Métrique sur la force du signal

La force du signal transmis rend compte de l'état du canal, et plus précisément de sa stabilité. Son calcul est eectué soit à partir de mesures réelles du signal (SSA, ABR, ASBM) soit à partir de modèle analytique (Link quality of route).

Fig. 1.7  Schéma fonctionnel de SBM

Signal Stability-based Adaptive Routing (SSA) SSA [27] utilise l'informa-

tion de force du signal pour estimer la stabilité du lien selon le modèle Signal

strength Based link stability estimation model (SBM) (gure 1.7). Chaque n÷ud

mobile mesure la force du signal des autres n÷uds. Si un n÷ud reçoit un signal fort d'un voisin, alors les deux n÷uds sont proches et le lien entre eux peut être considéré comme stable. La notion de fort est dénie à partir d'un seuil. L'hypothèse de ce travail est que généralement plus les n÷uds sont rapprochés plus il y a de chances que le lien soit fort, (il peut y avoir des obstacles sur la liaison qui rendent caduque cette proposition). Le protocole de routage se propose de choisir des routes consti- tuées de liens courts (considérés comme stables). Le nombre de n÷uds n'est alors pas minimisé contrairement aux algorithmes classiques. Cependant il est montré que

cette approche améliore le délai. S'il échoue, SSA cherche une route sur tous les liens disponibles, en utilisant un algorithme de requête réponse par la source similaire au routage standard DSR.

Associativity-Based Routing (ABR) ABR [28] utilise une information dif-

férente de celle de SBM pour calculer sa métrique. La force du signal n'est pas déterminée sur tous les signaux reçus mais sur un signal spécique (le signal pilote) émis périodiquement. Ce qui présente l'avantage d'avoir l'état de la liaison même s'il n'y a pas de trac à émettre, et en contrepartie l'inconvénient de consommer de la bande passante. La stabilité du lien est déterminée par l'envoi de signaux pilote avec le modèle Pilot signal based link stability estimation model (PBM) (gure

1.8). Chaque n÷ud émet périodiquement un signal pilote. Quand un n÷ud reçoit

de ses voisins le signal pilote, il l'enregistre. S'il reçoit continuellement des signaux d'un voisin et que le nombre de signaux reçus consécutivement dépasse un certain seuil, il considère le lien entre eux comme stable. Si un n÷ud ne peut pas recevoir de signal pilote d'un lien dans une limite de temps, il considère alors ce lien comme instable. En raison de diérence dans le calcul de métrique, ABR se diérencie de SSA par le type de route sélectionné. Dans SSA, une route est composée des liens les plus courts avec des signaux forts, dans ABR, un long lien avec une force de signal faible peut être utilisé s'il est stable, (si les deux n÷uds d'extrémité, sont des n÷uds stables sans mobilité).

Fig. 1.8  Modèle de stabilité du signal pilote dans le routage ABR

Advanced signal strength based link stability estimation modèle (ASBM)

ASBM [29] est proposé (gure 1.9) pour améliorer la méthode d'évaluation de la

stabilité de lien du protocole SSA grâce à un nouveau calcul de métrique. Le modèle SBM est légèrement modié pour prendre en compte, en sus de la force de signal, la dérivée de sa mesure : la force diérenciée du signal (dierentiated signal strength - DSS). DSS indique si la force du signal augmente ou diminue. S'il augmente, cela est interprété par le fait que les deux n÷uds se sont rapprochés, et que le lien entre eux aura une durée de vie plus longue. Alors que dans SSA, seuls les liens dont la force

du signal dépasse une certaine limite, sont considérés comme stables ; dans ASBM les liens ayant un signal faible mais qui augmente, cas de n÷uds qui se rapprochent, sont également considérés comme stables.

Fig. 1.9  Schéma fonctionnel de ASBM

Comme pour SSA, le routage ASBM utilise deux étapes. Dans la première étape, le n÷ud source essaie de chercher une route, la plus courte avec les liens stables. Si ceci échoue, il entre dans une deuxième étape qui cherche une route avec tous les liens disponibles. Après avoir trouvé une route, le protocole surveille la validité de celle-ci. Si la route est invalide, il cherche cycliquement une nouvelle route.

Réexions : à propos de la validité de la métrique

Les études présentées cherchent à évaluer la stabilité d'un lien en espérant qu'un lien stable à l'instant t restera stable dans le futur. Ainsi dans SSA il est supposé que si la force du signal augmente c'est que le mobile se déplace. Mais selon le déplacement cela peut également dire que le n÷ud va croiser le n÷ud mesureur puis sortir hors de la zone de transmission. L'échelle de mesure est alors un facteur clé de la pertinence de la métrique. Il devrait pouvoir être associé si c'est possible à la connaissance du mouvement. ASBM introduit la notion de dérivée dans son calcul de métrique de

stabilité de façon à reéter le mouvement, mais il ne prend cependant pas en compte la variation de la qualité du canal pour cause de perturbations environnementales. Si deux n÷uds qui se déplacent sont perturbés par un obstacle géographique, il se peut que, l'obstacle passé, le lien redevienne stable. Là encore la connaissance du mouvement permettrait de résoudre ce problème d'interprétation. Par ailleurs nous relevons un problème de cohérence lié à la métrique et aux adaptations qui l'aectent. Puisque la stabilité repose sur l'évaluation d'un rapport signal sur bruit elle est inuencée par les perturbations de la qualité de la liaison intrinsèques à la propagation sans l, qui peuvent être corrigées par une technique de modulation adaptative. Un signal de bonne qualité peut alors être obtenu au prix d'un débit d'émission faible, la route sera stable mais lente. De plus comme la couche physique, niveau 1, modie un paramètre d'une métrique utilisée par la couche réseau, niveau 3, ceci risque de provoquer un mécanisme d'oscillation peu ecace.

Link quality of route [30] utilise la force du signal pour prédire la distance entre

deux n÷uds. Le calcul de la métrique utilise un modèle analytique, pour des n÷uds mobiles ayant un déplacement continu prédictible, tels des trains ou des avions. Lorsque l'on considère des n÷uds mobiles, le maximum de la force du signal est atteint lorsque les n÷uds se croisent alors que le minimum est atteint lorsqu'ils sont le plus éloignés. Le facteur de qualité de lien L pour une route à M sauts est déni comme : L = s=M Y s=0 (1 − Q((Ppreds − Pth)/σ)) (1.9)

Où Q(x) est une Q-FONCTION standard (Q(x) est la probabilité qu'une variable

aléatoire normal, moyenne nulle et variance de 1 excède x), Ppreds est la valeur

prédite par le n÷ud N du signal qu'il recevra de la part du n÷ud N-1 ; Pth est le

seuil de réception et σ est la variance du signal (un modèle de Gauss est supposé). Le facteur de qualité de lien est le produit de probabilités calculées pour chaque saut à un instant donné pour que dans le futur le signal ait une force plus importante que celle du seuil de réception. Les n÷uds utilisent une extrapolation de position linéaire basée sur la position géographique actuelle et l'information de vélocité pour estimer les positions de tous les n÷uds dans un futur de 1 seconde. Ces positions,

avec l'équation 1.9, ont été utilisées pour obtenir Ppreds.

Ppreds = PtGtGrΓcΓd ( _λ2 (4πd)2 si d < 4πhthr λ h2 th2r d4 si d > 4πhthr λ (1.10)

Où : Pt est la puissance d'émetteur, Gt est le gain de l'antenne d'émission, Gr

est le gain de l'antenne de réception, Γc est le facteur de perte pour les avances

d'antenne, λ est la longueur d'ondes, Γdest le c÷cient de pertes de diraction sur

le chemin direct, d est la longueur du chemin direct (la distance entre les n÷uds),

ht et hr sont les hauteurs de l'émetteur et du récepteur.

Cette étude prend en compte le mouvement grâce à une connaissance à priori de la vitesse de déplacement, du positionnement, et des caractéristiques d'antennes du récepteur. L'intérêt de la métrique est d'éviter les problèmes de transmissions

plutôt que de les réparer. Son inconvénient est de nécessiter des ressources maté- rielles (GPS) et de signalisation. Par ailleurs la véracité de la prédiction est liée à l'hypothèse de linéarité du déplacement qui peut ne pas être vériée.