Details

Autor(en) / Beteiligte

• Klingler, Florian
• Dressler, Falko[Akademischer Betreuer]
• Wolf, Lars[Akademischer Betreuer]
• Meyer auf der Heide, Friedhelm[Akademischer Betreuer]
• Scheideler, Christian[Akademischer Betreuer]
• Engels, Gregor[Akademischer Betreuer]

Titel

Efficient wireless communication in vehicular networks

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

2018

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 17.09.2018
• Der Promovend hat weitere Beteiligte angegeben
• ger: Die Verwendung von Funkkommunikation zum Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen, um die Sicherheit und Verkehrseffizienz zu erhöhen, hat sich als vorteilhaft erwiesen. In der Vergangenheit wurden dafür weltweit verschiedene Standards entworfen, z. B. ETSI ITS-G5 in Europa, oder IEEE 1609 WAVE in den USA; beide basieren auf IEEE 802.11p WLAN. Trotzdem stellt effiziente Kommunikation noch ein Problem für viele Anwendungen dar. Wir beginnen daher diese Dissertation mit einer analytischen Betrachtung der Leistungsfähigkeit von IEEE 802.11p. Als ersten Beitrag untersuchen wir die Effizienz von IEEE 802.11p basierter Unicast Kommunikation in hoch mobilen Szenarien. Diese Art der Übertragung wird in der ETSI ITS-G5 GeoNetworking Spezifikation als ein zentrales Kommunikationsparadigma verwendet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Unicast Kommunikation keinen Mehrwert in typischen Szenarien bietet und teils höhere Kommunikationslatenzen verursachen kann. Basierend auf diesen Ergebnissen und Einschränkungen des aktuellen ETSI ITS-G5 Standards entwickeln wir als zweiten Beitrag dieser Arbeit eine ausschließlich Broadcast basierte Netzwerkarchitektur, welche vier verschiedene Kommunikationsparadigmen unterstützt. Ein zentraler Bestandteil dieser Architektur ist die Verwendung von 2-hop-Nachbarschaftsinformationen mittels Bloom filter, um Fahrzeugen eine bessere Übersicht der Netzwerktopologie zu ermöglichen. In unserem dritten Beitrag werfen wir einen detaillierten Blick auf diese Nachbarschaften und entwickeln einen Algorithmus, um unabhängig der Straßentopologie 2-hop-Nachbarn zu informieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen ohne Bloom filter können wir damit Kanallast einsparen und gleichzeitig die Anzahl der informierten Fahrzeuge erhöhen. Im vierten Beitrag dieser Arbeit widmen wir uns der Skalierbarkeit von ...
• eng: Wireless communication among vehicles has been shown to be beneficial for a variety of use cases in the automotive domain ranging from pure safety to traffic efficiency and to entertainment applications. To accomplish communication, different protocol stacks have been standardized around the world, e.g., ETSI ITS-G5 in Europe and IEEE 1609 WAVE in the U.S., both building upon IEEE 802.11p WLAN, yet for many applications, efficiency is still a problem. We thus begin this PhD thesis with an analytical investigation of the capacity bounds of IEEE 802.11p. As a first contribution towards efficient wireless communication, we study the performance of IEEE 802.11p based unicast communication, which is, e.g., used by the ETSI ITS-G5 GeoNetworking specification. Our investigations reveal that unicast communication employing retransmissions at the MAC layer is not only not beneficial in vehicular communications, but maybe harmful in typical scenarios, as it leads to higher communication delays. Based on our findings and current limitations of ETSI ITS-G5, we present as a second contribution a purely broadcast based networking architecture, which categorizes communication demands of applications into four distinct classes. A central building block of our network layer is the support of 2-hop neighbor information using space efficient Bloom filters to provide nodes a better overview of their vicinity. In our third contribution, we take a detailed look on how to properly maintain this neighbor information and propose Bloom Hopping, a 2-hop message dissemination protocol, which operates independently from the road topology. Simulation results show that it can outperform traditional 2-hop approaches (not using Bloom filters) in terms of requiring less channel resources and providing better application performance. As a fourth contribution, we focus on the scalability of ...