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CPGEI (Doutorado): Joilson Alves Junior-01/12/16

Defesa Pública de Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 01/12/2016
das 14h00 até 18h00
Onde Sede Central: Sala C-301
Nome do Contato Prof. Emilio Carlos Gomes Wille
Participantes Prof. Emilio Carlos Gomes Wille, Dr. Orientador - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Emilio Carlos Gomes Wille, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Anilton Salles Garcia, Dr. - UFES
Prof. Elias P. Duarte Jr, Dr. - UFPR
Profa. Keiko Verônica Ono Fonseca, Dra. - UTFPR
Prof. Ana Cristina B. Kochem Vendramin, Dra. - UTFPR
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Estratégias para aumentar a conectividade e o desempenho das VANETs: infraestrutura baseada no transporte coletivo e protocolos

Resumo: As Redes Ad Hoc Veiculares (Veicular Ad Hoc Networks (VANETs)) são redes móveis que possuem como propósito a comunicação entre veículos para fornecer segurança e entretenimento a seus ocupantes. A comunicação pode ocorrer de três modos: Vehicle-to-Vehicle (V2V), Vehicle-to-Infrastructure (V2I) e híbrida (V2V e V2I ao mesmo tempo). As redes V2I e hibridas apresentam elevados custos de construção e manutenção, pois necessitam ser estabelecidas em locais que possuam infraestrutura fixa, o que as tornam impraticáveis na maioria das vezes. As redes V2V, por sua vez, apresentam baixos custos de construção, pois podem ser estabelecidas em qualquer ambiente urbano, entretanto dependem do fluxo de veículos nestes ambientes para manter a conectividade e o bom desempenho. Em ambientes urbanos existem basicamente veículos particulares, veículos de transporte pesado, e veículos de transporte coletivo (ônibus). Entre estes, os veículos de transporte coletivo apresentam um comportamento de tráfego diferenciado em relação aos demais veículos. Em particular, na cidade de Curitiba, os ônibus pertencentes às linhas expressas trafegam por canaletas exclusivas, segundo um escalonamento relativamente regular, em um trajeto linear praticamente sem obstáculos. Estas características sugerem que um sistema que faz uso destes ônibus para a criação de uma infraestrutura de comunicação apresentará um desempenho superior quando comparado a um sistema que não faz distinção entre veículos. Assim sendo, este trabalho propõe a utilização dos ônibus do transporte coletivo urbano para formar uma rede de transporte de dados (backbone) ad hoc móvel (BMVA), a qual irá prover conectividade e aumentar o desempenho da rede sem utilizar infraestrutura fixa. Novos protocolos de roteamento capazes de explorar a conectividade intrínseca fornecida pelo BMVA também são propostos. Estes protocolos foram desenvolvidos tomando-se por base os protocolos AODV, AOMDV e DSDV. Análises estatísticas com dados reais, bem como experimentos de simulação, comprovam que o BMVA e os novos protocolos podem criar uma infraestrutura de comunicação móvel e promover o aumento de métricas de desempenho, como a taxa de entrega e a vazão dos pacotes de dados.
Palavras-chave: VANETs, Conectividade, Ônibus, Transporte público, Protocolos, Roteamento, Rede de Transporte de Dados Móvel

Strategies to increase the connectivity and the performance of the VANETs: infrastructure based in public transport and protocols.

Abstract: Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs) are mobile networks which have as a purpose the communication between vehicles in order to provide safety and entertainment to their users. The communication may occur in three ways: Vehicle-to-Vehicle (V2V), Vehicle-to-Infrastructure (V2I) and hybrid (V2V and V2I at the same time). V2I and hybrid networks have, usually, high costs of implementation and maintenance, for they need to be implemented in places with a fixed infrastructure, which will be impracticable most of the times. V2V networks, on the other hand, have low cost of implementation, for they may be implemented in any urban nvironment. However, V2V networks would depend on the vehicles flow in order to keep connectivity and a good performance. In urban environments there are basically private vehicles, cargo vehicles and public transport vehicles (buses). Of these, the public transport vehicles present a distinct behavior in regard to other vehicles. Specifically, in the city of Curitiba, the buses from express lines travel in exclusive lanes, following a relatively regular schedule, in a linear route with practically no obstacles. These characteristics suggest that a system using those buses for the deployment of a communication infrastructure would present a superior performance if compared to a system which makes no distinction between vehicles. Thus, this work proposes the utilization of public transport urban buses for the implementation of an mobile backbone (BMVA), which will provide connectivity and improve the network performance without using a fixed infrastructure. New routing protocols, capable of exploring the intrinsic connectivity provided by BMVA are also proposed. These protocols were developed from AODV, AOMDV and DSDV protocols. Statistical analyses with real data and simulation experiments, confirm that BMVA and the new protocols can create a mobile communication infrastructure and increase the performance metrics such as delivery rate and throughput.
Keywords: VANETs, Connectivity, Bus, Public transport, Protocols, Routing, Mobile Backbone

Lista de publicações:

ALVES JUNIOR, JOILSON ; WILLE, Emilio C. G. Improving VANETs Connectivity with a Totally Ad Hoc Living Mobile Backbone. Journal of Computer Networks and Communications, v. 2015, p. 1-14, 2015.

ALVES JUNIOR, JOILSON ; WILLE, Emilio C. G. Increasing Connectivity in VANETs Using Public Transport Backbones. Revista IEEE América Latina, v. 13, p. 3421-3431, 2015.

ALVES JUNIOR, JOILSON ; WILLE, Emilio C. G. P-AOMDV: Um protocolo de roteamento para comunicação V2V baseado na infraestrutura de transporte público. In: XXXIV Simpósio Brasileiro de Telecomunicações e Processamento de Sinais, 2016, Santarém-PA. (SBrT 2016), 2016. v. 1. p. 197-201.

ALVES JUNIOR, JOILSON ; WILLE, Emilio C. G. P-AOMDV: An improved routing protocol for V2V communication based on public transport backbones. Transactions on Emerging Telecommunications Technologies (Online), v. 4, p. 4, 2016.

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