viernes, 17 de mayo de 2013

Laboratorio 12: Resumen

Ad Hoc Relay Wireless Networks over Moving Vehicles on Highways 

por Zong Da Chen, HT Kung, Dario Vlah

INTRODUCCIÓN

La conectividad inalámbrica en los vehículos se está convirtiendo en un importante modo de comunicación, ya, los grandes fabricantes de automóviles están lanzando servicios inalámbricos de bajo ancho de banda basados ​​en infraestructura en apoyo de las aplicaciones denominadas telemática del automóvil.

Las redes ad hoc formados por gran ancho de banda, los dispositivos inalámbricos de corto alcance, como el basado en el estándar de LAN inalámbrica 802.11, son muy adecuadas para los vehículos de transporte. Su despliegue en vehículos individuales no requiere ninguna infraestructura, también, enrutamiento ad hoc se adapta a la movilidad del nodo. Una serie de interesantes aplicaciones son posibles en este tipo de redes, que clasifican en tres grupos.
  • Las aplicaciones tradicionales: incluyen todos los servicios populares de Internet como navegación, correo electrónico, streaming de vídeo web, etc. Estos pueden activarse de manera general al equipar vehículos con puntos de acceso para los dispositivos portátiles existentes, como cuadernos o PDA. Conectividad a Internet en su conjunto se puede lograr a través de nodos colocadas a lo largo de la carretera.
  • Aplicaciones de localización las que proporcionan información sobre la ubicación geográfica de los puntos de interés para los usuarios.
  • Aplicaciones localizadas se realizan en colaboración entre grupos de nodos cercanos, por lo que coincide con el modelo ad hoc.
En este trabajo se pone a prueba la hipótesis de que el movimiento de vehículos acoplados compuestos por una carretera puede contribuir significativamente a la entrega de mensajes con éxito, siempre que los mensajes pueden ser transmitidos almacenan temporalmente en mover nodos en espera de oportunidades que se envíen más. se tomo a prueba esta hipótesis mediante la simulación de la circulación de vehículos en una carretera, simulando una red ad hoc sobre los vehículos, y la medición del rendimiento de la red a medida que disminuye la densidad del tráfico.

Entorno de simulación

El entorno de simulación consta de dos componentes.
  • El primero es un microsimulator de tráfico que produce trazas de movimiento precisos de los vehículos que viajan en una carretera. 
  • El segundo es un simulador de red que modela el transporte de mensajes entre los vehículos.
Microsimulator de Trafico

CORSIM (simulador de pasillo) que se utilizo en este trabajo es un simulador de traffico microscópico desarrollado por la Administración Federal de Carreteras. CORSIM modela el comportamiento de los conductores humanos mediante la aproximación de un conjunto de decisiones comunes de un conductor, tales como la ralentización o cambiando de carril en las proximidades de vehículos más lentos por delante. Estas decisiones causan la aceleración y la orientación de los vehículos para cambiar, lo que resulta en patrones de movimiento realistas.

Hay tres entradas al simulador:
  • Una geometría de la carretera: En la simulaciones es muy basica representada en la siguiente Figura, que es un segmento de carretera recta con dos direcciones, cada una compuesta de uno o más carriles.
  • La velocidad de flujo libre: Es la velocidad media que los viajeros alcanzan cuando se mueven sin restricciones por otros vehículos u obstáculos. El parámetro de velocidad de flujo libre que se  utiliza en la simulaciones fue 50 mph.
  • Una tasa de entrada: Controla el periodo en el que el simulador genera nuevos vehículos. Al final de cada período, un nuevo vehículo se coloca en uno de los puntos de entrada, pero sólo si se dispone de suficiente espacio en caso de congestión, no se generan nuevos vehículos.
Carretera Simulacion




La salida de cada simulación es un rastro de posiciones del vehículo tomadas a intervalos de un segundo. Todas las simulaciones duraron 300 segundos simulados. Se realizó un total de 170 simulaciones, de autopistas con uno a cinco carriles en cada lado, y las tasas totales de insumos que varían entre 5 y 800 vehículos por hora. Las densidades promedio de los vehículos observados en las carreras de simulación 170 se resumen en la siguiente tabla.


Simulador de red

Los mensajes se propagan con avidez cada paso de tiempo, saltando al vecino más cercano al destino. Esta cantidad de estado es suficiente para el propósito de encontrar el retardo debido a la movilidad.

Se describen dos tipos de patrones de transmisión de la red inalámbrica a la que llamaron el reenvío pesimista y optimista, que se distinguen por el tiempo que se permiten los mensajes a permanecer en los nodos intermedios.
  • En reenvio pesimista, un mensaje cada vez que se cae no existe siguiente salto para su destino. Así es como funciona el reenvío en la mayoría de las implementaciones de red ad hoc.
  • En el reenvío optimista, los mensajes sin saltos siguientes pueden permanecer en los nodos intermedios durante algún tiempo, con la esperanza de que el movimiento físico de los nodos de red con el tiempo crea una oportunidad de reenvío.
Configuración experimental

Para el experimento de esta sección, se utiliza el siguiente escenario de tráfico. Un solo paquete es enviado por cada vehículo entrando en la carretera. El destino del paquete es elegida para los 10 kilómetros de distancia, en la dirección del coche a entrar, sin embargo, si tal vehículo pasa a estar dentro de r de 10 km de distancia, y luego se envía ningún paquete. Se lleva a cabo las medidas de retardo en las huellas de carretera que hemos resumido en la Tabla 1, para el rango de radio r = 200m.


Comparando el optimista y el pesimista

La siguiente figura muestra el comportamiento de medida del retraso optimista y pesimista como la densidad de vehículos en las carreteras aumenta. A altas densidades, ambos retardos están cerca de cero, ya que la probabilidad de que un destino es inalcanzable es muy bajo. Sin embargo, el retraso pesimista se eleva más bruscamente que la demora optimista en caídas de densidad, lo que indica que la movilidad tiene éxito ayudando a la entrega de mensajes optimistas. Lo relevante de este resultado es que muestra que en una red de tomar ventaja de la movilidad del nodo puede operar en densidades más bajas mientras se mantiene el mismo retardo promedio.


Carreteras unidireccionales y bidireccionales

La siguiente figura muestra dos conjuntos de retrasos optimistas, medidos en las carreteras unidireccionales y bidireccionales. El retraso en cualquier densidad dada es menor para el tráfico bidireccional, lo que indica que el rápido movimiento relativo de los vehículos en dos direcciones hace una contribución significativa a la reducción de retardo de la entrega de mensajes.



Efecto del número de carriles

La siguiente figura muestra los retrasos optimistas medidos en las carreteras bidireccionales con 1 a 5 carriles. Es evidente que un pequeño número de carriles tienen un efecto perjudicial sobre el rendimiento de la red. Con un solo carril, inevitablemente hay vehículos lentos que acumulan colas de seguidores, y hacen que la distribución de vehículos se convierta en clúster. Un carril adicional crea la posibilidad de que los seguidores en cola puedan cambiar de carril y pasen los carros lentos. Sin embargo, a densidades medias esto puede no ser posible debido a que ambos carriles están ocupados en efecto, la parcela para una carretera de dos carriles exhibe un aumento en la demora para los valores de alta densidad. Con tres o más carriles, hay suficiente libertad de movimientos para evitar la agrupación, lo que lleva a disminuir retrasos.


Conclusión

Se encontró que la movilidad de los nodos de retardo de transmisión de extremo a extremo en carretera si se transmiten mensajes, si se llevaron a cabo en los nodos intermedios hasta que aparecieron caminos de reenvío favorables. La mejora lleva a valores de retardo prácticos en densidades de tráfico más pequeños que era posible incluso para los mensajes reenviados de forma pesimista, con información de enrutamiento ideal. Por lo tanto, la hipótesis inicial es válida.

Referencia:

[*]Zong Da Chen, HT Kung, Dario Vlah, Ad Hoc Relay Wireless Networks over Moving Vehicles on Highways, New York, NY, USA ©2001, http://www.eecs.harvard.edu/~htk/publication/2001-mobihoc-ckv.pdf

*Imágenes sacadas del pdf

1 comentario:

  1. La referencia sigue faltando datos relevantes y no distingo una crítica constructiva tuya en la entrada. 6 pts.

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