Efficient algorithms for improving packet routing and congestion control in dense electromagnetic nanonetworks
Algorithmes efficaces pour améliorer le routage des paquets et le contrôle de la congestion dans les nanoréseaux électromagnétiques denses
Abstract
Research has long focused on the possibility of miniaturizing machines and equipment whilemaintaining their operational capacity as much as possible. Nanoscale machines are considered a model of development that has taken place at the level of miniaturizing machines. These are characterized by their limited resources (CPU, memory, battery) and computational capabilities. Nano-scale communication is characterized by its high bandwidth (Tb/s).The work carried out during this thesis allowed the development of algorithms adapted to the nanoscale environment. An asynchronous duty cycling technique to preserve nodes' resources consumption and help to decrease congestion (in a homogeneous network); a dynamic awaken duration technique for nodes (based on a density estimation algorithm in a heterogeneous network), accompanied by a packet retransmission algorithm at the destination zone; an enhanced algorithm for packet retransmission based on precalculated probability; a packet splitting algorithm to overcome congestion area, and increase packet reception; finally, an improvement of a sleeping method to decrease the number of forwarders.A detailed analytical study is not possible because nanomachines have not been built yet. So a real evaluation is not possible. For that reason, we are going to simulate our ideas using a simulator (BistSimulator) already developed by the nano-group at Franche-Comté university.
La recherche s’est longtemps concentrée sur la possibilité de miniaturiser les machines et équipements tout en conservant au maximum leur capacité opérationnelle. Les machines à l’échelle nanométrique sont considérées comme un modèle du développement qui a eu lieu au niveau des machines de miniaturisation. Ceux-ci se caractérisent par leurs ressources limitées (CPU, mémoire, batterie) et leurs capacités de calcul. La communication à l’échelle nanométrique se caractérise par sa bande passante élevée (Tb/s).Les travaux menés au cours de cette thèse ont permis le développement d’algorithmes adaptés à l’environnement nanométrique. Une technique de cycle de service asynchrone pour préserver la consommation des ressources des nœuds et aider à réduire la congestion (dans un réseau homogène) ; une technique de durée d’éveil dynamique des nœuds (basée sur un algorithme d’estimation de densité dans un réseau hétérogène), accompagnée d’un algorithme de retransmission de paquets au niveau de la zone de destination ; un algorithme amélioré pour la retransmission de paquets basé sur une probabilité précalculée ; un algorithme de fractionnement de paquets pour surmonter la zone de congestion et augmenter la réception de paquets ; enfin, une amélioration d’une méthode de sommeil pour diminuer le nombre de retransmetteurs.Une étude analytique détaillée n’est pas possible car les nanomachines n’ont pas encore été construites. Une évaluation réelle n’est donc pas possible. C’est pourquoi nous allons simuler nos idées à l’aide d’un simulateur (BistSimulator) déjà développé par le groupe nano de l’université de Franche-Comté.
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