Proposition d’une approche inter-couches pour la qos des flux streaming

Chapitre 1 Les réseaux WLAN IEEE 802.11
1.1. Introduction
1.2. Les différentes catégories de réseaux sans fil
1.3. Problèmes spécifiques des réseaux sans fil
1.4. La norme IEEE 802.11
1.5. La topologie du réseau 802.11 sans fil
1.6. Fonctionnement: comment une station rejoint-elle un BSS ?
1.6.1. Synchronisation
1.6.2. Authentification et association
1.8. Architecture des réseaux WLANs
1.8.1. La couche physique
1.8.1.1. Les techniques d’étalement de spectre
1.8.1.2. Lumière Infrarouge IR (InfraRed)
1.8.2. Couche MAC
1.8.2.1. Types de trame
1.8.2.2. Les mécanismes d’accès au médium sous- couche MAC
1.8.2.3. L’économie d’énergie
1.8.2.4. Fragmentation
1.8.2.5. Qualité de service
1.9. Conclusion
Chapitre 2 Le streaming
2.1. Introduction
2.2. Communications Unicast, Multicast, Broadcast et Anycast
2.3. Streaming
2.3.1. Réception
2.3.1.1. Real-Time Protocol (RTP)
2.3.1.2. Real-Time Control Protocol (RTCP)
2.3.1.3. Real-Time Streaming Protocol (RTSP)
2.3.2. Décodage
2.3.3. Lecture
2.3.4. Les domaines d’applications du média streaming
2.4. Conclusion
Chapitre 3 État de l’art
3.1. Introduction
3.2. Le contrôle du débit
3.2.1. Le contrôle automatique du débit basé sur des statistiques
3.2.2. Le contrôle automatique du débit basé sur le SNR
3.2.3. Le contrôle automatique du débit hybride
3.3. La QoS au niveau des couches physique, MAC et application
3.3.1. Au niveau de la couche Physique IEEE 802.11
3.3.1.1. La disparition du signal
3.3.1.2. La Diversité
3.3.1.3. Le problème d’anomalie
3.3.2. Au niveau de la couche MAC
3.3.2.1. Les mécanismes de la QoS
3.3.2.2. Le standard IEEE 802.11e
3.3.3. Au niveau de la couche Application
3.3.3.1. La transmission vidéo
3.4. Les architectures Cross-layer
3.4.1. Les approches du Cross-layer dans les réseaux sans fil
3.4.1.1. L’approche ascendante
3.4.1.2. L’approche descendante
3.4.1.3. L’approche application-centric
3.4.1.4. L’approche MAC-centric
3.4.1.5. L’approche intégrée
3.5. Conclusion
Chapitre 4 proposition d’une approche inter- couches pour la qos des flux streaming
4.1. Introduction
4.2. Le groupage de trames
4.2.1. Le principe du fragment burst
4.2.2. Le principe de bloc d’acquittement
4.2.3. Le groupage de trames basé sur le principe de bloc d’acquittement
4.3. Approche adaptative
4.4. Conclusion
Conclusion et perspectives
Bibliographie
Glossaire
Annexe

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Architecture des réseaux WLANs

Comme tous les protocoles 802 de l’IEEE, le protocole 802.11 se situe dans les couches basses du modèle OSI. En l’occurrence, la norme 802.11 définit seulement les deux couches les plus basses du modèle OSI. Ainsi sont définies la couche physique PHY et la sous-couche MAC (Medium Access Control) de la couche liaison de données.

La couche physique

La couche physique gère essentiellement la transmission des bits sur le support de communication, les niveaux électriques et les modulations. Pour assurer ces communications sans fil, trois couches physiques peuvent être utilisées :
• Les techniques d’étalement de spectre : DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), et FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)
• IR (Infra Red) t

Les techniques d’étalement de spectre

La norme IEEE 802.11 propose deux techniques de modulation de fréquence pour la transmission de données issues des technologies militaires. Ces techniques, appelées étalement de spectre (spread spectrum) consistent à utiliser une bande de fréquence large pour transmettre des données à faible puissance. On distingue deux techniques d’étalement de spectre:
• La technique de l’étalement de spectre à saut de fréquence,
• La technique de l’étalement de spectre à séquence directe

Le FHSS ou saut de fréquence

Le principe de FHSS est simple, il s’agit de modifier périodiquement la fréquence utilisée pour la transmission du signal en suivant pour cela une séquence prédéfinie..

Fragmentation

Afin d’optimiser les performances, la couche MAC offre un service de fragmentation. En effet, à cause taux d’erreur par bit qui est plus important sur une liaison radio, la probabilité d’une trame d’être erronée augmente avec sa taille.
Pour diminuer le risque de devoir retransmettre une trame suite à une erreur, il s’agit de diminuer la dimension des trames en les fractionnant en trames plus petites.
La fragmentation est différente pour CSMA/CA et RTS/CTS. Avec CSMA/CA, lorsqu’une station à accès au canal, elle le réserve jusqu’à ce que tous les fragments soient transmis. Chaque segment doit être acquitté séparément.
Le principe est un peu différent avec RTS/CTS. Lorsqu’une station a pris le contrôle du canal, les autres stations ont initialisé leur NAV. Le NAV des stations qui ne communiquent pas doit être réinitialisé par celles qui communiquent. Pour cela, les nouvelles durées de réservation pour la réinitialisation des NAV sont incluses dans les fragments et les acquittements échangés par les stations. A la fin de la transmission, le dernier fragment et le dernier acquittement ne contiennent aucune réservation (durée de la réservation égale à 0).

Qualité de service

Le développement actuel des réseaux sans fil a fait apparaître de nouvelles applications demandant une meilleure qualité des transmissions, la qualité de service dans ces réseaux est devenue un thème de recherche qui a suscité beaucoup d’intérêts. Nous abordons avec plus de détails la qualité de service dans le chapitre 3.
Les techniques suivantes ont été proposées, dans le but d’améliorer la méthode d’accès DCF du protocole 802.11:
• Fonction de backoff différente: consiste à attribuer des valeurs de fenêtres de contention (CW) supérieures pour les stations les moins prioritaires et inversement, une station prioritaire à plus de chance pour accéder au canal,
• Distributed Fair Scheduling : dans ce schéma d’accès la valeur du backoff à la longueur de la trame de donnée et inversement proportionnelle au poids du flux, elle est générée avant un envoi,
• Différent longueur maximale de trame: chaque station a une priorité qui lui permet d’envoyer des trames ayant une taille maximale différente, 802.11e propose une amélioration de la QoS afin d’obtenir des performances optimums des applications utilisant par exemple la transmission de la voix ou de la vidéo.
Cette amélioration concernent à la fois le mode d’accès décentralisé DCF avec une nouvelle fonction de contrôle EDCA (Enhanced Distributed Channel Access), et le mode d’accès sans contention PCF [2].

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