Energy efficieny routing protocols for wireless sensor networks : Contribution to lifetime maximisation

Abstract

Actuellement, on constate un développement très rapide des réseaux de communication sans fils. Ce progrès a conduit à un intérêt important vers les réseaux sans fils sans infrastructure. En parallèle, le progrès de la miniaturisation des composants électroniques a fait émerger un type particulier d'équipements dédié à la surveillance à distance appelés réseaux de capteurs sans fils dont les domaines d'application sont très diverses (sécurité, santé, environnement, télécommunication, etc.). Ces réseaux ont des limitations matérielles et logicielles et sont déployés dans des environnements hostiles. Ce qui posent un défi pour la conception des réseaux de capteurs sans fils. Cette thèse propose des contributions au routage dans ces réseaux afin d’augmenter la durée de vie. La première contribution concerne le routage plat dans ces réseaux. Le principe de cette contribution est de ne laisser participer au routage que les nœuds dont l'énergie résiduelle est supérieure à l'énergie résiduelle moyenne du réseau pour que l'énergie des différents nœuds s'épuise de façon équitable. Trois contributions sont proposées dans la catégorie de protocoles hiérarchiques. La première propose un algorithme de formation de groupes basés sur l'évaluation de la distance du nœud à la station de base en passant par le cluster-head. Ainsi, les nœuds choisissent leurs groupes en se basent sur la distance de chaque nœud par rapport à chaque cluster-head et l'éloignement de ces cluster-heads de la station de base. La deuxième contribution exploite le fait qu'un nœud distant de la station de base consomme plus d'énergie qu'un nœud proche pour transmettre les données vers celle-ci. Alors, les nœuds ne doivent pas avoir le même cycle pour devenir des cluster-heads. Ainsi, on a proposé d’avoir des cycles inversement liés à la distance du nœud de la station de base. La troisième contribution traite la réduction de l'énergie consommée lors de la formation des groupes. Ainsi, au lieu de changer les cluster-heads à chaque période de transmission, notre contribution consiste à accorder à chaque nœud élu comme cluster-head de jouer ce rôle plusieurs périodes consécutives avant de céder ce rôle pour les autres nœuds.