dissertação
RHBS: Roteamento Hierárquico Baseado em Setores para Redes Veiculares
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Ciência da Computação
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
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Áreas Temáticas da Extensão
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Em redes veiculares ad hoc, uma das maiores dificuldades encontradas é manter a comunicação estável entre os veículos. A alta mobilidade e topologia dinâmica dos veículos interrompem as rotas estabelecidas entre dois veículos em comunicação. Para tentar minimizar esse problema, um grande número de protocolos de roteamento foram desenvolvidos e classificados de acordo com suas propriedades. Entre eles, os protocolos baseados em cluster e os protocolos geográficos ganharam destaque. Essas duas classes de protocolos, em geral, permitem um menor overhead de mensagens de controle e um menor tempo de latência. No entanto, nem sempre estão adaptados às características únicas das cidades. Visando um melhor desempenho para o ambiente urbano, este trabalho propõe o protocolo de Roteamento Hierárquico Baseado em Setores (RHBS). Neste protocolo cada cluster é um setor delimitado por um conjunto de ruas que possuem estacionamentos. Os veículos estacionados nestes estacionamentos formam um backbone que interligam todos os setores. O backbone é utilizado para rotear de forma geográfica, mensagens de controle e dados. Em cada setor há também um veículo estacionado com a função de Cluster Head (CH). O CH recebe a posição dos veículos moveis do seu setor e fornece a posição de um veículo quando requisitada. Além deste veículo de status especial, há também um veículo estacionado com o status de Cluster Head de Segundo Nível (CH2) próximo ao centro da área geográfica onde se localiza os setores. Este veículo recebe tabelas de atualização dos CHs e portanto, conhece todos os veículos em movimento em cada setor. O CH2 também é consultado quando a posição de um veículo não é conhecida por um CH. No RHBS, quando um veículo móvel de origem recebe a posição de um veículo móvel de destino por meio de um CH ou CH2, envia uma mensagem de dados em direção a esta posição. O RHBS após seu desenvolvimento foi comparado com o protocolo reativo Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV) mostrando um menor tempo de latência e uma menor quantidade de mensagens em quatro das cinco comunicações avaliadas.
Abstract
In vehicular networks ad hoc, one of the biggest difficulties encountered is maintaining stable communication between vehicles. The high mobility and dynamic topology of the vehicles interrupt routes established between two communicating vehicles. To try to minimize this problem, a large number of routing protocols have been developed and classified according to their properties. Among them, cluster-based protocols and geographical protocols have gained prominence. These two classes of protocols, in general, allow for a smaller overhead of control messages and a shorter latency time. However, they are not always adapted to the unique characteristics of cities. Aiming at better performance for the urban environment, this work proposes the Sector-Based Hierarchical Routing (SBHR) protocol. In this protocol, each cluster is a sector bounded by a set of streets that have parking lots. Vehicles parked in these car parks form a backbone that interconnects all sectors. The backbone is used to route control messages and data messages geographically. In each sector, there is also a vehicle parked with the Cluster Head (CH) function. The CH receives the mobile vehicles’ position in its sector and provides a vehicle’s position when requested. In addition to this special status vehicle, there is also a vehicle parked with Second Level Cluster Head (CH2) status close to the center of the geographical area where the sectors are located. This vehicle receives update tables from the CHs and therefore knows all the vehicles in motion in each sector. CH2 is also consulted when a CH does not know a vehicle’s position. In the SBHR, when a source mobile vehicle receives a destination mobile vehicle’s position via a CH or CH2, it sends a data message towards this position. The SBHR after its development was compared with the reactive Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV) protocol showing a shorter latency time and a smaller number of messages in four of the five evaluated communications.
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CAMPOS, C. A. RHBS: Roteamento Hierárquico Baseado em Setores para Redes Veiculares. 2020. 85 p. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021. Reproduzido com permissão da Springer Nature.