Cooperative Communications in Ad Hoc Networks (2010)

Les techniques de communication coopératives ont été proposées pour améliorer la qualité des signaux reçus par les terminaux sans fil grâce au principe de diversité spatiale. Cette propriété est obtenue par une duplication du signal, envoyé par l émetteur au niveau d un terminal relais situé entre l émetteur et le récepteur. Les travaux de recherche menés en communications coopératives concernent deux domaines principaux: certains traitent la transmission physique alors que d autres étudient l interaction de la couche physique avec les couches protocolaires supérieures, en particulier les niveaux MAC (Medium Access Control) et réseau. Si ces domaines de recherche sont généralement séparés, des études conjointes s avèrent nécessaires pour obtenir des systèmes coopératifs implantables. C est dans ce contexte que se situent les travaux de la thèse avec, comme cadre applicatif, les réseaux ad hoc. En premier lieu, dans la mesure où il n existe pas de modèle complet de système coopératif, un cadre de modélisation original est proposé pour représenter le fonctionnement d un système coopératif, sa mise en place et son fonctionnement. Une caractéristique du modèle est de faire abstraction des couches protocolaires. Cette façon de procéder permet d analyser de façon similaire différentes solutions proposées dans la littérature. De plus, ce modèle facilite la conception de solutions coopératives, en particulier la conception du processus de mise en place du système de coopération qui initialise les rôles de relais, destinataire et source en fonctionnement coopératif. Le modèle de système coopératif est utilisé pour la conception d une solution de transmission coopérative adaptative où le relais agit en tant que proxy entre la source et le destinataire. L intérêt de notre proposition, ProxyCoop, par rapport à d autres propositions, est d être compatible avec le protocole IEEE 802.11 que ce soit dans son mode de base ou dans son mode optionnel. Pour chaque trame, le mode de transmission à la source est dynamiquement défini soit en mode proxy coopératif soit en mode non coopératif, et ce en fonction de la réception ou la non réception d un acquittement du destinataire. Les résultats de simulation montrent, sous certaines conditions, une amélioration des performances en termes de nombre de trames effectivement reçues. Le nombre de retransmissions dues à des trames reçues erronées est diminué, et les transmissions en mode multi saut, coûteuses en temps et en bande passante sont également diminuées. Les conditions favorables à la coopération sont dépendantes de la qualité et de l accessibilité du canal. Une méthode pour la mise en place du système coopératif est également proposée. Elle repose sur l utilisation d un protocole standard de routage pour réseaux ad hoc, AODV. Les évaluations de performances indiquent que la mise en place du système de coopération coûte peu en termes de bande passante, les performances du système (mise en place et fonctionnement) sont supérieures à celles d un système non-coopératif, pour des conditions données. Finalement, l application de la solution proposée à un réseau ad hoc spécifique, un réseau maillé (mesh) conforme au standard IEEE 802.11s illustre où et comment déployer la solution proposée.