Qualité de Service dans les réseaux locaux sans fil de type IEEE 802.11

Abstract

L’un des défis majeurs dans la convergence des réseaux et des services vers la technologie tout- IP est le maintien de la qualité de service (QoS) des flux audio/vidéo transmis sur ce type de réseaux. Ce problème s’accroit quand ce type de flux traverse des liens sans fil. Dans ce dernier cas, ces services doivent faire face à plusieurs inconvénients engendrés par le manque de fiabilité du canal sans fil et son partage par plusieurs utilisateurs. La méthode d’accès de base DCF (Distributed Coordination Function) dans les réseaux locaux sans fil du standard IEEE 802.11 est incapable d’assurer la performance demandée aux applications voix/vidéo. En effet, DCF a été initialement conçue pour les services Best Effort. Ainsi l’amendement 802.11e a été publié avec le but d’introduire le support de la QoS dans ce type de réseau. Ce dernier a réussi à introduire la différentiation de service via la nouvelle méthode d’accès EDCA (Enhanced Distributed Coordination Function), en mode décentralisé et HCCA (Hybrid Controlled Channel Access) en mode centralisé. Cependant, il ne permet pas de fournir les garanties de QoS aux applications ayant des contraintes strictes de QoS. Ceci apparait plus particulièrement dans le cas ou le réseau est complètement saturé. De ce fait, la maitrise de la QoS dans 802.11e ne peut être assurée que par un mécanisme de contrôle d’admission efficace qui empêche le réseau d’atteindre un état de saturation importante et par la même garantit les besoins de QoS des applications voix/vidéo. C’est dans cet objectif là que s’inscrivent les contributions de cette thèse. Il est bien évident qu’un mécanisme de contrôle d’admission a besoin pour sa prise de décision de prédire les métriques de performances pouvant être atteintes par le réseau si un nouveau flux est admis. Dans le but de rendre les décisions efficaces, nous choisissons d’utiliser une méthode de prédiction basée sur la prise de mesures de certains paramètres, qui serviront au calcul de paramètres de QoS, par l’intermédiaire d’équations simples, qui garantissent un temps de traitement insignifiant. Ces calculs seront utilisés par l’algorithme de contrôle d’admission comme outil de prédiction des métriques de performance atteignables. On s’intéresse plus précisément à la prédiction du débit et du délai d’accès des différentes catégories d’accès (AC ou Access Category). Ainsi, le contrôle d’admission sera capable de prédire les métriques de performances dans toutes les régions de fonctionnement du réseau et par suite éviter de le faire fonctionner dans un état de saturation avancée. Pour finir, nous proposons un algorithme de contrôle d’admission à implémenter au sein du point d’accès. Ce dernier effectue à chaque demande d’accès par les stations sans fil, la prédiction des métriques de performance pouvant être atteintes une fois ce flux admis. Cet algorithme de contrôle d’admission utilise des mesures et les calculs basés sur ces mesures. En fonction de ces prédictions, le point d’accès prend la décision et envoie la réponse à la station qui demande l’accès. Cette décision est prise de façon à respecter les contraintes de QoS des flux déjà actifs ainsi que du nouveau flux en attente d’admission.