On the use of opportunistic vehicular communication for roadside services advertisement and discovery

• Main Author: Kifayat Ullah
• Other Authors: Edson dos Santos Moreira
• Language: English
• Published: Universidade de São Paulo 2016
• Subjects: Beaconing; Comunicação oportunística; IEEE WAVE; Oferta e descoberta de serviços de anúncios; lVANETS; Opportunistic communications; Services advertisement and discovery
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-27102016-142325/

Vehicular Ad hoc Network (VANET) is a special kind of Mobile Ad hoc Network (MANET) and is a key enabling technology for Intelligent Transportation Systems (ITS). It plays an important role in the deployment of a large scale of both safety and non-safety applications. Among non-safety applications, an important and challenging area is the provision of information about roadside services advertisement and discovery. In this work, we adopted the beaconing strategy and opportunistic vehicular communications to address the problem of roadside services advertisement and discovery on the highways. Our approach offers several advantages over the traditional billboard method, e.g., low cost, targeting a large number of customers in a real time, more control over the advertisement campaign, dynamic content updating, and discovery of services far ahead of the business region. For advertising roadside services, we followed the push-based advertisement strategy and relied on Infrastructure-to-Vehicle (I2V) communications only. On the other hand, for discovering these services by the drivers, we used pull-based advertisement strategy and opportunistic Vehicle-to-Vehicle (V2V) communications. In order to contribute to the advertisement campaign, we used the store-carry-and-response mechanism. Our first contribution is the Extended Opportunistic Service Discovery Protocol (EOSDP). EOSDP implements and extends the original version of Opportunistic Service Discovery Protocol (OSDP) via simulation experiments. We used Simulation of Urban Mobility (SUMO), Objective Modular Network Testbed in C++ (OMNET++), and Vehicles in network simulation (Veins) simulators. Our second contribution is Service Advertisement Protocol (SADP). SADP is a lightweight beaconing-based services advertisement protocol for VANETs. It does not require the Internet connection for advertising the roadside services. Moreover, SADP modeling is based on VANETs standard protocols. The performance of SADP was evaluated in a congested highway scenario with varying speed of vehicles and under different broadcast frequencies. Our last contribution is Commercial Services Discovery Protocol (CSDP). Like the previous protocol, CSDP is a lightweight beaconing-based services discovery protocol for VANETs. CSDP is infrastructureless protocol which only depends on opportunistic V2V communications for roadside services discovery. The protocol was implemented in congested highway scenario and extensive set of simulation experiments were performed to evaluate its performance under different parameters, e.g., Query Interval (QI), Query Attempts (QA), and Time to Live (TTL). === Vehicular Ad hoc Network (VANET) é um tipo especial de Mobile Ad hoc Network (MANET) e é uma tecnologia chave para apoiar os Sistemas Inteligentes de Transporte (ITSs). Ela desempenha um papel importante na implantação em grande escala das aplicações do tipo safety e non-safety. Dentre as aplicações non-safety, uma área importante e desafiadora é descoberta e divulgação de informação sobre serviços. Neste trabalho, nós adotamos a estratégia de beaconing e as comunicações veiculares oportunistas para resolver o problema da descoberta e divulgação de serviços ao longo de rodovias. Nossa abordagem oferece várias vantagens em relação aos métodos tradicionais usando painéis, painéis eletrônicos digitais e outdoors, por exemplo. Baixo custo, atinge um grande número de clientes em tempo real, maior controle sobre a campanha de propaganda, atualização dinâmica de conteúdo e descoberta de serviços antes de alcançar a região de negócio são algumas delas. Para a divulgação de serviços ao longo de rodovias, seguimos a estratégia de publicidade push-based e usamos somente comunicações do tipo Infrastructure-to-Vehicle (I2V). Por outro lado, para a descoberta destes serviços pelos motoristas, utilizamos a estratégia de publicidade pull-based e comunicações oportunistas do tipo Vehicle-to-Vehicle (V2V). A fim de contribuir para a campanha de propagandas, foi utilizado o mecanismo store-carry-and-response. Nossa primeira contribuição é o Extended Opportunistic Service Discovery Protocol (EOSDP). O EOSDP implementa e estende a versão original do Opportunistic Service Discovery Protocol (OSDP) via experimentos por simulação. Nós utilizamos os simuladores Simulation of Urban Mobility (SUMO), Objective Modular Network Testbed in C++ (OMNET++) e o Vehicles in network simulation (Veins). Nossa segunda contribuição é o Service Advertisement Protocol (SADP). SADP é um protocolo leve baseado na estratégia de beaconing para divulgação de serviços em VANETs. Ele não requer conexão com a Internet para anunciar os serviços nas margens das rodovias. Além disso, a modelagem do SADP é baseada no padrão de protocolos VANETs. O desempenho do SADP foi avaliado em um cenário de rodovia congestionada, com velocidades variáveis dos veículos e sob diferentes frequências de comunicação broadcast. Por fim, apresentamos o nosso último protocolo chamado Commercial Services Discovery Protocol (CSDP). Como o protocolo anterior, o CSDP é um protocolo leve para descoberta de serviços baseado em beaconing para VANETs. O CSDP depende somente de comunicações V2V oportunistas para a descoberta de serviços ao longo de rodovias. O protocolo foi implementado no cenário de uma rodovia congestionada e avaliado com um extenso conjunto de experimentos de simulação, sob diferentes parâmetros como, por exemplo, Query Interval (QI), Query Attempts (QA) e Time to Live (TTL).