Sommaire: Etude et optimisation des protocoles de transport pour les nano satellites
Liste des Figures
Liste des Tableaux
Liste des Acronymes
Chapitre I : Introduction
I.1. Réseaux satellitaires LEO
I.1.1. Architecture du réseau
I.1.2. Propriétés des liens
I.2. Transport sur les satellites LEO
I.2.1. Stratégie de contrôle d’erreur
I.2.2. Etat de l’art
I.3. Contributions
I.4. Organisation du mémoire
Chapitre II : Domaine des nanosatellites
Introduction
II.1. Concepts utilisés dans le domaine des nanosatellites
II.1.1. Définition de nanosatellite
II.1.2. Concept de Vol en formation
II.1.3. Types d’orbites pour les satellites
II.1.4. Lancement
II.2. Structure générale d’un système nanosatellite
II.2.1. Sous-système GNC
II.2.2. Sous-système d’alimentation
II.2.3. Sous-système de Communication
II.2.4. Sous-systèmes de Propulsion
II.2.5. Sous-systèmes structurel
II.2.6. Sous-systèmes de contrôle thermique
II.2.7. Sous-systèmes de télémétrie, suivi et commande
II.3. Classification des satellites
II.4. Avantages et Inconvénients des nanosatellites
II.5. Applications des nanosatellites
II.5.1. Communication
II.5.2. Espace scientifique
II.5.3. Technologique de vérification
II.5.4. Observation de la Terre
II.5.5. Applications militaires
II.6. Campagnes de lancement des nanosatellites
Conclusion
Chapitre III : Protocoles de Transport pour les communications satellitaires
Introduction
III.1. Problèmes de communication spatiale
III.1.1. Error-Prone Links
III.1.2. Canaux asymétrique
III.1.3. Capacité limitée des liens
III.1.4. Connectivité intermittente
III.2. XTP : Xpress Transport Protocol
III.2.1. Définition du protocole XTP
III.2.2. Structure du protocole XTP
III.2.2.1. Segment de contrôle
III.2.2.2. Segment d’information
III.2.3. Timers XTP
III.3. SCPS-TP : Space Communications Protocol Standards Transport Protocol
III.3.1. Différentes sources de perte
III.3.1.1. Perte causée par la congestion
III.3.1.2. Perte causée par la corruption
III.3.1.3. Coupure de lien
III.3.2. Canaux asymétriques
III.3.3. Capacité limitée des liens
III.3.3.1. Compression d’en-tête SCPS-TP
III.3.3.2. SNACK SCPS-TP
III.4. STP : Satellite Transport Protocol
III.4.1. Opérations du protocole
III.4.2. Formats des paquets
Conclusion
Chapitre IV : Protocoles nanosatellites
Introduction
IV.1. NSP : Nanosatellite Protocol
IV.1.1. Format du message
IV.1.2. Format de la Télécommande
IV.1.3. Validation de la télécommande
IV.1.4. Format de la réponse
IV.1.5. Formulation du SLIP
IV.1.6. Adresses NSP
IV.2. XSTP : eXtended Satellite Transport Protocol
IV.2.1. Architecture générale de XSTP
IV.2.2. Conception détaillée
IV.2.2.1. Classe émetteur
IV.2.2.2. Classe récepteur
IV.2.3. Mécanisme probing de XSTP
IV.2.3.1. Motivation
IV.2.3.2. Description
Conclusion
Chapitre V : Simulation et étude des performances
Introduction
V.1. Environnement de simulation
V.1.1. Simulateur des réseaux NS2 (Network Simulator 2)
V.1.2. Implémentation de protocoles de transport sous NS2
V.1.2.1. UDP
V.1.2.2. Clones TCP
V.1.2.2.1. Tahoe
V.1.2.2.2. Reno
V.1.2.2.3. NewReno
V.1.2.2.4. Vegas
V.1.2.2.5. SACK
V.2. Configuration de la simulation
V.3. Paramètres de performance
V.4. Scénarios de tests
Conclusion
Chapitre VI : Résultats de la simulation
Introduction
VI.1. Transmission dans un seul sens
VI.1.1. Débit effectif
VI.1.2. Bande passante nécessaire pour le canal inverse
VI.1.3. Efficacité
VI.1.4. Overhead
VI.2. Transmission dans les deux sens
VI.2.1. Débit effectif
VI.2.2. Bande passante nécessaire pour le canal inverse
VI.2.3. Efficacité
VI.2.4. Overhead
Conclusion
Conclusion et Perspectives
BIBLIOGRAPHIE
Extrait du mémoire étude et optimisation des protocoles de transport pour les nano satellites
Chapitre I : Introduction
La communication a toujours été vitale pour la croissance et le développement de la société humaine. Les sociétés cherchent toujours à trouver des nouveaux moyens de communication. Aujourd’hui avec les réseaux informatiques et de l’évolution de l’Internet le monde est transformé en un seul village global. Cependant, l’explosion de l’e-communauté a suscité la nécessité d’un paradigme de communication plus global; celui qui assure la connectivité à la maison, au travail ou en déplacement.
Cette exigence a permis d’orienter la recherche dans la direction du sans fil. Les premières tentatives à l’évolution des réseaux de données sans fil, où les utilisateurs de l’Internet en mouvement peuvent communiquer librement sans la nécessité d’une installation filaire. Bien que ces tentatives aient été un grand pas dans la bonne direction, ils n’ont pas l’échelle pour certaines applications nécessitant un déploiement rapide et une configuration automatique. Comme une logique de succession, une attention est orientée vers les réseaux mobiles ad hoc, où des groupes des appareils mobiles communiquent entre eux sans avoir besoin d’une configuration fixe du réseau.
Les réseaux de données satellitaires sont un exemple typique de réseaux mobiles ad hoc. Les réseaux satellitaires ont permis une nouvelle classe d’applications en connectant des réseaux de télécommunication, l’autonomisation des réseaux cellulaires, la transmission des signaux radio et vidéo et la collecte des informations. Dans ce mémoire l’accent est mis sur les réseaux contenant des liaisons satellites LEO, qui ont des caractéristiques différentes de leurs homologues traditionnels GEO. Les satellites LEO sont soumis à la réduction des pertes de transmission et à un délai de signaux plus court.
En outre, les satellites LEO sont relativement bon marché, ce qui en fait une solution économique pour la connectivité Internet dans les régions du monde autrement handicapé par l’installation coûteuse des infrastructures terrestre. Les satellites LEO sont également idéals pour l’expérimentation, en particulier à une époque où les fonds de recherche sont faibles et la possibilité d’un échec est assez élevée.
Alors que beaucoup de recherches ont porté sur le développement des protocoles de routage pour les réseaux satellitaires, ce mémoire concentre principalement sur l’étude d’une optimisation d’un protocole de transport sur les réseaux contenant des liaisons satellites LEO. Bien que les liaisons sans fil et satellitaires partagent beaucoup de caractéristiques communes, comme le haut BER et la connectivité intermittente, ils ont aussi assez de propriétés distinctes qui doit être pris en compte comme des environnements différents pour le transport des données. Ces propriétés incluent un BER très variable, capacité des liens montants et descendants disproportionnée, des ressources de calcul limitées (puissance, mémoire et vitesse), et relativement un débit plus élevé.
I.1. Réseaux satellitaires LEO
I.1.1. Architecture du réseau
Comme un réseau satellitaire LEO est à la fois ad hoc et mobile, sa topologie et sa configuration changent fréquemment. Le réglage manuel des protocoles de transport, qui est habituellement fait par les administrateurs réseau, ne suffit pas dans ce cas. L’infrastructure générale d’un réseau satellitaire LEO se compose de trois éléments principaux [10] :
Terminaux : qui sont des dispositifs de calcul équipés de matériel d’émission des paquets radio, ce qui leur permet de communiquer directement avec les satellites quand ils entrent dans leur zone de couverture.
Stations de base : qui agissent en tant que passerelles entre le satellite et les réseaux terrestres. Ils envoient des signaux pour contrôler la configuration du satellite.
Satellites LEO : qui tournent autour de la Terre dans de multiples chemins et constellations.
Les réseaux satellitaires LEO sont souvent utilisés comme points d’accès à d’autres réseaux comme Internet. Dans ce cas, ils sont appelés les réseaux d’accès satellitaires LEO. Pour un terminal fixe dans Internet, un satellite LEO est visible comme un autre nœud Internet dans la couche IP. Une configuration typique d’un réseau d’accès satellitaire LEO est représentée dans la Figure I.1.
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