Contribution à la qualité de service dans les réseaux d'accès sans-fil

La these developpe une contribution a la specification, la modelisation et l’evaluation de mecanismes destines a la fourniture de qualite de service dans les reseaux sans fil locaux et metropolitains. La premiere partie du travail concerne une modelisation en chaine de Markov du protocole d’acces EDCA de IEEE 802.11e qui, par rapport aux modeles presents dans la litterature, ajoute des mecanismes du standard qui n’avaient pas ete introduits (prise en compte explicite de la collision virtuelle) et corrige des erreurs de conception (prise en compte des periodes AIFS de la procedure de Backoff). Ce modele a ete rendu synthetique pour en faciliter l’usage (reductions realisees a l’aide des regles de Beizer). Ce modele a ensuite ete utilise pour definir un algorithme de controle d’admission hybride, integrant dans son processus de decision un modele analytique et des mesures de l’etat du reseau. L’algorithme de controle d’admission ainsi developpe a ete en premier lieu valide puis compare a d’autres algorithmes de controle d’admission par simulation sous ns-2. Notons aussi que nous avons propose, une modification du comportement de EDCA face a une collision virtuelle assurant une meilleure equite aux categories d’acces. Cette modification a ete evaluee a l’aide du modele. Une deuxieme partie du travail consiste en la proposition pour WiMAX d’une architecture de gestion de bande passante pouvant fournir des garanties de qualite de service. Cette architecture se compose de trois parties interagissantes : 1- une gestion de la bande passante sous WiMAX assimilee a une classe de serveurs dite classe des serveurs latence-debit, 2- un mecanisme de requete-reponse de bande passante agregee simplifiant la gestion de bande passante et la rendant plus flexible, 3- un protocole de controle d’admission associe a l’architecture et qui en garantit le bon fonctionnement. L’architecture ainsi concue s’inscrit dans une prospective de reseaux heterogenes sans fil (reseaux metropolitain WiMAX connectant entre eux et a Internet des reseaux locaux WiFi). C’est dans cette optique que s’inscrira la suite de notre travail. Elle consistera en la combinaison des mecanismes que nous proposons afin de fournir une solution complete de qualite de service pour des reseaux heterogenes sans fil.--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- This thesis is a contribution to specifying, modelling and evaluating Quality of Service mechanisms destined to Wireless Local and Metropolitan networks. The first part of this work is the modelling, using Markov chains, of the IEEE 802.11e EDCA access scheme. The model we introduce adds, with regards to state of the art models, mechanisms present in the standard which were not accounted for (explicit consideration of the virtual collision phenomena) and corrects misconceptions with regards to the standard (considering the AIFS periods within the Backoff procedure). The model was rendered synthetic in order to make easier it to use (for this purpose we used the Beizer rules of reduction). The model was then used within a hybrid admission control algorithm, using in its decision process both the model and network state measures. The algorithm was validated and compared to other admission control algorithms using ns-2 simulations. In parallel, we proposed a modification of EDCA’s behaviour towards virtual collisions making it fairer. This modification was evaluated using the Markov chain model. A second part of this work was the development, for WiMAX, of bandwidth management framework offering QoS guarantees. This framework is made out of three interacting parts : 1- a bandwidth management for WiMAX that can be modelled as a Latency-Rate server ; 2- an aggregated bandwidth request-response mechanism making the management simpler and more flexible ; 3- an admission control algorithm associated to the architecture guaranteeing its correct functioning. The framework was prospectively developed for heterogeneous wireless networks (WiMAX WMAN interconnecting WiFi WLANs). Our work’s perspectives are on this track : defining a complete QoS solution for heterogeneous wireless networks.