Modélisation et évaluation de performances des protocoles MACde IEEE 802.15.4 des réseaux de capteurs sans fil.

Abstract

Le domaine des réseaux de capteurs sans fils est considéré comme l'une des technologies contemporaines les plus prometteuses. Il s'est créé pour offrir des solutions économiquement intéressantes et faciles à déployer pour la surveillance à distance et au traitement des données dans les environnements complexes et distribués. Un réseau de capteurs sans fil est constitué d'un ensemble de nœuds qui ont des capacités de mesures, de stockage, de traitement des données et de communication sans fil. De nombreuses applications telles que les applications militaires, la surveillance de l’environnement et le suivi de biens ou de personnes,... présentent le besoin commun d’être constituées de réseaux composés de nœuds à faible débit, à faible coût et à faible consommation énergétique. D'où l'apparition des RCSFs. Le standard IEEE 802.15.4 représente le meilleur compromis pour les réseaux de capteurs sans fil. Dans ce travail, Nous allons nous baser sur l’analyse de performances des mécanismes MAC proposés par la norme IEEE 802.15.4, à savoir Aloha slotté et CSMA/CA slotté. L’analyse des résultats nous permettra de définir les paramètres ayant un impact sur les performances du réseau. Pour ce faire, nous proposons une modélisation analytique par chaîne de Markov pour le mécanisme ALOHA slotté de la norme IEEE 802.15.4 qui est le premier dans la littérature considérant un mode beacon, un trafic saturé et un canal idéal. Notre modèle est capable d’estimer la fiabilité, l’énergie consommée, le débit et le délai. Par la suite, une évaluation de l’effet de quelques paramètres sur les performances du réseau est effectuée. Enfin, nous constatons que CSMA/CA offre par rapport à ALOHA, une meilleure fiabilité, une énergie consommée minimale, un délai très petit et un débit de données élevé. Avec l’augmentation de la taille du réseau et de la taille des paquets, de très bons résultats sont obtenus, à partir duquel on constate que CSMA/CA est le plus adapté.