Techniques de transmission et d'accès sans fil dans les réseaux ad-hoc véhiculaires (VANETS)

HAL Id: tel-00762633

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Submitted on 7 Dec 2012

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Abdel Mehsen Ahmad

To cite this version:

Abdel Mehsen Ahmad. Techniques de transmission et d’accès sans fil dans les réseaux ad-hoc

véhicu-laires (VANETS). Architecture, aménagement de l’espace. Institut National des Télécommunications;

Université libanaise, 2012. Français. �NNT : 2012TELE0036�. �tel-00762633�

Thèse n° 2012TELE0036

Spécialité : Informatique et Télécommunications

Ecole doctorale : Informatique, Télécommunications et Electronique de Paris

Présentée par

Abdel Mehsen AHMAD

Pour obtenir le grade de

DOCTEUR DE TELECOM SUDPARIS, PARIS VI, UNIVERSITE LIBANAISE

TECHNIQUES DE TRANSMISSION ET D’ACCES SANS FILS DANS LES RESEAUX

AD HOC VEHICULAIRES (VANETS)

Soutenue le 09 Octobre 2012 devant le jury composé de :

M. Guy Pujolle

Professeur à Paris VI

Président

M. André-Luc Beylot

Professeur à l'ENSEEIHT

Rapporteur

M. Jalel Ben Othman

Professeur à Paris XIII

Rapporteur

M. Abdullatif Samhat

Professeur à l'Université Libanaise

Invité

M. Abbass Ibrahim

Professeur au CNAM

Invité

M. Mahmoud Doughan

Maître de conférences à l'Université Libanaise

Co-directeur de thèse

M. Imad Mougharbel

Professeur à l'Université Libanaise

Directeur de thèse

M. Michel Marot

Professeur à l'Institut Mines-Télécom

Directeur de thèse

o

o

o

o

o

o

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



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‎ •

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0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0 10 20 30 40 50 60 70 Ta u x d 'o cc u p at io n d u c an al

Nombre des noeuds optimal random 0 20 40 60 80 100 120 172 174 176 180 182 184

Taux d'occupation du canal

N u m é ro d e c an al Optimal Random HMS-MAC

‎

‎

‎

‎

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1 2 3

Taux d'accès au canal réussi

N o m b re d e te n ta tiv e s d 'a cc è s au c an al

‎

‎

‎

0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 G ain e n % d 'u tilis at io n d u

Position du Tls dans l'intervalle CCH (en ms)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 P o u rc e n ta ge

Position du TLS dans la période CCH (en ms)

200-Byte packet transmission probability before Tls % of SCH remained period 400-Byte Packet transmission probability before Tls

‎

‎

‎

‎

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 5 10 15 M e ille u re s p o sit io n s Tls (m s) G ain e n t au x d 'u tilis at io n d u SC H ( % )

Fréquence de génération des paquets de sécurité routière (Hz) 200-byte packet

400-byte packet Best Tls position

‎ 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 100 200 300 400 500 600 Ta u x d e r é ce p tio n d e s p aq u e ts u rg e n ts

Taux d'arrivée du trafic de données (paquets/s) LISA - 2Tls LISA - 1Tls WAVE

‎ ‎ 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 2 4 6 8 10 12 14 Ta u x d e réc ep ti o n d es p aq u ets u rg en ts

Fréquence de génération des paquets urgents (Hz) LISA - 2Tls LISA - 1Tls WAVE 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 2 4 6 8 10 12 14 Ta u x d e r é ce p tio n d e s p aq u e ts n o n -u rg e n ts

Fréquence de génération des paquets urgents (Hz) LISA - 2 Tls LISA 1 Tls WAVE

‎

‎

‎ 0 5 10 15 20 25 30 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 G ai n d e tem p s p ri s su r le SC H d u ra n t l'i nter va lle CC H ( m s)

Nombre des noeuds

200-byte packet 400-byte packet

‎

‎

‎

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 2 4 6 8 10 12 14 G ain e n t au x d 'u tilis at io n d u SC H

Fréquence de génération des paquets urgents(Hz) 2-hop 3-hop

‎ ‎ 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20 25 30 N u m b e r o f re ce iv e d s afe ty p ac SC H u tiliz at io n g ain ( % ) CCH interval number SCH improvement Received safety packets

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Ta u x d e r é ce p tio n d e s p aq u e ts u rg e n ts

Nombre des noeuds

WAVE PTC 2-hop PTC 3-hop

‎

‎

‎

o

≥

≥

∈

∼

≠

σ

σ

o

i E Ej ij e C 1 ij i j i j   _{ }    e C



 

2 2 2 2 1 e C                i E Ce K K

 

0,1 N [ _{1 2}... ]T k X  X X X x C X 1 0 0 0 1 0 0 0 1 x C I               ' C C'LC L_x T ELX x C I

 

' 2 T T C LIL LL

‎

‎

‎

‎ i E 1 11 1 12 2 13 3 2 21 1 22 2 23 3 3 31 1 32 2 33 3 E L X L X L X E L X L X L X E L X L X L X          _{ }    _               

‎

‎

‎

‎

σ

‎

‎

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 50 100 150 200 250 300 Ta u x d e c o in ci d en ce

Nombre des véhicules random - 200 slots

random - 400 slots Geo-200 slots Geo - 400 slots

‎ ‎

‎

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 P ro b ab ili té d e p e rte d e s p aq u e ts Fenêtre de contention (CW) standard - 60 nodes standard - 80 nodes standard + random- 60 nodes standard + random- 80 nodes random+newBackoff- 60 nodes random +newBackoff - 80 nodes Geo + newBackoff- 60 nodes Geo + NewBackoff - 80 nodes

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 20 40 60 80 100 Ta u x d e r é ce p ti o n d e s p aq u e ts

Nombre des noeuds

Standard; Best CW Geo + Backoff; Best CW Geo + newBackoff; Best CW

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎ ‎ ‎ ‎ [ ] [ ] [ ]isn s s n A n e A n_s[ ] [ ] s n  2  2  

( [ ] ) [ ] [ ]i sn . s y n hA n e  ( [ 1] [ ]) [ 1] . [ ] s s i n n y n r e y n       2  2   ( [ ] ( [ ] ' ' ') '' ') [ ] [ ] [ ] [ ] i sn [ ] i sn . A B s s y n y n y n h A n e  h B n e  ' [ ] s Ah A n '' [ ] s Bh B n ' [ ]n s[ ]n    '' [ ]n s[ ]n    1 _ny n[ ]2 N  



[ ]2 2 2 2 y n A B D AB   





 





 

 

2 2 2 2 2 2 2 2 [ ] [ ] arg [ ]( 1 ) 1 [ ] arg [ ]( 1 ) 2 3 2 4 [ ] . y n n y n A BD iB D n y n B AD iA D A B A B AB y n N _                  



 

4  1, 1  2, 2 s[ ]n kl[ ],n kl[ ]nk[n 1] l[ ],n k[n 1] l[ ],n avec k l ,  1, 2  k l, kl[ ]n  s[ ]n

f 

2 f t t

f 

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎

‎ ' [ ] , 1, 2,... et [ ] , 1, 2,... . A A B B S y n n N S y n n N









[ ] : [ ], [ ] , [ ] : [ ], [ ] . A m m B m m y n A n  n y n B n  n ( [ ] ') ( [ ] '') ' '' [ ] [ ] i sn [ ] i sn [ ] s s y n h A n e   h B n e   N n [ ] N n

σ

, , , . s m s m s m s m A A B B      [ ] s s A n A [ ] s s B n B

y n

[ ]



Ae

i n[ ]



Be

i[ ]n



N n

[ ]

' s Ah A '' s Bh B ' [ ]n s[ ]n    '' [ ]n s[ ]n      [ ] [ ]

[ ]

i n i n

[ ]

y n



Ae





Be





N n





2





2 1 , 2 2 2 V  _ X YX   X ZX  _   2 2 2 2 2 1 : [ ] : [ ] 1 2 2 , [ ] , [ ] , [ ]      



N 



N 



N n n y n X n y n X avec X y n Y y n Z y n N N N [ ] A[ ] B[ ]. y n y n y n ' '' , h h [ ], [ ] s s A n B n



s[ ],n s[ ]n ' '' ,

 

‎



0





1







[0] : _m, , [1] : _m, , [ ] : _m, _x . y A



y A



y x A



‎

et



et



‎









 

[ ] [ ] [ 1] [ 1] 1 [ 2] [ ] [ 1] [ 3] [ ] [ 1] s m s m s m m s m m n n n n n n n n n n               _{  }     _{  }     _{   }   









 

2 2 [ ] arg [ ] [ ] 1 [ ] , s =±1, 2 [ ] arg [ ] [ ] 1 [ ]   _  _{  }           _    _     n y n A BD n jsB D n n y n B AD n jsA D n 2 2 2 [ ] [ ] 2 y n A B D n AB    y n[ ]









  2 2 [ 1] arg [ 1] [ 1] 1 [ 1] 3 [ 1] arg [ 1] [ 1] 1 [ 1] , s 1. n y n A BD n jsB D n n y n B AD n jsA D n                    _  _  _{  }         



2



[ ]x arg y x A BD x[ ] [ ] jB 1 D x[ ] ,x 0,1, 2,..,k 1



 _    _    

‎

‎









2 2 [ ] arg [ ] [ ] 1 [ ] [ 1] arg [ 1] [ 1] 1 [ 1] x y x A BD x jB D x x y x A BD x jB D x      _    _       _       _   ' ' 1 [ ]x x , [x 1] x .        [ ]x  [x 1] 1 [ ]x [x 1] x x     



 

1



' [ ] [ 1] . 2 x x x x      _      '





 



2 '' 0 [ ] [ 1] 2 . 1 k x x x x x k             



'

[

n

1]

_m

[

n

1]



 



 





' ' ' [ ] [ ] , [ 1] [ 1] . m n n m n n









 

 



 







[ ], [n



n1]



''



'' '' [ ] , [ 1] [ 1] . m n n



m n n



         



[ ], [n  n 1]



o







s[ ], n s[ ]n



( . / 4, . / 4)k



k'





s[ ]n  s[ ]n 



/ 2,







' '



[ ], [ ]n n ( . / 4, . / 4), ( . / 4, . / 4)k k k k        ' 1,3,5, 7 ; 1,3,5, 7. k k 



Si





_s[ ],n _s[ ]n



( . / 4, . / 4) k



k



ou



_s[ ]n _s[ ]n 



, ayant AB et A B,



2







arg y A BD jB 1 D et D cos s s



 _    _ 



   



 



. / 2



•‎ ‎

/ 2‎

‎‎

js j s q

‎

1,

s s

Si

  

 

alors y



Ae





Be

 

q

 

 



. / 2







0. , arg js j s q . et D Donc   _ Ae Be   AjB _ AB  



. / 2







2 arg _{A e}js 1 _ej q arg _{A jA}   _  _  . / 2

_

_

2

= arg



_{A e}

js

 

arg 1





_e

j q





arg

_A



_jA









= s + q. / 4 / 4. Donc     + q. / 4 / 4. s      

















' ' ' ' ' ' , =1, 3, 5, 7 ; 1 4 4 , 1 . , 1 + s 1 - s . 4 4 4 4 , 1. , 1 1 + s . 4 4 4 4 s s Ayant k et k k et k s Si k k alors q Donc k et k Si k k alors q Donc k s et k                                   











1. , arg = arg[y] = . s j s s s Si alors y A B e et D Donc y A B           _  _ ( ) •‎ ‎ ‎ ‎ ‎ js j s ‎ ‎ 1 s s Si



  



alors yAe Be   et D





, arg = arg[A . ] = arg[A ]. s s s s j j j j j Donc y A B e Be e e Be     



_{    }    

ε

ε









[n k ], [ n k] ,



k0,1, 2,3

















[ 2] [ ] [ 1] , [ 2] [ ] [ 1] , [ 3] [ ] [ 1] et [ 3] [ ] [ 1] . n n n n n n n n n n n n                           ‎







[nk], [ n k] ,



k0,1, 2,3.

π

π

‎

‎

μ

‎

‎

‎

‎