Contrôle dynamique des communications dans un environnement v2v et v2i

par Thiwiza Bellache-Sayah

Thèse de doctorat en Réseaux, information et communications

Soutenue le 08-02-2018

à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Laboratoire d’informatique Parallélisme Réseaux Algorithmes Distribués (LI-PaRAD) (laboratoire) , Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (établissement de préparation de la thèse) et de Laboratoire d'Informatique Parallélisme Réseaux Algorithmes Distribués (laboratoire) .

Le président du jury était André-Luc Beylot.

Le jury était composé de Paul Mulhlethaler, Christine Tissot.

Les rapporteurs étaient Rami Langar, Jalel Ben Othman.


  • Résumé

    Les systèmes de transport intelligents coopératifs permettent la communication des véhicules entre eux ainsi qu'avec l'infrastructure, afin d'assurer la disponibilité des informations d'une manière plus fiable sur les véhicules, leurs positions et les conditions de la route. Cet échange d'informations pertinentes permet d'améliorer la sécurité routière, réduire les incidents du trafic et d'assurer l'efficacité de la mobilité des véhicules. IEEE 802.11p est standardisé comme la technologie par défaut pour les communications des véhicules. Dans ce contexte, le standard européen ETSI s'attaque en particulier aux applications de la sécurité routière. Pour ce faire, il standardise plusieurs types de messages comme CAM (Cooperative Awareness Message) et DENM (Decentralised Event Notification Message). Les CAMs sont des messages de diffusion à un seul-saut, envoyés par chaque véhicule contenant des informations sur sa position, sa vitesse, sa direction, etc., afin d'assurer une coopération lucide entre les autres usagers de la route (y compris les véhicules). Les DENMs sont envoyés à la détection d'un événement sur la route, comme le cas d'un accident, embouteillages, etc. Si nécessaire, une communication multi-saut, exploitant des algorithmes de routage standardisés, est mise en {oe}uvre pour disséminer ces messages au-delà de la portée du transmetteur. La faiblesse de 802.11p réside dans la congestion du canal radio due à la bande passante limitée (5.9 GHz). Afin de pallier à cela, ETSI a proposé un cadre pour le contrôle de la congestion appelé DCC (Distributed Congestion Control). Celui-ci permet l'échange d'informations, en particulier l'état du canal radio, entre les couches de la pile protocolaire. Ainsi, chaque protocole de communication contrôle ses propres paramètres pour éviter la congestion du canal. Par ailleurs beaucoup d'approches de contrôle de la congestion DCC existent pour les messages CAM tel que le contrôle de la période de génération des CAMs sur la couche Facilities. La puissance de transmission ou le débit sur la couche Accès, etc. En revanche, peu de travaux ont été faits sur DENMs. A cet égard, nous avons proposé une approche DCC sur la couche GeoNetworking qui contrôle les paramètres de routage en se basant sur l'état du canal radio. Une évaluation du dual-DCC, à savoir CAM sur Facilities et DENM sur GeoNet, a démontré l'efficacité de l'approche proposée. En outre, certaines applications tel que la gestion d'une flotte de véhicules, ont besoin d'un centre de contrôle localisé sur Internet qui communique avec la flotte. Pour ce type d'échange, une communication hybride (IP et Géo) est nécessaire. De plus pour assurer la fluidité de la communication, la gestion de la mobilité est primordiale. Tout en restant dans le cadre de l'architecture Mobile IP, nous proposons notre approche d'adressage qui constitue une adresse IP routable avec une adresse GeoNetworking, ce qui permet de traiter le problème d'accessibilité des véhicules en mouvement sur la route à partir d'une entité située sur Internet. Contrairement à Mobile IP, notre approche permet de réduire la surcharge de la signalisation. Et cela grâce au partitionnement de la route en zones de routage (RA) de telle sorte que l'accès à Internet se fait via une passerelle RSU-FA qui contrôle la RA. Chaque RA regroupe un certain nombre de RSUs.

  • Titre traduit

    Dynamic control of communications in v2v and v2i environment


  • Résumé

    Cooperative intelligent transport systems allow vehicles to communicate with each other as well as with the infrastructure in order to ensure the availability of information more reliably on vehicles, their positions and road conditions. This exchange of relevant information improves road safety, reduces traffic incidents and ensures efficient mobility of vehicles. IEEE 802.11p is standardized as the default technology for vehicle communications. In this context, the European ETSI standard addresses in particular road safety applications. To do this, it standardizes several types of messages such as CAM (Cooperative Awareness Message) and DENM (Decentralized Event Notification Message). CAMs are single-hop broadcast messages, sent by each vehicle containing information on its position, speed, direction, etc., in order to ensure lucid cooperation between other road users (including vehicles). The DENMs are sent when there is a detection of an event on the road, as in the case of an accident, traffic jams, etc. If necessary, multi-hop communication, using standardized routing algorithms, is implemented to disseminate these messages beyond the scope of the transmitter. The weakness of 802.11p lies in congestion of the radio channel due to the limited bandwidth (5.9 GHz). In order to compensate for this, ETSI proposed a framework for congestion control called DCC (Distributed Congestion Control). This allows the exchange of information, in particular the state of the radio channel, between the layers of the protocol stack. Thus, each communication protocol controls its own parameters to avoid congestion of the channel. In addition, many DCC congestion control approaches exist for CAM messages such as the control of the CAM generation period on the Facilities layer. Transmission power or data rate on the Access layer, etc. On the other hand, little works have been done on DENMs. In this regard, we proposed a DCC approach on the GeoNetworking layer which controls the routing parameters based on the state of the radio channel. An evaluation of the dual-DCC, namely CAM on Facilities and DENM on GeoNet, demonstrated the effectiveness of the proposed approach. In addition, some applications such as managing a fleet of vehicles require a localized control center that communicates with the fleet. For this type of exchange, a hybrid communication (IP and Geo) is necessary. Moreover, to ensure the fluidity of communication, the management of mobility is paramount. While remaining within the framework of the Mobile IP architecture, we propose our approach of addressing which constitutes a routable IP address with a geonetworking address, which makes it possible to deal with the problem of accessibility of vehicles moving on the road from of an entity on the Internet. Unlike Mobile IP, our approach reduces the overhead of signaling. This is done by partitioning the road into routing area (RA) in such a way that the access to the Internet is via a RSU-FA gateway that controls the RA. Each RA regroups a number of RSUs.


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