De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda

Las redes ad hoc para vehículos ( VANET ) se crean aplicando los principios de las redes ad hoc móviles (MANET), la creación espontánea de una red inalámbrica de dispositivos móviles, al dominio de los vehículos. [1] Las VANET se mencionaron e introdujeron por primera vez [2] en 2001 en el marco de aplicaciones de "comunicación móvil y redes ad-hoc de automóvil a automóvil ", en las que se pueden formar redes y transmitir información entre automóviles. Se demostró que las arquitecturas de comunicaciones de vehículo a vehículo y de vehículo a carretera coexistirán en VANET para proporcionar seguridad vial , navegación y otros servicios de carretera. Los VANET son una parte clave de los sistemas de transporte inteligentes.(ITS) marco. A veces, las VANET se denominan redes de transporte inteligentes. [3] Se entiende que han evolucionado hacia una " Internet de vehículos " más amplia . [4] que se espera que finalmente evolucione hacia una "Internet de vehículos autónomos". [5]

Si bien, a principios de la década de 2000, las VANET se consideraban una mera aplicación uno a uno de los principios de MANET, desde entonces se han convertido en un campo de investigación por derecho propio. Para 2015, [6] ( p3 ) el término VANET se convirtió en su mayor parte en sinónimo del término más genérico de comunicación entre vehículos ( IVC ), aunque la atención se mantiene en el aspecto de la creación de redes espontáneas, y mucho menos en el uso de infraestructura como las unidades de carreteras. (RSU) o redes celulares.

Aplicaciones [ editar ]

Los VANET admiten una amplia gama de aplicaciones, desde la difusión de información de un solo salto de, por ejemplo, mensajes de conciencia cooperativa (CAM) hasta la difusión de mensajes de varios saltos a grandes distancias. La mayoría de las preocupaciones de interés para las redes móviles ad hoc (MANET) son de interés para las VANET, pero los detalles difieren. [7] En lugar de moverse al azar, los vehículos tienden a moverse de manera organizada. Las interacciones con los equipos de carretera también se pueden caracterizar con bastante precisión. Y finalmente, la mayoría de los vehículos están restringidos en su rango de movimiento, por ejemplo, al estar obligados a seguir una carretera pavimentada.

Ejemplos de aplicaciones de VANET son: [6] ( p56 )

  • Luces de freno electrónicas , que permiten que un conductor (o un automóvil o camión autónomo ) reaccione a los vehículos que se rompen aunque puedan estar oscurecidos (por ejemplo, por otros vehículos).
  • Platooning , que permite a los vehículos seguir de cerca (hasta unas pocas pulgadas) a un vehículo líder al recibir de forma inalámbrica información de aceleración y dirección, formando así "trenes de carretera" acoplados electrónicamente.
  • Sistemas de información de tráfico , que utilizan la comunicación VANET para proporcionar informes de obstáculos actualizados al minuto al sistema de navegación por satélite de un vehículo [8]
  • Servicios de emergencia de transporte por carretera [9] : donde las comunicaciones VANET, las redes VANET y la difusión de información de estado y advertencias de seguridad vial se utilizan para reducir las demoras y acelerar las operaciones de rescate de emergencia para salvar las vidas de los heridos.
  • Servicios en la carretera [10] : también se prevé que la futura autopista de transporte sea "impulsada por la información" o "habilitada de forma inalámbrica". Los VANET pueden ayudar a anunciar servicios (tiendas, gasolineras, restaurantes, etc.) al conductor e incluso enviar notificaciones de cualquier venta que se lleve a cabo en ese momento.

Tecnología [ editar ]

Los VANET pueden utilizar cualquier tecnología de red inalámbrica como base. Las más destacadas son las tecnologías de radio de corto alcance [6] ( p118 ) como WLAN (ya sea Wi-Fi estándar o ZigBee ). Además, las tecnologías celulares o LTE se pueden utilizar para VANET. La última tecnología para esta red inalámbrica es la comunicación por luz visible [VLC] (transmisión y recepción de infrarrojos).

Simulaciones [ editar ]

Antes de la implementación de VANET en las carreteras, son necesarias simulaciones informáticas realistas de VANET que utilicen una combinación de simulación de movilidad urbana y simulación de red . Normalmente, un simulador de código abierto como SUMO [11] (que se encarga de la simulación del tráfico por carretera) se combina con un simulador de red como TETCOS NetSim , [12] o NS-2 para estudiar el rendimiento de las VANET.

Estándares [ editar ]

Se está llevando a cabo una importante estandarización de las pilas de protocolos VANET en los EE. UU., Europa y Japón, lo que corresponde a su dominio en la industria automotriz . [6] ( pág. 5 )

En los EE. UU., La pila de protocolos IEEE 1609 WAVE de acceso inalámbrico en entornos vehiculares se basa en IEEE 802.11p WLAN que opera en siete canales reservados en la banda de frecuencia de 5.9 GHz. La pila de protocolos WAVE está diseñada para proporcionar operación multicanal (incluso para vehículos equipados con una sola radio), seguridad y protocolos de capa de aplicación livianos . Dentro de la Sociedad de Comunicaciones de IEEE , existe un Subcomité Técnico sobre Redes de Vehículos y Aplicaciones Telemáticas (VNTA). El estatuto de este comité es promover activamente las actividades técnicas en el campo de las redes vehiculares, comunicaciones V2V, V2R y V2I, estándares, seguridad vial y vehicular habilitada para comunicaciones, monitoreo del tráfico en tiempo real., tecnologías de gestión de intersecciones, futuras aplicaciones telemáticas y servicios basados ​​en ITS .

Frecuencias de radio [ editar ]

En los Estados Unidos, los sistemas utilizarán una región de la banda de 5,9 GHz reservada por el Congreso de los Estados Unidos, la frecuencia sin licencia también utilizada por Wi-Fi . El estándar V2V de EE. UU., Comúnmente conocido como WAVE ("Acceso inalámbrico para entornos de vehículos"), se basa en el estándar IEEE 802.11p de nivel inferior , ya en 2004.

La Decisión de la Comisión Europea 2008/671 / EC armoniza el uso de la banda de frecuencia 5 875-5 905 MHz para aplicaciones ITS de seguridad en el transporte. [13] En Europa, V2V está estandarizado como ETSI ITS, [14] un estándar también basado en IEEE 802.11p . C-ITS, ITS cooperativo, también es un término utilizado en la formulación de políticas de la UE, estrechamente vinculado a ITS-G5 y V2V.

V2V también se conoce como VANET (red ad hoc vehicular). Es una variación de MANET ( red ad hoc móvil ), con el énfasis ahora en que el nodo es el vehículo. En 2001, se mencionó en una publicación [15] que las redes ad hoc pueden estar formadas por automóviles y tales redes pueden ayudar a superar los puntos ciegos, evitar accidentes, etc. La infraestructura también participa en dichos sistemas, entonces denominados V2X (vehículo -a todo). A lo largo de los años, se han realizado investigaciones y proyectos considerables en esta área, aplicando VANET para una variedad de aplicaciones, que van desde la seguridad hasta la navegación y la aplicación de la ley.

En 1999, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU. Asignó 75 MHz en el espectro de 5.850-5.925 GHz para sistemas de transporte inteligentes.

Conflicto sobre espectro [ editar ]

A partir de 2016, V2V está amenazado por la televisión por cable y otras empresas de tecnología que quieren quitar una gran parte del espectro de radio actualmente reservado para él y usar esas frecuencias para el servicio de Internet de alta velocidad. La parte actual de espectro de V2V fue reservada por el gobierno en 1999. La industria automotriz está tratando de retener todo lo que puede, diciendo que necesita desesperadamente el espectro para V2V. La Comisión Federal de Comunicaciones se ha puesto del lado de las empresas de tecnología y la Junta Nacional de Seguridad del Tráfico apoya la posición de la industria automotriz. Los proveedores de servicios de Internet que quieren el espectro afirman que los vehículos autónomos harán innecesario el uso extensivo de V2V. La industria automotriz dijo que está dispuesta a compartir el espectro si el servicio V2V no se ralentiza ni se interrumpe; la FCC planea probar varios esquemas de uso compartido. [dieciséis]

Investigación [ editar ]

La investigación en VANET comenzó ya en 2000, en universidades y laboratorios de investigación, tras haber evolucionado a partir de investigadores que trabajaban en redes inalámbricas ad hoc. Muchos han trabajado en protocolos de acceso a los medios, enrutamiento, difusión de mensajes de advertencia y escenarios de aplicación VANET. V2V se encuentra actualmente en desarrollo activo por General Motors , que demostró el sistema en 2006 utilizando vehículos Cadillac. Otros fabricantes de automóviles que trabajan en V2V incluyen Toyota , [17] BMW , Daimler , Honda , Audi , Volvo y el consorcio de comunicación Car-to-Car. [18]

Reglamento [ editar ]

Desde entonces, el Departamento de Transporte de los Estados Unidos (USDOT) ha estado trabajando con una variedad de partes interesadas en V2X . En 2012 se implementó un proyecto de pre-implementación en Ann Arbor , Michigan. Participaron 2800 vehículos de turismos, motos, autobuses y VHG de diferentes marcas utilizando equipos de diferentes fabricantes. [19] La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras de EE. UU. (NHTSA) vio este modelo de implementación como una prueba de que la seguridad vial podría mejorarse y que la tecnología estándar WAVE era interoperable. En agosto de 2014, la NHTSA publicó un informe en el que se argumentó que la tecnología de vehículo a vehículo estaba técnicamente probada como lista para su implementación. [20]En abril de 2014 se informó que los reguladores estadounidenses estaban cerca de aprobar los estándares V2V para el mercado estadounidense. [21] El 20 de agosto de 2014, la NHTSA publicó un Aviso anticipado de propuesta de reglamentación (ANPRM) en el Registro Federal, [22] argumentando que los beneficios de seguridad de la comunicación V2X solo podrían lograrse si una parte significativa de la flota de vehículos estuviera equipada . Debido a la falta de beneficios inmediatos para los primeros usuarios, la NHTSA propuso una introducción obligatoria. El 25 de junio de 2015, la Cámara de Representantes de EE . UU . Celebró una audiencia sobre el asunto, donde nuevamente la NHTSA, así como otras partes interesadas, defendieron el caso de V2X . [23]

En la UE, la Directiva ITS 2010/40 / EU [24] fue adoptada en 2010. Su objetivo es asegurar que las aplicaciones ITS sean interoperables y puedan operar a través de las fronteras nacionales, define áreas prioritarias para la legislación secundaria, que cubre V2X y requiere tecnologías para Se maduro. En 2014, el actor de la industria de la Comisión Europea, "Plataforma de implementación C-ITS", comenzó a trabajar en un marco regulatorio para V2X en la UE. [25] Identificó enfoques clave para una infraestructura de clave pública (PKI) de seguridad V2X en toda la UE y protección de datos, además de facilitar una norma de mitigación [26]para evitar interferencias de radio entre los sistemas de recarga de carreteras basados ​​en ITS-G5 V2X y CEN DSRC. La Comisión Europea reconoció ITS-G5 como la tecnología de comunicación inicial en su Plan de Acción 5G [27] y el documento explicativo adjunto, [28] para formar un entorno de comunicación consistente en ITS-G5 y comunicación celular según lo previsto por los Estados miembros de la UE. [29] Existen varios proyectos previos al despliegue a nivel de la UE o de los Estados miembros de la UE, como SCOOP @ F, Testfeld Telematik, el banco de pruebas digital Autobahn, el corredor ITS Rotterdam-Viena, Nordic Way, COMPASS4D o C-ROADS. [30] Se están preparando otros proyectos.

Ver también [ editar ]

  • Coche conectado
  • Red ad hoc vehicular inteligente
  • Red ad hoc móvil
  • Simulador de red
  • Vehículo a todo
  • Sistemas de comunicación vehicular
  • Red inalámbrica ad hoc

Referencias [ editar ]

  1. ^ Morteza Mohammadi Zanjireh; Hadi Larijani (mayo de 2015). Una encuesta sobre algoritmos de enrutamiento de clústeres distribuidos y centralizados para WSN . IEEE 81st Vehicular Technology Conference. Glasgow, Escocia. doi : 10.1109 / VTCSpring.2015.7145650 .
  2. ↑ Toh, Chai K. (3 de diciembre de 2001). Redes inalámbricas móviles ad hoc: protocolos y sistemas, Prentice Hall, 2001 . ISBN 9780132442046.
  3. ^ "Desafíos de investigación en redes de transporte inteligentes, IFIP Keynote, 2008" .
  4. ^ Sakiz, Fatih; Sen, Sevil (junio de 2017). "Estudio de ataques y mecanismos de detección en sistemas de transporte inteligentes: VANETs e IoV". Redes Ad Hoc . 61 : 33–50. doi : 10.1016 / j.adhoc.2017.03.006 .
  5. ↑ Gerla, M .; Lee, E .; Pau, G .; Lee, U. (marzo de 2014). "Internet de los vehículos: de la red inteligente a los coches autónomos y las nubes vehiculares". 2014 Foro mundial IEEE sobre Internet de las cosas (WF-IoT) : 241–246. doi : 10.1109 / WF-IoT.2014.6803166 .
  6. ^ a b c d Sommer, Christoph; Dressler, Falko (diciembre de 2014). Redes vehiculares . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 9781107046719.
  7. ^ "Un estudio comparativo del entorno de MANET y VANET" . Revista de Computación . 2 (7). Julio de 2010 . Consultado el 28 de octubre de 2013 .
  8. ^ "Gestión de obstáculos en VANET usando teoría de juegos y control de lógica difusa" . Revista Internacional de Computación ACEEE . 4 (1). Junio ​​de 2013 . Consultado el 30 de agosto de 2013 .
  9. ^ "Servicios de emergencia en futuros sistemas de transporte inteligente basados ​​en redes de comunicación vehicular - F. Martinez, C. Toh, Juan Carlos, et. Al, IEEE Intelligent Transportation Systems, Vol 2 No 2, 2010". doi : 10.1109 / MITS.2010.938166 . S2CID 206470694 .  Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  10. ^ "Escenarios de aplicación futura para sistemas de transporte inteligente basados ​​en MANET - C. Toh, IEEE Future Generation Communication and Networking, 2007". doi : 10.1109 / FGCN.2007.131 . S2CID 15369285 .  Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  11. ^ "Descargas - simulación de movilidad urbana" . SUMO . 2018-08-20 . Consultado el 20 de agosto de 2018 .
  12. ^ Tetcos. "NetSim Academic" . Simulador y emulador de red NetSim . Consultado el 20 de agosto de 2018 .
  13. ^ Decisión de la Comisión 2008/671 / EC "sobre el uso armonizado del espectro de radio en la banda de frecuencia de 5 875-5 905 MHz para aplicaciones relacionadas con la seguridad de los sistemas de transporte inteligentes (ITS)" ( http: //eur-lex.europa. eu / legal-content / EN / TXT /? uri = CELEX% 3A32008D0671 )
  14. ^ EN 302 663 Sistemas de transporte inteligente (ITS); Especificación de la capa de acceso para sistemas de transporte inteligentes que operan en la banda de frecuencia de 5 GHz ( http://www.etsi.org/deliver/etsi_en/302600_302699/302663/01.02.00_20/en_302663v010200a.pdf )
  15. ^ Chai K Toh (2001). Redes inalámbricas móviles ad hoc: protocolos y sistemas . Educación Pearson. ISBN 9780132442046.
  16. ^ [1]
  17. ^ CORPORACIÓN., MOTOR TOYOTA. "Toyota para llevar sistemas cooperativos de infraestructura de vehículos a nuevos modelos en 2015 | TOYOTA Global Newsroom" . newsroom.toyota.co.jp . Consultado el 1 de junio de 2016 .
  18. ^ "Coche 2 Car - Consorcio de comunicación: enfoque técnico" . www.car-to-car.org . Consultado el 1 de junio de 2016 .
  19. ^ Ficha técnica de implementación del modelo piloto de seguridad ( http://www.safercar.gov/staticfiles/safercar/connected/Technical_Fact_Sheet-Model_Deployment.pdf )
  20. ^ NHTSA: Comunicaciones de vehículo a vehículo: preparación de la tecnología V2V para su aplicación ( http://www.nhtsa.gov/staticfiles/rulemaking/pdf/V2V/Readiness-of-V2V-Technology-for-Application-812014.pdf )
  21. ^ "Los vehículos pronto pueden estar hablando entre sí" . VOA . Consultado el 1 de junio de 2016 .
  22. ^ Normas federales de seguridad para vehículos de motor: comunicaciones de vehículo a vehículo (V2V), expediente núm. NHTSA – 2014–0022 ( http://www.nhtsa.gov/staticfiles/rulemaking/pdf/V2V/V2V-ANPRM_081514.pdf )
  23. ^ Audiencia en la Cámara de Representantes (Protocolo) ( https://energycommerce.house.gov/hearings-and-votes/hearings/vehicle-vehicle-communications-and-connected-roadways-future )
  24. ^ [1] Directiva 2010/40 / UE sobre el marco para el despliegue de sistemas de transporte inteligentes en el ámbito del transporte por carretera y para las interfaces con otros modos de transporte ( http://eur-lex.europa.eu/legal-content / ES / TODOS /? Uri = CELEX% 3A32010L0040 )
  25. ^ [2] Plataforma de implementación C-ITS - Informe final, enero de 2016 ( http://ec.europa.eu/transport/themes/its/doc/c-its-platform-final-report-january-2016.pdf )
  26. ^ [3] Sistemas de transporte inteligentes (ITS); Técnicas de mitigación para evitar interferencias entre el equipo europeo de comunicación de corto alcance dedicado CEN (CEN DSRC) y los sistemas de transporte inteligente (ITS) que operan en el rango de frecuencia de 5 GHz ( http://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/102700_102799/102792/ 01.02.01_60 / ts_102792v010201p.pdf )
  27. ^ [4] 5G para Europa: un plan de acción - COM (2016) 588, nota al pie 29 ( http://ec.europa.eu/newsroom/dae/document.cfm?doc_id=17131 )
  28. ^ Desarrollos globales 5G - SWD (2016) 306, página 9 ( http://ec.europa.eu/newsroom/dae/document.cfm?doc_id=17132 )
  29. ^ Declaración de Amsterdam - Cooperación en el campo de la conducción conectada y automatizada ( https://english.eu2016.nl/binaries/eu2016-en/documents/publications/2016/04/14/declaration-of-amsterdam/2016-04- 08-declaración-de-amsterdam-formato-final-3.pdf )
  30. ^ Para C-ROADS, consulte: Mecanismo Conectar Europa - Convocatoria de propuestas Transporte 2015 - Propuesta para la selección de proyectos, páginas 119-127 ( https://ec.europa.eu/inea/sites/inea/files/20160712_cef_tran_brochure_web.pdf )

Lectura adicional [ editar ]

  • Hammoudi, K .; Benhabiles, H .; Kasraoui, M .; Ajam, N .; Dornaika, F .; Radhakrishnan, K .; Bandi, K .; Cai, Q .; Liu, S. (2015). "Desarrollo de sistemas integrados de vehículos cooperativos y basados ​​en la visión para mejorar los servicios de monitoreo de carreteras" . Procedia Informática . 52 : 389–395. doi : 10.1016 / j.procs.2015.05.003 .
  • Gandhi, Jenish; Jhaveri, Rutvij (2015). "Enfoques de enrutamiento de eficiencia energética en redes ad hoc: una encuesta". Diseño de Sistemas de Información y Aplicaciones Inteligentes . Avances en Computación y Sistemas Inteligentes. 339 . págs. 751–760. doi : 10.1007 / 978-81-322-2250-7_75 . ISBN 978-81-322-2249-1.
  • Arkian, HR .; Atani, RE .; Pourkhalili, A .; Kamali, S. "Un esquema de agrupamiento estable basado en métrica múltiple adaptativa en redes ad-hoc vehiculares" (PDF) . Revista de Ciencias e Ingeniería de la Información . 31 (2): 361–386.
  • R. Azimi, G. Bhatia, R. Rajkumar, P. Mudalige, "Redes vehiculares para evitar colisiones en las intersecciones", Congreso Mundial de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), abril de 2011, Detroit, MI, EE. UU. - URL http://users.ece.cmu.edu/~sazimi/SAE2011.pdf
  • Kosch, Timo; Adler, Christian; Eichler, Stephan; Schroth, Christoph; Strassberger, Markus: El problema de escalabilidad de las redes ad hoc vehiculares y cómo resolverlo. En: IEEE Wireless Communications Magazine 13 (2006), Nr. 5, S. 6.- URL http://www.alexandria.unisg.ch/Publikationen/30977
  • Schroth, Christoph; Strassberger, Markus; Eigner, Robert; Eichler, Stephan: un marco para la maximización de la utilidad de red en VANET. En: Actas del 3er Taller Internacional ACM sobre Redes Ad Hoc Vehiculares (VANET): ACM SIGMOBILE, 2006.- 3er Taller Internacional ACM sobre Redes Ad Hoc Vehiculares (VANET) .- Los Ángeles, EE. UU., P. 2
  • C. Toh - "Escenarios de aplicación futura para sistemas de transporte inteligente basados ​​en MANET", Actas de la conferencia IEEE Future Generation Communication and Networking (FGCN), Vol.2 Pg 414-417, 2007.
  • Rawat, DB; Popescu, DC; Yan, G .; Olariu, S. (2011). "Mejora del rendimiento de VANET mediante la adaptación conjunta de la potencia de transmisión y el tamaño de la ventana de contención". Transacciones IEEE en sistemas paralelos y distribuidos . 22 (9): 1528-1535. doi : 10.1109 / tpds.2011.41 . S2CID  8887104 .
  • Eichler, Stephan; Ostermaier, Benedikt; Schroth, Christoph; Kosch, Timo: Simulación de mensajería de automóvil a automóvil: análisis del impacto en el tráfico por carretera. En: Actas de la 13a Reunión Anual del Simposio Internacional IEEE sobre Modelado, Análisis y Simulación de Sistemas de Computación y Telecomunicaciones (MASCOTS): IEEE Computer Society, 2005.- 13a Reunión Anual del Simposio Internacional IEEE sobre Modelado, Análisis y Simulación de Sistemas de Computación y Telecomunicaciones (MASCOTS) .- Atlanta, USA, p. 4.- URL http://www.alexandria.unisg.ch/Publikationen/30961
  • Gozalvez, J .; Sepulcre, M .; Bauza, R. (2012). "Comunicaciones de vehículo a infraestructura IEEE 802.11p en entornos urbanos" . Revista de comunicaciones IEEE . 50 (5): 176–183. doi : 10.1109 / mcom.2012.6194400 . S2CID  5913154 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Banco de pruebas de vehículos de UCLA
  • Biblioteca NetSim VANET
  • Oficina del Programa Conjunto de Sistemas de Transporte Inteligente (ITS JPO) - Departamento de Transporte de EE. UU.