Incidence de la taille de contact entre les nœuds

Nous avons tout d’abord cherché à mieux comprendre comment évolue la perfor-mance des nœuds-relais utilisant une mobilité contrôlée de type VFPe, en fonction de la

Chapitre 5. Utilisation et évaluation de VFPe dans un réseau spontané

manière dont les messages Balise sont disséminés, en particulier par les nœuds de sur-veillance, lorsqu’ils parcourent la surface d’exploration Ze. Comme nous l’avons détaillé dans la Sous-section3.2.3, les nœuds exécutant VFPe émettent régulièrement un message Balise étendu, qui contient un maximum de c s entrées relatives aux nœuds découverts antérieurement. À l’exception de la première entrée, qui renseigne sur le nœud émetteur du message Balise, nous n’avons volontairement pas spécifié au stade de la conception comment les entrées restantes devaient être choisies et priorisées lors de la construction, par le nœud émetteur, du message Balise. Au lieu de cela, nous avons développé trois va-riations du protocole VFPe, mais incarnant chacun un choix différent sur la composition de leurs messages Balise étendus :

— VFPe-aléatoire : un nœud exécutant cet agencement choisit les c s− 1 entrées aléa-toirement parmi les informations dont il dispose localement sur les nœuds précé-demment découverts, sans aucune considération de temps.

— VFPe-fraîcheur : cet agencement, au contraire du précédent, sélectionne les entrées à insérer dans le message Balise étendu en priorisant les informations les plus ré-centes, en termes de création ou de mise à jour dans les bases de données locales du nœud qui est en train de construire le message Balise étendu.

— VFPe-idéal : nous avons également conçu une variation de VFPe pour laquelle la connaissance de la position des nœuds n’est pas estimée sur la base des messages Balise disséminés, mais est supposée parfaitement connue à tout instant. L’inté-rêt de proposer une telle conception est de disposer, pour nos résultats d’analyse, d’une stratégie optimale qui puisse nous donner une référence haute en termes de performance. Cependant, cet agencement possède une logique simplifiée et cen-tralisée, pour laquelle la manière concrète dont les positions exactes pourraient être échangées n’est pas détaillée. Il en est de même des conséquences qu’aurait la mise en œuvre de cet agencement idéal en termes de surcharge due aux messages de contrôle.

De plus, nous avons cherché à compléter l’étape de simulation en évaluant égale-ment les performances d’un modèle de mobilitéRWPqui n’utilise donc aucune des ca-ractéristiques d’une mobilité contrôlée de type VFPe. En conséquence, aucun message Balise n’est dans ce cas disséminé et de fait, les nœuds de surveillance n’ont jamais l’op-portunité de jouer le rôle de nœuds-relais. Ainsi, les chaînes de communication entre la paire (S,D) de nœuds de trafic ne sont jamais construites et les nœuds, qu’ils soient des nœuds-relais ou de surveillance, ne s’appuient ici que sur un motif de mobilitéRWPet sur le protocole de routageMANET OLSR.

Comme précédemment mentionné dans la Sous-section3.2.3, la taille de contact c s est définie comme étant le nombre d’entrées dans un message Balise, chaque entrée contenant chacune diverses informations sur un nœud du réseau. Dans cette première série de simulations, nous avons étudié l’incidence du nombre de ces entrées échangées lors d’un contact entre nœuds voisins, pendant lequel des messages Balise sont donc dis-séminés. Pour cela, un ensemble de simulations avec différentes valeurs de c s telles que

1≤ cs ≤ 20 a été réalisé, pendant lesquelles ont été mesurés lePDRdu flotCBRéchangé

entre la paire (S, D) de nœuds de trafic, ainsi que le délai de bout-en-bout pour ce même flot. Comme illustré par la Fig.5.2, les stratégies RWP et VFPe-idéal permettent de borner par des valeurs basses et hautes un intervalle de performance, avec desPDRde respec-tivement 4% et 39%, qui restent tous deux constants avec c s. À ce stade de l’analyse, on notera que dans le contexte du scénario réseau évoqué, une valeur maximale dePDRen dessous de 40% ne doit pas ici être considérée comme une sous-performance, dans la me-sure où cette valeur a priori relativement basse est avant tout la conséquence du temps

Chapitre 5. Utilisation et évaluation de VFPe dans un réseau spontané 0 10 20 30 40 50 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 PDR (%) Valeur de cs VFPe-idéal VFPe-aléatoire ^{VFPe-fraîcheur}RWP

FIGURE5.2 –PDRrelatif aux paquetsCBRreçus par le nœud de destination D, en fonction du nombre c s d’entrées contenues dans les messages Balise.

0 5 10 15 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Délai (ms) Valeur de cs VFPe-idéal VFPe-aléatoire ^{VFPe-fraîcheur}RWP

FIGURE5.3 – Délai de bout-en-bout relatif aux paquetsCBRreçus par le nœud de destination D, en fonction du nombre c s d’entrées contenues dans les messages Balise.

Chapitre 5. Utilisation et évaluation de VFPe dans un réseau spontané

incompressible requis par lesUAV pour se déplacer et pour que la topologie en chaîne désirée puisse être constituée, et ainsi permettre la transmission du trafic utilisateur.

En ce qui concerne les stratégies utilisant VFPe et s’appuyant sur des messages Ba-lise dont les entrées sont respectivement insérées de manière aléatoire (VFPe-aléatoire) ou sur la base de leur fraîcheur (VFPe-fraîcheur), on peut noter que lePDRest de l’ordre de 14% lorsque c s= 1 (c.à.d. quand les nœuds n’insèrent qu’une seule entrée, relative à eux-mêmes, dans les messages Balise) et croît selon c s, en convergeant vers une valeur dePDRsimilaire d’environ 34%. De plus, la stratégie avec entrées insérées aléatoirement montre une augmentation dePDRnettement plus rapide, ce dernier approchant déjà 32% pour c s= 2, alors que pour cette même valeur de cs, lePDRde la stratégie avec entrées insérées sur critère de fraîcheur n’atteint que 22%. Bien que ce comportement puisse ap-paraître a priori contre-intuitif, celui-ci peut cependant être expliqué au moyen des sup-positions faites dans le contexte de ce scénario. À titre d’illustration, nous avons mesuré lors de nos simulations un temps de contact moyen entre les nœuds de surveillance voi-sins de l’ordre de 15,4 s. Ce temps est nettement plus grand que l’intervalle d’émission des messages Balise, qui est de 1 s dans nos simulations. De manière générale, plusieurs messages Balise successifs sont donc fortement susceptibles d’être transmis lors de ces temps de contact. Dans ce cas, la stratégie avec entrées insérées aléatoirement offrira plus de diversité en termes d’entrées disséminées, car a contrario, les entrées les plus fraîches sont peu susceptibles de changer significativement entre deux émissions successives de message Balise. La stratégie VFPe-fraîcheur offrira en conséquence peu ou pas de change-ments entre des messages Balise émis consécutivement. De fait, même avec des valeurs faibles pour c s, les nœuds disposeront de plus d’informations sur les nœuds du réseau avec la stratégie VFPe-aléatoire et seront déplacés vers des positions plus susceptibles de créer les chaînes de communication souhaitées entre la paire (S, D) de nœuds de trafic.

En termes de délais de bout-en-bout, la Fig.5.3montre la performance des quatre stratégies considérées. La stratégie RWP n’utilisant pas de messages Balise, elle exhibe logiquement un délai qui reste constant selon c s. Au contraire, celui de la stratégie VFPe-idéal croît avec c s malgré unPDRqui lui, reste constant sur la totalité de l’intervalle de valeurs de c s, comme nous l’avons vu précédemment. Pour expliquer cette observation, il est nécessaire de mentionner que pour la mise en œuvre de nos trois stratégies utilisant VFPe, chaque entrée dans un message Balise occupe 36 octets. En outre, bien que toutes les simulations utilisent une modulationHR-DSSSà 11 Mb/s, la charge utile de la trame VFPe est transmise à un débit inférieur de 1 Mb/s, les messages Balise étant envoyés en broadcast. En conséquence, chaque entrée supplémentaire (et donc chaque incrément de c s) implique un délai de transmission supplémentaire de 0,29 ms, qui à son tour impacte le traficCBRplacé en file d’attente avant une transmission sur le médium partagé sans fil. De plus, les délais pour les deux stratégies VFPe-aléatoire et VFPe-fraîcheur sont infé-rieurs à 9,5 ms sur la totalité de l’intervalle de valeurs de c s et restent donc compatibles avec les besoins en faible latence des communications inter-personnelles, par exemple. À la lumière de cette explication, on préférera logiquement l’utilisation de la stratégie à insertion aléatoire d’entrées, puisque lePDRapproche déjà de sa valeur maximale pour une faible valeur de taille de contact (ex. c s= 4), autrement dit en utilisant un message Balise de petite taille.