In Underwater Acoustic Sensor Networks (UWASNs), cameras have recently been deployed for enhanced monitoring. However, their use has faced several obstacles. Since video capturing and processing consume significant amounts of camera battery power, they are kept in sleep mode and activated only when ultrasonic sensors detect a target. The present study proposes a camera relocation structure in UWASNs to maximize the coverage of detected targets with the least possible vertical camera movement. This approach determines the coverage of each acoustic sensor in advance by getting the most applicable cameras in terms of orientation and frustum of camera in 3-D that are covered by such sensors. Whenever a target is exposed, this information is then used and shared with other sensors that detected the same target. Compared to a flooding-based approach, experiment results indicate that this proposed solution can quickly capture the detected targets with the least camera movement.

Ce document est dédié à mes travaux de recherche développés au cours des six dernières années sur la conception et l'évaluation de systèmes de réseaux sans fil et est le résultat d'un certain nombre de collaborations. En particulier, mon objectif principal a été le soutien à la livraison fiable de données dans les réseaux sans fil auto-organisés. La question centrale, qui a guidée mes activités de recherche, est la suivante: "quels sont les services réseaux sous-jacents à la bonne conception de stratégies de communication sans fil dans les systèmes de réseaux auto-organisés (fixe ou mobile)?". Les réseaux auto-organisés (WSONs) ont des caractéristiques intrinsèques et, par conséquent, nécessitent des solutions particulières qui les distinguent des réseaux traditionnels basés sur des graphes. Les différents types de WSONs nécessitent des services adaptatifs ciblés pour faire face à leur nature (i.e., la mobilité, la limitation des ressources, le manque de fiabilité des communications sans fil,. . .) et pour trouver une adéquation entre leur fonctionnement et l'environnement. Influencée par de telles observations, mes activités de recherche ont été guidées par l'objectif principal de fournir au niveau du réseau un soutien à la livraison fiable de données dans les réseaux sans fil auto-organisés. Les axes de recherche, que j'ai développés avec mes collègues dans ce contexte, sont classés comme étant des services adaptifs "au niveau noeud" et "au niveau réseau" et se distinguent par le niveau auquel l'adaptation est considérée. Mes contributions, liées à la première catégorie de service, reposent sur les services de localisation et de découverte de voisinage. En raison de la limitation de page, ce manuscrit est, cependant, consacré à la recherche que j'ai menée autour des services adaptatifs au niveau du réseau. Par conséquent, il est structuré en trois chapitres principaux correspondants à trois classes de services réseaux : des services de gestion de la topologie, des services de gestion des données et des services de routage et d'acheminement. Ma première contribution concerne des services de gestion de la topologie, qui sont réalisés grâce à l'adaptation des noeuds - en imposant une hiérarchie dans le réseau via la clusterisation ou en supprimant des noeuds du graphe du réseau en les éteignant - et par la mobilité contrôlée - qui affecte à la fois la présence de noeuds et de liens, ainsi que la qualité des liens dans le graphe du réseau. Se basant sur l'adaptation de noeuds, le protocole SAND, les systèmes VINCOS et NetGeoS qui portent respectivement sur la conservation d'énergie et sur l'auto-structuration des réseaux de capteurs sans fil (WSN) ont été proposés. Ensuite, se basant sur la mobilité contrôlée, des propositions, liées à la conception de trajectoire de Hilbert et du protocole Cover, ont été présentées. Elles se concentrent sur le déploiement de solutions pour la couverture de zone avec des noeuds mobiles et ont été conçues pour surveiller périodiquement une zone géographique ou pour couvrir des noeuds de capteurs mobiles (cibles). Considérant les services de gestion de données, mes contributions se rapportent à la collecte des données - qui implique des solutions de distribution de données avec des objectifs liés a l'organisation - et la diffusion des données - où les flux de données sont dirigés vers le réseau. Pour cela, les protocoles DEEP et Supple ont été conçus pour les réseaux de capteurs sans fil, tandis que FairMix et VIP delegation se concentrent sur la diffusion d'information dans les réseaux sans fil sociaux. En particulier, afin d'améliorer la diffusion des données, FairMix et VIP delegation, exploitent les similarités des intérêts sociaux des personnes ou des groupes dans les réseaux fixes ou l'aspect social de leurs interactions sans fil dans les réseaux mobiles. Finalement, mes travaux sur les services adaptatifs d'acheminement attaquent la problèmatique de la connectivité opportuniste dans les réseaux sans fil tolérants aux délais. Dans ce contexte, les protocoles Seeker et GrAnt ont été conçus et utilisent respectivement l'histoire du contact entre les noeuds (les schémas de contact et de communication) et les propriétés des réseaux sociaux de noeuds afin de prédire les futures rencontres et de mieux ajuster les décisions de transfert. Au regard des nouvelles possibilités de communication et du changement dynamique observé au cours des dernières années dans les réseaux sans fil, mes activités de recherche se sont progressivement orientés des réseaux auto-organisés connectés vers les réseaux connectés par intermittence et opportunistes. De cette façon, mes perspectives de recherche future sont: (1) tirer profit des schémas de mobilité incontrôlée des dispositifs mobiles pervasifs pour améliorer les efforts de perception collaborative; (2) regarder plus en profondeur les techniques de génération de graphes sociaux à partir des traces décrivant les contacts entre les noeuds; (3) étudier quels sont les facteurs ayant un impact (positif ou négatif) sur le succès de la diffusion de l'information dans les réseaux sociaux mobiles, et (4) étudier la possibilité d'adapter le codage réseau à la diffusion d'information dans les réseaux sociaux mobiles.

Hybrid Wireless Networks (HWNs) are composite networks comprises of different technologies, possibly with overlapping coverage. Users with multimode terminals in HWNs are able to initiate connectivity that best suits their attributes and the requirements of their applications. There are many complexities in hybrid wireless networks due to changing data rates, frequency of operation, resource availability, QoS and also, complexities in terms of mobility management across different technologies. A superstore is a very large retail store that serves as a one-stop shopping destination by offering a wide variety of goods that range from groceries to appliances. It provide all types services such as banking, photo center, catering, etc. The good examples of superstores are: Tesco (hypermarkets, United Kingdom), Carrefour(hypermarkets, France), etc. Generally, the mobile customer communicates with superstore server using a transaction. A transaction corresponds to a finite number of interactive processes between the customer and superstore server. A few superstore transactions, examples are, product browsing, Technical details inquiry, Financial transactions, billing, etc. This thesis aims to design and develop the following schemes to solve some of the above indicated problems of a hybrid wireless superstore network: 1 Transaction based bandwidth management. 2 Transaction-based resource management. 3 Transaction-based Quality of Service management. 4. Transactions-based topology management. We, herewith, present these developed schemes, the simulation carried out and results obtained, in brief. Transaction-based bandwidth management The designed Transaction-Based Bandwidth Management Scheme (TB-BMS) operates at application-level and intelligently allocates the bandwidth by monitoring the profit oriented sensitivity variations in the transactions, which are linked with various profit profiles created over type, time, and history of transactions. The scheme mainly consists of transaction classifier, bandwidth determination and transactions scheduling modules. We have deployed these scheme over a downlink of HWNs, since the uplink caries simple quires from customers to superstore server. The scheme uses transaction scheduling algorithm, which decides how to schedule an outgoing transaction based on its priority with efficient use of available BW. As we observe, not all superstore transactions can have the same profit sensitive information, data size and operation type. Therefore, we classify the superstore transactions into four levels based on profit, data size, operation type and the degree of severity of information that they are handling. The aim of transaction classification module is to find the transaction sensitivity level(TSL) for a given transaction. The bandwidth determination module estimates bandwidth requirement for each of the transactions. The transactions scheduling module schedules the transactions based on availability of bandwidth as per the TSL of the transaction. The scheme schedules the highest priority transactions first, keeping the lowest priority transaction pending. If all the highest priority transactions are over, then it continues with next priority level transactions, and so on, in every slot. We have simulated the hybrid wireless superstore network environment with WiFi and GSM technologies. We simulated four TSL levels with different bandwidth. The simulation under consideration uses different transactions with different bandwidth requirements. The performance results describe that the proposed scheme considerably improves the bandwidth utilization by reducing transaction blocking and accommodating more essential transactions at the peak time of the business. Transaction-based resource management In the next work, we have proposed the transaction-based resource management scheme (TB-RMS) to allocate the required resources among the various customer services based on priority of transactions. The scheme mainly consists of transaction classifier, resource estimation and transactions scheduling modules. This scheme also uses a downlink transaction scheduling algorithm, which decides how to schedule an outgoing transaction based on its priority with efficient use of available resources. The transaction-based resource management is similar to that of TB-BMS scheme, except that the scheme estimates the resources like buffer, bandwidth, processing time for each of transaction rather than bandwidth. The performance results indicate that the proposed TB-RMS scheme considerably improves the resource utilization by reducing transaction blocking and accommodating more essential transactions at the peak time. Transaction-based Quality of Service management In the third segment, we have proposed a police-based transaction-aware QoS management architecture for the downlink QoS management. We derive a policy for the estimation of QoS parameters, like, delay, jitter, bandwidth, transaction loss for every transaction before scheduling on the downlink. We use Policy-based Transaction QoS Management(PTQM) to achieve the transaction based QoS management. Policies are rules that govern a transaction behavior, usually implemented in the form of if(condition) then(action) policies. The QoS management scheme is fully centralized, and is based on the ideas of client-server interaction. Each mobile terminal is connected to a server via WiFi or GSM. The master policy controller (MPDF) connects to the policy controller of the WiFi network (WPDF)and the GSM policy controller(PDF). We have considered the simulation environment similar to earlier schemes. The results shows that the policy-based transaction QoS management is improves performance and utilizes network resources efficiently at the peak time of the superstore business. Transactions-Aware Topology Management(TATM) Finally, we have proposed a topology management scheme to the superstore hybrid wireless networks. A wireless topology management that manages the activities and features of a wireless network connection. It may control the process of selecting an available access points, authentication and associating to it and setting up other parameters of the wireless connection. The proposed topology management scheme consists of the transaction classifier, resource estimation module, network availability and status module and transaction-aware topology management module. The TATM scheme is to select the best network among available networks to provide transaction response(or execution). We have simulated hybrid wireless superstore network with five WiFi and two GSM technologies. The performance results indicate that the transaction-based topology management scheme utilizes the available resources efficiently and distributed transaction loads evenly in both WiFi and GSM networks based on the capacity.