Evaluation des Performances d'un Mécanisme d'Economie d'Energie d'un Réseau de Capteurs Sans Fil

Abstract

Durant ces dernières années, nous avons été marqués par un développement très rapide des techniques et technologies dans les domaines de l'électronique, la mécanique et les technologies de communication sans fil. Ces innovations ont permis de créer de petits objets communicants équipés de capteurs à un coût raisonnable. De nos jours, l'essor des réseaux de capteurs sans fil (RCSF) représente une bonne thématique de recherche. Ces réseaux de capteurs sont composés d'un grand nombre de nœuds ou capteurs communiquant entre eux et déployés sur une zone donnée afin de mesurer une donnée telle que la température, l'humidité, la luminosité, etc. Ceci dans la plupart des cas, dans le but de surveiller un évènement. La conservation d'énergie dans ces réseaux est très importante. Les capteurs que nous considéronssont alimentés par des batteries non rechargeables. Ainsi, la conservation de cette ressource très limitée auniveau des nœuds capteurs influe directement sur la durée de vie du RCSF. Afin de conserver l’énergie dans ce vaste domaine qui est l’objectif de notre travail, nous allonsproposer des modèles basés sur les files d’attente avec vacances sous la politique de N-Policy et les filesd’attente avec rappel pour le principe de retransmission des paquets, en utilisant les chaines de Markov àtemps continu (CMTC). Après avoir fait l’analyse des chaine modélisées, nous allons implémenter desalgorithmes permettant de calculer le générateur infinitésimal de la chaine de Markov et les différents indices de performances ou l’énergie consommée et l’une des indices en utilisant deux méthodesdifférentes une exacte et l’autre approximative, afin de faire une comparaison entre les deux méthodes en calculant quelques métriques de comparaison. Mots clés : Réseaux de capteurs sans fil, files d’attente avec vacance, files d’attente avec rappel, N_Policy, chaines de Markov, Conservation d’énergie, indices de performances. In recent years, we have been marked by a very fast development of techniques and technologies in the fields of electronics, mechanics and wireless communication technologies. These innovations have made it possible to create small communicating objects equipped with sensors at a reasonable cost. Today, the growth of wireless sensor networks (WSN) is a good research theme. These sensor networks are composed of a large number of nodes or sensors communicating with each other and deployed over a given area in order to measure data such as temperature, humidity, brightness, etc. This in most cases, for the purpose of monitoring an event. The conservation of energy in these networks is very important. The sensors that we consider are powered by non-rechargeable batteries. Therfore, the conservation of this very limited resource at the sensor nodes directly affects the life of the WSN. In order to conserve energy in this vast area which is the goal of our work, we will propose models based on the queues with vacations under the N-Policy and retrial queues for the principle of retransmission of the packets using continuous time Markov chains (CMTC). After the analysis of the chains modeled we will implement algorithms allowing to calculate the infinitesimal generator of the Markov chain and different performance measures or the energy consumption is one of the measures using two different methods an exact and an approximation one in order to make a comparison between the two methods by calculating some comparison metrics. Keywords: Wireless sensor networks, Queues with vacancy, Retrial queues, N-Policy, Markov chains, Conservation of energy, performance indices.