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Ordonnancement dActivité dans les Réseaux de Capteurs : lExemple de la Couverture de Surface Antoine Gallais.

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1 Ordonnancement dActivité dans les Réseaux de Capteurs : lExemple de la Couverture de Surface Antoine Gallais

2 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 2 Projet de recherche POPS POPS : Petits Objets Portables et Sécurisés Téléphone portable, PDA, carte à puce, étiquette électronique, capteur sans fil, … Etablir les communications entre ces objets

3 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 3 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

4 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 4 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

5 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 5 Les capteurs sans fils Taille très réduite ressources limitées Capacité limitée de calcul Autonomie énergétique réduite Communication sans fil Petite distance Faible débit Acquisition dinformations Température, humidité, intensité lumineuse, etc.

6 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 6 Réseaux de capteurs sans fils Objectif : observation de zones distantes ou sensibles Acquisition dinformations par les capteurs Aucune infrastructure de communication Communications multi-sauts entre les capteurs Informations acheminées jusquaux stations de base

7 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 7 Réseaux de capteurs sans fils : surveiller une forêt Station de base

8 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 8 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

9 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 9 Réseaux de capteurs sans fils : économie dénergie Une fois déployés, les capteurs sont inaccessibles Impossible de changer ou de recharger les batteries Mener lapplication aussi longtemps que possible Ordonnancer lactivité des capteurs Seul un sous-ensemble des capteurs participe à lapplication Un capteur peut être actif ou passif Actif : participe aux communications et assure sa part de la tâche Passif : économie dénergie TinyNode 584 Source :

10 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 10 Comment désigner les capteurs actifs et passifs ? Approche centralisée Une entité décide du statut dactivité de chaque capteur (ex : la station de base) Capteur 1 : passif Capteur 2 : actif ………………… Capteur 9 : passif Capteur 10 : actif

11 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 11 Comment désigner les capteurs actifs et passifs ? Principal inconvénient dune approche centralisée La connaissance de la topologie par lentité centrale doit être parfaite Difficulté et coût de la maintenance de ces réseaux très denses Environnements plus propices aux pannes Capteur 1 : actif Capteur 2 : passif …………………

12 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 12 Comment désigner les capteurs actifs et passifs ? Approche localisée Nul besoin dinfrastructure Décisions simples ne nécessitant quune connaissance locale But : obtenir un comportement global cohérent Actif ou passif ?

13 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 13 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

14 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 14 Passif Comment maintenir la cohérence de lapplication ? Changements réguliers dactivité Topologie dynamique Assurer que la tâche commune soit accomplie Lexemple de la couverture de surface Ensemble couvrant Les capteurs actifs doivent couvrir la même surface que tous les capteurs déployés

15 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 15 Comment maintenir la cohérence de lapplication ? Changements réguliers dactivité Topologie dynamique Assurer que la tâche commune soit accomplie Lexemple de la couverture de surface Ensemble connecté Tout capteur actif doit pouvoir communiquer avec une station puits Collecte dinformations, remontées dalertes Passif

16 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 16 Objectif Solutions localisées pour le maintien de la couverture de surface… …par des ensembles connectés Passif

17 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 17 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

18 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 18 Hypothèses principales Nœuds statiques et connaissant leurs positions Modèle du disque unitaire pour Zone couverte par un capteur, rayon de surveillance noté Rs Communication entre deux capteurs Deux nœuds sont dits « voisins de communication » si la distance qui les sépare est inférieure au rayon de communication, noté Rc Densité du réseau : nombre moyen de nœuds par zone de communication uv d RcRc RsRs

19 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 19 Aucune garantie de couverture ni de connexité pour les ensembles de nœuds actifs Quelles solutions localisées ? Algorithmes aléatoires Décisions dactivité prises aléatoirement Algorithmes quasi-aléatoires (ex : PEAS, 2003) Connaissance minimale de lenvironnement Nœuds initialement passifs Réveil régulier de u et envoi dun message « sonde » Si réponse de la part dun capteur v à distance d(u,v) < R, alors retour en mode passif, sinon actif jusquà épuisement v u d R u reste passif ? réponse

20 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 20 Prérequis pour une solution localisée exacte Plusieurs méthodes dévaluation locale de la couverture Méthodes approximatives : points dune grille ou aléatoires Méthode exacte : intersections de cercles Si tout point dintersection entre 2 cercles, situé à lintérieur de la zone de u, est couvert par un 3ème, alors la zone de u est couverte U

21 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 21 [Tian et Georganas, 2002] (TG) Découverte de voisinage Temps dattente avant la décision Période dactivité (observation, collecte de données) T1Rs1Rs1 (x1,y1)T2Rs2Rs2 (x2,y2)T3Rs3Rs3 (x3,y3)T4Rs4Rs4 (x4,y4)T5Rs5Rs5 (x5,y5)T1Rs1Rs1 (x1,y1)T2Rs2Rs2 (x2,y2)T3Rs3Rs3 (x3,y3)T4Rs4Rs4 (x4,y4)T5Rs5Rs5 (x5,y5) Temps Découverte de voisinage Messages hello contenant la position Evaluation de couverture et décision dactivité Pour tout nœud u, fin du temps dattente : si couvert alors passif envoi dun message de retrait Sinon, actif sans envoi de message U 5 Voisins de u

22 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 22 La connexité dans les approches localisées Peu dapproches de couverture considèrent la connexité [Zhang et Hou, 2003] Ensemble supposé couvrant et connecté initialement Si Rc > 2Rs alors couverture de zone garantie de connexité v u RcRc RsRs < 2Rs

23 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 23 TG et la connexité Aucune garantie de connexité Rc = Rs TG + [Jiang et Dou, 2004] (JD) = TGJD Évaluation de couverture de TG gérant des rayons hétérogènes TG augmenté du théorème permet lobtention densembles couvrants connectés lorsque Rc > 2Rs Comment garantir la connexité indépendamment de Rc/Rs ?

24 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 24 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

25 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 25 Une solution assurant couverture et connexité Un ensemble couvrant déconnecté est inutile Multipoint relays (MPR, [Adjih, Jacquet et Viennot, 2001]) Sous-ensemble de voisins atteignant tous les voisins à deux sauts Construction densembles connectés grâce à une règle de décision Un nœud est actif sil possède le plus petit identifiant ou sil est relai du voisin ayant le plus petit identifiant

26 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 26 SCR : Surface Coverage Relays [Carle, Gallais et Simplot-Ryl, 2005] Lensemble des relais SCR est un ensemble MPR (Rc = Rs) couvre une zone aussi large que celle couverte par tous les voisins Différentes méthodes de construction des ensembles SCR Connexité garantie par la règle de décision Lensemble construit est couvrant

27 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 27 Bilan sur TGJD et SCR Décisions locales de faible complexité Globalement, couverture et connexité garanties Rc > 2Rs ou Rc = Rs Critique Coûts des communications >> ceux de protocoles (quasi)-aléatoires Nombre moyen de messages émis par chaque nœud TGJD : 1.9 (message hello + éventuel message de retrait) SCR : 2 (message hello + message annonçant les relais) Protocole aléatoire : 0 Protocole à faible coût de communication qui ne soit pas pour autant aléatoire ?

28 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 28 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

29 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 29 Un protocole sans découverte de voisinage La phase de découverte du voisinage est coûteuse Au moins la moitié du trafic de contrôle Proposition Sen affranchir tout en conservant les garanties de couverture et de connexité

30 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 30 Connexité : enrichir le critère de décision Connexité assurée Lorsque Rc > 2Rs (TGJD) Lorsque Rc = Rs (SCR) [Dai et Wu, 2003] Tout nœud dont les voisins sont connectés peut être retiré du réseau sans en altérer la connexité Modification de lévaluation de couverture passif couvert par un ensemble connecté Indépendance vis-à-vis du rapport Rc/Rs D A B C D A B C

31 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 31 Positive-only (PO) [Gallais, Carle, Simplot-Ryl et Stojmenovic 2006] Construction dune table de voisinage Emissions de messages de retraits dactivité Décision Passif : envoi dun message de retrait pas denvoi de message Actif : pas denvoi de message envoi dun message dactivité Découverte de voisinage Temps dattente avant la décision Période dactivité (observation, collecte de données) T1SR1 (x1,y1)T2SR2 (x2,y2)T3SR3 (x3,y3)T4SR4 (x4,y4)T5SR5 (x5,y5)T2SR2 (x2,y2)T4SR4 (x4,y4) Temps 4 2 U Actif : envoi dun message Voisins de u

32 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 32 Positive-only (Rc = Rs) actif vide ? ? actif ? ? 4 4 ? passif 5 ? ? actif

33 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 33 Positif et Négatif (Rc = Rs) actif vide actif passif 5 ? ? Passif 6

34 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 34 Les variantes du protocole PO (« Positive-Only », seuls les nœuds actifs annoncent leur décision) PN (Positif et Négatif, toute décision est annoncée) Exploiter la participation aux communications Réception de décisions dactivité plus tardives Sils peuvent être passifs, ils doivent envoyer un message de retrait Deux nouvelles variantes PR (Positif et Retrait) Seuls les nœuds actifs annoncent leur décision, modifiable ensuite PNR (Positif, négatif et retrait) Chaque nœud annonce sa décision et les actifs peuvent se retirer

35 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 35 Réduction du nombre de nœuds actifs (Rc = Rs) Connaissance complète du voisinage Connaissance incomplète du voisinage Densité du réseau Nœuds actifs (%)

36 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 36 Forte réduction des coûts de communication Coûts de communication diminués dau moins 40% Densité du réseau Nombre moyen de messages émis par nœud

37 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 37 Conclusion sur la couverture simple Connexité et couverture de surface garanties Décisions locales simples SCR Solution localisée avec connexité et couverture comme un seul problème Rc = Rs PO, PN, PR et PNR Indépendance Rc et Rs Proportions compétitives de nœuds actifs Réduction drastique des coûts de communication Comment passer à la couverture multiple ?

38 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 38 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

39 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 39 La couverture multiple (ou k-couverture) : motivations Couverture multiple ou k-couverture « Tout point de la zone est observé par au moins k capteurs » Augmenter la robustesse de lapplication Résistance aux pannes Accroître la confiance des données récoltées Meilleur reflet de la réalité Identifier les fausses alertes au cours dune surveillance Ex : un seul capteur observant une augmentation soudaine de température tandis que cinq autres ne détectent rien Pourtant, peu de solutions localisées

40 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 40 Solutions existantes pour la k-couverture Peu de solutions localisées Dérivées dalgorithmes centralisés Coûts de communication élevés Extension des solutions localisées de couverture simple à des algorithmes de couverture multiple ?

41 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 41 Nœuds de couche 1Nœuds de couche 2 Nœuds de couche 3 Comment aborder la k-couverture ? Approche plate Pour chaque point physique de la zone il existe k capteurs capables de lobserver Approche par couches Il existe k ensembles disjoints chacun couvrant une fois la zone La zone est 3-couverte

42 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 42 Extension à laide dune approche plate Modification de lévaluation de la couverture Tout nœud k-couvert peut décider dêtre passif Tous les mécanismes sont valables pour k Tout point (aléatoire, grille intersection) doit être couvert par k voisins U

43 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 43 Avantages de lapproche plate Modification de lévaluation locale de couverture uniquement Mécanismes de décision identiques (ex : TGJD) Découverte de voisinage suivie dun message de retrait si le nœud est couvert par lensemble des voisins encore présents Adaptation : nœud passif k-couvert par lensemble des voisins restants

44 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 44 Approche par couches k-couvert k ensembles disjoints de voisins assurant chacun la couverture simple Mécanisme dévaluation de couverture identique Non k-couvert Actif et choix dune couche dactivité Comment choisir localement la couche à rejoindre ?

45 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 45 Un protocole adaptatif [Gallais et Carle, 2007] Décision prise au bout dun temps dattente Si k-couvert alors passif sans envoi de message Sinon, actif à la première couche non couvrante et envoi dun message contenant le numéro de couche choisie Exemple dun nœud u avec k = 3 Temps dattente avant la décision Période dactivité (observation, collecte de données) i=1 (x1,y1) Temps i=1 (x4,y4)i=2 (x5,y5)i=1 (x7,y7)i=2 (x3,y3)i=2 (x9,y9)i=2 (x6,y6)i=1 (x8,y8)i=1 (x2,y2) Table de voisinage i=3 (x10,y10) u Nœuds de couche 1 couvrent la zone de u, Nœuds de couche 2 couvrent la zone de u, u décide dêtre actif à la couche 3; Il envoie un message dactivité

46 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 46 Avantages de lapproche par couches Extension possible de nombreux algorithmes localisés Partitionnement du réseau selon k couches Choix de la couche dactivité aléatoire adaptatif … Imposer la connexité de chaque couche Couverture multiple assurée par k ensembles connectés

47 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 47 Conclusion sur la k-couverture Solutions localisées pour la couverture multiple Approches plates et par couches Modification des mécanismes dévaluation de couverture Partitionnement du réseau en k ensembles disjoints Extension possible de la majorité des algorithmes Hétérogénéité de k Evaluation de couverture locale Intéressant lors de véritables déploiements

48 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 48 Conclusion sur les solutions étudiées Plusieurs propositions localisées Couverture et connexité garanties Extension à la k-couverture En pratique, quels obstacles ? Parmi les hypothèses posées Disque unitaire pour les communications Disque unitaire pour la zone de surveillance Nœuds immobiles et positionnement parfait

49 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 49 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

50 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 50 Les limites du disque unitaire Le modèle du disque unitaire (Unit Disk Graph, UDG) Deux nœuds peuvent communiquer si la distance d qui les sépare est inférieure au rayon de communication Rc Implications Liens de communication déterministes Deux nœuds communiquent toujours (u et v) ou jamais (v et w) Aucun aléa lors des communications u v d1 RcRc w d2

51 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 51 Liens de communication « probables » Influence de nombreux facteurs Distance Environnement Matériel (gain de lantenne, fréquence, etc.) Taille des messages Aléa du canal radio Possible de communiquer « accidentellement » avec un nœud lointain Impossible de communiquer avec un nœud proche Laléa du canal radio Voisinage(u) : 2, 5, 6 u Voisinage(u) : tous ou aucun potentiellement 1

52 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 52 Modélisation plus réaliste dun canal radio Approximation du modèle de masquage lognormal [Kuruvila, Nayak et Stojmenovic, 2005] P(d(u,v)) = probabilité de réception sans erreur entre deux nœuds u et v Les nœuds u et v peuvent évaluer P(d(u,v)) = P(u,v) Liens de communication non déterministes u Soit x = d(u,v),

53 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 53 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

54 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 54 Impact de laléa du canal radio [Gallais, Parvery, Carle, Gorce et Simplot-Ryl, 2006] TGJD Réception probabiliste des hellos sous-connaissance du voisinage Réception probabiliste des retraits connaissance faussée Les tables de voisinage sont erronées car elles comportent des voisins qui se sont retirés Densité du réseau Surface couverte (%)

55 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 55 Amélioration de TGJD [Gallais, Ingelrest, Carle et Simplot-Ryl, 2007] Un nœud u est couvert par un ensemble C uniquement si : But du jeu Extraire des voisins non retirés un ensemble couvrant C ayant un risque minimum (NP-complet) Heuristique employée Soit A lensemble des voisins de u triés par ordre décroissant de P(u,v) Soit C un ensemble vide Tant que C ne couvre pas u, retirer le premier élément de A et lajouter à C Si Risque(u, C) seuil, alors u est couvert avec

56 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 56 Amélioration de TGJD [Gallais, Ingelrest, Carle et Simplot-Ryl, 2007] Solution satisfaisante mais mal adaptée aux variations de densité Densité du réseau Surface couverte (%)

57 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 57 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

58 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 58 Impact sur PO et PN Mauvaises Réceptions connaissance différente du voisinage connaissance erron é e Pire cas aucun message reçu aucun voisin connu actif Proportions de nœuds actifs légèrement accrues Densité du réseau Nœuds actifs (%) Densité du réseau

59 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 59 Impact sur PR et PNR Messages de retrait vuln é rabilit é similaire à TGJD Perte des retraits => décision erronée Proportions de messages de retrait TGJD : au moins 80% des nœuds se retirent PR et PNR : au plus 5% des capteurs reviennent sur leur décision initiale Messages « sensibles » en nombre limité par rapport à TGJD

60 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 60 Impact sur les proportions de nœuds actifs Couverture fournie par les nœuds actifs : % Densité du réseau Nœuds actifs (%) Densité du réseau

61 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 61 Bilan Introduction dun modèle de canal radio plus réaliste Chutes de performances pour TGJD Amélioration proposée Dépendante de lapplication (réglage du seuil de risque) Léger impact sur nos solutions Augmentation des proportions de nœuds actifs Pertes de couverture anecdotiques avec PR et PNR

62 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 62 Plan Les réseaux de capteurs sans fils Lordonnancement dactivité La couverture de surface par des ensembles connectés La couverture simple Hypothèses principales et revue de la littérature Contributions Les relais de couverture de surface Un protocole affranchi de découverte de voisinage Extension à la couverture multiple Impact de laléa du canal radio Amélioration d'algorithmes existants Comportements de nos contributions Conclusion et perspectives

63 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 63 Conclusion Couverture simple Propositions de solutions localisées à faible coût Garantie de connexité pour tout rapport entre Rc et Rs Couverture multiple Extension des algorithmes localisés Deux approches étudiées Plate : simple modification de lévaluation locale de couverture Par couches : modification des mécanismes de décision K-couverture par couches : surveillance par k ensembles disjoints connectés Contrôle accru de lactivité des capteurs au cours dune application Prise en compte dun modèle de communication plus réaliste Améliorations proposées pour les approches affectées Solutions robustes et toujours économiques

64 Antoine Gallais – Ordonnancement dactivité dans les réseaux de capteurs : lexemple de la couverture de surface 64 Perspectives Enrichir le modèle de communication Modélisation existante suffisante ? Pertes corrélées, interférences, … Connexité du réseau avec des liens probabilistes ? Implémentation des protocoles sur de vrais capteurs Disque unitaire pour les communications Disque unitaire pour la zone de surveillance Introduction de nouveaux modèles dobservation (modèles probabilistes, capteurs directionnels) Nœuds immobiles et positionnement parfait Impact dalgorithmes de localisation peu précis ? Impact ou exploitation de la mobilité (actionneurs) ?

65 Ordonnancement dActivité dans les Réseaux de Capteurs : lExemple de la Couverture de Surface Antoine Gallais


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