Application au routage multicritère dans les réseaux ad hoc sans fil

Les réseaux ad hoc sans fil sont des réseaux auto-adaptatifs formés par un ensemble de terminaux sans fil qui établissent une topologie afin de communiquer. L’objectif de la tâche du routage dans ces réseaux est de trouver un chemin efficace (au sens large) entre un nœud source donné et un nœud destinataire. Comme la portée des nœuds est relativement petite, les chemins utilisés pour la communication sont souvent compo- sés de plusieurs nœuds intermédiaires. De plus, la tâche du routage doit optimiser un certain nombre de critères relatifs à la qualité de service QoS (Quality of Service), en l’occurrence le délai, le taux de perte, la gigue, etc. Dans ce contexte, la majorité des protocoles de routage introduits dans la littérature prennent uniquement le nombre de sauts comme métrique à optimiser et négligent, par conséquent, les exigences des ap- plications en termes de différents critères de QoS. Cependant, le problème de routage dans les réseaux ad hoc sans fil est typiquement une problématique de décision multi- critère, dans ce sens que plusieurs critères, souvent contradictoires, sont impliqués dans le processus de décision. Dans ce chapitre, nous comparerons la méthode de la poupée russe à la méthode de la somme pondérée, dans le cas du routage dans les réseaux sans fil.

Ce problème consiste à choisir le meilleur chemin en fonction des exigences des applications du réseau. Par exemple, une application de type VoIP peut accepter des taux de pertes relativement élevés, contrairement au délai qui doit être petit. D’un autre côté, une application de type transfert de fichier tel que FTP (File Transfer Pro- tocol) est sensible au critère du taux de perte, par contre, elle peut accepter des délais relativement élevés. La figure 4.1 illustre schématiquement la problématique de rou- tage multicritère dans les réseaux ad hoc sans fil. La partie droite de la figure illustre la topologie du réseau qui comporte plusieurs chemins entre le nœud source S et le nœud destinataire D. Chaque chemin est caractérisé par ses propres métriques (ou critères) tels que le délai, le taux de perte, la gigue, etc. Quant à la figure de gauche, celle-ci représente les alternatives non-dominées au niveau de la source. Chaque point dans l’espace des critères représente un chemin distinct dans le réseau. Nous pouvons remarquer qu’une problématique existe en ce qui concerne les chemins appartenant au front de Pareto. En effet, le chemin A est bon en termes de délai, mais relativement mauvais en termes de taux de perte. L’inverse est vrai pour le chemin B. De ce fait, le protocole de routage doit s’appuyer sur une méthode de décision multicritère, qui de- vra gérer le processus du choix des chemins en fonction des exigences des applications routées.

Ce chapitre est organisé comme suit. Premièrement nous exposons, dans la sec- tion 4.2, les travaux de recherche qui ont tenté d’incorporer la notion de décision multicritère dans le routage. Ensuite, la section 4.3 donne un aperçu du principe de l’apprentissage par renforcement qui est utilisé dans le protocole de routage. Puis, nous introduisons, dans la section 4.4, le protocole de routage, qui utilise la méthode de la poupée russe, afin de trouver les chemins les plus adaptés aux différents applications, selon leurs exigences. Ensuite, la section 4.5 montre une évaluation des performances de la méthode de la poupée russe comparée à la méthode de la somme pondérée. Enfin, nous concluons ce chapitre dans la section 4.6.cessus de routage. Une fois que l’importance des critères est quantifiée, une somme pondérée des critères est utilisée afin de transformer le problème de routage multicritère en un problème de routage monocritère. Cependant, dans la majorité des études, au- cune indication n’est donnée sur la méthode utilisée pour choisir la valeur des poids de quantification. Dans cette section, nous passerons en revue les études pertinentes qui ont tenté d’apporter des solutions au problème de routage dans les réseaux ad hoc sans fil.