Communication multicast pour les systèmes véhiculaires coopératifs

Multicast communications for cooperative vehicular systems

• Auteur / Autrice : Inès Ben Jemaa
• Direction : Arnaud de La Fortelle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique temps réel, robotique et automatique
• Date : Soutenance le 17/12/2014
• Etablissement(s) : Paris, ENMP
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de robotique (Paris)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arnaud de La Fortelle, Oyunchimeg Shagdar, Paul Mulhlethaler
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sidi-Mohamed Senouci, Nadjib Achir

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux ad hoc de véhicules

Routage (informatique)

Mots clés libres

Multicast

Internet

Réseaux véhiculaires (VANET).

Routage

Mobilité

Multicast

Internet

Vehicular networks (VANET)

Routing

Mobility

Résumé

La communication véhiculaire permet le développement de nouvelles applications multicast émergentes telles que la gestion de la flotte et la distribution des Points d'Intérêt (POI). Ces deux catégories d'applications nécessitent une communication multicast de l'Internet vers les réseaux véhiculaires (VANET). Afin de mettre en place une communication multicast adaptée au contexte de la communication Internet-vers-réseaux véhiculaires, notre travail traite de deux aspects différents. Tout d'abord, l'accessibilité des véhicules en mouvement au service Internet et en deuxième lieu, la dissémination du message dans les VANET. Nous introduisons un schéma d'adressage multicast basé sur les coordonnées géographiques des véhicules qui leur permet de s'auto-configurer d'une façon dynamique sans aucun besoin d'échanger des messages de signalisation avec Internet. Nous proposons aussi une approche simplifiée de gestion de la mobilité des véhicules dans le cadre des architectures Mobile IP et Proxy Mobile IP. Le but de cette approche est d'optimiser l'échange des messages avec les entités responsables de la gestion de la mobilité dans Internet. Afin d'étudier les mécanismes de dissémination appropriés aux applications de gestion de flottes, nous nous proposons de revisiter les techniques de routage multicast traditionnelles basées sur une structure de diffusion en arbre. Pour cela, nous étudions leur application aux réseaux véhiculaires. Nous présentons une étude théorique portant sur la durée de vie des liens entre les véhicules en milieux urbains. Ensuite, en utilisant la simulation, nous étudions l'application de Multicast Adhoc On Demand Vector, MAODV et proposons Motion-MAODV, une version adaptée de MAODV qui a pour objectif d'établir des routes plus robustes Enfin, concernat la dissémination multicast géolocalisée dans les applications POI, nous proposons le protocole de routage Melody qui permet une diffusion geocast en milieu urbain. A partir de simulations, nous constatons que, comparé aux protocoles de géo-brodcasting dans les milieux urbain très denses, Melody assure plus de fiabilité et d'efficacité lors de l'acheminement des données vers les zones géographiques de destination.

Vehicular communications allow emerging new multicast applications such as fleet management and point of interest (POI). Both applications require Internet-to-vehicle multicasting. These approaches could not be applied to vehicular networks (VANET) due to their dynamic and distributed nature. In order to enable such multicasting, our work deals with two aspects. First, reachability of the moving vehicles to the multicast service and second, multicast message dissemination in VANET. We introduce first a self-configuring multicast addressing scheme that allows the vehicles to auto-configure a dynamic multicast address without a need to exchange signalling messages with the Internet. Second, we propose a simplified approach that extends Mobile IP and Proxy Mobile IP. This approach aims at optimizing message exchange between vehicles and entities responsible for managing their mobility in Internet. To study the dissemination mechanisms that are suitable for fleet management applications, we propose to revisit traditional multicast routing techniques that rely on a tree structure. For this purpose, we study their application to vehicular networks. In particular, as vehicular networks are known to have changing topology, we present a theoretical study of the link lifetime between vehicles in urban environments. Then, using simulations, we study the application of Multicast Adhoc On Demand Vector, MAODV. We propose then Motion-MAODV, an improved version of MAODV that aims at enhancing routes built by MAODV in vehicular networks and guarantee longer route lifetime. Finally, to enable geographic dissemination as required by POI applications, we propose a routing protocol Melody that provides a geocast dissemination in urban environments. Through simulations, Melody ensures more reliable and efficient packet delivery to a given geographic area compared to traditional geo-brodcasting schemes in highly dense scenarios.