V2X communications performance analysis using open-source simulators

Uno de los aspectos claves de la comunicación entre Vehículos hacia Todo (V2X) es el concepto de la conciencia cooperativa, donde el intercambio periódico del estado de las informaciones permite a los vehículos ser conscientes de su entorno aumentando así la seguridad y la eficacia del tráfico. Este proyecto consta de dos objetivos, el primero ha sido implementar y diseñar una interfaz para comunicar el Objective Modular Network Tested in C ++ (OMNeT ++, un simulador de redes que permite simular escenarios V2X) con el Car Learning to Act (CARLA, un simulador de conducción autónoma), transmitiendo los mensajes simulados con el OMNeT ++ hacia el CARLA. De esta manera el vehículo egocéntrico es más consciente de su entorno. El segundo objetivo ha sido evaluar la efectividad del servicio básico de Conciencia cooperativa (CA) mediante un simulador IEEE 802.11p V2X. Las simulaciones se han ejecutado variando la densidad de vehículos y los tamaños de los Mensajes de Concència Cooperativa (CAM) en dos escenarios diferentes: una autopista y una cuadrícula de Manhattan. El rendimiento ha sido evaluado analizando la Tasa de Paquetes erróneos (PER) y el número de mensajes recibidos en los dos escenarios. En el caso de la cuadrícula de Manhattan también se ha diferenciado el caso de Vista Directa (LOS). La presencia de más vehículos ha causado más pérdidas de paquetes debido al incremento de la interferencia y la probabilidad de colisiones de paquetes, incrementando así los valores de la PER. En el momento que se ha aumentado el tamaño de los mensajes CAM, la PER también ha aumentado, ya que las interferencias de los escenarios han aumentando. En el escenario de Manhattan hay un pico de más paquetes recibidos y más interferencias en las intersecciones, lo que conlleva un incremento de la PER.Un dels aspectes claus de la comunicació entre Vehicles cap a Tot (V2X) és el concepte de la consciència cooperativa, on l'intercanvi periòdic de l'estat de les informacions permet als vehicles ser conscients del seu entorn augmentant així la seguretat i l'eficàcia del trànsit. Aquest projecte consta de dos objectius, el primer ha estat implementar i dissenyar una interfície per comunicar l'Objective Modular Network Tested in C++ (OMNeT++, un simulador de xarxes que permet simular escenaris V2X) amb el Car Learning to Act (CARLA, un simulador de conducció autònoma), transmetent els missatges simulats amb l'OMNeT++ cap al CARLA. D'aquesta manera el vehicle egocèntric és més conscient del seu entorn. El segon objectiu ha estat avaluar l'efectivitat del servei bàsic de Conciència cooperativa (CA) mitjançant un simulador IEEE 802.11p V2X. Les simulacions s'han executat variant la densitat de vehicles i les mides dels Missatges de Conciència Cooperativa (CAM) en dos escenaris diferents: una autopista i una quadrícula de Manhattan. El rendiment ha estat avaluat analitzant la Tassa de Paquets Erronis (PER) i el nombre de missatges rebuts en els dos escenaris. En el cas de la quadrícula de Manhattan també s'ha diferenciat el cas de Vista Directa (LOS). La presència de més vehicles ha causat més pèrdues de paquets a causa de l'increment de la interferència i la probabilitat de col·lisions de paquets, incrementant així els valors de la PER. En el moment que s'ha augmentat la mida dels missatges CAM, la PER també ha augmentat, ja que les interferències dels escenaris han augmentant. A l'escenari de Manhattan hi ha un pic de més paquets rebuts i més interferències a les interseccions, la qual cosa comporta un increment de la PER.A key aspect of Vehicle-to-Everything (V2X) communication is the concept of cooperative awareness, wherein the periodic exchange of status information allows vehicles to become aware of their surroundings for increased traffic safety and efficiency. This project aimed to implement and design an interface to communicate the Objective Modular Network Tested in C++ (OMNeT++, a network simulator simulating V2X scenarios), with the Car Learning to Act (CARLA, an autonomous driver simulator), feeding the messages received from the OMNeT++ simulation to CARLA. This way, being the Ego vehicle more aware of their surroundings. This project also aimed to evaluate the effectiveness of the Cooperative awareness (CA) basic service through the development of an IEEE 802.11p-based V2X system simulator. The simulations were executed varying the density of vehicles and Cooperative Awareness Message (CAM)'s length in two different scenarios: the highway scenario and the Manhattan grid scenario. The performance was then assessed by analyzing the Packet Error Rate (PER), the number of messages received, and also, in the Manhattan scenario, differentiating the Line of Sight (LOS) cases. The presence of more vehicles caused higher packet losses due to increased interference and collisions probability, leading to higher PER values. When the CAM's length increased, the PER as well as the interference in the scenario increased. In the Manhattan scenarios a peak of more packets received and more interference was present in the intersections, leading to a higher PER values