M´ecanisme SNAIL

Le m´ecanisme SNAIL (Sequential Node Activation In a Linear Network) vise `a r´eduire le

temps d’installation du r´eseau. Bien qu’il puisse ˆetre adapt´e pour les r´eseaux non lin´eaires, SNAIL est con¸cu pour les r´eseaux lin´eaires.

Description du m´ecanisme

Le m´ecanisme SNAIL consiste `a activer les nœuds d’une mani`ere s´equentielle. Le but de ce

m´ecanisme est de minimiser le temps d’installation du r´eseau et maximiser le pourcentage de nœuds associ´es en un temps donn´e.

Les principes utilis´es par SNAIL sont les suivants. SNAIL suppose que la grande dur´ee d’installation est due au fait que tous les nœuds sont activ´es simultan´ement. D´esynchroniser les nœuds en les activant un par un peut permettre de r´eduire la congestion qui est caus´ee

par les collisions des paquets de contrˆole (balises, message d’associations, etc.), et donc de

diminuer le temps d’installation du r´eseau. De plus, pour ´eviter qu’un nœud tente de s’associer

alors qu’aucun nœud `a sa port´ee n’est activ´e, ce nœud ne doit pas ˆetre activ´e avant que son

pr´ed´ecesseur ne soit associ´e au r´eseau.

SNAIL pour les r´eseaux lin´eaires

Supposons que les nœuds sont num´erot´es de 1 `a N en fonction de leur position dans le r´eseau

lin´eaire. Le premier nœud est le coordinateur du PAN. Selon SNAIL, le coordinateur du PAN

5.1 Congestion lors du d´eploiement du r´eseau

o`u p repr´esente le temps d’activation du coordinateur du PAN et α ≥ p d´esigne le temps moyen

dont un nœud a besoin pour ˆetre associ´e `a son pr´ed´ecesseur.

La figure 5.3 montre la proc´edure d’activation des nœuds selon le m´ecanisme SNAIL. La fl`eche partant du coordinateur du PAN A et allant jusqu’au dernier nœud du r´eseau J indique que les nœuds sont activ´es s´equentiellement.

A B C D E F G H I J

Figure 5.3 – Dans une topologie lin´eaire, SNAIL active les nœuds s´equentiellement.

Nous avons estim´e par simulation la valeur de p, qui est approximativement ´egale `a 1 seconde.

Nous avons l’intention de trouver la valeur de α de la mˆeme mani`ere. La valeur de ce param`etre ne doit pas d´ependre de la taille du r´eseau, puisque la charge du trafic pour la phase d’installation d’un r´eseau lin´eaire est uniform´ement r´epartie. En effet, durant la phase d’installation du r´eseau, la zone de congestion se d´eplace du coordinateur du PAN jusqu’au dernier nœud associ´e [JS03] en mode avec suivi de balise. Cependant, dans le mode avec suivi de balise, la valeur de α d´epend de la dur´ee de l’intervalle entre deux balises, qui est fix´ee par le param`etre BO. Quand le r´eseau

fonctionne en mode sans suivi de balise, le param`etre α peut ˆetre assimil´e `a une constante.

Impl´ementation dans les r´eseaux lin´eaires

Dans la litt´erature, plusieurs m´ecanismes de localisation existent et peuvent ˆetre utilis´es dans les r´eseaux de capteurs sans fil afin qu’un nœud puisse estimer sa position dans le r´eseau [MFA07]. Cependant, nous ne pouvons pas utiliser ces m´ecanismes dans notre cas puisque nous concen- trons notre ´etude sur la p´eriode avant que le r´eseau ne soit compl`etement op´erationnel (la phase d’installation est une phase durant laquelle aucun paquet de donn´ees n’est transmis). De plus, nous consid´erons qu’il n’est pas possible que les nœuds connaissent leur position (que ce soit en ayant ces valeurs configur´ees au moment du d´eploiement, ou avec un syst`eme de positionnement global).

Le nœud ni, qui est le i`eme nœud du r´eseau, doit calculer son temps d’association ti =

t0+ p + (i − 1)α, o`u p et α sont des constantes connues a priori.

Puisque le r´eseau est lin´eaire, un nœud peut d´emarrer la proc´edure d’association si et seule-

ment si son pr´ed´ecesseur ni−1 est associ´e au r´eseau. Le temps ti−1 peut ˆetre d´etermin´e en

entendant les trames d’associations de ni−1. Le nœud ni n’a pas le droit de transmettre de

5.1 Congestion lors du d´eploiement du r´eseau

tions de ni−1. Quand niest inform´e de l’association de ni−1 au r´eseau, il attend pour α secondes

avant de commencer sa propre proc´edure d’association.

SNAIL pour les r´eseaux non lin´eaires

Dans les r´eseaux non lin´eaires, le m´ecanisme SNAIL trie les nœuds selon leur profondeur dans le r´eseau. La profondeur d’un nœud correspond au nombre de sauts pour arriver au coordinateur du PAN. Tous les nœuds ayant une profondeur d sont activ´es avant que le premier nœud de profondeur d + 1 ne soit activ´e. En outre, les nœuds poss´edant la mˆeme profondeur sont activ´es s´equentiellement. L’intervalle de temps entre l’activation de deux nœuds est la constante α.

La figure 5.4 montre un exemple du m´ecanisme SNAIL dans un r´eseau non lin´eaire. Pour une simplicit´e de pr´esentation, nous avons consid´er´e un exemple de 25 nœuds uniform´ement r´epartis pour couvrir une surface de 50 m × 50 m avec une port´ee de 10 m et donc chaque nœud poss`ede 4 voisins au maximum. Le coordinateur du PAN, repr´esent´e par un double cercle, est situ´e au centre du r´eseau. La fl`eche partant du coordinateur du PAN repr´esente l’ordre d’activation des nœuds selon le m´ecanisme SNAIL. La proc´edure d’activation des nœuds commence par le coordinateur du PAN et ensuite tourne en spirale en s’´eloignant du coordinateur du PAN.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Figure 5.4 – Dans une topologie non lin´eaire, SNAIL active les nœuds s´equentiellement selon un ordre d´efini pour la topologie.

Utiliser SNAIL dans des r´eseaux non lin´eaires permet de r´eduire les collisions dans le r´eseau, plus pr´ecis´ement dans la phase d’installation du r´eseau. Par contre, le temps d’installation du r´eseau est grand, surtout lorsque le r´eseau est grand car les nœuds sont activ´es s´equentiellement.

5.1 Congestion lors du d´eploiement du r´eseau