Es werden Techniken für Komfortapplikationen untersucht, die eine Datenverbreitung über große Entfernungen in einem VANET ermöglichen. Hierbei werden vor allem zwei Fragestellungen behandelt, die für den Einsatz eines solchen drahtlosen Netzes von zentraler Bedeutung sind: die Kommunikation bei geringen Ausstattungsgraden sowie die Vermeidung von Überlastsituationen bei stärkerer Verbreitung des Systems. Insbesondere in der Einführungsphase sind konventionelle, von anderen Ad-hoc-Netzen bekannte Verfahren ungeeignet für die Datenverbreitung in einem VANET. Diese Verfahren beruhen darauf, eine Funkverbindung zwischen Informationsquelle und -ziel über weiterleitende Fahrzeuge herzustellen (Multi-Hop Ansatz). Da bei geringen Ausstattungsgraden nur in kleinen Abschnitten Funkkommunikation möglich ist, erfolgt auch die Datenverbreitung nur innerhalb eines kleinen Bereiches. Daher wird ein neuer Ansatz untersucht, der auch bei nur 1-2 % Ausstattung Daten über große Distanzen verbreiten kann. Lücken im VANET, in denen keine Funkkommunikation möglich ist, werden durch Transport der Daten an Bord von Fahrzeugen der Gegenfahrbahn geschlossen. Eine Erweiterung des Verfahrens generiert zudem Informationen zum Straßenverlauf selbstorganisierend aus den Fahrwegen anderer Fahrzeuge. Der zweite Schwerpunkt der Arbeit behandelt die effiziente Nutzung der zur Verfügung stehenden Bandbreite. Es wird ein neues, anwendungsunabhängiges Konzept vorgestellt, bei welchem die Fahrzeuge jedes auszusendende Datenpaket hinsichtlich des Nutzens für das Netzwerk bewerten und die in Anspruch genommene Datenrate dynamisch an die lokale Situation anpassen. Dies führt zu einer sehr effizienten Weiterleitung von Daten und Vermeidung von Überlast selbst bei einer hohen Dichte von ausgestatteten Fahrzeugen. Zur Unterstützung von herstellerspezifischen Anwendungen, die nur auf wenigen der mit dem Funksystem ausgestatteten Fahrzeuge aktiv sind, wird ein Weiterleitungsmodul eingesetzt. Dies erhöht die Geschwindigkeit der Datenverbreitung bereits bei Ausstattungsgraden ab 50/ erheblich. Die vorgeschlagenen Techniken werden mit Hilfe einer Kombination von Netzwerk- und Verkehrssimulation bewertet. Die experimentelle Implementierung innerhalb eines selbstorganisierenden Verkehrsinformationssystems zeigt zudem, dass sich die Verfahren auf existierenden Systemen realisieren lassen.
Techniques are investigated for comfort applications in VANETs that disseminate data in a large area. The focus is on two aspects: The first is VANET communication in case of a low number of vehicles equipped with the ad hoc communication system, the second is avoiding congestion on the wireless link in situations with a high density of vehicles using the system. Both issues are of fundamental importance for a large scale deployment of a VANET. In particular during the phase of market introduction, conventional dissemination schemes known from other types of ad hoc networks are not suitable for VANETs. The main reason is that these schemes try to create a wireless multi-hop connection between source and sink of information. If a low number of all vehicles use the selforganizing wireless communication system, the network is merely connected in small parts and information can only be disseminated in a small area by multi-hop communication. Therefore, the thesis investigates an alternative approach which allows to disseminate information in a wide area even for a 10w penetration of 1-2 % of the ad hoc system. Gaps, where no wireless communication is feasible, are closed by transporting the data onboard vehicles of the opposite lane. An extension of the dissemination technique additionally provides a self-generated road map based on track information of other vehicles. The second focus of the thesis is on efficiently using the available wireless bandwidth. A novel concept for utility-fair broadcast is presented in which the vehicles adapt their data rate dynamically according to the local situation on a per-packet basis. It is shown that this leads to a very efficient data dissemination and a controlled bad on the medium even in case of a high density of equipped vehicles. Manufacturer specific VANET applications are supported by a store-and-forward module onboard all vehicles.
Self-organizing communication in vehicular ad hoc networks
Selbstorganisierende Kommunikation in Fahrzeug-Ad-hoc-Netzen
2007
226 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
Self-organizing communication in vehicular ad hoc networks
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