Intersection-based routing protocol for vehicular AD-HOC networks

Abstract

Akıllı şehir uygulamaları dünya çapında ilgi görmeye başlamıştır ve araçlar arası ağlar bunun büyük bir parçası olmuştur. VANET, DSRC'nin yardımı ile güvenlik, bilgi ve eğlence tabanlı uygulamaların altyapısını oluşturmaktadır. VANET'in yapısı ad-hoc tabanlı olduğundan dolayı, klasik bilgisayar ağlarının sahip olduğu standart altyapıya sahip değildir. Bazı VANET uygulamalarının, ağdaki uzak uçlar arasında çok-hoplu yönlendirme algoritmalarına ihtiyacı vardır. Fakat uçların rastgele dağılımı ve hareketli davranışları bu ağlar üzerinde güvenilir bir yönlendirme algoritması geliştirmeyi yorucu bir problem haline getirmiştir. Bu tez VANET için şehir içi alanlarda güvenilir bir yönlendirme algoritması önermeyi amaçlamaktadır. Önerilen algoritma, dijital harita bilgisi ve GPS alıcıları yardımı ile, başarılı bir yönlendirme için kavşaklardaki ağ uçlarını kullanmaktadır. Algoritmanın başarısını sınamak için, iki adet simülasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. SUMO, şehir içi altyapısını ve araç davranışlarını simüle etmek için kullanılmıştır. NS-3 ise araçlar arası ağ yapısını simüle etmiştir. Araçlar arası ağlarda, MAC ve fiziksel katman IEEE 802.11p standartlarına uygun, ağ ve taşıma katmanları ise ETSI ITS standartlarına uygun olarak tasarlanmıştır. İlk çalışmanın sonuçları araçlar arası ağlar içinde yalnızca ucuz GPS alıcıları ve dijital harita bilgisiyle güvenilir bir yönlendirme algoritması geliştirilebileceğini göstermiştir. İkinci çalışma ise önerilen algoritmanın literatürde iyi bilinen algoritmalardan daha başarılı olduğunu göstermiştir.

The smart city applications attract attention more and more in today's world, and vehicular network is one of the big and important part of them. VANET provides many safety and infotainment applications with DSRC (Dedicated Short-Range Communications). Since VANET's structure is ad-hoc based, it lacks the standard infrastructure of the classical computer networks. Some of the applications in VANET requires multi-hop routing between distant nodes in network. However, reliable routing is a major problem in VANET, because of random distribution and high mobility of the nodes. This thesis intends to provide a reliable routing algorithm in urban areas for VANET. With the help of GPS devices and digital maps, the proposed algorithm uses the network nodes at road intersections to achieve a successful geo-routing. In order to verify effectiveness of the proposed algorithm, two simulation studies are conducted. While SUMO is used to simulate urban city environment and vehicle behavior, NS-3 is used to simulate the vehicular network. MAC and Physical Layers of the network are implemented as IEEE 802.11p standards. The Network and Transport Layers is implemented as ETSI ITS standards. Within this context, the first results show that a reliable routing can be achieved with a simple digital map and even cheap GPS devices. The second study indicates that the proposed algorithm has affectively more success than some well-known routing algorithms.