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Ordonnancement ad hoc facilitant le saut rapide de fréquence avec des durées et à des moments pseudo-aléatoires

Kiki-Sagbe, Enagnon Bill Aurlus (2012). Ordonnancement ad hoc facilitant le saut rapide de fréquence avec des durées et à des moments pseudo-aléatoires. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les techniques d’ordonnancement à sauts de fréquence sont très prisées dans les réseaux militaires fonctionnant en mode ad hoc. La plupart des techniques d’ordonnancement à sauts de fréquence présentes dans la littérature offrent une subdivision fixe de la ressource, ce qui n’est pas toujours conforme à la demande des usagers du réseau. Il peut y avoir alors des problèmes de remplissage. De plus le débit offert sur les liens étant fixe, un utilisateur ayant une longue file peut se voir allouer un lien dont le débit n’est pas suffisant pour empêcher les pertes de paquets. Ceci se produit souvent avec les files de faibles priorités. La latence demeure alors un défi.

Pour améliorer la latence dans les ordonnancements à sauts de fréquence, nous proposons un nouvel algorithme à sauts de fréquence variable. Il fait les sauts de fréquence avec des débits et des tailles de paquets variables. Nous proposons deux approches. Une, moins complexe, qui subdivise la ressource de façon aléatoire et une autre plus complexe qui utilise la taille et la priorité des files présentes pour déterminer la subdivision de la ressource. La première solution est proposée pour les files de même priorité tandis que la seconde concerne les systèmes ayant plusieurs types de files. En combinant cette variation à la demande changeante des usagers, nous améliorons la latence du réseau. Ainsi, les pertes de paquets sont réduites.

La limite que nous avons rencontrée est au niveau du taux d’erreur binaire, «Bit Error Rate», BER, qui est plus élevé dans les débits variables. Le BER théorique des sauts de fréquence traditionnels est supposé satisfaisant pour que le code correcteur d’erreur récupère la majorité des erreurs. Alors, dépasser ce BER peut causer des retransmissions de paquets, ce qui risque d’augmenter la latence dans les sauts de fréquence variable. Alors, pour contourner ce problème, nous faisons varier la puissance du signal en fonction du débit variable. Le BER obtenu avec notre approche est identique à celui de la théorie. La variation de la puissance combinée à la faible latence des sauts de fréquence variable, permet d’avoir une économie d’énergie.

Titre traduit

Ad hoc scheduling facilitating fast frequency hopping with random duration and moments

Résumé traduit

The Techniques of frequency hopping scheduling are very popular in military networks operating in ad hoc mode. Most scheduling techniques for frequency hopping used in existing systems offer a fixed subdivision of the resource, which is not always consistent with the application of network users. In addition, the rate offered on each link is fixed, a user with a queue of packets to transmit could be allocated a flow which is not sufficient to prevent packet loss. This often occurs with low priority queues. The latency thus remains a challenge.

To improve latency in scheduling for frequency hopping, we propose a new algorithm with variable frequency width per hop. It provides the frequency hopping with variable data rates and packet sizes. We propose two approaches; a less complex, which subdivides randomly the resource and a more complex, which uses the size and priority of queue to determine the subdivision of the resource. The first solution is proposed for queues with the same priority whereas the second one relates to systems with several types of files. Combining this variation to the changing users’ demand, we improve the network latency. Thus, packet loss is reduced.

The limit we have encountered is about the "Bit Error Rate," BER, which is higher in the variable rates. The theoretical BER for traditional frequency hopping is assumed to be satisfying so that the error correcting code recovers the majority of errors. Then, exceeding the BER can cause packet retransmissions, which may increase latency of variable frequency hopping. So, to circumvent this problem, we vary the signal power as a fonction of the variable rates. The BER obtained with this approach is identical to the theory. The variation of power combined with low latency of variable frequency hopping, allows to have energy savings.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie concentration réseaux de télécommunications". Bibliographie : pages 105-107.
Mots-clés libres: Radiofréquences Attribution Modèles mathématiques. Réseaux ad hoc (Réseaux d'ordinateurs) Ordonnancement (Informatique) Radio par paquets. Ressources radio Gestion. Télécommunications militaires. saut de fréquence, débit variable, latence
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Gagnon, François
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 29 sept. 2015 15:14
Dernière modification: 01 févr. 2016 19:49
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1102

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