Consommation énergétique

Les résultats de simulation sont basés sur un réseau à 8 noeuds illustré par la Figure 5.2. Nous proposons d’étudier la consommation énergétique pour chaque noeud durant 20 minutes de simulation. Cette consommation est représentée par la diminution de la capacité énergétique au cours du temps pour chaque noeud. Sur la Figure 5.6, nous représentons les résultats après simulation. La Figure 5.6 a) est la consommation énergétique sur un réseau utilisant le protocole GBR, la Figure 5.6 b) concerne le réseau utilisant le protocole Xmesh , la Figure 5.6 c) illustre notre prototype de protocole dérivé de Xmesh, VOX.

La comparaison globale des trois protocoles nous fait remarquer l’importante consommation du Noeud 1. Le Noeud 1 est le point relais entre la station de base et tous les autres noeuds. Il reçoit les informations de tous les autres noeuds et ce qui justifie son importante activité de ce noeud dans le réseau . Il est important de préciser que le protocole de routage a peu d’importance pour le Noeud 1. En effet ce dernier possède une relation privilégiée avec la station qui représentera

naturellement toujours le voisin idéal étant donné que le nombre de sauts est égal à 0.

La consommation énergétique va varier de manière conséquente en fonction du protocole de routage. Nous focaliserons notre analyse sur les noeuds qui peuvent avoir un rôle de routage, c’est à dire les noeuds 2, 3, 5 et 6.

La Figure 5.6 a) concerne le réseau utilisant le protocole GBR ; nous voyons clairement appa-raître une importante consommation du Noeud 2. Nous rappelons que dans la sélection du voisin idéal seul le nombre de sauts (métrique 1) est pris en compte et qu’à niveau équivalent, un choix aléatoire est fait entre les noeuds. Nous nous devons de préciser que la Figure 5.6 a) ne résulte pas de la première simulation réalisée avec ce protocole mais le résultat d’une suite de simulations. Lors d’un cas précis de simulation, nous avons observé un décalage important dans la consom-mation des noeuds conséquence directe conséquence de l’algorithme de routage. Les noeuds 2 et 3 sont soumis à une concurrence importante vis à vis des noeuds 4 et 6. Lors de la simulation, la fonction aléatoire a choisi de manière importante de fixer le Noeud 2 comme voisin idéal dans les tables de routage des noeuds 6 et 4. Cela se traduit par une surconsommation du Noeud 2 vis à vis du Noeud 3 qui possède pourtant le même nombre de sauts. Le Noeud 3 rejoint, au niveau de la consommation, le Noeud 6. Le Noeud 6 posséde une consommation importante relative à sa mise en concurrence avec le Noeud 5 dans la table de routage du Noeud 7. Nous pouvons apercevoir un léger décalage entre la consommation du Noeud 5 et celle du Noeud 6.

a)

b)

c)

Dans ce cas précis, il semblerait que la sélection réalisée dans la table de routage du Noeud 7 se soit faite de manière assez fréquente aux dépends du Noeud 5, augmentant par conséquent la consommation du Noeud 6.

La Figure 5.6 b) nous représente également la consommation énergétique de tous les noeuds implémentés avec le protocole Xmesh. Ce graphique est issu également d’une série de simula-tions. Nous observons que les courbes se sont harmonisées de manière plus importante entre les noeuds soumis à concurrence dans le routage par rapport à la Figure 5.6 a). Nous distinguons une régression du déséquilibre entre la consomnation du Noeud 2 et 3.

L’introduction d’une deuxième métrique (qualité des liens) réorganise la structure des tables de routage des noeuds 6 et 4. Nous voyons un resserrement des courbes de consommation éner-gétique. Ceci est également observable entre les noeuds 5 et 6 dont les courbes de consommation se superposent. Cet aspect se traduit par le protocole lui-même. Le Noeud 6 est soumis à plus importante consommation étant donné le nombre de voisins qu’il possède. Cependant la meilleure qualité des liens entre le Noeud 5 et le Noeud 7 favorise les communications entre ces derniers. Le Noeud 6 ne possède que très rarement une action de routage vis à vis du Noeud 7. Ce partage des tâches entre les noeuds 5 et 6 permet d’avoir un équilibre sur la consommation. La deuxième métrique a permis d’équilibrer les consommations énergétiques. Précisons que la nature même de Xmesh ne vise pas à une économie d’énergie mais se focalise sur la qualité de la transmission. Cependant dans ce cas précis, résultat d’une série de simulations, nous voyons se réaliser une économie d’énergie insoupçonnable.

Nous pouvons à présent visualiser la Figure 5.6 c) avec l’ajout d’une troisième métrique se basant sur la capacité énergétique de l’algorithme VOX. Concernant les noeuds 2 et 3 soumis à concurrence dans les tables de routage des noeuds 4 et 6, la première observation concerne l’équilibre qui s’opère entre les deux noeuds du réseau. Nous voyons que les noeuds tendent à ne pas maintenir une consommation excessive pour un noeud. Nous observons un croisement perpétuel des deux courbes. Le rééquilibrage qui s’opère est expliqué par l’ajout de la troisième métrique. En effet, l’algorithme VOX propose de favoriser un noeud avec une plus grande capacité énergétique si ce dernier a une qualité de liens inférieure à 5% par rapport au noeud concurrent.

Même si durant un certain temps de simulation, l’écart est important, nous voyons qu’à terme les courbes de consommation se rejoignent. Les noeuds 5 et 6 proposent le même type de courbe. Nous rappelons que les noeuds 5 et 6 sont concurrents dans la table de routage du Noeud 7. Le protocole VOX va permettre un partage de la consommation énergétique pour une qualité de lien équivalente. Cependant le Noeud 6 possède un voisinage plus conséquent que le Noeud 5, ce qui augmente sa consommation d’énergie. Ceci se confirme sur plusieurs simulations. Pour faire une comparaison entre les noeuds 5 et 6, le quasi-équilibre trouvé par Xmesh est le fruit d’un seul cas de simulation, contrairement à VOX qui mantient cette particularité de simulation durant un certain nombre de simulations.

Dans tous les cas présentés ici nous avons peu parlé des noeuds 4, 7 et 8. En effet ces noeuds ne sont pas soumis au rôle de routeur et par conséquent leur consommation ne réflètent pas une véritable action de routage ou de réelle mise en concurrence dans les tables de routage. La di-minution de leur capacité énérgétique va être relative à leur position dans le réseau, que nous résumerons en indiquant qu’un noeud sans sollicitation pour le routage, aura une consommation relative à l’activité de communication avec son voisinage direct.

Nous venons de voir que le protocole VOX répartissait, de manière plus efficace, les tâches de rouatge entre les noeuds. Ce meilleur équilibre dans les rôles de chaque noeud permet de réduire le risque d’avoir des noeuds en surconsommation d’énergie. Nous savons que le modèle énergétique s’appuie sur un modèle linéaire de consommation énergétique( cf 4.1.5.1), et qu’il existe un modèle prenant en compte la relaxation de la batterie. Pour permettre une visualisation supplémentaire de l’activité d’un noeud, si l’on considère que le modèle linéaire ne reflète pas complètement la réalité, nous proposons de comparer les protocoles en fonction de l’activité du processeur.