Methodologies and cross-layer protocols in electromagnetic nanonetworks and ultra-dense wireless ad hoc networks
Méthodologies et protocoles cross-layer dans les nanoréseaux électromagnétiques et les réseaux ad hoc sans fil ultra-denses
Résumé
With the densification of wireless ad hoc networks and the proliferation of connected objects in the Internet of Things (IoT), each device has a huge neighborhood. The further evolution of wireless communications defines the nanoscale and ultra-dense electromagnetic nanonetworks. Tiny nanodevices connect in a massively dense nanonetwork in the Terahertz band, to overcome the constraints of single devices and to execute complex tasks. In the future, nanonetworks will re-engineer humans and the world providing a wide range of applications, such as in-body communications and software defined metamaterials, etc. The motivation of this thesis is the lack of viable routing protocols for ultra-dense wireless ad hoc networks and more specifically resource-constrained networks (e.g., nanonetworks). This dissertation evaluates the applicability of traditional protocols in these large scale networks and designs methodologies and scalable protocols. This thesis also highlights the unique behaviors of nanonetworks, resulting from the Terahertz channel and the Time Spread On-Off Keying modulation (TS-OOK), such as the "beta" parameter that influences the congestion, an important problem to study for large scale networks. To validate the proposed protocols, we use a nanonetwork simulator "BitSimulator", that is convenient for the study and that permits the implementation of the proposed network protocols as well as to assess the ideas.
Avec la densification des réseaux sans fil ad hoc et la prolifération des objets connectés dans l'Internet des objets (IoT), chaque machine a un énorme voisinage. L'évolution des communications sans fil définit l'échelle nanométrique et les nanoréseaux électromagnétiques ultra-denses. De minuscules nanomachines se connectent dans un nanoréseau massivement dense dans la bande Térahertz, afin de surmonter les contraintes des dispositifs individuels et d'exécuter des tâches complexes. À l'avenir, les nanoréseaux restructureront les humains et le monde en fournissant un large éventail d'applications, comme des communications à l'intérieur du corps et des métamatériaux définis par logiciel, etc. La motivation de cette thèse est le manque de protocoles de routage viables pour les réseaux ad hoc sans fil ultra-denses et plus spécifiquement pour les réseaux à ressources limitées (par exemple les nanoréseaux). Cette thèse évalue l'applicabilité des protocoles traditionnels dans ces réseaux à grande échelle et conçoit des méthodologies et des protocoles évolutifs. Cette thèse met également en évidence les comportements uniques des nanoréseaux, résultant du canal Térahertz et de la modulation Time Spread On-Off Keying (TS-OOK), comme le paramètre "beta" qui influence la congestion, un problème important à étudier dans les réseaux à grande échelle. Pour valider les protocoles proposés, nous utilisons un simulateur de nanoréseau "BitSimulator", qui est convenable pour l'étude et qui permet l'implémentation des protocoles de réseau proposés ainsi que l'évaluation des idées.
Origine : Version validée par le jury (STAR)