Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Guerber, Carlos Rafael
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26151
Resumo: In ad hoc vehicle networks (VANETs), vehicle-to-vehicle (V2V) communication occurs opportunistically due to the frequent mobility of nodes and the intermittent contact time. In this scenario, assessing the efficiency of referral protocols by using existing resources on the network is an open challenge, given the different strategies adopted by such protocols for choosing the next step. Through the analysis of vehicle movement data, this work contributes to the analysis of the existence of transmission opportunities with the use of a single radio, its quantification and classification considering the opportunities as serial when a sending vehicle only has one opportunity to transmit and parallel opportunity when the issuer has two or more opportunities to transmit. Four different scenarios were evaluated, three with the real features of taxi mobility in the cities of Rome, San Francisco and Shanghai, and one with randomly generated features. Furthermore, the radio signal range was varied from 50 to 1,000 meters in the evaluated scenarios. In addition, the inventory analysis of the communication resources is done through three measures: data transmission rate, impact of overhead of the beacons, and efficiency of routing protocols – performed using the proposed OpTs metric. This paper discusses the impact on forwarding protocols for the appropriate use of this metric, and shows that this metric can be used to evaluate the efficiency of forwarding protocols or to improve the quality of resource consumption in ad hoc vehicular networks. This metric allows message forwarding protocols to assess whether they are able to use the maximum theoretical resources available regardless of the scenario assessed. For Rome, San Francisco or Shanghai, as the radio signal range increases, the maximum theoretical amount of resources also increases. The assessment also shows, for the three scenarios, that the overload of beacons does not have a significant impact on the total inventory of theoretical data available. When applying the metric OpTs in forwarding protocols that use different strategies to forward messages, it was possible to observe that each of these protocols consumes resources differently. The metric also allows to evaluate the general efficiency of each routing protocol in a VANET when measuring the percentage of resource that such protocol used during the interaction between the vehicles. With the application of the metric it is possible to obtain the efficiency of a routing protocol in relation to its consumption of resources.
id UTFPR-12_4f3a51a17210ea42e67a624884b01cd9
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/26151
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veicularesA new metric based on transmission opportunities to evaluate forwarding strategies in vehicular networksRede de computador - ProtocolosSistemas de comunicação sem fioComutação por pacotes (Transmissão de dados)Sistemas de comunicação móvelAutomóveis - Equipamento de rádioSistemas de transmissão de dados - MediçãoVeículos - Sistemas de comunicação - Registros de desempenhoComputer network protocolsWireless communication systemPacket switching (Data transmission)Mobile communication systemsAutomobiles - Radio equipmentData transmission systems - MeasurementVehicles - Communication systems - Performance recordsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESEngenharia ElétricaIn ad hoc vehicle networks (VANETs), vehicle-to-vehicle (V2V) communication occurs opportunistically due to the frequent mobility of nodes and the intermittent contact time. In this scenario, assessing the efficiency of referral protocols by using existing resources on the network is an open challenge, given the different strategies adopted by such protocols for choosing the next step. Through the analysis of vehicle movement data, this work contributes to the analysis of the existence of transmission opportunities with the use of a single radio, its quantification and classification considering the opportunities as serial when a sending vehicle only has one opportunity to transmit and parallel opportunity when the issuer has two or more opportunities to transmit. Four different scenarios were evaluated, three with the real features of taxi mobility in the cities of Rome, San Francisco and Shanghai, and one with randomly generated features. Furthermore, the radio signal range was varied from 50 to 1,000 meters in the evaluated scenarios. In addition, the inventory analysis of the communication resources is done through three measures: data transmission rate, impact of overhead of the beacons, and efficiency of routing protocols – performed using the proposed OpTs metric. This paper discusses the impact on forwarding protocols for the appropriate use of this metric, and shows that this metric can be used to evaluate the efficiency of forwarding protocols or to improve the quality of resource consumption in ad hoc vehicular networks. This metric allows message forwarding protocols to assess whether they are able to use the maximum theoretical resources available regardless of the scenario assessed. For Rome, San Francisco or Shanghai, as the radio signal range increases, the maximum theoretical amount of resources also increases. The assessment also shows, for the three scenarios, that the overload of beacons does not have a significant impact on the total inventory of theoretical data available. When applying the metric OpTs in forwarding protocols that use different strategies to forward messages, it was possible to observe that each of these protocols consumes resources differently. The metric also allows to evaluate the general efficiency of each routing protocol in a VANET when measuring the percentage of resource that such protocol used during the interaction between the vehicles. With the application of the metric it is possible to obtain the efficiency of a routing protocol in relation to its consumption of resources.Nas redes veiculares ad hoc (VANETs), a comunicação veículo a veículo (V2V) ocorre de forma oportunista devido à mobilidade frequente dos nós e ao tempo de contato intermitente. Nesse cenário, a avaliação de eficiência dos protocolos de encaminhamento pelo uso dos recursos existentes na rede é um desafio aberto, dadas as diferentes estratégias adotadas por tais protocolos para a escolha do próximo salto. Por meio da análise de dados de movimentação de veículos, este trabalho contribui para a análise da existência de oportunidades de transmissão com a utilização de um rádio, sua quantificação e classificação considerando as oportunidades como serial quando um veículo emissor só tem uma oportunidade para transmitir e oportunidade paralela quando o emissor tem duas ou mais oportunidades para transmitir. Foram avaliados quatro diferentes cenários, sendo três com os traços reais da mobilidade de táxis das cidades de Roma, San Francisco e Shanghai, e um com traços gerados aleatoriamente. Ainda, o alcance do sinal de rádio foi variado de 50 a 1.000 metros nos cenários avaliados. Além disso, a análise de inventário dos recursos de comunicação é feita através de três medidas: taxa de transmissão de dados, impacto de sobrecarga dos beacons, e eficiência de protocolos de encaminhamento – realizada através da métrica OpTs proposta. Este trabalho traz uma discussão sobre o impacto nos protocolos de encaminhamento pelo uso apropriado dessa métrica, e mostra que essa métrica pode ser usada para avaliação de eficiência de protocolos de encaminhamento ou para melhorar a qualidade do consumo de recursos em redes veiculares ad hoc. Essa métrica permite que os protocolos de encaminhamento de mensagem avaliem se são capazes de utilizar o máximo de recursos teórico disponíveis independentemente do cenário avaliado. Para Roma, San Francisco ou Shanghai, à medida que o alcance do sinal de rádio aumenta, a quantidade teórica máxima de recursos também aumenta. A avaliação também mostra, para os três cenários, que a sobrecarga de beacons não tem um impacto significativo sobre o inventário total de dados teóricos disponível. Ao aplicar a métrica MopTs em protocolos de encaminhamento que utilizam diferentes estratégias para encaminhar as mensagens, foi possível observar que cada um desses protocolos consome recursos de forma diferente. A métrica também permite avaliar a eficiência geral de cada protocolo de encaminhamento em uma VANET ao medir o percentual de recurso que tal protocolo usou durante a interação entre os veículos. Com a aplicação da métrica é possível obter a eficiência de um protocolo de encaminhamento em relação ao seu consumo de recursos.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRFonseca, Mauro Sergio Pereirahttp://orcid.org/0000-0003-1604-0915http://lattes.cnpq.br/6534637358360971Fonseca, Anelise Munarettohttps://orcid.org/0000-0002-0182-7128http://lattes.cnpq.br/4992303457891284Vendramin, Ana Cristina Barreiras Kochemhttps://orcid.org/0000-0002-1234-0884http://lattes.cnpq.br/3005557336605080Fonseca, Anelise Munarettohttps://orcid.org/0000-0002-0182-7128http://lattes.cnpq.br/4992303457891284Alburquerque, Celio Vinicius Neves dehttps://orcid.org/0000-0002-7959-6569http://lattes.cnpq.br/4641684220602580Costa, Luis Henrique Maciel Kosmalskihttps://orcid.org/0000-0002-7789-3359http://lattes.cnpq.br/4193860852876287Silva, Thiago Henriquehttps://orcid.org/0000-0001-6994-8076http://lattes.cnpq.br/9568338246493587Guerber, Carlos Rafael2021-10-14T12:52:31Z2021-10-14T12:52:31Z2020-12-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfGUERBER, Carlos Rafael. Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26151porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2021-10-15T06:05:50Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/26151Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2021-10-15T06:05:50Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares
A new metric based on transmission opportunities to evaluate forwarding strategies in vehicular networks
title Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares
spellingShingle Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares
Guerber, Carlos Rafael
Rede de computador - Protocolos
Sistemas de comunicação sem fio
Comutação por pacotes (Transmissão de dados)
Sistemas de comunicação móvel
Automóveis - Equipamento de rádio
Sistemas de transmissão de dados - Medição
Veículos - Sistemas de comunicação - Registros de desempenho
Computer network protocols
Wireless communication system
Packet switching (Data transmission)
Mobile communication systems
Automobiles - Radio equipment
Data transmission systems - Measurement
Vehicles - Communication systems - Performance records
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
Engenharia Elétrica
title_short Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares
title_full Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares
title_fullStr Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares
title_full_unstemmed Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares
title_sort Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares
author Guerber, Carlos Rafael
author_facet Guerber, Carlos Rafael
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Fonseca, Mauro Sergio Pereira
http://orcid.org/0000-0003-1604-0915
http://lattes.cnpq.br/6534637358360971
Fonseca, Anelise Munaretto
https://orcid.org/0000-0002-0182-7128
http://lattes.cnpq.br/4992303457891284
Vendramin, Ana Cristina Barreiras Kochem
https://orcid.org/0000-0002-1234-0884
http://lattes.cnpq.br/3005557336605080
Fonseca, Anelise Munaretto
https://orcid.org/0000-0002-0182-7128
http://lattes.cnpq.br/4992303457891284
Alburquerque, Celio Vinicius Neves de
https://orcid.org/0000-0002-7959-6569
http://lattes.cnpq.br/4641684220602580
Costa, Luis Henrique Maciel Kosmalski
https://orcid.org/0000-0002-7789-3359
http://lattes.cnpq.br/4193860852876287
Silva, Thiago Henrique
https://orcid.org/0000-0001-6994-8076
http://lattes.cnpq.br/9568338246493587
dc.contributor.author.fl_str_mv Guerber, Carlos Rafael
dc.subject.por.fl_str_mv Rede de computador - Protocolos
Sistemas de comunicação sem fio
Comutação por pacotes (Transmissão de dados)
Sistemas de comunicação móvel
Automóveis - Equipamento de rádio
Sistemas de transmissão de dados - Medição
Veículos - Sistemas de comunicação - Registros de desempenho
Computer network protocols
Wireless communication system
Packet switching (Data transmission)
Mobile communication systems
Automobiles - Radio equipment
Data transmission systems - Measurement
Vehicles - Communication systems - Performance records
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
Engenharia Elétrica
topic Rede de computador - Protocolos
Sistemas de comunicação sem fio
Comutação por pacotes (Transmissão de dados)
Sistemas de comunicação móvel
Automóveis - Equipamento de rádio
Sistemas de transmissão de dados - Medição
Veículos - Sistemas de comunicação - Registros de desempenho
Computer network protocols
Wireless communication system
Packet switching (Data transmission)
Mobile communication systems
Automobiles - Radio equipment
Data transmission systems - Measurement
Vehicles - Communication systems - Performance records
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
Engenharia Elétrica
description In ad hoc vehicle networks (VANETs), vehicle-to-vehicle (V2V) communication occurs opportunistically due to the frequent mobility of nodes and the intermittent contact time. In this scenario, assessing the efficiency of referral protocols by using existing resources on the network is an open challenge, given the different strategies adopted by such protocols for choosing the next step. Through the analysis of vehicle movement data, this work contributes to the analysis of the existence of transmission opportunities with the use of a single radio, its quantification and classification considering the opportunities as serial when a sending vehicle only has one opportunity to transmit and parallel opportunity when the issuer has two or more opportunities to transmit. Four different scenarios were evaluated, three with the real features of taxi mobility in the cities of Rome, San Francisco and Shanghai, and one with randomly generated features. Furthermore, the radio signal range was varied from 50 to 1,000 meters in the evaluated scenarios. In addition, the inventory analysis of the communication resources is done through three measures: data transmission rate, impact of overhead of the beacons, and efficiency of routing protocols – performed using the proposed OpTs metric. This paper discusses the impact on forwarding protocols for the appropriate use of this metric, and shows that this metric can be used to evaluate the efficiency of forwarding protocols or to improve the quality of resource consumption in ad hoc vehicular networks. This metric allows message forwarding protocols to assess whether they are able to use the maximum theoretical resources available regardless of the scenario assessed. For Rome, San Francisco or Shanghai, as the radio signal range increases, the maximum theoretical amount of resources also increases. The assessment also shows, for the three scenarios, that the overload of beacons does not have a significant impact on the total inventory of theoretical data available. When applying the metric OpTs in forwarding protocols that use different strategies to forward messages, it was possible to observe that each of these protocols consumes resources differently. The metric also allows to evaluate the general efficiency of each routing protocol in a VANET when measuring the percentage of resource that such protocol used during the interaction between the vehicles. With the application of the metric it is possible to obtain the efficiency of a routing protocol in relation to its consumption of resources.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-12-22
2021-10-14T12:52:31Z
2021-10-14T12:52:31Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv GUERBER, Carlos Rafael. Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26151
identifier_str_mv GUERBER, Carlos Rafael. Uma nova métrica baseada em oportunidades de transmissão para avaliação de estratégias de encaminhamento em redes veiculares. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26151
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498326317760512