Les études protocolaires sur les réseaux multi-sauts mobiles proposent d’améliorer la performance du réseau en liant le comportement des protocoles à sa dynamique d’évolution. Le protocole s’adapte à l’état du réseau grâce à un ensemble de métriques. Ainsi pour les protocoles de routage il s’agit de trouver des chemins tout en considérant l’état énergétique des nœuds, la bande passante des liens, la qualité de service, ou encore la dynamique de la topologie qui est liée à la qualité des liens sans fil et à la mobilité des éléments du réseau. Le travail présenté traite de l’adaptation à la mobilité dans les protocoles de routage et s’intéresse aux métriques de mobilité. Dans une première étape nous analysons le processus d’adaptation en en dégageant les caractéristiques, les contraintes et l’intérêt, et étudions qualitativement les métriques de mobilité. Nous examinons différents travaux de recherche ayant pour objet la mobilité et ses métriques dont nous proposons une taxinomie originale. Nous mettons en évidence l’intérêt des métriques obtenues par mesure locale et de voisinage. Dans une deuxième étape, nous évaluons par simulation les métriques. L’objectif est de déterminer une "meilleure" métrique de mobilité, c'est-à-dire celle qui apportera le plus de gain de performance à une adaptation protocolaire. Le postulat est que plus la métrique influe sur les performances d'un protocole, plus il est intéressant que le protocole adapte son comportement en fonction de sa valeur. L’analyse de corrélation entre performances et métriques, sur plusieurs protocoles de routage, ne permet pas de mettre en avant une meilleure métrique qui soit indépendante du contexte, à savoir de la densité ou du modèle de mobilité. Nous montrons néanmoins l’intérêt de la métrique durée de liaison. Finalement, nous développons deux applications à partir des métriques sélectionnées par l’analyse. Ce sont la densité, exprimée par le nombre de voisins, ainsi que la mobilité, exprimée par la durée de liaison pour la première application, et par le nombre d’erreurs de route pour la seconde application. La première application met en place un choix adaptatif des éléments MPR (Multi-Point Relay) dans le protocole de routage Optimized Link State Routing (OLSR), la deuxième développe une élection adaptative des chefs de clusters et un changement de mode adaptatif (avec ou sans structure) pour le protocole Cluster Source Routing (CSR). Pour les deux applications plusieurs stratégies d’adaptations sont considérées ; le meilleur résultat est obtenu dans les deux cas par la stratégie d'adaptation à la mobilité en plus de la densité. Ce travail se prolonge par l’étude de validation des résultats en rapport au modèle de mobilité. Nous en déduisons une méthode pour appliquer, selon les conditions de mobilité et de densité, des adaptations / Manquant

This master's thesis (further only MT) deal with problems of scale-free topology networks with a view to technology MANET (Mobile Ad hoc network) or more precisely Motorola MESH. Further studies routing technique and quality of services (QoS) in these networks. Theoretic part of MT in introduction shortly characterizes properties and kind of Ad hoc networks, next part is dedicated to technology Motorola MESH and shows practical usage of this technology. Analysis of problems quality of services and optimalization QoS in MANET is content third parts of MT. Fourth part specifies division of routing protocols, analysis of routing in MANET and characteristics routing protocols OLSR, AODV, DSR and TORA. In practical fifth part of MT are in introduction simulated simple MANET and mesh networks and further is created model of MANET network, into the model are implemented accessible routing protocols in simulation program OPNET Modeler and on the basis of simulation these protocols or more precisely output statisticians of simulation are protocols compared from several aspects and suitability for transmission of multimedia data (voice, video).

The thesis deals with MANET networks and it focuses on the routing process. Most attention is paid to the routing protocols AODV and OLSR. These protocols are described in the detail. The aim of the thesis is to create a simulation model of MANET network in OPNET Modeler environment. In this model the AODV protocol is configured. In order to achieve improved characteristics of the network traffic the routing protocol parameters are optimized. Furthermore the process model of AODV protocol in this environment is studied and extended by a new type of message, which allows a transfer of current transmission speed of MANET station network interface. Current transmission rate of stations is retrieved from the statistics. Every station periodically sends a message to neighboring nodes. The node stores the information into the file when a new message arrives.

On the battlefield, having accurate positions of allied troops is crucial for making effective decisions. However, obtaining this information can be challenging, particularly outside of one's own battalion network. This research focuses on developing and evaluating methods for disseminating digital geographic position data between different interconnected radio networks in a military context. The radio networks in question are ad hoc networks that use a Wide Band Waveform (WBWF) as their communication waveform. The objective is to transfer position data between networks without overloading them. The networks have a limited bandwidth and it's shared among all nodes belonging to the network. A node is a unit with a radio at hand that can communicate with other similar configured radios. To allow networks to communicate with each other, some nodes, called gateway nodes, are geared with a second radio. The second radio is used to communicate with other nearby battalions. Protocols and algorithms can use these gateway nodes to transfer data between different networks. The research evaluates two methods, one is based on Simplified Multicast Forwarding (SMF) combined with Optimized Link State Routing (OLSR) and the other is a self-developed algorithm called Gateway Node Election (GNE) algorithm. The GNE algorithm gives control to the gateway nodes, allowing for more selective transmission of position data between different networks. To evaluate the performance of methods this thesis uses a simulation tool called Aquarius to measure the performance of the methods in various scenarios, including bandwidth usage and message age. The result shows that the GNE algorithm, compared to SMF, uses less network bandwidth and it's a more robust solution since it gives redundancy by transmitting packets again if they weren't received. The findings of this research will contribute to improving the dissemination of critical information among different radio networks in a military context.

Les incitations économiques et environnementales poussent dorénavant à intégrer des considérations énergétiques dès les premiers stades de développement des réseaux. Dans les réseaux sans fil multi-sauts, l'approche la plus courante consiste à répartir le trafic sur l'ensemble des nœuds afin de réduire équitablement la consommation énergétique de chacun, avec pour objectif la maximisation de la durée de vie du réseau. Or cette approche n'est pas optimale vis-à-vis de la consommation globale du réseau, le niveau d'activité d'un nœud n'ayant souvent que peu d'influence sur sa propre consommation. Nous montrons que la meilleure approche consiste à éteindre un maximum de nœuds. Parmi les travaux réalisés, nous avons développé une solution s'appuyant sur de la programmation linéaire en nombres entiers et des simulations de graphes et de réseaux. La solution proposée permet ainsi une agrégation de flux optimale, réduisant significativement le nombre de nœuds utilisés dans le réseau. Afin de la rendre applicable en pratique, une heuristique est détaillée permettant une mise en œuvre distribuée grâce à l'utilisation d'une métrique de routage. Ainsi, tout algorithme de plus court chemin peut nativement réaliser de l'agrégation de flux efficace. Il est important de souligner que la qualité de service en termes de débit est respectée. En effet, les interférences sont prises en compte et il est possible de profiter de la synergie offerte par l'utilisation conjointe de l'agrégation de flux et du codage réseau. Nos résultats améliorent significativement les méthodes d'économie d'énergie basées sur l'extinction des nœuds en leur permettant d'en éteindre davantage. / Economic and ecologic incentives are now leading people to design networks with energetic considerations at early stages of development. Most of the works for multi-hop wireless networks tend to spread the traffic uniformly over the network to reduce the energy consumption of each node individually. However, considering that the traffic of a node doesn't impact significantly its energy consumption, this approach is not optimal regarding the global energy consumption of the network. Finding a way to turnoff as much node as possible seems then to be a better way. This PhD thesis focus on routing a set of flows over a multi-hop wireless network while minimizing the number of used nodes. This is done by using a distributed metric that allows the shortest path routing algorithms to perform flow aggregation. Using integer linear programming and simulations, we proposed an efficient solution to aggregate flows to significantly reduce the number of nodes used in the network. It allows, then, to improve algorithms that reduce the energy consumption of networks by increasing the number of nodes that can be turned off.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-02-05T19:42:01Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Diógenes Antonio Marques José - 2014.pdf: 9980108 bytes, checksum: eea0a39505448f7845d92bdbb4716ff2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-02-05T19:42:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Diógenes Antonio Marques José - 2014.pdf: 9980108 bytes, checksum: eea0a39505448f7845d92bdbb4716ff2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-05T19:42:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Diógenes Antonio Marques José - 2014.pdf: 9980108 bytes, checksum: eea0a39505448f7845d92bdbb4716ff2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-06-05 / This work contributes with an extension to the Optimized Link State Routing protocol (OLSR) called Fuzzy Cost OLSR (OLSR-FC). In order to prevent selfish nodes as well as to improve the traffic flow over Mobile Ad-hoc Networks (MANETs), the routing metrics implemented in OLSR-FC make use of a Fuzzy Inference System (FIS) composed of 8 inference rules. Aiming at the choose of paths with low packet loss, better energy capacity and high connectivity, OLSR-FC implements a procedure of election of routes that takes into account the following parameters: Packet Loss Index (PLI), Residual Energy (RE) and Connectivity Index (CI). The OLSR-FC was evaluated by simulation through the NS- 2, in which two scenarios were implemented: a static one with 10 nodes (in testing phase), and a mobile one with up to 50 nodes. In the former scenario, a comparison was made between OLSR-FC and the original OLSR protocol which results showed that OLSR-FC overcomes OLSR in terms of throughput the packet loss. In the latter scenario, besides the original OLSR protocol, OLSR-FC was also faced up with the OLSR-ETX, OLSR-ML and OLSR-MD extensions in terms of the following performance metrics: throughput, energy consumption, packet loss rate, overhead, delay end-to-end, jitter, and packet delivery rate. In this context, results pointed that OLSR-FC achieved better performance in scenarios with a maximum of 10% of selfish nodes in comparison with every OSLR extension and the OLSR. Besides, by evaluating the main network performance metrics, such as throughput and delivery packet rate, OLSR-FC achieved eleven favorable cases against five cases in comparison with OLSR protocol. / O presente trabalho propõe uma extensão ao protocolo Optimized Link State Routing (OLSR) denominada OLSR Fuzzy Cost (OLSR-FC). A métrica de roteamento utilizada pelo OLSR-FC faz uso de um Sistema de Inferência Fuzzy (SIF), composto por 8 regras de inferência, que tem como objetivos evitar nós egoístas e melhorar o fluxo do tráfego nas redes móveis ad-hoc (MANETs). O critério de escolha de rotas leva em consideração os seguintes parâmetros: Índice de Perda de Pacotes (IPP), Energia Residual (ER) e Índice de Conectividade (IC), o propósito disso, consiste em escolher caminhos que possuam baixa perda de pacotes, melhor capacidade energética e alta conectividade. A proposta foi avaliada por simulação utilizando o simulador de redes NS-2. Foram considerados na avaliação dois cenários, um estático com 10 nós (utilizado na fase de testes) e um móvel com até 50 nós. No cenário estático o OLSR-FC foi comparado ao OLSR e os resultados mostraram que a proposta obtém vantagens com relação às métricas de desempenho vazão e perda de pacotes. No cenário móvel o OLSR-FC, além do OLSR, foi comparado às extensões OLSR-ETX, OLSR-ML e OLSR-MD, com relação as seguintes métricas de desempenho: vazão, consumo de energia, perda de pacotes, overhead, atraso fim-a-fim, jitter e taxa de entrega de pacotes. Nesse contexto, os resultados obtidos mostram que em ambientes com até 10% de nós egoístas o OLSR-FC obtém melhor desempenho que as extensões testadas e com relação ao OLSR, na mesma situação, avaliando as principais métricas de desempenho de redes, como vazão e taxa de entrega de pacotes, o OLSR-FC obteve onze casos favoráveis contra apenas cinco casos do OLSR.

La notion de confiance, quoique implicite, est toujours présente dans le fonctionnement des protocoles, en particulier, entre les entités qui participent aux opérations de routage. <br />Dans notre travail, nous nous sommes intéressés à la gestion de la confiance (trust management) comme une solution de sécurité pour le protocole OLSR (Optimized Link State Routing Protocol). Cette approche s'adapte particulièrement à la nature mobile, ad-hoc, distribuée et auto-organisée des réseaux ad-hoc. De plus, la gestion explicite de la confiance permet aux entités de raisonner avec et à propos de la confiance, les rendant ainsi plus robustes pour la prise de décisions concernant les autres entités.<br />Nous commençons par une analyse du fonctionnement du protocole OLSR sous l'optique de la confiance. Ensuite, nous proposons un raisonnement basé sur la confiance pour permettre à chaque noeud d'évaluer le comportement des autres noeuds, de détecter les comportements malveillants, et donc de pouvoir décider de faire confiance ou non. Enfin, nous proposons une solution de prévention et des contremesures pour résoudre le cas d'une incohérence et contrer les comportements malveillants. Ces solutions ne nécessitent que peu de modifications sur le protocole OLSR et peuvent être étendues selon le type d'attaque et les besoins des utilisateurs.

Cette thèse examine les problématiques de sécurité liées à la protection du routage dans les réseaux ad hoc (MANETs). La thèse classifie les différentes attaques qui peuvent être portées et examine en détail le cas du protocole OLSR (Optimized Link State Routing). Une architecture de sécurisation basée sur l'ajout d'une signature numérique est étudiée et proposée. D'autres contre-mesures plus élaborées sont également présentées. Ces dernières incluent: la réutilisation d'informations topologiques précédentes pour valider l'état de lien actuel, l'évaluation de la véridicité des messages par analyse croisée avec la position géographique d'un noeud, et la détection des comportements suspects à l'intérieur du réseau par le contrôle de cohérence des flux ou l'écoute passif. La thèse analyse aussi les problèmes pratiques liées à la choix de l'algorithme de signature et la distributions des clés cryptographiques, et propose aussi des parades même en présence de noeuds compromis.

The Virginia Tech Center for Wireless Telecommunications' (CWT) Public Safety Cognitive Radio (PSCR) addresses the radio interoperability issues that plague many of the existing public safety radios — disparate frequency bands, incompatible modulation schemes and lack of active channel detection features. The PSCR allows the operator to scan for active channels, classify the detected channels, connect to any of the recognized waveforms and begin analog audio communication as well as bridge two incompatible waveforms together. The PSCR, although very useful, unfortunately is not portable enough to be used by public safety officials. The power requirement, processing requirement and equipment is respectively large, hungry and bulky. In this thesis, a possible solution to the portability problem is addressed by installing the PSCR in a public safety vehicle and using a Personal Digital Assistant (PDA) for remote access. The PDA allows the user to remotely scan, classify, talk, and bridge waveforms similar in operation to the PSCR. An ergonomically designed interface masks the channel and modulation selection procedure. This architecture can be extended to offer service to any remotely connected device. In the second part of this thesis, the concept of remote access is extended to a wide-area wireless public safety network. A public safety network consisting of heterogeneous devices is proposed utilizing a small number of backbone nodes. The major research focus of this section is the algorithm for distributing services across the network. Service discovery is optimized to reduce the overhead of service messages and multiple service distribution techniques are utilized depending on the location of the services. Simulation is performed to evaluate the performance of the service discovery protocol in terms of overhead, dissemination time and scalability. The proposed protocol is determined to be superior to the competition in the overhead and scalability tests. / Master of Science

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