| Summary: | Wireless sensor networks are used in many different applications due to their favorableproperties, such as low cost, low power consumption and ease in deployment. One sucharea where they have gained popularity is data collection. Here, there are many readingsbeing collected by sensor nodes that need to be aggregated for further processing. Severalalgorithms exist for decentralized monitoring of aggregates, but the two that stand outamongst the rest are tree-based protocols and gossip-based protocols. In this thesis, wecompare the performance of the Collection Tree Protocol (CTP) to two different gossipalgorithms: pairwise randomized gossip and broadcast gossip. Performance is measuredin terms of the total number of messages transmitted because this corresponds to theamount of power consumed for aggregation. CTP is a routing protocol that is used inreal WSN deployments and is implemented in the TinyOS operating system. One of themain questions of interest in this thesis is what is the cost of setting up and maintaining aspanning tree using CTP in environments where links are lossy or they fail. In order for CTPto form the spanning tree or for randomized gossip to exchange messages, nodes need toknow their neighbors. Therefore we look into neighborhood discovery techniques to accountfor the number of messages transmitted for this purpose. Furthermore, we employ a lossywireless link model. Simulations show that CTP for data aggregation outperforms pairwiserandomized gossip in all simulation settings for different network sizes and different linkfailure probabilities. Broadcast gossip and CTP perform quite similarly in small networksunder certain node initializations, but broadcast gossip is much better than CTP andtransmits a smaller number of messages in large networks. === Les réseaux de capteurs sans fil sont utilisés dans de nombreuses applications en raison de leurs abondants atouts, tels que leur faible coût, leur faible consommation d'énergie ainsi que la facilité de leur déploiement. Le domaine des applications de collecte de données est probablement celui où les réseaux de capteur sans fil ont gagné le plus en popularité lors de la dernière décennie. Dans le domaine des applications de collecte de données, il s'agit de recueillir de nombreuses lectures par les capteurs puis ultèrieurement les regrouper et les analyser. Plusieurs algorithmes existent pour le suivi décentralisé des données, mais les deux qui se démarquent du reste sont des protocoles fondés sur les arborescences et les protocoles décentralisés de passage de messages. Dans cette thèse, nous comparons les performances du protocole basé sur les arborescences (CTP) à deux protocoles décentralisés de passage de messages différents: le premier concerne le passage décentralisé des informations par des communications entre des paires de senseurs, le deuxième est celui de passage décentralisé de l'information par diffusion au niveau du réseau. La performance est mesurée en termes du nombre total de messages transmis, car cela correspond à la quantité d'énergie consommée pour regrouper l'information des senseurs. CTP (de l'anglais Collection Tree Protocol) ou protocole basé sur des arborescences est un protocole de routage qui est utilisé dans les déploiements des réseaux de senseur sans fil et est implémentée dans le système d'exploitation TinyOS. Une des principales questions d'intérêt dans cette thèse est quel est le coût de la mise en place et le maintien d'un arbre couvrant le réseau dans des environnements où des liens sont à perte. Afin de former l'arbre de recouvrement ou pour effectuer le passage décentralisé des informations par paires de senseurs, les noeuds ont besoin de connâitre leurs voisins. Par conséquent, nous nous penchons sur les techniques de découverte de voisinage afin de pouvoir savoir le nombre des messages transmis à cet effet. En outre, nous employons un modèle de réseau sans fil avec perte. Les simulations montrent que pour la collecte et les regroupements des données, la technique basée sur une arborescence surpasse celle de passage décentralisée des informations par paires de senseurs dans tous les scénarios de simulation, pour différentes tailles de réseaux et différentes probabilités de défaillance des liens. La comparaison entre la technique de passage décentralisée de l'information par diffusion et la technique basée sur une arborescence donne des résultats assez similaires dans les réseaux de petite taille et pour certains types d'initialisation. Par contre, l'avantage des algorithmes de passage décentralisés de l'information par diffusion est le petit nombre de messages transmis lorsque la taille des réseaux devient plus importante.
|
|---|
