5.2 Application de localisation distribu´ee coop´erative
5.2.5 Evaluation de performances par la simulation 185 ´
L’´evaluation de performances de l’application CMM-DDGPS avec notre proposition de protocole de routage CBL-OLSR fait l’objet de cette section. Pour cette ´evaluation men´ee sous OPNET Riverbed Modeler, nous avons choisi un sc´enario de mobilit´e r´ealiste comprenant l’autoroute A27. Nous avons choisi le sc´enario S12 qui comporte le plus grand nombre de nœuds afin d’estimer si le r´eseau de communication mettant en œuvre notre proposition supporte bien le trafic applicatif CMM-DDGPS.
Sens O − E N6 N3 N5 N1 N4 N2 LEGENDE
F euille Branche F euille élu Chaîne
´
Echange de messages CMM et DDGPS (S correspond `al’ensemble des satellites visibles)
Situation sur la route
Nœud 1 (Feuille) Nœud 2 (Feuille) Nœud 3 (Branche) Nœud 4 (Feuille) Nœud 5 (Branche) Nœud 6 (Branche)
CMM message avec {ρ(1) j }j∈S CMM message avec {ρ(2) j }j∈S CMMmessage avec {ρ (4) j}j∈S ( Exécute l0application CM M Calcule {(∆ρ(3) j , σ (3) j )} DDGPS message {(∆ρ(3)j , σ (3) j )}j∈S DDGPS message {(∆ρ(3) j , σj(3))} j∈S DDGPS message {(∆ρ(5) j , σ(5)j )}j∈S n Applique {∆ρ(5) j} n Applique {∆ρ(3)j } n Applique {∆ρ(3)j} n Applique {∆ρ(3)j } Applique {∆ρ(3) j } Exécute l0application CM M Calcule {(∆ρ(5) j , σ (5) j )}
Figure 5.18 – S´equence d’envoi de messages applicatifs CMM-DDGPS pour un VANET compos´e de 6 nœuds
La configuration du simulateur OPNET Riverbed Modeler est identique `a celle pr´esent´ee en sec- tion 3.3.2.1 et dans le tableau 3.9. Concernant le trafic de routage, nous avons param´etr´e les nœuds avec le cas A pr´esent´e dans le tableau 4.4. Les simulations sont ex´ecut´ees durant 300 s, mais les statistiques ne sont enregistr´ees qu’`a partir de 200 s.
Les applications CMM et DDGPS sont ex´ecut´ees en parall`ele. Nous avons fait varier la fr´equence d’envoi des messages applicatifs CMM et DDGPS de 2 Hz `a 20 Hz avec un pas de 2 Hz (soit un intervalle d’attente entre deux messages de 50 ms `a 500 ms). Nous avons fix´e le nombre de satellites visibles `a 12 satellites (le nombre minimal, maximal et moyen de satellites GPS visibles est respectivement de 4, 24 et 10 [199]). Ainsi, avec un en-tˆete de 128 bits d´efini par le protocole OLSR, les nœuds feuille envoient un paquet CMM de 896 bits et les nœuds branche un paquet DDGPS de 1280 bits. Pour chaque fr´equence d’envoi de messages applicatifs configur´ee, la simulation est ex´ecut´ee 10 fois avec des valeurs diff´erentes de seed pour l’initialisation du g´en´erateur de nombre al´eatoire du logiciel OPNET Riverbed Modeler afin d’´eviter une configuration du r´eseau particuli`ere.
Les m´etriques de performances applicatives (Ma - M´etriques applicatives) utilis´ees pour cette ´evalua- tion sont les suivantes :
− Ma7 : D´elai WLAN, le d´elai de transmission de bout-en-bout d’une trame en ms ; − Ma8 : D´elai d’acc`es au m´edium en ms ;
− Ma9 : PDR, le taux de paquets re¸cus en ms ;
− Ma10 : d´elai IP, le d´elai de transmission de bout-en-bout d’un message applicatif en ms.
La figure 5.19 pr´esente le d´elai WLAN (Ms7) et la figure 5.20 le d´elai d’acc`es au m´edium (Ms8) pour toutes les configurations. Ces d´elais n’augmentent pas, quel que soit l’intervalle de temps entre deux messages applicatifs, sauf lorsque cet intervalle est le plus faible (soit de 50 ms ce qui est ´equivalent `a une fr´equence d’envoi de 20 Hz). En particulier, le d´elai d’acc`es au m´edium passe alors en moyenne de 0,03 ms `a 0,05 ms. La valeur minimale du d´elai WLAN est de 0,2 ms. Les valeurs maximales de d´elai varient et ne sont repr´esentatives que d’une situation particuli`ere (par exemple lors d’une transmission concurrente de paquets engendrant l’augmentation du temps de backoff ). En effet, ces points maximums
se trouvent largement en dehors de la zone bleue-claire repr´esentant 99% des valeurs de d´elai. Par exemple, pour l’intervalle d’envoi des paquets applicatifs de 300 ms, un point extrˆeme de d´elai WLAN `a 0,4 ms est observ´e qui s’explique par la pr´esence `a ce mˆeme intervalle d’un point extrˆeme de d´elai d’acc`es au m´edium `a 0,25 ms.
Figure 5.19 – D´elai WLAN (Ma7) dans le cas du sc´enario S12 avec l’application de localisation coop´e- rative
Figure 5.20 – D´elai d’acc`es au m´edium (Ma8) dans le cas du sc´enario S12 avec l’application de localisation coop´erative
La figure 5.21 montre le taux de paquets d´elivr´es (Ma9). Ce taux augmente lorsque l’intervalle d’attente entre deux paquets applicatifs augmente. En effet, dans ce cas les ressources de communication sont moins utilis´ees. On remarque que la m´etrique Ma9 est toujours sup´erieure `a 93%. Elle est en moyenne ´egale `a 95% lorsque l’intervalle d’attente de l’envoi des messages applicatifs est sup´erieur `a200 ms.
La figure 5.22 illustre le d´elai IP de bout en bout du r´eseau (Ma10). Inversement au taux de paquets d´elivr´es, le d´elai IP diminue lorsque l’intervalle d’envoi augmente. En effet, plus l’intervalle d’envoi est grand, moins le nombre de paquets applicatifs est important ce qui lib`ere des ressources en bande passante. On remarque que les d´elais sont toujours inf´erieurs `a 300 ms. Tout comme le d´elai WLAN, des points extrˆemes maximums sont visibles (pour le mˆeme exemple du cas dans lequel l’intervalle d’envoi est de 300 ms avec un maximum de d´elai IP `a 150 ms alors que la moyenne est de 50 ms et que 99% des valeurs
Figure 5.21 – PDR (Ma9) dans le cas du sc´enario S12 avec l’application de localisation coop´erative de d´elais sont inf´erieures `a 60 ms). Ces valeurs aberrantes sont dues `a des situations singuli`eres et ne sont pas repr´esentatives. En tra¸cant la droite de la fonction identit´e, on peut identifier l’intervalle minimal d’attente entre deux paquets applicatifs afin que le d´elai moyen de bout en bout du r´eseau soit inf´erieur `a cet intervalle. Cette valeur est de 125 ms. Ainsi dans la configuration d’´etude, en envoyant les paquets applicatifs CMM et DDGPS toutes les 125 ms, on s’assure que ces paquets soient re¸cus au bout d’un d´elai inf´erieur `a 125 ms, c’est `a dire avant l’envoi d’un nouveau paquet contenant la mise `a jour des donn´ees int´egr´ees `a ce paquet.
Figure 5.22 – D´elai applicatif (Ma10) dans le cas du sc´enario S12 avec l’application de localisation coop´erative
Concernant l’application, les r´esultats structurels du sc´enario S12 ont d´ej`a ´et´e pr´esent´es dans le ta- bleau 4.8. On rappelle que la structure form´ee par CBL-OLSR consiste, dans ce sc´enario S12, `a une moyenne de 2,29 chaˆınes. L’objectif de 2 chaˆınes dans ce r´eseau est donc presque atteint aux ruptures de chaˆınes pr`es. Le nombre de nœuds feuille attach´es `a un mˆeme nœud branche est en moyenne de 1,72. La figure 5.23 montre la variabilit´e au cours du temps de la simulation (pour rappel dans notre ´evaluation les statistiques pr´esent´ees ci-avant ne sont enregistr´ees qu’entre les temps t=200 s et t=300 s). Ainsi chaque nœud branche re¸coit des corrections CMM de 1 `a 3 nœuds feuille. L’am´elioration de la pr´ecision des positions des nœuds augmente avec le nombre de nœuds dans chaque groupe. Les nœuds branche avec
un nombre plus ´elev´e de nœuds feuille ´elus fournissent `a l’ensemble du syst`eme de meilleures corrections grˆace aux messages DDGPS. Notons que le sc´enario routier R4 ´etudi´e comporte l’autoroute A27 qui est une deux fois deux voies. Pour des r´eseaux autoroutiers tels que le r´eseau R2 qui comporte une voie de plus dans chaque sens de circulation et avec une densit´e moyenne de v´ehicules (sc´enario S5), nous avons vu que le nombre de nœuds feuille par nœud branche est en moyenne de 5,51 (tableau 4.2) avec des maximales `a plus de 19 nœuds par groupe (figure 5.24). Dans ce cas, l’am´elioration de la pr´ecision des positions des nœuds en sera d’autant am´elior´ee.
0 2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 Temps (s) Nombre de noeuds Moyenne Minimum Maximum
Figure 5.23 – Nombre de nœuds feuille attach´es au mˆeme nœud branche (Ms5) dans le cas du sc´enario S12
0
5
10
15
20
1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 Temps (s)Nombre de feuilles par branche
Moyenne Minimum Maximum
Figure 5.24 – Nombre de nœuds feuille attach´es au mˆeme nœud branche (Ms5) dans le cas du sc´enario S5