Movement prediction for routing and medium access control in vehicular wireless networks

• Auteur / Autrice : Hamid Menouar
• Direction : Fethi Filali, Massimiliano Lenardi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et réseaux
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris, ENST

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radiocommunications mobiles

Interconnexion de réseaux (télécommunications)

Réseaux ad hoc (informatique)

Résumé

Les réseaux véhiculaires ad hoc (VANETs) représentent une sous-classe intéressante des réseaux mobiles ad hoc (MANETs). Les VANETs sont des réseaux distribués et auto-configurables, qui sont composés par l'interconnexion de véhicules communicantes. À cause de la nature des véhicules, leur vitesse élevée et la limitation de leur mouvement par les routes, la topologie des VANETs change rapidement et fréquemment, et donc, elle est moins stable en comparant aux MANETs. Cela fait que les protocoles existants, au niveau MAC et Réseaux, initialement conçus pour les MANETs, ne peuvent pas faire face à l'environnement dymanique et instable des VANETs. Cela dit qu'ils ne sont pas souhaitables pour les VANETs. Le mouvement des véhicules est donc un paramètre très important, qu'il faut impérativement considérer lors de la conception de tout protocole pour les VANETs. Dans ce travail, nous proposons un nouveau concept, qui exploite les informations de mouvement des véhicules pour prédire l'évolution de la topologie du réseau dans le future. Nous nommons ce concept MOPR (MOvement PRediction). Grace à cette prédiction, l'architecture MOPR fournie une nouvelle métrique qui mesure la stabilité des liens nommée Link Stability (LS). LS est utilisé au niveau Réseau afin d'aider le protocole de routage à choisir les routes les plus stables, et au niveau MAC afin d'aider le protocole MAC à garantir un accès efficace et équitable au meduim. Par le moyen de simulations extensives, nous démontrons l'amélioration des performances du réseau que MOPR est capable d'apporter, surtout dans le cas de réseaux à forte mobilité. Pour aller au monde réel, nous présentons une implémentation réelle de MOPR. Malgré qu'elle soit encore incomplète, cette implémentation nous donne d'ores et déjà une idée sur les problèmes de déploiement de MPOR dans un environnement réel ce qui nous aidera à raffiner nos propositions.

Vehicular Ad-hoc Networks (VANETs) represent a rapidly emerging, particularly challenging class of Mobile Ad-hoc Networks (MANETs). VANETs are distributed, self-organizing communication networks built up from traveling vehicles, and are thus characterized by very high speed and limited degrees of freedom in nodes movement patterns. This makes the network topology changes very frequently and very rapidly, therefore more unstable when compared to MANETs, and existing protocols initially proposed for MANETs, mainly at the NET and the MAC layers, are not suitable for VANETs as they are. The vehicles' movement information assumes an important parameter which should be considered when designing any protocol for VANETs. In this work, we propose a concept which exploits the movement information of involved vehicles to predict the future status of the network topology. We call this concept MOPR (MOvement PRediction). Based on the prediction of the network topology evolution, the MOPRcross-layer architecture introduces a new metric called Link Stability (LS) metric to each communication link. This metric is then used at the NET layer to help the routing protocol in selecting the most stable routes, and at the MAC layer to help the MAC protocol to guarantee a better control between nodes when accessing the medium. Based on extensive simulations, we show the network performances improvements that MOPR can bring, mainly in case of highly dynamic networks. We present as well a preliminary prototype of MOPR. This prototype, even if still at an early stage, gives already an idea on the problems we may meet in implementing MOPR for realistic environments which will help us to improve our proposals