Routing with quality of service support in mobile ad hoc networks
Le Routage à Qualité de Service dans les Réseaux Mobiles Ad Hoc
Résumé
Early designed for best-effort traffic, mobile ad hoc networks (MANET) has now to support new applications including voice or video, and that imposes stringent quality of service (QoS) constraints. Most of the solutions for QoS routing in MANET have been proposed as optional extensions to existing best-effort routing protocols. To mention few, in those solutions the links are still qualified as symmetric based only on connectivity though it is obvious that they are actually not according to values of the parameters that can be taken into account while providing QoS support. Moreover, the solutions based on proactive protocols like the Optimized Link State Routing (OLSR) usually slight the optimization of flooding in order to concentrate on QoS routes computation. The approach adopted in this thesis is to revise completely MANET representation so that the metrics used as QoS parameters appear on the graph representing the network. Applying our proposals to OLSR, we propose a formulation as a mathematic program for the multipoint relays (MPR) selection while targeting both flooding optimization and QoS support. We also propose a generic heuristic performing the MPR selection based on any number of metrics of any kind. The proposed mechanisms are all integrated in a version of OLSR which is evaluated by simulation using OPNET for a videoconference application which imposes stringent QoS constraints. The scenarios used imply mobile nodes in several environments including wide areas and urban areas.
Conçus à l'origine pour le trafic best-effort, les réseaux mobiles ad hoc (MANET) sont de plus en plus amenés à acheminer le trafic des applications imposant des contraintes de qualité de service (QoS). Les solutions pour le routage à QoS dans les MANET ont généralement été proposées comme des extensions optionnelles des protocoles best-effort. Par exemple, les liaisons y sont toujours considérées comme symétriques au sens de la connectivité, alors qu'elles ne le sont évidemment pas au sens de la QoS. De plus, dans les solutions proposées dans le cadre du protocole proactif Optimized Link State Routing (OLSR), l'effort algorithmique pour la QoS se fait souvent au détriment de l'optimisation de la diffusion qui est pourtant une des activités les plus consommatrices de ressources. L'approche proposée dans cette thèse consiste à intégrer les aspects liés à la QoS dans la représentation des MANET dès la conception du protocole de routage. Prenant pour cible le protocole OLSR, nous proposons une formulation du problème de la sélection des relais multipoints (MPR) sous forme de programme mathématique pour permettre à la fois l'optimisation de la diffusion et la prise en compte des paramètres de la qualité de service. Une heuristique proposée pour réaliser la sélection des MPR indépendamment du nombre et du type de métriques est également proposée. L'heuristique appliquée à quatre métriques ainsi que les autres mécanismes proposés sont ensuite intégrés dans OLSR. Les évaluations ciblant une application à fortes contraintes de qualité de service en établissent les performances aussi bien en environnement ouvert qu'en agglomération.
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