Généralités sur les Réseaux VANET

Définition Vehicular Ad-Hoc Network (réseau Ad-Hoc de véhicules), ou VANet, est une forme de Mobile Ad-hoc Networks (réseau mobile Ad-Hoc), pour fournir des communications au sein d’un groupe de véhicules à portée les uns des autres et entre les véhicules et les équipements fixes à portée, usuellement appelés équipements de la route. La plupart des sujets d’intérêt des MANet le sont aussi pour les VANet, à quelques détails prés. Plutôt que de se déplacer au hasard, les véhicules tendent à se déplacer d’une façon organisée. Les interactions avec les équipements de la route peuvent de même être caractérisées de manière assez exacte. Et finalement, la plupart des véhicules sont limités dans leur gamme de mouvement, par exemple en étant contraint de suivre une route pavée. En outre, en 2006 le terme MANet décrit la plupart du temps un domaine de recherche universitaire, et le terme VANet peut-être son domaine d’application le plus prometteur. Les réseaux véhiculaires sont une projection des systèmes de transports intelligents (Intelligent Transportation System – ITS). Les véhicules communiquent les uns avec les autres par l’intermédiaire de la communication inter-véhicule (Inter-Vehicle Communication – IVC) aussi bien qu’avec les équipements de la route par l’intermédiaire de la communication d’équipement-à-Véhicule (Roadside-to-Vehicle Communication – RVC). le but optimal est que les réseaux véhiculaires contribueront à des routes plus sûres et plus efficaces à l’avenir en fournissant des informations opportunes aux conducteurs et aux autorités intéressées.

Le protocole AODV

Le protocole de routage AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector) est un protocole, Ce protocole crée les routes au besoin et utilise le principe de numéro de séquence afin d’utiliser les routes les plus nouvelles, dites encore les plus fraîches. En plus, il utilise le nombre de sauts comme métrique pour choisir entre plusieurs routes disponibles. Trois types de paquets sont utilisés par AODV : les paquets de requête de route RREQ (Route Request Message), les paquets de réponse de route RREP (Route Reply Message) et les paquets d’erreur de route RERR (Route Error Message). En plus de ces paquets, AODV invoque des paquets de contrôle HELLO qui permettent de vérifier la connectivité des routes. AODV repose sur deux mécanismes : découverte de route et maintenance de route. La découverte de route permet de trouver une route pour atteindre une destination et la maintenance de route permet de détecter et signaler les coupures de routes provoquées éventuellement par la mobilité des noeuds. Le protocole DSR Le protocole de routage DSR (Dynamic Source Routing), Ce protocole crée les routes à la demande comme le protocole AODV. Il utilise la technique « routage à la source » dans laquelle la source inclut dans l’entête du paquet la route complète par laquelle un paquet doit passer pour atteindre sa destination. Les noeuds intermédiaires entre la source et la destination n’ont pas besoin de maintenir { jour les informations sur la route traversée puisque la route complète est insérée dans l’entête du paquet. DSR est composé de deux mécanismes : la découverte de route et la maintenance de route. Le premier permet de chercher les routes nécessaires { la demande, tandis que le second permet de s’assurer de la maintenance des routes tout au long de leur utilisation.

Le protocole ZRP

Le protocole de routage ZRP (Zone Routing Protocol), est un protocole hybride qui combine les deux approches proactives et réactive. Le protocole ZRP divise le réseau en différentes zones. Pour chaque noeud, il définit une zone de routage exprimée en nombre de sauts maximal σ. Ainsi, la zone de routage d’un noeud inclut tous les noeuds qui sont à une distance au maximum de σ sauts. Les noeuds qui sont exactement { σ sauts sont appelés noeuds périphériques. À l’intérieur de cette zone, ZRP utilise un protocole proactif et { l’extérieur de cette zone de routage, il fait appel à un protocole réactif. Le protocole proactif est IARP (IntrAzone Routing Protocol), et celui réactif est IERP (IntErzone Routing Protocol),Chaque noeud doit tout d’abord connaître ses voisins. Pour cela, ZRP utilise soit le protocole de contrôle d’accès au support (MAC) pour connaître les voisins immédiats ou le protocole NDP (NeighbourDiscovery Protocol) pour la transmission et la gestion des échanges de messages HELLO. Par la suite, chaque noeud invoque le protocole IARP pour découvrir les routes vers tous les autres noeuds qui se trouvent dans sa zone de routage. Cependant, le protocole IERP est utilisé à la demande pour chercher les routes entre un noeud et une destination qui se trouvent { l’extérieur de sa zone de routage. Un troisième protocole BRP (Bordercast Résolution Protocol), est inclus avec IERP pour guider la propagation des requêtes de recherche de route dans le réseau. BRP utilise les données de la topologie fournies par le protocole IARP afin de construire sa liste des noeuds de périphérie et la façon de les atteindre.

Architecture d’un réseau VANET : Un réseau VANET est perçu comme un cas particulier de réseaux MANETs dans lesquels les contraintes d’énergie sont relaxées, et où le modèle de mobilité n’est pas aléatoire, mais prévisible (réseau routier), avec une très forte mobilité. Cette architecture peut être utilisée dans les scénarios de diffusion d‟a1lertes (p.ex., freinage d’urgence, collision, ralentissement, etc.) ou pour la conduite coopérative (p.ex., la priorité au carrefour, la consigne de vitesse au feu, l’indication de raccourcis, l’assistance de changement de voie, le contrôle d’accès, la réservation de places de parking, etc.). En effet, dans le cadre de ces applications pour la sécurité routière, les réseaux à infrastructure montrent leurs limites surtout en termes de délai; aussi le soutien de l’infrastructure n’est pas prévu pour être disponible de façon partout. Il est clair qu’une communication ad-hoc multi-sauts est plus performante qu’une communication passant par un réseau d’opérateurs. Dans ce mémoire, nous nous concentrons sur la simulation d’un réseau VANET, qui jouera un rôle important dans les réseaux véhiculaires. L’intégration des communications et des fonctions informatiques dans les véhicules est faite dans le but de réaliser la communication des véhicules. Le but principal de VANET est de fournir : (1) La prévention et la sécurité routière, les VANETs peuvent améliorer la prévention routière de façon significative, en alertant le conducteur d’une situation dangereuse. Ils permettent également d’élargir le champ de perception du conducteur à celui de l’ensemble des véhicules avec lesquels il peut communiquer, alertes en cas de violations imminentes ou des feux de circulation, notification en cas de freinage urgent; (2)

L’optimisation du trafic, le trafic automobile peut être grandement amélioré grâce à la collecte et au partage des données collectées par les véhicules. Une voiture peut, par exemple, être avertie d’un embouteillage, d’un éboulement de rochers ou d’un accident avant qu’elle ne s’en approche, ce qui lui permet de ne pas emprunter la route qui y mène; (3) Le confort des passagers, les réseaux véhiculaires peuvent aussi améliorer le confort des passagers. En dehors de la sécurité routière et de l’efficacité, les VANETs peuvent également soutenir d’autres applications comme le télépéage, l’accès Internet, le parking, le divertissement instructif, les mises à jour du trafic, etc. Pourtant, la sécurité est restée le principal objectif de la recherche VANET. Une littérature abondante est disponible sur le classement des applications VANET. Afin de faire communiquer les véhicules, il nous faut un système facile à mettre en place et viable en extérieur. Un dispositif électronique spécial sera placé à l’intérieur De chaque véhicule, qui fournira la connectivité ad-hoc de réseau pour les passagers. Ce réseau tend à fonctionner dans n’importe quelle communication d’infrastructure, de client ou de serveur. Chaque véhicule embarque une plateforme de communication appelée OBU (On Board Unit). Cette plateforme est utilisée par une ou par plusieurs applications appelées AUs (Applications Units). Quant aux points d’accès disposés le long des routes et constituant l’infrastructure fixe, ils sont nommés RSUs (Road-Side Units). Les véhicules équipés des OBU seront des noeuds dans le réseau ad-hoc et ils pourront recevoir et transmettre par relais d’autres messages dans le réseau sans fil. L’OBU est composé de : (1) Émetteur; (2) Antenne omnidirectionnelle; (3) Processeur; (4) Appareil GPS; (5) Cartes numériques; et (6) Capteurs..