Amélioration de la qualité de transmission vidéo dans les réseaux IEEE 802.11

REMERCIEMENTS

Ces travaux de mémoire de mastère se sont déroulés au sein du projet Planète à l'INRIA Sophia Antipolis.

Je remercie Monsieur Walid Dabbous le chef du projet, de m'y avoir accueilli et donné les moyens de mener à bien mes travaux. Je remercie vivement mon encadrant Monsieur Thierry Turletti pour sa disponibilité et ses précieux conseils qui m'a permis d'enrichir mon travail, je le remercie également pour son soutien tout au long du déroulement de mon projet.

Je suis reconnaissant à Monsieur Abdelfettah Belghith Professeur à l'école nationale des sciences de l'informatique d'avoir accepté d'être superviseur de mon travail.

Je tiens aussi à adresser ma gratitude à toutes les personnes qui m'ont aidé pendant la préparation de ce travail, je pense ici à Monsieur Diego Dujovne doctorant à l'équipe Planète.

Je tiens à remercier profondément l'ensemble des doctorants et des stagiaires de l'équipe Amir Krifa, Mohamed Jaber, Mohamed Karim Sbai, Naveed Ben Rais avec lesquels j'ai eu des échanges scientifiques et culturels pendant toute la durée du projet.

Je ne saurais terminer ces remerciements sans penser aux membres du jury pour l'honneur qu'ils m'ont fait d'avoir voulu examiner et évaluer cette modeste contribution et à toute personne qui a contribué, directement ou indirectement, à l'achèvement de ce travail.

Table des figures iv

Listes des Tablaux v

Introduction 1

1 Les réseaux IEEE 802.11 3

1.1 Introduction 3

1.2 Introduction à la norme IEEE 802.11 4

1.2.1 La couche PFIY IEEE 802.11 4

1.2.2 Les différents modèles de propagation 5

1.2.2.1 Les modèles à grande échelle 5

1.2.2.1.1 Le modèle Free-Space 5

1.2.2.1.2 Le modèle Two-Ray 6

1.2.2.1.3 Le modèle Shadowing 6

1.2.2.2 Les modèles à petite échelle 7

1.2.2.3 Calcul de la probabilité d'erreur d'un bit 7

1.2.2.4 Calcul de la probabilité d'erreur d'un paquet 8

1.2.2.4.1 Distribution uniforme de l'erreur 8

1.2.2.4.2 Distribution d'erreur non uniforme 8

		Table des matières
		1.2.3 La couche MAC 802.11 1.2.3.1 Les modes opératoires de IEEE 802.11 1.2.3.1.1 Le mode infrastructure 1.2.3.1.2 Le mode ad hoc 1.2.3.2 Les algorithmes d'adaptation du débit physique . . .	9 11 12 12 12
		1.2.3.2.1 Le protocole ARF	12
		1.2.3.2.2 Le protocole RBAR	13
		1.2.3.2.3 Le protocole AARF	13
	1.3	Simulation et évaluation	14
		1.3.1 Comparaison entre les différents modèles de propagation physique 14
		1.3.2 Comparaison entre les deux algorithmes d'adaptation du débit
		physique ARF et AARF	16
	1.4	Conclusion	18
2	La transmission multipoint dans les réseaux IEEE 802.11		19
	2.1	Introduction	19
	2.2	La transmission multipoint sur les réseaux IEEE 802.11	20
	2.3	Les solutions existantes	20
	2.4	Practical Leader-Based	22
	2.5	Evaluation de performances	23
		2.5.1 Scénario statique	24
		2.5.2 Scénario dynamique	24
	2.6	Conclusion	25
3	Le contrôle de congestion dans un réseau IP hybride filaire/sans fil		27
	3.1	Introduction	27
	3.2	Le besoin du mécanisme de contrôle de congestion	28
			ii

3.3 Le contrôle de congestion sur Internet 29

3.4 Le contrôle de congestion pour les applications multimédias 30

3.4.1 Les protocoles temps réels 30

3.4.1.1 Le protocole Real-time Transport Protocole (RTP) . . . 30

3.4.1.2 Le protocole Real-time Transport Controle Protocole

(RTCP) 31

3.4.2 Le contrôle de congestion multimédia 32

3.4.2.1 Le contrôle de congestion point-à-point 33

3.4.2.2 Le contrôle de congestion multipoint 35

3.5 Le Contrôle de congestion dans les réseaux sans fil 35

3.5.1 Etude de l'existant 36

3.5.2 Notre mécanisme TCP-Friendly pour le contrôle de congestion 37

3.5.2.1 Le comportement de la source vidéo 38

3.5.2.2 Le comportement de l'agent 38

3.6 Evaluation de performances 40

3.7 Conclusion 41

Conclusion 42

Table des figures

1.1	Le fonctionnement de CSMA/CA avec RTS/CTS [6]	9
1.2	Scénario d'un réseau IEEE 802.11 en mode infrastructure	14
1.3	PER en fonction de la distance	16
1.4	Influence du fading sur la perte des paquets	17
1.5	Comparaison entre les deux approches ARF et AARF dans un scénario
	statique	17
1.6	Comparaison entre les deux approches ARF et AARF dans un scénario
	mobile	18
2.1	Scénario de transmission de la vidéo dans un réseau IEEE 802.11 . . . .	23
2.2	Scénario dynamique	25
2.3	Comparaison entre la transmission standard et PLB	26
3.1	Un environnement hybride filaire/sans fil	36
3.2	Messages RTCP échangées entre le réseau filaire/sans fil	38
3.3	Le taux de pertes pour LDA+/PLB et CBR/Legacy dans un réseau conges-
	tionné	40

Liste des tableaux

1.1	Les valeurs typiques de Path loss Exponent et Shadowing Variance . . .	7
1.2	Caractéristiques des différentes couches physiques IEEE 802.11	10
1.3	Paramètres de configuration	14
1.4	Les paramètres du modèle Two-Ray	15
1.5	Les paramètres du modèles Shadowing	15
1.6	Les paramètres de configuration du fading	15
2.1	Le taux de perte des paquets	24
3.1	Les paramètres du modèles Shadowing	40