo o oo oo o oooo ooo ooo o oooooo o oo o oooooooo oooooo oo o o oo oo o o o oo oo o oo ooo o oooooooooooooooooooooooooooooo 59 5 015 Variation du débit moyen en fonction de temps de pause des nœuds, trafic CBR oooooooo o o oo o oooo o oo o oooooooooooooooooooo o oooooooo o oooo oooooo ooooo oo o oo o oooooooo ooooooo ooooooooooooooooo o oooooooooooooooo 60 5 016 Variation du délai de bout en bout en fonction de temps de pause des nœuds, trafic TCP oooooo ooo ooooooooooooooooooooooooooooooooooo oooooooo oooooooooooooooooo oo o oo oooooo o ooooooooooooooooooooooooooo oo oo 61 5017 Variation du délai de bout en bout en fonction de temps de pause des nœuds, trafic CBR 000 ooooooooo o oo o oo o ooo o oooooo oo 00 0000 0000000000000000 000 00 0 00 00 00 0 00 0 0000000000000 0 00 0 00 0 00 00 0 0 00 0 000 00 00 00 0000 62 5018 Variation du nombre moyen de sauts en fonction de temps de pause des nœuds, trafic TCP 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 uploads/Geographie/ le-routage-dans-les-reseaux-ad-hoc-a-radios-cognitives-m12967.pdf