Optimisation of Mobile Communication Networks - OMCO NET

The mini conference “Optimisation of Mobile Communication Networks” focuses on advanced methods for search and optimisation applied to wireless communication networks. It is sponsored by Research & Enterprise Fund Southampton Solent University. The conference strives to widen knowledge on advanced search methods capable of optimisation of wireless communications networks. The aim is to provide a forum for exchange of recent knowledge, new ideas and trends in this progressive and challenging area. The conference will popularise new successful approaches on resolving hard tasks such as minimisation of transmit power, cooperative and optimal routing

SCALABLE MULTI-HOP DATA DISSEMINATION IN VEHICULAR AD HOC NETWORKS

Vehicular Ad hoc Networks (VANETs) aim at improving road safety and travel comfort, by providing self-organizing environments to disseminate traffic data, without requiring fixed infrastructure or centralized administration. Since traffic data is of public interest and usually benefit a group of users rather than a specific individual, it is more appropriate to rely on broadcasting for data dissemination in VANETs. However, broadcasting under dense networks suffers from high percentage of data redundancy that wastes the limited radio channel bandwidth. Moreover, packet collisions may lead to the broadcast storm problem when large number of vehicles in the same vicinity rebroadcast nearly simultaneously. The broadcast storm problem is still challenging in the context of VANET, due to the rapid changes in the network topology, which are difficult to predict and manage. Existing solutions either do not scale well under high density scenarios, or require extra communication overhead to estimate traffic density, so as to manage data dissemination accordingly. In this dissertation, we specifically aim at providing an efficient solution for the broadcast storm problem in VANETs, in order to support different types of applications. A novel approach is developed to provide scalable broadcast without extra communication overhead, by relying on traffic regime estimation using speed data. We theoretically validate the utilization of speed instead of the density to estimate traffic flow. The results of simulating our approach under different density scenarios show its efficiency in providing scalable multi-hop data dissemination for VANETs

Persistent Localized Broadcasting in VANETs

We present a communication protocol, called LINGER, for persistent dissemination of delay-tolerant information to vehicular users, within a geographical area of interest. The goal of LINGER is to dispatch and confine information in localized areas of a mobile network with minimal protocol overhead and without requiring knowledge of the vehicles' routes or destinations. LINGER does not require roadside infrastructure support: it selects mobile nodes in a distributed, cooperative way and lets them act as "information bearers", providing uninterrupted information availability within a desired region. We analyze the performance of our dissemination mechanism through extensive simulations, in complex vehicular scenarios with realistic node mobility. The results demonstrate that LINGER represents a viable, appealing alternative to infrastructure-based solutions, as it can successfully drive the information toward a region of interest from a far away source and keep it local with negligible overhead. We show the effectiveness of such an approach in the support of localized broadcasting, in terms of both percentage of informed vehicles and information delivery delay, and we compare its performance to that of a dedicated, state-of-the-art protoco

Improving Vehicular ad hoc Network Protocols to Support Safety Applications in Realistic Scenarios

La convergencia de las telecomunicaciones, la informática, la tecnología inalámbrica y los sistemas de transporte, va a facilitar que nuestras carreteras y autopistas nos sirvan tanto como plataforma de transporte, como de comunicaciones. Estos cambios van a revolucionar completamente cómo y cuándo vamos a acceder a determinados servicios, comunicarnos, viajar, entretenernos, y navegar, en un futuro muy cercano. Las redes vehiculares ad hoc (vehicular ad hoc networks VANETs) son redes de comunicación inalámbricas que no requieren de ningún tipo de infraestructura, y que permiten la comunicación y conducción cooperativa entre los vehículos en la carretera. Los vehículos actúan como nodos de comunicación y transmisores, formando redes dinámicas junto a otros vehículos cercanos en entornos urbanos y autopistas. Las características especiales de las redes vehiculares favorecen el desarrollo de servicios y aplicaciones atractivas y desafiantes. En esta tesis nos centramos en las aplicaciones relacionadas con la seguridad. Específicamente, desarrollamos y evaluamos un novedoso protocol que mejora la seguridad en las carreteras. Nuestra propuesta combina el uso de información de la localización de los vehículos y las características del mapa del escenario, para mejorar la diseminación de los mensajes de alerta. En las aplicaciones de seguridad para redes vehiculares, nuestra propuesta permite reducir el problema de las tormentas de difusión, mientras que se mantiene una alta efectividad en la diseminación de los mensajes hacia los vehículos cercanos. Debido a que desplegar y evaluar redes VANET supone un gran coste y una tarea dura, la metodología basada en la simulación se muestra como una metodología alternativa a la implementación real. A diferencia de otros trabajos previos, con el fin de evaluar nuestra propuesta en un entorno realista, en nuestras simulaciones tenemos muy en cuenta tanto la movilidad de los vehículos, como la transmisión de radio en entornos urbanos, especialmente cuando los edificios interfieren en la propagación de la señal de radio. Con este propósito, desarrollamos herramientas para la simulación de VANETs más precisas y realistas, mejorando tanto la modelización de la propagación de radio, como la movilidad de los vehículos, obteniendo una solución que permite integrar mapas reales en el entorno de simulación. Finalmente, evaluamos las prestaciones de nuestro protocolo propuesto haciendo uso de nuestra plataforma de simulación mejorada, evidenciando la importancia del uso de un entorno de simulación adecuado para conseguir resultados más realistas y poder obtener conclusiones más significativas.Martínez Domínguez, FJ. (2010). Improving Vehicular ad hoc Network Protocols to Support Safety Applications in Realistic Scenarios [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/9195Palanci

An adaptive system based on roadmap profiling to enhance warning message dissemination in VANETS

[EN] In recent years, new applications, architectures, and technologies have been proposed for vehicular ad hoc networks (VANETs). Regarding traffic safety applications for VANETs, warning messages have to be quickly and smartly disseminated in order to reduce the required dissemination time and to increase the number of vehicles receiving the traffic warning information. In the past, several approaches have been proposed to improve the alert dissemination process in multihop wireless networks, but none of them were tested in real urban scenarios, adapting its behavior to the propagation features of the scenario. In this paper, we present the Profile-driven Adaptive Warning Dissemination Scheme (PAWDS) designed to improve the warning message dissemination process. With respect to previous proposals, our proposed scheme uses a mapping technique based on adapting the dissemination strategy according to both the characteristics of the street area where the vehicles are moving and the density of vehicles in the target scenario. Our algorithm reported a noticeable improvement in the performance of alert dissemination processes in scenarios based on real city maps.This work was supported in part by the Ministerio de Educacion y Ciencia, Spain, under Grant TIN2011-27543-C03-01 and the Diputacion General de Aragon under Grant "subvenciones destinadas a la formacion y contratacion de personal investigador."Fogué Cortés, M.; Garrido Picazo, MP.; Martínez Domínguez, FJ.; Cano Escribá, JC.; Tavares De Araujo Cesariny Calafate, CM.; Manzoni, P. (2013). An adaptive system based on roadmap profiling to enhance warning message dissemination in VANETS. IEEE/ACM Transactions on Networking. 21(3):883-895. doi:10.1109/TNET.2012.2212206S88389521

Dynamic wireless mobile framework for distributed collaborative real-time information generation and control systems

Intelligent Transportation Systems (ITS) have only recently discovered the exciting possibilities in the nomadic and ubiquitous computing space to build a new generation of information systems by allowing the vehicle to act both as a carrier and consumer of wireless (and thus omnipresent) information. Wide deployment of such ITS systems may eventually allow for more dynamic and efficient transportation systems, which can contribute in several ways towards greater economic growth whilst respecting environmental sustainability. A great number of researchers have dedicated considerable time and resources to tackling traffic related issues by utilising the new wireless capabilities enabled by ITS; such initiatives cover a wide range of applications such as safety, knowledge sharing and infotainment. Indicative of the extent of such efforts is the plethora of research projects initiated by many national and multi-national organisations such as the EU Framework Programme for Research and Technological Development. To achieve their goals, proposed solutions from such organisations depend on the development and deployment of intelligent wireless mobile communication systems, where data dissemination issues make the prospect of efficient and effective communication a challenging proposition. Presently, Car-to-Car and Car-to-Infrastructure communications are two distinct avenues that make possible efficient and reliable delivery of messages via direct radio links in traffic areas. In all cases, high quality of communication performance is desirable for a communication system composed mostly of roaming participants; such a system needs to be dynamic, flexible and infrastructure-less. Consequently, Mobile Ad hoc Network (MANET)-based networks are a natural fit to ITS

Adaptive Mechanisms to Improve Message Dissemination in Vehicular Networks

En el pasado, se han dedicado muchos recursos en construir mejores carreteras y autovías. Con el paso del tiempo, los objetivos fueron cambiando hacia las mejoras de los vehículos, consiguiendo cada vez vehículos más rápidos y con mayor autonomía. Más tarde, con la introducción de la electrónica en el mercado del automóvil, los vehículos fueron equipados con sensores, equipos de comunicaciones, y otros avances tecnológicos que han permitido la aparición de coches más eficientes, seguros y confortables. Las aplicaciones que nos permite el uso de las Redes Vehiculares (VNs) en términos de seguridad y eficiencia son múltiples, lo que justifica la cantidad y recursos de investigación que se están dedicando en los últimos años. En el desarrollo de esta Tesis, los esfuerzos se han centrado en el área de las Vehicular Ad-hoc Networks, una subclase de las Redes Vehiculares que se centra en las comunicaciones entre los vehículos, sin necesidad de que existan elementos de infraestructura. Con la intención de mejorar el proceso de diseminación de mensajes de alerta, imprescindibles para las aplicaciones relacionadas con la seguridad, se ha propuesto un esquema de difusión adaptativo, capaz de seleccionar automáticamente el mecanismo de difusión óptimo en función de la complejidad del mapa y de la densidad actual de vehículos. El principal objetivo es maximizar la efectividad en la difusión de mensajes, reduciendo al máximo el número de mensajes necesarios, evitando o mitigando las tormentas de difusión. Las propuestas actuales en el área de las VANETs, se centran principalmente en analizar escenarios con densidades típicas o promedio. Sin embargo, y debido a las características de este tipo de redes, a menudo se dan situaciones con densidades extremas (altas y bajas). Teniendo en cuenta los problemas que pueden ocasionar en el proceso de diseminación de los mensajes de emergencia, se han propuesto dos nuevos esquemas de difusión para bajas densidades: el \emph{Junction Store and Forward} (JSF) y el \emph{Neighbor Store and Forward} (NSF). Además, para situaciones de alta densidad de vehículos, se ha diseñado el \emph{Nearest Junction Located} (NJL), un esquema de diseminación que reduce notablemente el número de mensajes enviados, sin por ello perder prestaciones. Finalmente, hemos realizado una clasificacion de los esquemas de difusión para VANETs más importantes, analizando las características utilizadas en su diseño. Además hemos realizado una comparación de todos ellos, utilizando el mismo entorno de simulación y los mismos escenarios, permitiendo conocer cuál es el mejor esquema de diseminación a usar en cada momento

Design and Evaluation of a Traffic Safety System based on Vehicular Networks for the Next Generation of Intelligent Vehicles

La integración de las tecnologías de las telecomunicaciones en el sector del automóvil permitirá a los vehículos intercambiar información mediante Redes Vehiculares, ofreciendo numerosas posibilidades. Esta tesis se centra en la mejora de la seguridad vial y la reducción de la siniestralidad mediante Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS). El primer paso consiste en obtener una difusión eficiente de los mensajes de advertencia sobre situaciones potencialmente peligrosas. Hemos desarrollado un marco para simular el intercambio de mensajes entre vehículos, utilizado para proponer esquemas eficientes de difusión. También demostramos que la disposición de las calles tiene gran influencia sobre la eficiencia del proceso. Nuestros algoritmos de difusión son parte de una arquitectura más amplia (e-NOTIFY) capaz de detectar accidentes de tráfico e informar a los servicios de emergencia. El desarrollo y evaluación de un prototipo demostró la viabilidad del sistema y cómo podría ayudar a reducir el número de víctimas en carretera

Video Streaming over Vehicular Ad Hoc Networks: A Comparative Study and Future Perspectives

Vehicular  Ad Hoc Network  (VANET) is emerged as an important research area that provides ubiquitous short-range connectivity among moving vehicles.  This network enables efficient traffic safety and infotainment applications. One of the promising applications is video transmission in vehicle-to-vehicle or vehicle-to-infrastructure environments.  But, video streaming over vehicular environment is a daunting task due to high movement of vehicles. This paper presents a survey on state-of-arts of video streaming over VANET. Furthermore, taxonomy of vehicular video transmission is highlighted in this paper with special focus on significant applications and their requirements with challenges, video content sharing, multi-source video streaming and video broadcast services. The comparative study of the paper compares the video streaming schemes based on type of error resilient technique, objective of study, summary of their study, the utilized simulator and the type of video sharing.  Lastly, we discussed the open issues and research directions related to video communication over VANET