Dans la première partie de ce chapitre, nous avons présenté les concepts fondamen- taux du problème de tolérance aux pannes dans les réseaux de capteurs sans il. Ainsi, nous avons énuméré les origines des pannes dans les RCSFs et nous avons classiié les mécanismes de tolérance aux pannes dans les RCSFs selon plusieurs critères.
Dans la deuxième partie du chapitre, nous avons mis l’accent sur les principaux mé- canismes proposés dans la littérature pour assurer ou améliorer la tolérance aux pannes dans les RCSFs. De plus nous avons distingué les mécanismes appliqués dans les RCSFs selon la taille des réseaux : réseaux à petite échelle et réseaux à grande échelle.
pas en compte un facteur important qui inluence considérablement le comportement des RCSFs à savoir les interférences. En présence d’interférences, les performances du RCSF peuvent être dégradées compte tenu de la mauvaise qualité des liens et du taux de perte élevé dans le réseau. L’une des solutions pour pallier le problème d’interférences dans les RCSFs est d’utiliser la communication multi-canal. En particulier, le chapitre 2 sera consacré à la proposition de nouvelles solutions de recouvrement de pannes dans les RCSFs multi-canaux dans un contexte centralisé.
Proto cole Lo calisa- tion Agréga- tion Clusterisa- tion
Routage intra- cluster
Sélection de CH Construc- tion des routes T ec hnique de tolé- rance aux pannes DECR OP Non Oui Proactiv e Multi-saut Degré du nœud 3 phases Sélection de pré-hop ASN Non Oui Proactiv e 1-saut Nom bre de CHs exigé Plusieurs rounds 2 phases pour chaque round Nœuds alternatifs MuMHR Non Oui Proactiv e Multi-saut Aléatoire 2 phases Nœud de Buc kup et chemins alternatifs ONCP Non Non Réactiv e 1-saut Énergie rési- duelle 2 phases Multiple nœuds puits MRMS Non Oui Proactiv e 1-saut Aléatoire 3 phases reconstruction du clus- ter Comm utation de chemin Tableau 1.2 :T ableau comparatif des proto coles de routage
Catégorie Protocole Avantages Inconvénients Gestion de
lux
REAR Chemins de secours
Transmission iable (ACKs) Nombre de message de contrôle élevé Directed Difusion Maintenance des routes Consommation d’énergie élevée EAR-LEASH équilibrage de la consommation
d’énergie Gaspillage d’énergie
Braided Multipath
Routing Chemins tressés alternés Consommation d’énergie élevée ReInForm Degré de iabilité élevé Gaspillage d’énergie et de bande pas-
sante
Gestion de données
DRG Disponibilité des données en cas de
panne d’un nœud Augmentation du temps de conver-gence avec la taille du RCSF TAG Service intégré dans le noyau du
capteur La panne d’un nœud entraîne lapanne d’un sous-arbre Synopsis Difusion Transmission des Synopsis à tra-
vers plusieurs routes Gaspillage d’énergie en raison de latransmission de plusieurs copies RidSharing Recouvrement de la panne d’un
lien Complexité de la procédure
DSC Réduction de la quantité de don-
nées La corrélation doit être connue enavance par tous les nœuds Fault recovery me-
chanism in single- hop sensor networks
Récupération des données en cas
de panne Les pannes simultanées ne sont pasconsidérées TinyDSM Disponibilité des données en cas de
panne Pas d’économie d’énergieLa source est un goulot d’étrangle- ment
Gestion de couverture& de
connectivité
CCP Maximisation de la durée de vie du réseau
Équilibrage de la consommation d’énergie
Exigence d’une densité élevée
Monitoring and Self- organization Mecha- nism
Évitement de la division du réseau
et maintien de la connectivité Pas de recouvrement de panne MRP Maintien de la connectivité Pas de prise en compte de la couver-
ture
Nœuds relais manuellement déployés C3R Restauration de la couverture
Réorganisation délocalisée Délai de transmissionPas de prise en compte des pannes si- multanées
Mobilité des capteurs exigées
Catégorie Protocole Avantages Inconvénients Gestion de
lux
MRMS Équilibrage de la consommation d’énergie
Plusieurs nœuds puits
Gaspillage d’énergie ASN Équilibrage de la consommation
d’énergie
Empêchement de collision (TDMA)
Surcharge de contrôle élevée
MuMHR Économie d’énergie
Chemins alternatifs Délai dû au back-of ONCP Plusieurs nœuds puits
Réduction de surcharge de contrôle
Les pannes après la détermination de la route globale non considérées DECROP Construction des routes à l’initia-
lisation
Minimisation du nombre de clus- ters
Augmentation de la consommation d’énergie de CH
Épuisement rapide de l’énergie des nœuds proches de BS
Gestion de données
Hybrid Aggrega-
tion Mechanism Disponibilité des données Compromis entre la taille du groupeet le délai de la transmission CDG Réduction de la quantité de don-
nées Complexité de la reconstruction desdonnées FCBDS Récupération des données
Réduction de la quantité de don- nées par le codage
Complexité du codage de données RCBDS Amélioration du recouvrement des
données
Réduction de la quantité de don- nées par le codage
Complexité du codage des données
Gestion de couverture &
connectivité
OGDC Couverture totale
Maximisation de la durée de vie du RCSF
Densité élevée exigée CRR Réorganisation délocalisé du ré-
seau et restauration de la connec- tivité
La couverture n’est pas prise en compte
Mobilité des capteurs exigée DORMS Recouvrement de pannes simulta-
nées Mobilité des nœuds relais exigéeConsommation d’énergie des nœuds relais
LDMR Restauration de la connectivité Mobilité des capteurs exigée
Proposition d’approches centralisées
pour la restauration de la
connectivité dans les RCSFs
multi-canaux
2.1 Introduction
D’après l’étude que nous avons faite dans le chapitre précédent, nous avons remarqué que les mécanismes proposés pour la tolérance aux pannes dans les RCSFs ne considèrent pas le problème d’interférence qui peut dégrader considérablement les performances du réseau. Ces interférences peuvent être causées par plusieurs facteurs (présence d’autres composants n’appartenant pas au RCSF qui peuvent émettre sur la même bande de fréquence, transmissions simultanées des capteurs voisins,…).
L’une des solutions qui peuvent être proposées pour pallier le problème d’interférence dans les RCSFs est l’utilisation de la communication multi-canal. Ainsi, nous nous intéres- sons à la proposition de nouvelles solutions de tolérance aux pannes pour les RCSFs dans un contexte multi-canal. Ce chapitre sera consacré à la résolution d’un tel problème dans un contexte centralisé. Nous nous intéressons en particulier au problème de la restaura- tion de la connectivité dans les RCSFs suite à la défaillance d’un nœud d’articulation AP (Articulation Point) tout en tenant compte du fait que la restauration de la panne doit minimiser les interférences entre les nœuds dans le réseau.
Pour ce faire, nous allons d’abord nous pencher sur l’étude de diférents mécanismes
d’allocation multi-canal dans les RCSFs. Ensuite, nous essaierons de formuler notre pro- blématique, qui consiste à assurer la tolérance aux pannes des nœuds d’articulation dans un RCSF, tout en garantissant une allocation minimisant les interférences, sous forme d’un problème d’optimisation multi-objectif. Puis, nous proposerons une approche préventive au problème sus-indiqué basée sur des solutions à base d’heuristiques et la comparerons à une solution exacte du problème. Enin, nous proposerons une approche pour la mise en place de notre solution dans un environnement réel qui tienne compte de la division du réseau en plusieurs segments isolés. Ainsi, il faudrait faire en sorte que tous les nœuds du réseau soient conscients de la procédure de recouvrement avant ou après la production de la panne.