Nghiên cứu giao thức định tuyến dựa trên hướng di chuyển của phương tiện cho mạng vanet

Nghiên cứu giao thức định tuyến dựa trên hướng di chuyển của phương tiện cho mạng vanet

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI CHUYỂN CỦA PHƯƠNG TIỆN CHO MẠNG VANET GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH : TS VÕ QUẾ SƠN : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MỤC LỤC 08/16/16 Back to top î MỞ ĐẦU 08/16/16 Back to top î MỞ ĐẦU 08/16/16 Back to top î MỞ ĐẦU 08/16/16 Back to top î MỞ ĐẦU 08/16/16 Back to top î TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU  Để đưa mạng VANET vào sử dụng diện rộng số lượng lớn thách thức nghiên cứu cần giải  Sự thích ứng thông tin định tuyến cấu trúc mạng có tính di động cao  Các giải thuật định tuyến có thời gian hội tụ ngắn  Việc tìm kiếm nút lân cận với độ trễ thấp  Khả mở rộng 08/16/16 Back to top î MỤC TIÊU VÀ CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN Các giao thức định tuyến VANET Giao thức phản ứng (Reactive) DSR AODV Giao thức chủ động (Proactive) DSDV TBRPF Giao thức lai (Hybrid) ZRP 08/16/16 Back to top î CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PHẢN ỨNG  Xác định tuyến thực theo yêu cầu theo cần thiết Hoạt động tìm kiếm đường truyền dựa giải thuật tìm kiếm làm tràn (flooding) cổ điển  Các giao thức phản ứng phải chịu lưu lượng điều khiển đáng kể độ trễ thêm vào ban đầu trình tìm kiếm tuyến thông tin Vì vậy, giao thức phản ứng không phù hợp cho ứng dụng nghiêm ngặt thời gian  Một vài giao thức thuộc loại này, chẳng hạn “Ad hoc On-Demand Distance Vector” (AODV) “Dynamic Source Routing” (DSR) 08/16/16 Back to top î CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CHỦ ĐỘNG 10  Việc cập nhập tuyến thông tin thực theo chu kỳ  Đặc tính giao thức chủ động nút trì hiểu biết sơ đồ mạng cập nhập định kỳ  Việc cập nhập định kỳ bảng định tuyến dẫn đến phí tổn điều khiển báo hiệu đáng kể, phục hồi tuyến thông tin khắc phục vấn đề trễ thiết lập tuyến ban đầu trường hợp giao thức phản ứng  Một vài giao thức tiêu biểu loại giao thức chủ động bao gồm Topology Broadcast based on Reverse Path Forwarding (TBRPF), Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV) 08/16/16 Back to top î ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MÔ HÌNH 29 08/16/16 Back to top î ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MÔ HÌNH 30 08/16/16 Back to top î ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MÔ HÌNH 31 08/16/16 Back to top î ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MÔ HÌNH 32 08/16/16 Back to top î ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MÔ HÌNH 33 08/16/16 Back to top î ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MÔ HÌNH 34 08/16/16 Back to top î MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHÁC 35 08/16/16 Back to top î MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHÁC 36 08/16/16 Back to top î MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHÁC 37 08/16/16 Back to top î KẾT LUẬN 38  Luận văn nghiên cứu chế định tuyến dựa hướng di chuyển phương tiện áp dụng vào giao thức định tuyến cho mạng VANET, cụ thể trường hợp giao thức DSDV  Ý tưởng chế đề xuất nhóm phương tiện tương ứng theo vector vận tốc  Hệ thống dự đoán khả phá vỡ tuyến thông tin thiết lập hai phương tiện từ hai nhóm khác  Để tránh gián đoạn liên kết theo đảm bảo tuyến ổn định cho truyền thông, tuyến thông tin phương tiện từ nhóm ưu tiên lựa chọn  Đề tài luận văn phát triển bới việc kết hợp chế đề xuất với giải thuật định tuyến dựa dự đoán di chuyển MOPR (MOvement Prediction-based Routing) 08/16/16 Back to top î DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 G Karagiannis, O Altintas, E Ekici, G Heijenk, B Jarupan, K Lin, T Weil, “Vehicular networking: A survey and tutorial on requirements, architectures, challenges, standards and solutions”, IEEE Communications Surveys & Tutorials, Vol 13, Issue 4, pp 584-616, 2011 L Figueiredo, I Jesus, J A Tenreiro Machado, J R Ferreira, J L Martins de Carvalho, “Towards the Development of IntelligentTransportation Systems”, 2001 IEEE Intelligent Transportation Systems Conference Proceedings - Oakland (CA) USA, 2001 R Wilson, Graduate Student University of Southern California, “Propagation Losses Through Common BuildingMaterials”, 2002 Magis Networks, Inc., pp 5-16, 2002 B Li, M S Mirhashemi, X Laurent, J Gao, “Wireless Access for Vehicular Environments”, Project report, Department of computer science and engineering, Department of signals and systems, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden, 2013 Yunxin (Jeff) Li, “An Overview of the DSRC/WAVE Technology”, 7th International Conference on Heterogeneous Networking for Quality, Reliability, Security and Robustness, QShine 2010, and Dedicated Short Range Communications Workshop, DSRC 2010, Houston, TX, USA, November 17-19, 2010, pp 544-558, 2010 S Hess, G Segarra, K Evensen, A Festag, T Weber, S Cadzow, “Intelligent Transport Systems”, Results from ETSI TC ITS and WG meetings 8-12 April 2013 ITS Japan, “ITS Green Safety Showcase”, ITS World Congress Tokyo October 14-17, 2013, Available: http://www.itsjp.org/english/files/2013/10/Intorduction_ITS-GREEN-SAFETY-Dec2013.pdf ITS Japan, “ITS Green Safety Showcase”, 20th ITS World Congress Tokyo, 2013, Available: http://www.itsjp.org/english/files/2013/10/Mobile-and-ITS-Spot-cooperative-Services-leaflet.pdf 08/16/16 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 ITS Japan, “Smartway with ACC/CACC (I2V, V2V)”, 20th ITS World Congress Tokyo, 2013, Available: http://www.itsjp.org/english/files/2013/10/Smartway-with-ACCCACC-leaflet.pdf 10 M Fukushima, K Kamata, N Tsukada, “Progress of V-I Cooperative Safety Support System, DSSS, in Japan”, IT&ITS Engineering Department, NISSAN MOTOR CO., Ltd, 2013, UTMS Society of Japan, Available: http://www.utms.or.jp/ 11 C Perkins, E Belding-Royer, S Das, “Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing”, IETF RFC 3561, pp 2-27, 2003 12 David B Johnson , David A Maltz , Josh Broch, “DSR: The Dynamic Source Routing Protocol for Multi-Hop Wireless Ad Hoc Networks”, Monarch Project at Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA 15213-3891, pp 3-21, 2001 13 Guoyou He, “Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV) Protocol”, Networking Laboratory Helsinki University of Technology, 2002 14 C Perkins, “Highly Dynamic Destination-Sequenced Distance-Vector Routing (DSDV) for Mobile Computers”, in Proc of ACM SIGCOMM 1994, London, UK, Aug 1994 15 Nicklas Beijar, “Zone Routing Protocol (ZRP)”, Networking Laboratory, Helsinki University of Technology, P.O Box 3000, FIN-02015 HUT, Finland, 2002 16 R Morris, J Jannoti, F Kaashoek, J Li, and D Decouto, “CarNet: A scalable Ad-hoc wireless network system”, in Proc of the 9th ACM SIGOPS European Workshop, Kolding, Denmark, Sep 2000 17 H Menouar, M Lenardi, and F Filali, “A movement prediction based routing protocol for vehicle-to-vehicle communications”, in Proc of V2VCOM 2005, San Diego, USA, Jul 2005 18 Carolina Tripp Barba, “Contribution to design a communication framework for Vehicular Ad hoc Networks in urban scenarios”, Doctor Thesis of Philosophy in Telematics in the Department of Telematics Engineering, Barcelona, pp 5-37, May 2013 19 P Shrivastava, S Ashai, A Jaroli, S Gohil, “Vehicle-to-Road-Side-Unit Communication Using Wimax”, International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA) ISSN: 2248-9622, Vol 2, Issue 4, pp 1653-1655, July-August 2012, www.ijera.com 08/16/16 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 T.Taleb, M.Ochi, A.Jamalipour, N.Kato, and Y.Nemoto, “An Efficient Vehicle-Heading Based Routing Protocol for VANET Networks”, Available: Wireless Communications and Networking Conference, 2006 WCNC 2006 IEEE 21 J Harri, F Filali, C Bonnet, “Mobility Models for V ehicular Ad Hoc Networks: A Survey and Taxonomy”, Research Report RR-06-168, Institut Eurecom Department of Mobile Communications, March 2007 22 H Hartenstein, K P Laberteaux, “VANET: Vehicular Applications and Inter-Networking Technologies”, First edition, A John Wiley and Sons, Ltd, Publication, 2010 23 C Sommer, R German, F Dressler, “Bidirectionally Coupled Network and Road Traffic Simulation for Improved IVC Analysis”, IEEE Transactions on Mobile Computing, Vol 10, No 1, January 2011 24 “OMNeT++ Network Simulation Framework”, [Online], 2001-2013, OMNeT++ Community Available: http://www.omnetpp.org/ 25 41 “INET Framework for OMNeT++”, [Online], June 21, 2012, OMNeT++ Community Available: http://inet.omnetpp.org/ 26 “SUMO – Simulation of Urban Mobility”, [Online], 2011-2014, German Aerospace Center, Institute of Transportation Systems Available: http://sumo-sim.org/ 27 A Wegener, M Piorkowski, M Raya, H Hellbruck, S Fischer, J P Hubaux, “TraCI: An Interface for Coupling Road Traffic and Network Simulators”, Proceedings of the 11th Communications and Networking Simulation Symposium, New York, NY, USA, pp 155163, 2008 28 T Booysen, “Tutorial: Simulating VANET and ITS (using OMNeT++ and SUMO)”, Seminar at UniRC, Jul 2012 29 P H Thái, “Ngôn Ngữ Lập Trình C/C++”, Khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại Học Công Nghệ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội, pp 212-257, 2003 30 Jinhua Guo, “Vehicle Safety Communications in DSRC”, US Army 6th Winter Workshop, 2006 31 Lusia Andreone, “Activities and Applications of the vehicle to vehicle and vehicle to infrastructure communication to enhance road safety”, ITS in Europe Hannover, June 2005 08/16/16 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 32 “Mobile satellite network diagram”, [Online] Plan Do Communicate, CS Odessa corp., 2014, Available: http://www.conceptdraw.com/examples/diagrams-of-satellite/ 33 R Morris, F Kaashoek, D Karger, D Aguayo, J Bicket, S Biswas, D D Couto, J Li, “Grid: Scalable Ad-Hoc Wireless Networking”, The Grid Ad Hoc Networking Project, Massachusetts Institute of Technology University 34 IEEE 802.11 Working Group, “Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications”, IEEE Std 802.11™-2 2012, 29 March 2012, IEEE Standards Association Available: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html 35 R Baumann, “Engineering and simulation of mobile ad hoc routing protocolsfor VANET on highways and in cities”, Master’s Thesis in Computer Science, Swiss Federal Instutite of Technology Zurich, 2004 36 “IEEE 802.11”, [Online], Wikipedia, August 2014 Available: http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11/ 08/16/16 Back to top î EM XIN CẢM ƠN VÀ CÂU HỎI! 43 08/16/16 [...]... Back to top î MÔ HÌNH GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI CHUYỂN CỦA PHƯƠNG TIỆN 16 08/16/16 Back to top î ỨNG DỤNG CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI CHUYỂN VÀO GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV 17 08/16/16 Back to top î ỨNG DỤNG CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI CHUYỂN VÀO GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV 18 08/16/16 ỨNG DỤNG CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI CHUYỂN VÀO GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV... đạt giá trị cực đại thì phương tiện sẽ được quyết định thuộc về nhóm đó • Nếu hai phương tiện thuộc về hai nhóm khác nhau, liên kết giữa chúng sẽ được xem xét là không ổn định • Khi đó một hệ số đánh giá sẽ được thêm vào metric định tuyến giữa hai phương tiện và các tuyến được cập nhập 08/16/16 Back to top î MÔ HÌNH GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI CHUYỂN CỦA PHƯƠNG TIỆN => VA = (Vx, Vy)... trường giao thông mật độ cao 08/16/16 Back to top î VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT N B A D Source C 13 E Destination 08/16/16 Back to top î MÔ HÌNH GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI CHUYỂN CỦA PHƯƠNG TIỆN  14 Trong không gian Cartesian, mỗi nhóm được đặc trưng bởi một vector đơn vị, S1 = (1, 0), S2 = (0, 1), S3 = (-1, 0), S4 = (0, -1) • Giả sử vector vận tốc của phương tiện được biểu di n... THUẬT  Dựa trên các khái niệm định tuyến được đề cập ở trên, một số các mô hình định tuyến đã được đề xuất cho việc truyền thông giữa các phương tiện trong mạng VANET – –    12 CarNet MOPR Hiện tại trong các giao thức định tuyến, các bản tin điều khiển trong các giao thức chủ động và phản ứng không được sử dụng để dự đoán sự phá vỡ liên kết Quá trình duy trì một tuyến trong cả hai kiểu giao thức... DỰA TRÊN HƯỚNG DI CHUYỂN VÀO GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV Group 2 (A, 1, A-010) (B, 0, B-024) (D, 1, D-102) A Group 2 (A, 1, A-010) (B, 0, B-024) (D, 1, D-102) B 1 C 2 A B 1 D 1 E 2 1 20 C 1 D 1 E 08/16/16 Back to top î ỨNG DỤNG CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN HƯỚNG DI CHUYỂN VÀO GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN DSDV 2 A B 2 1 C 21 1 D 1 E 08/16/16 Back to top î YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA PHƯƠNG TIỆN Positioning System Display...CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN LAI    11 Kết hợp cả hai cách tiếp cận chủ động và phản ứng Phân chia sơ đồ mạng thành các khu vực khác nhau Định tuyến bên trong các khu vực (intra-zone routing) được thi hành bởi một giao thức chủ động Mặt khác, để tăng khả năng mở rộng của hệ thống, định tuyến giữa các khu vực (inter-zone routing) được thực hiện bởi giao thức phản ứng Giao thức định tuyến