Analysis and experimental verification of frequency-based interference avoidance mechanisms in IEEE 802.15.4

More and more wireless networks are deployed with overlapping coverage. Especially in the unlicensed bands, we see an increasing density of heterogeneous solutions, with very diverse technologies and application requirements. As a consequence, interference from heterogeneous sources-also called cross-technology interference-is a major problem causing an increase of packet error rate (PER) and decrease of quality of service (QoS), possibly leading to application failure. This issue is apparent, for example, when an IEEE 802.15.4 wireless sensor network coexists with an IEEE 802.11 wireless LAN, which is the focus of this work. One way to alleviate cross-technology interference is to avoid it in the frequency domain by selecting different channels. Different multichannel protocols suitable for frequency-domain interference avoidance have already been proposed in the literature. However, most of these protocols have only been investigated from the perspective of intratechnology interference. Within this work, we create an objective comparison of different candidate channel selection mechanisms based on a new multichannel protocol taxonomy using measurements in a real-life testbed. We assess different metrics for the most suitable mechanism using the same set of measurements as in the comparison study. Finally, we verify the operation of the best channel selection metric in a proof-of-concept implementation running on the testbed

Ordonnancement de l'activité des noeuds dans les réseaux ad hoc et les réseaux de capteurs sans fil

National audienceL'efficacité énergétique est une exigence majeure pour les réseaux sans fil où certains noeuds opèrent sur batterie. L'ordonnancement de l'activité des noeuds permet de distinguer périodes actives où la communication radio est possible et périodes inactives où la radio est arrêtée. Cet ordonnancement contribue largement à améliorer l'efficacité énergétique : d'une part en évitant les collisions entre transmissions conflictuelles et donc les retransmissions associées et d'autre part en permettant aux noeuds non concernés par la transmission de dormir pour économiser leur énergie. Parmi les solutions possibles, nous étudierons plus particulièrement le coloriage des noeuds. Après avoir défini le problème et ses différentes déclinaisons, nous donnerons sa complexité et proposerons SERENA, un algorithme de coloriage distribué qui s'adapte à la collecte de données. Nous présenterons OSERENA, l'optimisation de SERENA pour les réseaux denses et son utilisation dans le réseau de capteurs sans fil OCARI. Lorsque les noeuds ont des charges de trafic fortement hétérogènes, il devient plus intéressant d'effectuer une assignation de slots. Disposer d'un accès au médium multicanal et d'un puits multi-interfaces permet de gagner en nombre de slots nécessaires à la collecte de données, de réduire les interférences et d'améliorer la résistance aux perturbations. Nous présenterons une formalisation en ILP (Integer Linear Programming) du problème d'assignation de slots visant à minimiser le nombre de slots en profitant d'un environnement mono ou multicanal et d'un puits mono ou multi-interfaces. Nous donnerons des bornes théoriques sur le nombre optimal de slots dans diverses configurations et divers environnements (mono ou multicanal, puits mono ou multi-interfaces). Nous présenterons MODESA un algorithme centralisé d'allocatoion conjointe de canaux et slots temporels. Nous terminerons par quelques questions ouvertes