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Domain Networks
Domain - extra Distributed algorithms
Year 2014
Starting septembre 2014
Status Open
Subject Concevoir un modèle distribué de réseau de capteurs incluant les éléments permettant d'analyser la consommation d'énergie des capteurs, leur mobilité et les conséquences de ces phénomènes sur le réseau.
Thesis advisor BEAUQUIER Joffroy
Co-advisors Burman Janna
Laboratory LRI ParSys
Collaborations PRiSM Versailles (Laurence Pilard)
Abstract Nous proposons de concevoir un modèle distribué de réseaux de capteurs incluant les éléments permettant d'analyser la consommation d'énergie des capteurs et ses conséquences sur le temps de vie du réseau. Nous nous intéresserons également à la conception d'un modèle pour la mobilité, modèle issu des promenades de Lévy. La validation des modèles énergétique et de mobilité développés s'effectuera d'abord, et c'est là que réside le côté novateur de ce projet, de manière analytique et ensuite à l'aide de simulations et d'expérimentations. Ces modèles permettront de calculer la complexité d'algorithmes dédiés aux réseaux de capteurs en termes d'énergie consommée.
Context Un contexte important dans lequel apparaissent des réseaux avec de telles capacités est celui des réseaux de capteurs. Le champ d'application des réseaux de capteurs est extrêmement large.
Les solutions développées pour les réseaux filaires ne conviennent pas pour de tels réseaux.
Les capteurs présentent un certain nombre de caractéristiques nécessitant de les étudier en particulier, notamment sur les points suivants :
leur capacité limitée en énergie, en puissance de calcul et en espace mémoire ;
leur mobilité ;
leur faible fiabilité (crash, corruption de mémoire) ;
un mode de communication non fiable (collisions) et sans fil.
De plus, les réseaux de capteurs sont sans infrastructure et dynamiques et peuvent donc être déployés à très grande échelle. Tous ces points ont un dénominateur commun, crucial : l’économie d’énergie.

Objectives C’est l'aspect "économies d'énergie" que nous voulons aborder dans le projet proposé. Il existe déjà de très nombreuses études expérimentales, à base de simulations, ou encore analytiques, mais dans la plupart des cas, probabilistes.
D'autre part, la plupart des études existantes présupposent l'existence d'identificateurs. C'est cette hypothèse qui permet, par exemple, de construire des systèmes hiérarchiques de clusters et ainsi d'avoir des communications moins gourmandes en énergie 6. Nous voulons traiter une situation plus basique, dans lesquels les capteurs ne disposent que de quelques bits de mémoire.
Nous voulons, en même temps, progresser sur la modélisation de la mobilité des agents.
Work program Dans une première phase, la littérature sur le sujet sera étudiée de manière extensive. En particulier l’accent sera mis sur les modèles de graphes dynamiques ("time varying graphs" 13, ou modèles probabilistes 11) et des protocoles de populations 14, qui sont des modèle formels exacts pour les réseaux d’agents mobiles, mais qui ne permettent de prendre en compte ni l’énergie, ni la mobilité.
Ensuite nous définirons des modèles étendus, permettant de prendre en compte l’énergie dissipée et fournissant un modèle de mobilité précis.
Puis nous étudierons des solutions à des problèmes classiques (collecte de données, élection de leader, diffusion, routage opportuniste, synchronisation, …), dans l’optique de minimiser l’énergie dissipée et les déplacements des capteurs. Ce calcul de complexité sera mené de manière analytique, dans les cas où le calcul est possible.
Extra information Cf. le pdf attaché.
Prerequisite Connaissances de base en réseaux, algorithmes répartis et de théorie des probabilités.
Details Download Thèse.pdf
Expected funding Institutional funding
Status of funding Expected
Candidates
user Joffroy.Beauquier
Created Tuesday 11 of March, 2014 18:56:44 CET
LastModif Tuesday 11 of March, 2014 18:56:44 CET
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