Les réseaux sans fil multisauts présentent un certain nombre d'intérêts car ils n'ont pas besoin d'infrastructure fixe, sont peu coûteux et sont simples d'utilisation. Le mode DCF de IEEE 802.11 est souvent utilisé comme le protocole d'accès au canal pour les nœuds dans ces réseaux. Un avantage de ce protocole est qu'il est facile à implémenter. Pourtant, ses performances dépendent de deux facteurs importants : le partage du canal sans fil et les collisions entre paquets provenant des nœuds cachés. L'évaluation de ces paramètres est donc importante afin d'améliorer la performance de ce protocole. La première partie de la thèse est consacrée à l'évaluation de la bande passante disponible. C'est un paramètre qui est souvent utilisé pour le contrôle d'admission ou pour le routage dans ces réseaux. Dans la littérature, il existe de nombreuses méthodes qui permettent d'estimer la bande passante disponible sur un lien sans fil. Pourtant, ces méthodes ne prennent pas en compte la notion de retransmission qui est définie dans IEEE 802.11 et qui a clairement des impacts sur la bande passante disponible. Nous proposons donc une nouvelle méthode passive, appelée RABE (Retransmission-based Available Bandwidth Estimation). Notre méthode se base principalement sur des informations locales qui peuvent être détectées par chaque nœud du lien. Nous évaluons également la probabilité de collisions non conditionnelle des paquets provenant des nœuds cachés via un modèle analytique. Cette probabilité nous permet d'estimer le nombre moyen de retransmissions qui est ensuite utilisé pour évaluer d'autres paramètres utilisé par RABE. Les simulations réalisées avec le simulateur ns2.33 montrent que notre méthode produit des résultats plus précis que d'autres méthodes existantes / The first part of the thesis is devoted to the evaluation of the available bandwidth. This is a parameter that is often used for admission control in these networks. In the literature, there are many methods for estimating the available bandwidth on a wireless link. However, these methods do not take into account the concept of retransmission which is defined in IEEE 802.11 and have clear impacts on the available bandwidth. We propose therefore a new passive method called RABE (Retransmission-based Available Bandwidth Estimation). Our method is based mainly on local information that can be detected by each node. We also evaluate the unconditional collision probability of packets from hidden nodes via an analytical model. This probability allows us to estimate the average number of retransmissions, which is then used to evaluate other parameters used by RABE. The simulations performed with the simulator ns2.33 show that our method produces more accurate results than other existing solutions. In the second part, we focus on the distribution of idle periods of a node that is often used to evaluate the performance of wireless networks based on IEEE 802.11. The problem is that there are different assumptions for this distribution in literature. We first characterize different types of idle periods in some fundamental scenarios such as the scenario as asymetric hidden stations and the scenario of flow in the middle. We then generalize these types of idle periods for relatively highly loaded networks. The obtained simulation results in ns2.33 are similar to our proposed model. This work also brings out that these distributions are multimodal, unlike what is often assumed in the literature

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2017-08-30T18:33:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Diego_Cananea_Dissertacao_Mestrado_CIn_UFPE.pdf: 981557 bytes, checksum: ea7555320bfcb0316c7f0fa816288cef (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T18:33:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Diego_Cananea_Dissertacao_Mestrado_CIn_UFPE.pdf: 981557 bytes, checksum: ea7555320bfcb0316c7f0fa816288cef (MD5) Previous issue date: 2016-09-08 / A estimação da capacidade e da banda disponível em redes têm sido objeto de diversas pesquisas nos últimos anos, principalmente por causa da evolução das tecnologias e crescimento do uso da Internet. Tais técnicas são de grande importância para que seja possível fazer um melhor aproveitamento da transmissão dos dados, evitando tanto a subutilização quanto o esgotamento de recursos. Existem inúmeros usos para as técnicas de estimação de banda, dentre as quais podemos citar streaming multimídia, aplicações peer-to-peer, protocolos de roteamento baseados na banda disponível, qualidade de serviço, protocolos de transporte fim a fim, entre outros. Com o interesse cada vez maior nestes tipos de aplicações, principalmente na transmissão de vídeo e áudio, a estimação de banda tem sido de bastante interesse para pesquisadores. A estimação de banda disponível em redes sem fio por si só já é um desafio para os pesquisadores e o novo padrão IEEE 802.11n trouxe novos mecanismos para otimizar a transmissão dos dados, alcançando assim maiores taxas. Porém, tais fatores contribuem para que as técnicas hoje existentes encontrem problemas ao tentarem estimar a banda disponível, causando assim resultados que deixam a desejar. Esta pesquisa demonstra experimentalmente a influência dos novos fatores adicionados pelo novo padrão, como a agregação de quadros e de canais, em técnicas ativas de estimação de banda disponível. É possível verificar, então, que todas tem sua acurácia diminuída, causando erros de estimações. Verificamos que mesmo no cenário mais simples, onde os novos fatores são desativados, boa parte dos métodos analisados obtiveram uma performance aquém do esperado, corroborando com a afirmação de que o ambiente de redes sem fio é um grande desafio para o desenvolvimento deste tipo de técnica. A técnica de estimação YAZ se mostrou mais robusta que as demais, aproximando-se dos valores de referência em quase todos os cenários propostos, com exceção para a agregação de quadros. Em uma análise mais específica de seu algoritmo, podemos demonstrar o porquê do erro no resultado da estimação de banda disponível neste contexto. / The estimation of capacity and available bandwidth in computer networks have been the subject of several studies in recent years, mainly because of changing technologies and increasing use of the Internet. Such techniques are of great importance to be able to make better use of data transmission, avoiding both underuse as resource depletion. There are numerous uses for bandwidth estimation techniques, among which we can mention textit stream multimedia applications textit peer-to-peer, routing protocols based on available bandwidth, quality of service, end to end transport protocols, among others. With the growing interest in these types of applications, especially in video and audio transmission, bandwidth estimation has been of great interest to researchers. The estimation of available bandwidth in wireless networks is itself a challenge for researchers and the new IEEE 802.11n standard has brought new mechanisms to optimize the transmission of data, thus achieving higher rates. However, these factors contribute to that existing techniques encounter problems when trying to estimate the available bandwidth, thus causing results that fall short. This research experimentally demonstrates the influence of new factors added by the new standard, such as frame aggregation and channels in active techniques for available bandwidth estimation. It’s possible see, then, that all has its diminished accuracy, causing estimation errors. We found that even in the simplest scenario, where new factors are disabled, most of the methods discussed perform so below expectations, supporting the claim that the wireless network environment is a major challenge for the development of this type of technique . The YAZ estimation technique was more robust than the others, approaching the reference values in almost all proposed scenarios, except for the frame aggregation. In a more specific analysis of their algorithm, we can demonstrate why the error in the result of the available bandwidth estimation occurs in this context.