Apresentação do artigo
Routing Protocol in Intervehicle Communication System: A
SurveyÉrica Julião Alvim
Frederico José Dias Moller
Sumário
3- Objetivos
4- Introdução
6- WAVE
12- Protocolos de roteamento em IVCs
13- Broadcast
17- Geocast e Multicast
19- Unicast
26- Comparações
27- Questões em aberto
28- Conclusão
Objetivos
● Mostrar a importância de redes de comunicações interveiculares (IVC).
● Apresentar os tipos de protocolos propostos para IVCs
● Expor os principais desafios e problemas dos protocolos sugeridos e das IVCs em geral.
Introdução
● O aumento do número de veículos nas ruas é maior do que a velocidade de melhorias nas vias públicas.
● Com esse aumento, cresce também as chances de acontecerem acidentes e congestionamentos
● Redes de comunicação intraveicular poderiam alertar motoristas sobre acidentes nas vias, em tempo real e com antecedência o suficiente para evitar novos desastres
Introdução
● IVCs também poderiam passar aos motoristas informações sobre o trafego, indicando rotas congestionadas e apontando rotas alternativas.
● Para o passageiro, as IVCs poderiam fornecer um maior conforto, como acesso à internet.
WAVE
● Wireless Acess for vehicular enviroments● Principal componente do dedicated short-range
communications.● Utiliza os protocolos IEEE 802.11 para as
camadas físicas e MAC (media acess control) e IEEE 1609.1-4 para o restante.
WAVE
● Os protocolos IEEE 802.11 e 1609.4 atuam nas camadas física e MAC.
● O IEEE 1609.4 aumenta o desempenho dos mecanismos de canais múltiplos e descreve as operações de troca e roteamento dos multicanais.
● O orthogonal frequency-division multiplexing do IEEE 802.11a foi implementado no WAVE e consegue uma taxa de transferência de dados de 9 a 27mbps para veículos até 60km/h e 3 a 13mbps para veículos com 60km/h à 120km/h
WAVE
● 7 canais de 10 mhz, divididos em 3 grandes grupos:
● Canais de serviço, para uso comercial.● Canais de controle, para controle e
monitoramento● Canais de segurança, para alertas críticos,
como acidentes, mau tempo e etc.
WAVE
● Um mecanismo do IEEE 802.11 provê “qualidade de serviço”.
● Cada canal terá quatro filas de categorias de acesso, de acordo com sua importância.
● Mensagens críticas entram em filas mais rápidas que as mensagens comerciais, assim tem uma chance maior de ganhar acesso ao canal.
WAVE
● O IEEE 1609.3 define a camada de rede, o que inclui endereçamento, roteamento e suporte.
● Também define as mensagens curtas WAVE (WSM) que provê uma alternativa ao IP.
● O IEEE 1609.1 cobre desde a camada de transporte até a camada de aplicação.
● Ele descreve componentes chave do WAVE, como formato de mensagens, armazenamento e fluxo de dados, recursos e etc.
WAVE
● O IEEE 1609.2 cobre desde a camada de rede até a camada de aplicação e define o formato de mensagem e as circunstâncias dos processos em trocas de mensagens seguras.
Protocolos de roteamento em IVCs
● São divididos em 3 categorias:– Broadcast– Multicast/Geocast– Unicast:
● Pró-ativos● Reativos● Preditivos● Oportunistas
Broadcast
● Esquema de disseminação de um para todos.● Melhor alternativa para redes de alta mobilidade que
necessitem de total distribuição de dados.● Não requer manutenção de tabelas de roteamento e
informações sobre veículos individuais.● Utiliza uma largura de banda muito alta e tem grande
risco de colisão de pacotes. “Flood” é um exemplo típico de um problema enfrentado por esse tipo de protocolo de roteamento.
Broadcast
● Smart Broadcast (SB):● O espaço físico é dividido em setores. O veículo é
capaz de determinar em que setor está.● Cada veículo também é capaz de determinar que
veículos estão em seu setor.● O veículo fonte envia o pacote para todos os outros
de seu setor, porém apenas o veículo mais afastado, dentro do mesmo setor retransmitirá o pacote.
Broadcast
● Priority-Based Routing Protocol in VANET:● Funciona da mesma forma que o SB, com apenas
alguns diferenciais.● O PRP usa o mecanismo de qualidade de serviço,
possibilitando prioridades diferenciadas, entre mensagens criticas e mensagens comuns.
● Além disso o PRP leva em conta todos os seguimentos das vias, podendo eleger mais de um retransmissor.
Broadcast
● Urban Multishop Broadcast:● O UMB tem o mesmo objetivo que o SB e o PRP, que é
evitar a colisão de pacotes.● Também cobre todas as direções de uma via● O Veículo fonte envia um código inicial. ● Cada veículo, ao receber o código, envia de volta um
black-burst. Após isso ele “escuta” o canal e verifica se está livre.
● Se o canal estiver livre, ele poderá ser eleito como veículo retransmissor e envia à fonte um “clear to broadcast”.
● A fonte recebe o CTB e se for o caso, envia ao veículo uma ID nomeando-o retransmissor
Geocast e Multicast
● Um para um grupo.● Para algumas aplicações de segurança, é
interessante que a comunicação se restrinja a apenas um grupo de veículos.
● Certas informações são interessantes só para alguns veículos e não para todos.
● Protocolos Geocast e Multicast, satisfazem essas condições.
Geocast e Multicast
● Intervehicle Geocast (IVG):● Proposta para alertas de áreas de risco.● O veículo fonte envia a mensagem para outros veículos.● Cada veículo que recebeu a mensagem espera por um
tempo inversamente proporcional à sua distância da fonte e depois retransmite.
● As mensagens terão um “tempo de vida”, evitando retransmissões infinitas.
● Aqui entra o conceito de “tarde demais” que é quando a distância do veículo para o acidente é menor do que a distância de frenagem. As mensagens precisam chegar ao motorista antes que ele entre no “tarde demais”.
Unicast
● Um para um● Precisa de rotas estáveis de comunicação● Um dos mais difíceis de se implementar por conta da
própria instabilidade das IVCs.● Sofre com o problema de sobrecarga da rede.● Podem ser pró-ativos (criando rotas entre veículos
periódicamente), reativos (criando novas rotas, quando a atual quebra), preditivos (criando novas rotas quando a atual tem grande chance de falhar), ou oportunistas (enviando a informação quando houver oportunidade).
Unicast
● Location-Based Routing Algorithm with Cluster-Based Flooding:● Unicast próativo● Protocolo baseado em hierarquia.● As rede é dividida em clusters, cada cabeça de cluster
é a unidade de controle do cluster.● As cabeças de cluster contém tabelas de cluster, com
o endereço e localização dos mesmos.● Ao iniciar uma transmissão, o veículo busca um local,
se encontrar, envia a informação para o seu vizinho que estiver mais perto do local.
Unicast
● LORA-CBF (cont):● Se a fonte não encontrar o local, ele envia uma
requisição de localização e espera uma resposta da mesma, para só então enviar a mensagem a seu vizinho mais perto do destino.
● O vizinho, ao receber a informação, repete o processo, até que o pacote chegue ao destino.
● Por necessitar de uma manutenção de tabela de endereços, esse protocolo sofre com sobrecarga de informações.
Unicast
● Greedy Perimeter Coordinator Routing:● Unicast reativo● Aproveita os cruzamentos das ruas para formar
naturalmente um gráfico planar, sem precisar de usar outros recursos naturais.
● A fonte envia o pacote para o destino, nenhum carro toma nenhuma decisão exceto os que estão nas junções de ruas, um destes é eleito retransmissor e repete o processo, até que a mensagem chegue ao destino.
Unicast
● GPCR(cont):● Os veículos nas junções, que decidem para qual
rua o pacote será retransmitido, são chamados de coordenadores.
● Se em uma junção tiver vários veículos, apenas um será eleito como retransmissor.
● Uma vez que esse protocolo necessita de informações sobre as posições dos veículos, há o perigo de sobrecarga.
Unicast
● Prediction-Based Routing Protocol (PBR):● Unicast preditivo● Leva em conta os padrões de movimento dos
veículos em rodovias.● Usa dados como posição, direção e velocidade dos
veículos para calcular o risco de falha em uma rota.● Calcula e cria novas rotas antes que a atual falhe.● Como precisa de carregar dados sobre outros
veículos, sofre com o problema de sobrecarga de rede.
Unicast
● Opportunistic Routing in DTN (GeoDTN+Nav):● Unicast oportunista● Alta taxa de entrega, porém com grande atraso.● Quando não existe uma rota até o destino (pouco
fluxo de carros).● Espera até a oportunidade certa de entregar o
pacote até o veículo mais qualificado para faze-lo chegar até o destino
Questões em aberto
● Como encurtar os atrasos e manter as comunicações em tempo real?
● Como lidar com a grande mobilidade e com as rápidas mudanças de topologia?
● Como garantir a confiabilidade e a qualidade de serviços?
● Como lidar com diferentes áreas de concentração de veículos?
● Como lidar com a entrada e saída de veículos da rede?● Como garantir que pessoas más intencionadas não
usem a rede para prejudicar terceiros?
Conclusão
● As VANETs são particularmente desafiantes por causa de sua grande mobilidade.
● Nenhum dos protocolos citados atende a todas as situações e portanto será necessário o uso de multiprotocolos.
● Melhorias na questão de segurança são necessárias antes que esse tipo de rede seja aplicada em massa.
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