Contribution à l’amélioration des performances dans les réseaux de communication

Abstract

Depuis ces dernières décennies, les technologies de communications sans fil ne cessent de se développer afin de répondre aux exigences des applications et d’offrir des services aux utilisateurs se trouvant à des lieux géographiquement éloignés. La miniaturisation des composants électroniques à ouvert de nouveaux domaines de recherches avec des applications très variées. Dans ce contexte, les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) ont vu le jour et trouvent des applications dans des domaines tels que l’environnement, la santé, l’agriculture, le militaire, la domotique, etc. Un RCSF est constitué d’un grand nombre de micro-capteurs déployés dans une zone d’intérêt de manière déterministe ou aléatoire afin de recueillir des informations sur l’environnement qui les entoure. Ce type de réseau est soumis à des contraintes liées principalement à leurs ressources limitées en termes d’énergie, de bande passante, de mémoire. Nous nous intéressons notamment à la contrainte énergétique du fait que les batteries des capteurs ne peuvent généralement être rechargées, car ils sont souvent déployés dans des zones hostiles ou difficiles d’accès. Afin de surmonter ces contraintes, de nouveaux protocoles de routage ont été développés afin d’acheminer l’information à la station de base tout en minimisant la consommation d’énergie. Le but de cette thèse est d’améliorer les performances des réseaux de communication sans fil, plus précisément prolonger la durée de vie des réseaux de capteurs sans fil tout en assurant une couverture maximale de la zone à surveiller. Pour atteindre cet objectif, nous avons proposé deux protocoles de communication VSG-LEACH (Virtual Square Grid-LEACH) et VHG-LEACH (Virtual Hexagon Grid-LEACH) qui optimisent la consommation énergétique en se basant sur une formation statique des clusters et l’élection de noeuds à énergie résiduelle élevée pour le rôle de cluster head. Les algorithmes de ces nouveaux protocoles proposés ont fait l’objet de simulations sur Matlab et ont montré qu’ils permettent de prolonger la durée de vie du réseau jusqu’à 170% comparativement au protocole LEACH (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)