Avaliação por simulação da comunicação entre veículos

Abstract

Numa rede veicular, a densidade de veículos (com o tipo de comunicação IEEE 802.11p) que formam a rede veicular será um dos pontos chave para o sucesso da comunicação entre os mesmos. Nos cenários de auto-estrada, o caso mais estudado ao longo desta dissertação, existe uma grande probabilidade de a rede veicular se encontrar desligada, ou seja, de não existir um caminho entre veículos sempre ao alcance, o que diminuirá a viabilidade e qualidade das comunicações. Para melhorar a comunicação nestes cenários podem ser integradas na rede estações fixas, conhecidas por Road Side Units (RSUs). A utilização de RSUs permite melhorar as comunicações entre veículos conseguindo reduzir, essencialmente, o atraso na entrega das mensagens, pois pretende-se que essa inserção diminua a probabilidade de partição da rede entre os veículos. Nesta Dissertação são idealizados e implementados no simulador ns-3 cenários diferentes, com diferentes densidades de veículos, que permitem avaliar a influência das RSUs nas comunicações veiculares. Pelos resultados apresentados, verifica-se que existe uma melhoria significativa nas comunicações quando as RSUs estão ligadas através de rede fixa, por exemplo a Ethernet. Com RSUs ligadas por redes sem fios, existe uma melhoria significativa das comunicações, mas esta melhoria é inferior à existente em cenários de RSUs ligadas por uma rede com fios. Quando as RSUs se encontram desligadas, verifica-se que não existe grande melhoria e as comunicações ficam mais instáveis. Cada RSU tem um custo bastante elevado. Sendo assim, um dos desafios desta Dissertação é o de conseguir melhorar, de facto, a comunicação entre os veículos, mas reduzindo ao máximo o número de RSUs necessárias no cenário, garantindo sempre essa melhoria nas comunicações. Ao longo do trabalho desenvolvido verificou-se que o espaçamento ideal entre as RSUs, para os testes realizados, é de 1800m.

In a Vehicular network, the density of vehicles (enabled with the standard IEEE 802.11p) that form the network is one of the keys to the success of intervehicular communication. In highway scenarios, which will be the focus of this Master dissertation, the probability of having a disconnected vehicular network can be very high — in other words, the probability of having no paths within reach between vehicles can be very high, which hinders communication reliability. To improve the communication in these scenarios we can use infrastructure known as Road Side Units (RSUs). When we use RSUs as fixed points for communication in highways, we expect an enhancement on the network performance with an improvement on the propagation delay of messages between the disconnected vehicles. In this Dissertation, we idealized and implemented different scenarios in a network simulator (ns-3), with different densities of vehicles used to evaluate the influence of RSUs in inter-vehicular communication. The results show that, with RSUs interconnected by Ethernet, we have a significant improvement on the network performance. With RSUs interconnected by Wi-Fi, we also see improvements on the network performance, albeit less significant than those of the scenarios with RSUs connected by a wired network. When the RSUs are disconnected, we observe that there is no improvement and communications become unstable. Each RSU has a high cost; therefore, in this Dissertation, we need to minimize the distribution of RSUs while still providing a significant improvement on communications. In this work we have shown that the ideal spacing between the RSUs, in our tests, was of approximately 1800m.