Etude comparative entre les deux protocoles de routage CTP et LEACH dans les réseaux WSNs

Abstract

Les réseaux de capteurs sans fil sont constitués d'un très grand nombre de très petits dispositifs de communication indépendants avec des ressources limitées. Il est actuellement considéré comme l'une des technologies qui changent notre mode de vie, grâce à son utilisation dans divers domaines d'application tels que la surveillance de zones, la surveillance de phénomènes physiques, la surveillance d'habitats, etc. Dans les réseaux de capteurs, les protocoles de routage créent des chemins entre n'importe quel noeud du réseau et la station de base pour assurer la précision du routage et une recherche de chemin optimale. Dans le mécanisme du protocole de routage plat, le noeud participant joue un rôle égal avec ses routeurs. D'autre part, le routage hiérarchique est utilisé pour diviser le réseau en sous-groupes « appelés groupes » pour faciliter la gestion du réseau. Dans ce mémoire, nous avons comparé les deux protocoles (CTP, LEACH) entre eux, selon les cas de puits (statique, régulier et aléatoire) et les cas des noeuds (statique, régulier et aléatoire). De plus, nous avons effectué une analyse des performances de ces protocoles en termes de consommation d'énergie, de paquets délivrées, de paquets dupliqués et de délai moyen de bout en bout. D'autre part, nous avons utilisé le simulateur Castalia sur OMNeT++ pour implémenter CTP qui appartient à la famille des protocoles de routage plats et LEACH avec des protocoles de routage hiérarchiques. Nous avons obtenus des meilleurs résultats avec le protocole CTP en termes de paquets délivrés et dupliqués. Pour le métrique paquet délivré, les noeuds aléatoires et le cas de sink aléatoire donne des meilleurs résultats, et en terme les paquets dupliqués, les meilleurs résultats avec les noeuds réguliers et le cas de sink statique. Et nous avons obtenus des meilleurs résultats avec le protocole LEACH en termes de consommation d'énergie et de délai moyen de bout en bout. Selon la consommation d'énergie, les meilleurs résultats avec les noeuds réguliers et le cas de sink aléatoire, et pour le dernier métrique (délai moyen), les noeuds statiques et le cas de sink aléatoire donne des meilleurs résultats.

تتكون شبكات الاستشعار اللاسلك ةٌ من عدد كب رٌ جدًا من أجهزة الاتصال المستقلة الصغ رٌة جدًا ذات الموارد المحدودة. تعتبر حال اًٌ واحدة من التقن اٌت الت تغ رٌ طر قٌة ح اٌتنا ، وذلك بفضل استخدامها ف مختلف مجالات التطب قٌ مثل مراقبة المناطق ، ومراقبة الظواهر الف زٌ اٌئ ةٌ ، ومراقبة الموائل ، وما إلى ذلك. ف شبكات الاستشعار ، تنشئ بروتوكولات التوج هٌ مسارات ب نٌ أي عقدة ف الشبكة والمحطة الأساس ةٌ لضمان دقة التوج هٌ وإ جٌاد المسار الأمثل. ف آل ةٌ بروتوكول التوج هٌ المسطحة ، تلعب العقدة المشاركة دورًا متساو اًٌ مع أجهزة التوج هٌ الخاصة بها. من ناح ةٌ أخرى ، تٌم استخدام التوج هٌ الهرم لتقس مٌ الشبكة إلى مجموعات فرع ةٌ "مجموعات تسمى" لتسه لٌ إدارة الشبكة. ف هذه المذكرة ، قمنا بمقارنة البروتوكول نٌ ) CTP ، LEACH ( ب نٌهما ، وفقًا لحالات الحوض )ثابتة ، عاد ةٌ وعشوائ ةٌ( وحالات العقد )ثابتة ، عاد ةٌ وعشوائ ةٌ(. بالإضافة إلى ذلك ، أجر نٌا تحل لًٌا لأداء هذه البروتوكولات من ح ثٌ استهلاك الطاقة والحزم المسلمة والحزم المكررة ومتوسط التأخ رٌ من طرف إلى طرف. من ناح ةٌ أخرى ، استخدمنا محاك Castalia على OMNeT ++ لتنف ذٌ CTP الذي نٌتم إلى عائلة بروتوكولات التوج هٌ المسطحة و LEACH مع بروتوكولات التوج هٌ الهرم .ً لقد حصلنا على نتائج أفضل مع بروتوكول CTP من ح ثٌ الحزم المسلمة والمكررة. بالنسبة لمق اٌس الحزم المسلمة، فإن العقد العشوائ ةٌ وحالة الحوض العشوائ ةٌ تعط نتائج أفضل ، ومن ح ثٌ الحزم المكررة ، فإن أفضل النتائج مع العقد العاد ةٌ وحالة الحوض الثابتة. وقد حصلنا على نتائج أفضل مع بروتوكول LEACH من ح ثٌ استهلاك الطاقة ومتوسط التأخ رٌ من طرف إلى طرف. وفقًا لاستهلاك الطاقة ، فإن أفضل النتائج مع العقد العاد ةٌ وحالة الحوض العشوائ ةٌ ، وبالنسبة للمق اٌس الأخ رٌ )متوسط التأخ رٌ( ، فإن العقد الثابتة وحالة الحوض العشوائ ةٌ تعط أفضل النتائج.