SCALABLE AND EFFICIENT VERTICAL HANDOVER DECISION ALGORITHMS IN VEHICULAR NETWORK CONTEXTS

A finales de los años noventa, y al comienzo del nuevo milenio, las redes inalámbricas han evolucionado bastante, pasando de ser sólo una tecnología prometedora para convertirse en un requisito para las actividades cotidianas en las sociedades desarrolladas. La infraestructura de transporte también ha evolucionado, ofreciendo comunicación a bordo para mejorar la seguridad vial y el acceso a contenidos de información y entretenimiento. Los requisitos de los usuarios finales se han hecho dependientes de la tecnología, lo que significa que sus necesidades de conectividad han aumentado debido a los diversos requisitos de las aplicaciones que se ejecutan en sus dispositivos móviles, tales como tabletas, teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles o incluso ordenadores de abordo (On-Board Units (OBUs)) dentro de los vehículos. Para cumplir con dichos requisitos de conectividad, y teniendo en cuenta las diferentes redes inalámbricas disponibles, es necesario adoptar técnicas de Vertical Handover (VHO) para cambiar de red de forma transparente y sin necesidad de intervención del usuario. El objetivo de esta tesis es desarrollar algoritmos de decisión (Vertical Handover Decision Algorithms (VHDAs)) eficientes y escalables, optimizados para el contexto de las redes vehiculares. En ese sentido se ha propuesto, desarrollado y probado diferentes algoritmos de decisión basados en la infraestructura disponible en las actuales, y probablemente en las futuras, redes inalámbricas y redes vehiculares. Para ello se han combinado diferentes técnicas, métodos computacionales y modelos matemáticos, con el fin de garantizar una conectividad apropiada, y realizando el handover hacia las redes más adecuadas de manera a cumplir tanto con los requisitos de los usuarios como los requisitos de las aplicaciones. Con el fin de evaluar el contexto, se han utilizado diferentes herramientas para obtener información variada, como la disponibilidad de la red, el estado de la red, la geolocalizaciónMárquez Barja, JM. (2012). SCALABLE AND EFFICIENT VERTICAL HANDOVER DECISION ALGORITHMS IN VEHICULAR NETWORK CONTEXTS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17869Palanci

A Communications-Oriented Perspective on Traffic Management Systems for Smart Cities: Challenges and Innovative Approaches

The growing size of cities and increasing population mobility have determined a rapid increase in the number of vehicles on the roads, which has resulted in many challenges for road traffic management authorities in relation to traffic congestion, accidents, and air pollution. Over the recent years, researchers from both industry and academia have been focusing their efforts on exploiting the advances in sensing, communication, and dynamic adaptive technologies to make the existing road traffic management systems (TMSs) more efficient to cope with the aforementioned issues in future smart cities. However, these efforts are still insufficient to build a reliable and secure TMS that can handle the foreseeable rise of population and vehicles in smart cities. In this survey, we present an up-to-date review of the different technologies used in the different phases involved in a TMS and discuss the potential use of smart cars and social media to enable fast and more accurate traffic congestion detection and mitigation. We also provide a thorough study of the security threats that may jeopardize the efficiency of the TMS and endanger drivers' lives. Furthermore, the most significant and recent European and worldwide projects dealing with traffic congestion issues are briefly discussed to highlight their contribution to the advancement of smart transportation. Finally, we discuss some open challenges and present our own vision to develop robust TMSs for future smart cities

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

Qualité de service dans des environnements réseaux mobiles, contraints et hétérogènes

Les télécommunications sans fil ont connu ces dernières années un immense succès à tel point que le spectre des fréquences est désormais surchargé et nécessite la disponibilité de nouvelles ressources. Pour répondre à ce besoin, des techniques de réutilisation dynamique du spectre ont alors vu le jour sous la dénomination de radio cognitive. Elles consistent à partager de manière opportuniste et efficace certaines fréquences ayant été initialement allouées à d'autres systèmes. Cette thèse se place dans le contexte de réseaux sans fil tactiques hétérogènes comportant des segments de radios cognitives. La difficulté provient alors de la garantie de qualité de service de bout en bout : respect du débit négocié, du délai et de la gigue. Nous nous sommes tout d'abord intéressés au contrôle d'admission dans ce type de réseaux en proposant une méthode de calcul de bande passante résiduelle de bout en bout s'appuyant sur un algorithme de complexité polynomiale et pouvant être implanté de manière distribuée. Nous nous sommes ensuite concentrés sur le routage en proposant une nouvelle métrique tenant compte des particularités de ce type de réseaux. Enfin, nous nous focalisons sur la thématique du routage à contraintes multiples en étudiant et implantant en environnement réel des algorithmes d'approximation proposés dans la littérature. ABSTRACT : The unprecedented success of wireless telecommunication systems has resulted in the wireless spectrum becoming a scarce resource. Cognitive Radio systems have been proposed as the enabling technology allowing unlicensed equipments to opportunistically access the licensed spectrum when not in use by the licensed users. The focus of this thesis is on heterogeneous tactical networks deploying cognitive radios in parts or in their entirety. Such networks can be organized in multiple sub-networks, each characterized by a specific topology, medium access scheme and spectrum access policy. As a result, providing end-to-end Quality of Service guarantees in terms of bandwidth, delay and jitter, emerges as a key challenge. We first address the admission control in multi-hop cognitive radio networks and propose a polynomial time algorithm that can be implemented in a distributed fashion for estimating the end-to-end bandwidth. Then, we focus on routing and propose a new metric that takes into account the specifics of such networks. Finally, as quality of service requirements can be expressed using multiple metrics, we turn our attention to multi-constrained routing and implement on a real testbed low complexity approximation algorithms