MARNIE VODOUNOU DÉPARTEMENT DE GÉNIE ÉLECTRIQUE ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL

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1 UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL WIRELESS-DIFFSERV* : MODÈLE DE PROTECTION DIFFÉRENCIÉE CONTRE LES DÉGRADATIONS DE CANAL DANS LES RÉSEAUX MAILLÉS IEEE MARNIE VODOUNOU DÉPARTEMENT DE GÉNIE ÉLECTRIQUE ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL MÉMOIRE PRÉSENTÉ EN VUE DE L OBTENTION DU DIPLÔME DE MAÎTRISE ÈS SCIENCES APPLIQUÉES (GÉNIE ÉLECTRIQUE) DÉCEMBRE 2012 c Marnie Vodounou, 2012.

2 UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL Ce mémoire intitulé : WIRELESS-DIFFSERV* : MODÈLE DE PROTECTION DIFFÉRENCIÉE CONTRE LES DÉGRADATIONS DE CANAL DANS LES RÉSEAUX MAILLÉS IEEE présenté par : VODOUNOU Marnie en vue de l obtention du diplôme de : Maîtrise ès Sciences Appliquées a été dûment accepté par le jury d examen constitué de : M. FRIGON Jean-François, Ph.D., président Mme SANSÒ Brunilde, Ph.D., membre et directrice de recherche M. GIRARD André, Ph.D., membre et codirecteur de recherche M. CARDINAL Christian, Ph.D., membre

3 iii À ma famille

4 iv REMERCIEMENTS J aimerais exprimer ma profonde gratitude et mes sincères remerciements à l endroit de mes directeurs de recherche Mme Brunilde Sansò et M. André Girard pour avoir accepté d encadrer mon travail de recherche, pour la confiance accordée, pour les conseils prodigués et pour leur disponibilité. Je les remercie particulièrement pour le soutien matériel et financier et pour les commentaires pertinents dans ce projet de recherche. Je remercie également M. Jean-François Frigon et M. Christian Cardinal d avoir accepté de prendre part au jury de ce mémoire de maîtrise. Je tiens également à exprimer ma sincère gratitude et ma profonde reconnaissance à ma famille, qui m a été d un réel soutien durant cette aventure. Je remercie aussi Frédérique et Astrid, qui m ont tout le temps encouragée et incitée à ne pas baisser les bras pendant les moments difficiles, sans oublier Roméo, Japhet et Eric pour le soutien moral. Finalement, je tiens à remercier mes amis et collègues de travail du GERAD pour la bonne ambiance, Hadhami, Sami, Silvia, Luca et tout particulièrement Federico et Arash, pour leurs précieux conseils et leur soutien inconditionnel. Mes remerciements vont aussi à l endroit des autres membres du GERAD en particulier Marie, Valérie, Carole et Marilyne du service administratif, Pierre, Daniel, Luc et Omar du service technique. Merci à tous d avoir rendu cet environnement de travail plus agréable.

5 v RÉSUMÉ L utilisation massive des applications multimédia et temps réel sur le réseau Internet est une préoccupation très importante car elles sont très gourmandes en bande passante et imposent des exigences de qualité de service très sévères. De plus, le besoin de mobilité des utilisateurs associé aux faibles coûts de déploiement des technologies sans fil sont quelques unes des raisons pour lesquelles les réseaux maillés sans fil vont pouvoir émerger comme une technologie permettant de fournir l Internet sans fil à haut débit et capable de supporter les applications en temps réel telles que la voix sur IP (VoIP) et la vidéo-conférence. Cependant, la nature variable du canal sans fil et les interférences radio créent une entrave au déploiement d un backbone entièrement sans fil. En effet, ces phénomènes inhérents aux réseaux sans fil dégradent les performances et sont un véritable frein à l exploitation du plein potentiel de ces technologies. L objectif de ce mémoire est d étudier un mécanisme d auto-fonctionnement permettant de garantir une qualité de service différenciée dans les réseaux maillés sans fil. Nous avons mis l accent sur la nécessité d utiliser une politique de service dynamique qui s adapte aux variations du canal sans fil. Ainsi, il est important de modifier la politique d ordonnancement des paquets dans un environnement sans fil variable afin de satisfaire en tout temps aux exigences en qualité de service des trafics prioritaires. La méthode proposée consiste à mettre en œuvre, dans les réseaux sans fil, le modèle DiffServ*, préalablement conçu pour les réseaux IP optiques. Cette variante est appelée Wireless-DiffServ*. Elle repose sur l utilisation conjointe de l architecture des services différenciés (DiffServ) dans la couche IP d un réseau et de l utilisation de canaux disjoints dans sa couche physique. Dans cette étude, le média physique est un canal de Rayleigh, plat en fréquence et à évanouissement lent, modélisé par des chaînes de Markov discrètes à états finis. Un procédé d adaptation de la modulation et du codage y a ensuite été mis en place. La pondération cyclique ou Weighted Round Robin (WRR) est utilisée comme politique d ordonnancement dans l architecture des services différenciés (DiffServ). Par la suite, le modèle Wireless-DiffServ* a été implémenté dans le simulateur de réseau Network Simulator NS-2 et ses performances ont été comparées avec celles du standard DiffServ puis celles de la politique Premier Arrivé, Premier servi (FIFO). Les résultats montrent que Wireless-DiffServ* permet en moyenne de garantir une meilleure protection que les deux autres politiques lorsque le réseau n est pas saturé. De plus, Wireless-DiffServ* diminue la gigue moyenne des paquets, quel que soit le volume de trafic écoulé. Lorsque le réseau est saturé, Wireless-DiffServ* enregistre environ 1% moins de perte que DiffServ et une augmentation du délai d à peu près 10 ms. La politique FIFO n offre pas de différenciation de services mais réduit considérablement les pertes du trafic VoIP. Finale-

6 vi ment, le modèle Wireless-DiffServ* est utilisé pour la mise en place d un contrôle de qualité. La qualité du canal sans fil est caractérisée par son état d évanouissement et son rapport signal sur bruit (SNR) moyen. Trois niveaux de qualité correspondant à des ordonnancements différents sont utilisés. Les résultats montrent que l adaptation des poids du WRR en fonction du SNR moyen donne une autonomie de fonctionnement au réseau et permet de garantir au moins 50% de la bande passante au trafic VoIP. Ce procédé dégrade tout de même les performances et surtout la gigue des autres trafics.

7 vii ABSTRACT Wireless mesh networks (WMNs) are emerging as a new network architecture able to provide broadband Internet and to support higher amount of real-time traffic such as Voice over IP (VoIP) and videoconferencing. Real-time applications require a lot of bandwidth and impose stringent quality of service (QoS) criteria. However, the time-varying fading channel and interference phenomenons impair wireless network s performance and do not exploit the full capacity of WMNs or to satisfy the QoS requirements of these applications. The aim of this research project is to study a self-functioning mechanism to guarantee a given level of differentiated QoS in WMNs. We study the performance of a dynamic packet scheduling algorithm in wireless environment. It is based on Weighted Round Robin (WRR) and adjusts the weights of different classes of traffic (VoIP, video, data) according to the channel quality in order to always protect VoIP traffic from channel failures. To achieve this goal, we implement in Network Simulator NS-2 a cross-layer design called Wireless- DiffServ* based on the interaction between the IP, MAC and Physical layers. This model uses IP differentiated services (DiffServ) combined with disjoint multipaths in the Physical layer to provide reliability in WMNs. In this project, the Rayleigh wireless channel, supposed flat and slow fading, is modeled by a finite state Markov chain joined with adaptive modulation and coding (AMC). Wireless-DiffServ* performance is compared with a pure DiffServ and First In First Out (FIFO) schemes. Simulation results shows that Wireless-DiffServ* reduces network jitter, and when the network is not saturated, it is on average better than DiffServ and FIFO. Finally, we add a failure detection mechanism in Wireless-DiffServ*. Failures in wireless channel are characterized by channel fading and average signal to noise ratio (SNR). We defined three levels of failure. Simulation results show that by varying WRR weights based on the failure level, we allow the self-operation of the network and can guarantee the assignment of at least 50% of the bandwidth to VoIP traffic.

8 viii TABLE DES MATIÈRES DÉDICACE REMERCIEMENTS RÉSUMÉ iii iv v ABSTRACT vii TABLE DES MATIÈRES viii LISTE DES TABLEAUX xii LISTE DES FIGURES xiii LISTE DES ANNEXES xviii LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS xix INTRODUCTION CHAPITRE 1 LES RÉSEAUX MAILLÉS ET LE STANDARD IEEE Les réseaux maillés sans fil Architectures des réseaux maillés sans fil Caractéristiques et problématique des RMSF Le standard IEEE Topologie Couche MAC Protocoles d accès au médium Trames MAC Couche physique Performances des réseaux Temps de transmission d un paquet Temps de transmission d un paquet sans erreurs Temps de transmission avec erreurs Mécanismes de QdS dans les réseaux Différenciation de services

9 ix CHAPITRE Contrôle d admission et réservation de bande passante Adaptation de lien DIFFÉRENCIATION DE SERVICES IP ET MODÈLE WIRELESS- DIFFSERV* Architecture DiffServ Fonctionnement de DiffServ Politiques d ordonnancement Modèle DiffServ* DiffServ* dans les réseaux IP/WDM DiffServ* dans les réseaux Modélisation du canal sans fil Description du canal sans fil Paramètres physiques Caractéristiques du Canal de Rayleigh Adaptation de lien Principe de l AMC Partitionnement du SNR Sélection de l interface de sortie CHAPITRE 3 IMPLÉMENTATIONS ET PERFORMANCES DE DIFFSERV ET DE L AMC Modèles de trafic et métriques de performance Topologie étudiée Vérification de l implémentation de DiffServ Règle d attribution des poids Étude des systèmes et Étude du système Implémentation du module d AMC dans un canal de Rayleigh Validation d un canal à 2 états Effet d un canal à plusieurs états Impact des paramètres physiques Incidence du SNR moyen Incidence du taux d erreur par trame Impact de la fréquence Doppler

10 x CHAPITRE 4 PERFORMANCES DE WIRELESS-DIFFSERV* Temps d échantillonnage Performance sur un lien Classe EF Trafic VoIP Mesure des pertes Mesure du délai moyen Mesure de la gigue Classe AF Trafic Vidéo Mesure des pertes Mesure du délai moyen Mesure de la gigue Classe BE Trafic Données Mesure des pertes Mesure du délai moyen Mesure de la gigue Étude du compromis entre DiffServ* et FIFO Performance dans un réseau Classe EF Trafic VoIP Mesure des pertes Mesure du délai moyen Mesure de la gigue Classe AF Trafic Vidéo Mesure des pertes Mesure du délai moyen Mesure de la gigue Classe BE Trafic Données Mesure des pertes Mesure du délai moyen Mesure de la gigue Étude du compromis entre DiffServ* et FIFO Sommaire CHAPITRE 5 WIRELESS-DIFFSERV* ET ADAPTATION DE POIDS Contrôle de qualité du canal Répartition de la bande passante Performance sur un lien

11 xi Comparaison DiffServ vs DiffServ* Classe EF Trafic VoIP Classe AF Trafic Vidéo Classe BE Trafic Données Comparaison poids statiques et poids variables Classe EF Trafic VoIP Classe AF Trafic Vidéo Classe BE Trafic Données Utilisation dynamique de la bande passante Performance dans un réseau Comparaison DiffServ vs DiffServ* Classe EF Trafic VoIP Classe AF Trafic Vidéo Classe BE Trafic Données Comparaison poids statiques et poids variables Classe EF Trafic VoIP Classe AF Trafic Vidéo Classe BE Trafic Données Utilisation dynamique de la bande passante Sommaire CONCLUSION RÉFÉRENCES ANNEXES A.1 Modèle de nœud dans NS A.2 Modifications apportées au simulateur A.3 Cheminement des paquets A.3.1 Simulation DiffServ* A.3.2 Simulation DiffServ et FIFO

12 xii LISTE DES TABLEAUX Tableau 1.1 Principales normes physiques de la famille Tableau 1.2 Taux de transmission du Standard IEEE g Tableau 1.3 Paramètres des couches MAC et PHY Tableau 1.4 Temps d overhead par paquet en fonction du débit de transmission.. 17 Tableau 1.5 Nombre maximal de sources par classe Tableau 2.1 Correspondance entre états de la chaîne de Markov et taux de transmission Tableau 3.1 Paramètres des 3 classes de trafic Tableau 3.2 Taille moyenne des paquets (avec et sans en-têtes) par classe Tableau 3.3 Probabilité d état et débit moyen Tableau 5.1 Niveaux de qualité et répartition de la bande passante Tableau 5.2 Sommaire de la répartition de la bande passante sur un lien très bon 91 Tableau 5.3 Sommaire de la répartition de la bande passante sur un bon lien Tableau 5.4 Mesure de la répartition de la bande passante sur un mauvais lien.. 93 Tableau 5.5 États des canaux du nœud S par destination et par interface Tableau 5.6 Implémentation des poids variables dans DiffServ et DiffServ*

13 xiii LISTE DES FIGURES Figure 1.1 Architecture d un réseau maillé sans fil de type infrastructure Figure 1.2 Architecture d un réseau maillé sans fil de type client Figure 1.3 Fonctionnement du mécanisme DCF Figure 1.4 Décomposition du temps de transmission d un paquet Figure 2.1 Fonctionnement standard de DiffServ dans un réseau IP Figure 2.2 Protection DiffServ* dans un nœud mesh Figure 2.3 BER en fonction du SNR pour différentes techniques de modulation. 31 Figure 2.4 Chaîne de Markov à états finis modélisant les conditions du canal Figure 3.1 Topologie étudiée Figure 3.2 Déploiement standard de DiffServ dans un nœud sans fil Figure 3.3 Taux de perte dans avec la pondération α EF = 20, α AF = 2 et α BE = 1 39 Figure 3.4 Délai moyen avec la pondération α EF = 20, α AF = 2 et α BE = Figure 3.5 Gigue moyenne avec la pondération α EF = 20, α AF = 2 et α BE = Figure 3.6 Taux de perte avec la pondération α EF = 20, α AF = 3 et α BE = Figure 3.7 Délai moyen avec la pondération α EF = 20, α AF = 3 et α BE = Figure 3.8 Gigue moyenne avec la pondération α EF = 20, α AF = 3 et α BE = Figure 3.9 Perte moyenne avec la pondération α EF = 8, α AF = 4 et α BE = Figure 3.10 Délai moyen avec la pondération α EF = 8, α AF = 4 et α BE = Figure 3.11 Variation des pertes avec DiffServ dans un canal à 2 états Figure 3.12 Variation du délai avec DiffServ dans un canal à 2 états Figure 3.13 Variation de la gigue avec DiffServ dans un canal à 2 états Figure 3.14 Taux de paquets perdus avec DiffServ dans un canal à 7 états Figure 3.15 Délai moyen avec DiffServ dans un canal à 7 états Figure 3.16 Gigue moyenne avec DiffServ dans un canal à 7 états Figure 3.17 Débit moyen par canal en fonction du SNR moyen Figure 3.18 Perte moyenne en fonction du SNR moyen Figure 3.19 Délai moyen en fonction du SNR moyen Figure 3.20 Gigue moyenne en fonction du SNR moyen Figure 3.21 Perte moyenne en fonction du PER Figure 3.22 Délai moyen en fonction du PER Figure 3.23 Gigue moyenne en fonction du PER Figure 4.1 Lien logique et liens physiques Figure 4.2 Protection DiffServ Standard dans un nœud mesh

14 xiv Figure 4.3 Files d attente FIFO dans un nœud mesh Figure 4.4 Réseau de 2 nœuds : Pertes du trafic VoIP en fonction de la politique de service Figure 4.5 Réseau de 2 nœuds : Délai moyen du trafic VoIP en fonction de la politique de service Figure 4.6 Réseau de 2 nœuds : Gigue du trafic VoIP en fonction de la politique de service Figure 4.7 Réseau de 2 nœuds : Pertes du trafic vidéo en fonction de la politique de service Figure 4.8 Réseau de 2 nœuds : Délai moyen du trafic vidéo en fonction de la politique de service Figure 4.9 Réseau de 2 nœuds : Gigue du trafic vidéo en fonction de la politique de service Figure 4.10 Réseau de 2 nœuds : Pertes du trafic données en fonction de la politique de service Figure 4.11 Réseau de 2 nœuds : Délai moyen du trafic données en fonction de la politique de service Figure 4.12 Réseau de 2 nœuds : Gigue du trafic données en fonction de la politique de service Figure 4.13 DiffServ* vs FIFO : Perte moyenne par classe dans un réseau de 2 nœuds 69 Figure 4.14 DiffServ* vs FIFO : Délai moyen par classe dans un réseau de 2 nœuds 71 Figure 4.15 DiffServ* vs FIFO : Gigue moyenne par classe dans un réseau de 2 nœuds 71 Figure 4.16 Réseau sans fil à 5 nœuds Figure 4.17 Réseau de 5 nœuds : Pertes du trafic VoIP en fonction de la politique de service Figure 4.18 Réseau de 5 nœuds : Délai moyen du trafic VoIP en fonction de la politique de service Figure 4.19 Réseau de 5 nœuds : Gigue du trafic VoIP en fonction de la politique de service Figure 4.20 Réseau de 5 nœuds : Pertes du trafic vidéo en fonction de la politique de service Figure 4.21 Réseau de 5 nœuds : Délai moyen du trafic vidéo en fonction de la politique de service Figure 4.22 Réseau de 5 nœuds : Gigue du trafic vidéo en fonction de la politique de service

15 xv Figure 4.23 Réseau de 5 nœuds : Pertes du trafic données en fonction de la politique de service Figure 4.24 Réseau de 5 nœuds : Délai moyen du trafic données en fonction de la politique de service Figure 4.25 Réseau de 5 nœuds : Gigue du trafic données en fonction de la politique de service Figure 4.26 DiffServ* vs FIFO : Perte moyenne dans un réseau de 5 nœuds Figure 4.27 DiffServ* vs FIFO : Délai moyen dans un réseau de 5 nœuds Figure 4.28 DiffServ* vs FIFO : Gigue moyenne dans un réseau de 5 nœuds Figure 5.1 Lien logique entre deux nœuds Figure 5.2 Répartition de la bande passante sur un lien très bon Figure 5.3 Répartition de la bande passante sur un lien bon Figure 5.4 Répartition de la bande passante sur un mauvais lien Figure 5.5 Perte du trafic VoIP sur un lien logique avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.6 Délai moyen du trafic VoIP sur un lien logique avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.7 Gigue du trafic VoIP sur un lien logique avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.8 Perte du trafic vidéo sur un lien logique avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.9 Délai moyen du trafic vidéo sur un lien logique avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.10 Gigue du trafic vidéo sur un lien logique avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.11 Perte du trafic données sur un lien logique avec poids variables : Diff- Serv vs DiffServ* Figure 5.12 Délai moyen du trafic données sur un lien logique avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.13 Gigue du trafic données sur un lien logique avec poids variables : Diff- Serv vs DiffServ* Figure 5.14 Perte du trafic VoIP sur un lien logique : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.15 Délai moyen du trafic VoIP sur un lien logique : Poids fixes vs Poids variables

16 xvi Figure 5.16 Gigue du trafic VoIP sur un lien logique : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.17 Perte du trafic vidéo sur un lien logique : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.18 Délai moyen du trafic vidéo sur un lien logique : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.19 Gigue du trafic vidéo sur un lien logique : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.20 Perte du trafic données sur un lien logique : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.21 Délai moyen du trafic données sur un lien logique : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.22 Gigue du trafic données sur un lien logique : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.23 Pondération variable vs statique : capacité relative sur un lien logique Figure 5.24 Réseau maillé de 5 nœuds Figure 5.25 Perte du trafic VoIP dans un réseau avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.26 Délai moyen du trafic VoIP dans un réseau avec poids variables : Diff- Serv vs DiffServ* Figure 5.27 Gigue du trafic VoIP dans un réseau avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.28 Perte du trafic vidéo dans un réseau avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.29 Délai moyen du trafic vidéo dans un réseau avec poids variables : Diff- Serv vs DiffServ* Figure 5.30 Gigue du trafic vidéo dans un réseau avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.31 Perte du trafic données dans un réseau avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.32 Délai moyen du trafic données dans un réseau avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.33 Gigue du trafic données dans un réseau avec poids variables : DiffServ vs DiffServ* Figure 5.34 Perte du trafic VoIP dans un réseau : Poids fixes vs Poids variables121

17 xvii Figure 5.35 Délai moyen du trafic VoIP dans un réseau : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.36 Gigue du trafic VoIP dans un réseau : Poids fixes vs Poids variables122 Figure 5.37 Perte du trafic vidéo dans un réseau : Poids fixes vs Poids variables122 Figure 5.38 Délai moyen du trafic vidéo dans un réseau : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.39 Gigue du trafic vidéo dans un réseau : Poids fixes vs Poids variables124 Figure 5.40 Perte du trafic données dans un réseau : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.41 Délai moyen du trafic données dans un réseau : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.42 Gigue du trafic données dans un réseau : Poids fixes vs Poids variables Figure 5.43 Pondération variable vs statique : capacité relative dans un réseau127 Figure A.1 Cheminement d un paquet avec DiffServ* Figure A.2 Cheminement d un paquet avec DiffServ Figure A.3 Cheminement d un paquet avec FIFO

18 xviii LISTE DES ANNEXES Annexe A DESCRIPTION DE L IMPLÉMENTATION

19 xix LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS AMC CAFMA-SD CSMA/CA CW DCF DIFS DiffServ (DS) DSSS EDCA EIFS FIFO GSM HWMP IFS IP MAC MPOLSR OFDM OLSR PCF PER PMD PHY PLCP QdS RMSF RR SIFS SNR TCP UDP VoIP Adaptation de la Modulation et du Codage Channel Assignment and Fast MAC Architecture for Service Differentiation Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance Contention Windows Distributed Coordination Function Distributed Inter-Frame Space Services Différenciés (Differentiated Services) Direct Sequence Spread Spectrum Enhanced Distributed Channel Access Extended Inter-Frame Space Premier Arrivé Premier Servi (First in First Out) Global System for Mobile communications Hybrid Wireless Mesh Protocol Inter-Frame Space Internet Protocol Medium Access Control Multi-Path Optimized Link State Routing Orthogonal Frequency Division Multiplexing Optimized Link State Routing Point Coordination Function Packet Error Rate Physical Medium Dependent PHYsical Layer Physical Layer Convergence Protocol Qualité de Service Réseau Maillé Sans Fil Round Robin Short Inter-Frame Space Signal to Noise Ratio Transmission Control Protocol User Datagram Protocol Voix sur IP (Voice over IP)

20 xx WLAN WMN WRR WiFi WiMAX Wireless-DiffServ* (DS*) Wireless Local Area Network Wireless Mesh Network Weighted Round Robin Wireless Fidelity Worldwide Interoperability for Microwave Access Services différenciés contre les dégradations du canal sans fil

21 1 INTRODUCTION Depuis sa mise en fonction, le réseau Internet a connu une évolution tellement rapide qu il est aujourd hui le réseau de communication le plus utilisé dans le monde. Il offre une multitude de service dont les plus courants sont entre autres la téléphonie sur IP, la vidéo sur demande et le transfert de données. De plus, son utilisation s est fortement accrue d une part, depuis l avènement des réseaux sociaux, qui permettent à des groupes de personnes d échanger des informations d ordre personnelle ou professionnelle et d autre part depuis la venue des dispositifs sans fil intelligents comme le téléphone, la tablette, le lecteur de livres numériques, etc, et qui procurent également des interfaces permettant d accéder à Internet. En outre, l émergence du Cloud Computing ou Informatique dans le Nuage est une transformation importante dans l industrie de l Internet. En effet, grâce à ce nouveau concept, les utilisateurs d Internet disposent d espace de stockage sur des serveurs distants où ils peuvent enregistrer diverses informations : carnets d adresses, documents, musique, etc. Grâce à cette nouvelle utilisation de l Internet, tous leurs documents leur seront accesibles en temps réel et de n importe quel endroit pour peu qu ils disposent d une connexion à Internet. Cette connexion est d autant plus simplifiée par l utilisation de réseaux sans fil. Ainsi, l utilisation massive des systèmes de communication sans fil tels que les réseaux de téléphonie cellulaire 3G ou les réseaux locaux sans fil (WLANs) facilite grandement la mobilité des utilisateurs tout en leur offrant l accès à tous les services du Cloud. Cette prédominance des réseaux sans fil est à la base du développement de l architecture des réseaux maillés sans fil (RMSF). Les réseaux maillés sans fil constituent, à ce jour, l alternative la moins coûteuse par rapport à l installation de nouveaux réseaux filaires ou au redimensionnement des réseaux filaires existants. En effet, avec l apparition du Cloud Computing et vu la forte utilisation des applications de voix et de vidéo sur Internet, il est nécessaire d augmenter la capacité de transmission des réseaux existants et de prévoir des débits de transmission très élevés pour les applications futures. Les réseaux maillés sans fil s inscrivent alors dans cette optique car ils peuvent couvrir des zones très étendues et supporter des quantités d informations considérables. Ce sont donc des réseaux à large bande utilisés pour le backhaul des données entre utilisateurs et Internet. À cette fin, ils peuvent être déployés avec des technologies telles que le n qui peut offrir un débit allant jusqu à 300 Mbps sur une portée de 100 m ou 250 m, ou le , qui offre un débit de l ordre de 75 Mbps sur une portée d environ 10 km voir plus. Cependant, le déploiement de cette architecture doit faire face aux problèmes inhérents à tous les réseaux sans fil : les interférences entre les liaisons radio et les évanouissements

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