Medium Access and Efficient Use of Multihop Wireless Networks

Accès au Médium et exploitation efficace des Réseaux Radio Multisaut

Fabrice Theoleyre (1)

1 ICube - Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie

Wireless multihop networks are key parts of the new Internet. For a few years, we note a convergence toward the all-IP networks. In particular, the Internet of Things will interconnect smart objects (actuators, sensors, RFID tags) directly to the Internet. In the same way, mesh networks may serve as a wireless backbone to collect this huge traffic. The governing thread of all my work explores distributed algorithms and protocols for multihop wireless networks. I focused mainly on medium access: in both wireless sensor and mesh networks, challenges look very similar. Adopted solutions are often very comparable, even if wireless sensor networks obviously are also energy constrained.Since medium access should not be considered in isolation, I also studied how a network may exploit efficiently this medium access: how may we construct for instance efficient routes above these improved MAC layers? The work I developed with all the researchers who have accepted to collaborate with me revolves around 3 major topics: - the organization of transmissions in the MAC layer with an accurate topology control solution; - using multiple channels in parallel to solve the problems created by multihop topologies; - the joint MAC / routing optimization.

Les réseaux sans-fil multisaut représentent une partie essentielle du futur Internet. Depuis quelques années, nous observons une convergence vers des réseaux tout IP. En particulier, l'Internet des Choses a pour but d'interconnecter des objets intelligents (capteurs, actionneurs, tags RFID) directement à Internet. De même, les réseaux maillés peuvent servir de dorsale sans-fil collectant tout ce trafic. Ce type de réseau est essentiel pour disséminer l'intelligence et décentraliser les décision par exemple dans les villes intelligentes. Le fil conducteur de tous mes travaux explore l'algorithmie distribuée et les protocoles pour les réseaux radio multisaut. Je me suis principalement focalisé sur l'accès au médium : que ce soit dans les réseaux de capteurs ou dans les réseaux maillés, les défis se ressemblent. Les solutions suivent des démarches similaires, même si naturellement les réseaux de capteurs intègrent une contrainte énergétique supplémentaire. Parce que l'accès au médium n'est pas suffisant en tant que tel, j'ai également étudié l'exploitation efficace de ce partage d'accès, en regardant notamment comment construire des routes efficaces au dessus de ces solutions. Les travaux que j'ai développés avec tous les chercheurs ayant accepté de travailler avec moi s'articulent autour de 3 grands axes : - l'organisation des transmissions au sein de la couche MAC pour une meilleure efficacité, - l'exploitation de plusieurs canaux en parallèle pour solutionner plusieurs problèmes dus aux topologies multisaut - l'optimisation conjointe MAC / routage.

Mots clés: wireless sensor networks; wireless mesh networks; algorithms; protocols; routing; medium access; multichannel

Mots clés: réseaux de capteurs sans-fil; réseaux maillés radio; algorithmie; protocoles; routage; accès au médium; multicanal

Domaines: Réseaux et télécommunications [cs.NI]

Fabrice Theoleyre. Medium Access and Efficient Use of Multihop Wireless Networks. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Université de Strasbourg, 2014. ⟨tel-01057204v1⟩