Método para diseminación de información en una red de comunicación.

Método para diseminación de información en una red de comunicación, preferentemente en una red ad hoc vehicular

(VANET), en el que la red (1) de comunicación comprende una multitud de nodos de comunicación (N), en el que dichos nodos de comunicación (N) conocen su posición geográfica y se proporcionan con información actualizada en relación con la posición geográfica de nodos de comunicación vecinos (N), y en el que el proceso de diseminación se inicia mediante uno de los nodos - nodo originador (O) - enviando un mensaje de unidifusión que incluye la información a diseminar a un nodo específico - primer nodo reenviador (F1) - en un área relevante (RA) en la que la información se ha de diseminar,

caracterizado por que dicho primer nodo reenviador (F1) reenvía dicho mensaje inmediatamente a un próximo nodo reenviador, y así sucesivamente, en el que cada uno de dichos nodos reenviadores selecciona un nodo como un próximo nodo reenviador que ofrece un alto avance positivo hacia la dirección de diseminación, en el que una retransmisión de dicho mensaje se realiza después de cada proceso de reenvío de dicho mensaje a un próximo nodo reenviador en base a un proceso de contienda basado en temporizador, en el que cada uno de los otros nodos (C1, C2, C3) en el área relevante (RA), que recibe dicho mensaje enviado mediante el nodo originador (O) o un nodo reenviador al respectivo próximo nodo reenviador,

- elige un nodo reenviador respectivo,

- inicia un periodo de contienda, en el que cuanto mayor es la distancia avanzada en la dirección de diseminación con respecto al transmisor de dicho mensaje, más corto es el periodo de contienda,

- realiza una retransmisión de unidifusión de dicho mensaje al nodo reenviador que ha elegido cuando alcanza el final de su periodo de contienda, y

- aborta dicho proceso de contienda en caso de que reciba dicho mensaje una cantidad de veces igual a un máximo específico.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/000866.

Solicitante: NEC Deutschland GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Prinzenallee 11 40549 Düsseldorf ALEMANIA.

Inventor/es: FESTAG,ANDREAS, TORRENT MORENO,Marc, HARTENSTEIN,HANNES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04L12/56

PDF original: ES-2485393_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método para diseminación de información en una red de comunicación

La presente invención se refiere a un método para diseminación de información en una red de comunicación, preferentemente en una red ad hoc vehicular (VANET), en el que la red de comunicación comprende una multitud de nodos de comunicación, en el que dichos nodos de comunicación conocen su posición geográfica y se proporcionan con información actualizada en relación con la posición geográfica de nodos de comunicación vecinos, y en el que el proceso de diseminación se inicia mediante uno de los nodos - nodo origlnador - enviando un mensaje de unidifusión que incluye la información a diseminar a un nodo específico - primer nodo reenviador - en un área relevante en la que la información se ha de diseminar.

La diseminación de la información en redes de comunicación móvil es una tarea crucial y especialmente en redes de comunicación vehicular, como VANET (redes ad hoc vehiculares), es necesaria una estrategia fiable para entregar mensajes a todos los vehículos localizados en una cierta área geográfica. Principalmente, esto es cierto en caso de mensajes de seguridad que están relacionados con eventos peligrosos, por ejemplo accidentes de tráfico o formación de hielo.

La estrategia más sencilla para diseminación de información es el mecanismo denominado inundación. La inundación significa que la información a entregar se difunde mediante un nodo, y cada nodo que recibe la información la difunde de nuevo y así sucesivamente. Sin embargo, la inundación crea una gran tara y una alta cantidad de colisiones de paquetes, que se conoce como el `problema de la tormenta de difusión. Aunque existen propuestas que abordan este problema, el retardo experimentado mediante la información a diseminar no se trata con alta relevancia. Sin embargo, particularmente en VANET, es necesario un retardo corto debido a la naturaleza posiblemente crítica de información relacionada con seguridad.

Otro enfoque más sofisticado que se aplica en escenarios de movimiento vehicular, especialmente para entornos de autopista, es PBR (Enrutamiento Basado en Posición). PBR usa la posición geográfica de nodos de comunicación para decidir en qué dirección debería reenviarse un mensaje. Para este fin, los protocolos PBR existentes usan mensajes de baliza que permiten a cada nodo anunciar su dirección y posición geográfica a todos sus vecinos mediante una difusión de radio. Cada vez que un nodo recibe un mensaje de baliza de este tipo desde un vecino, almacena la dirección y posición de ese nodo en su tabla de vecinos. Cuando un nodo tiene que reenviar un paquete usa la tabla para determinar el vecino que debería reenviar el paquete para avanzar hacia el destino final. Normalmente, esta decisión está basada en una heurística geométrica seleccionando el vecino que minimiza la distancia restante al destino. Este proceso se conoce como `reenvío codicioso. Aunque el Enrutamiento Basado en Posición es un mecanismo bastante rápido, debido a su unidifusión, el carácter punto a punto tiene defectos en relación con la robustez frente a la pérdida de paquetes, por ejemplo debido a efectos de desvanecimiento o colisiones de paquetes. En la medida en que en vista de las condiciones de propagación desafiantes así como la potencialmente alta carga de canal en entornos vehiculares, PBR es adecuado para únicamente de forma limitada.

Adicionalmente, un Reenvío Basado en Contienda, que se denomina como CBF, se ha propuesto para realizar reenvío de paquetes de unidifusión. En contraste a PBR, CBF no requiere la transmisión de mensajes de baliza. En su lugar, un nodo difunde un paquete de datos que se recibe mediante todos los nodos en su alcance de comunicación. Entre los nodos de recepción, el nodo reenviador real se selecciona mediante un proceso de contienda basado en temporizador distribuido que permite que el nodo más adecuado reenvíe el paquete mientras que se suprime un reenvío potencial de todos los demás nodos de recepción. Se ha mostrado que CBF supera a PBR en escenarios bidimensionales generales con movilidad de punto de ruta aleatoria. La ventaja de rendimiento de CBF es más evidente en escenarios altamente móviles.

Sin embargo, CBF prueba ser desventajoso puesto que el retardo que se introduce en el proceso de distribución debido al mecanismo de contienda basado en temporizador. Particularmente en escenarios de autopista, en los que los nodos de comunicación se mueven con alta velocidad y en los que la distribución de información de seguridad relacionada con la vida es de esencial importancia, CBF no constituye una solución apropiada.

En el documento M. Torrent-Moreno: "Inter-Vehicle Comunications: Assessing Information Dissemination under Safety Constraints", WONS 7, 4a Annual Conference On Wireless on Demand NetWork Systems and Services, IEEE, Pl, 26 de enero de 27, págs. 59-64, el autor describe un protocolo de diseminación CBF modificado, que se denomina CBD (Diseminación Basada en Contienda). De acuerdo con este enfoque, la modificación básica realizada a CBF para diseminar información es ajustar el método de direccionamiento. En lugar de un único nodo, o posición, el destino de un mensaje es un área geográfica. Para cubrir el área de destino, algunos nodos intermedios (reenviadores) se seleccionarán mediante el mecanismo de contienda para reenviar el mensaje en la dirección de diseminación. Un nodo que reenvía un mensaje mediante el mecanismo CBD únicamente necesita enviar el mensaje de una manera de difusión; los nodos que reciben el mensaje localizados en la dirección de diseminación decidirán, por medio del periodo de contienda, cuál debe reenviar el paquete.

Es un objeto de la presente invención mejorar y desarrollar adicionalmente un método del tipo descrito inicialmente para diseminación de información en una red de comunicación de tal manera que emplee mecanismos que sean fácilmente de implementar, el retardo de propagación se minimice y se mejore significativamente la robustez frente a incertidumbres.

De acuerdo con la invención, el objeto anteriormente mencionado se consigue mediante un método que comprende las características de la reivindicación 1. De acuerdo con esta reivindicación, un método de este tipo está caracterizado por que dicho primer nodo reenviador reenvía dicho mensaje inmediatamente al próximo nodo reenviador, y así sucesivamente, en el que cada uno de dichos nodos reenviadores selecciona un nodo como el próximo nodo reenviador que ofrece un alto avance positivo hacia la dirección de diseminación,

en el que una retransmisión de dicho mensaje se realiza después de cada proceso de reenvío de dicho mensaje a un próximo nodo reenviador, en base a un proceso de contienda basado en temporizador, en el que cada uno de los otros nodos en el área relevante, que recibe dicho mensaje enviado mediante el nodo originador o un nodo reenviador al próximo nodo reenviador respectivo,

- elige un nodo reenviador respectivo,

- inicia un periodo de contienda, en el que cuanto mayor es la distancia avanzada en la dirección de diseminación con respecto al transmisor de dicho mensaje, más corto es el periodo de contienda,

- realiza una retransmisión de unidifusión de dicho mensaje al nodo reenviador que ha elegido cuando alcanzó el final de su periodo de contienda, y

- aborta dicho proceso de contienda en caso de que reciba dicho mensaje una cantidad de veces igual a un máximo específico.

De acuerdo con la invención, se ha de reconocer en primer lugar que un mecanismo PBR puro para diseminación de información no satisface los requisitos necesarios en situaciones especiales, por ejemplo, en el caso de aplicaciones de seguridad relacionadas con la vida.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para diseminación de información en una red de comunicación, preferentemente en una red ad hoc vehicular (VANET), en el que la red (1) de comunicación comprende una multitud de nodos de comunicación (N), en el que dichos nodos de comunicación (N) conocen su posición geográfica y se proporcionan con información actualizada en relación con la posición geográfica de nodos de comunicación vecinos (N), y en el que el proceso de diseminación se inicia mediante uno de los nodos - nodo originador (O) - enviando un mensaje de unidifusión que incluye la información a diseminar a un nodo específico - primer nodo reenviador (F1) - en un área relevante (RA) en la que la información se ha de diseminar,

caracterizado por que dicho primer nodo reenviador (F1) reenvía dicho mensaje inmediatamente a un próximo nodo reenviador, y así sucesivamente, en el que cada uno de dichos nodos reenviadores selecciona un nodo como un próximo nodo reenviador que ofrece un alto avance positivo hacia la dirección de diseminación, en el que una retransmisión de dicho mensaje se realiza después de cada proceso de reenvío de dicho mensaje a un próximo nodo reenviador en base a un proceso de contienda basado en temporizador, en el que cada uno de los otros nodos (C1, C2, C3) en el área relevante (RA), que recibe dicho mensaje enviado mediante el nodo originador (O) o un nodo reenviador al respectivo próximo nodo reenviador,

- elige un nodo reenviador respectivo,

- inicia un periodo de contienda, en el que cuanto mayor es la distancia avanzada en la dirección de diseminación con respecto al transmisor de dicho mensaje, más corto es el periodo de contienda,

- realiza una retransmisión de unidifusión de dicho mensaje al nodo reenviador que ha elegido cuando alcanza el final de su periodo de contienda, y

- aborta dicho proceso de contienda en caso de que reciba dicho mensaje una cantidad de veces igual a un máximo específico.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el área relevante (RA) está definida mediante el nodo originador (O) dependiendo del tipo de información a diseminar.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el área relevante (RA) está incluida en el mensaje enviado mediante el nodo originador (O).

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el nodo originador (O), basándose en el área relevante (RA), define al menos una dirección de propagación de información.

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los nodos de comunicación (N) transmiten mensajes de estado periódicos.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el mensaje de estado contiene información en relación con la posición, la velocidad, la dirección de movimiento y/o parámetros similares del respectivo nodo de comunicación (N).

7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los nodos de comunicación (N) se hacen funcionaren un modo promiscuo.

8. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho periodo de contienda se establece inversamente proporcional a la distancia avanzada del nodo (C1, C2, C3) en la dirección de propagación con respecto al transmisor del mensaje.

9. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que cada nodo de comunicación (N) ejecuta un contador que se incrementa cada vez que el nodo (N) recibo el mensaje.

1. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el proceso de contienda se aborta cuando el contador de uno de los nodos de comunicación (C1, C2, C3) implicado en el proceso de contienda alcanza un máximo valor configurable.

11. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el valor del máximo número de retransmisiones se define mediante el nodo originador (O) dependiendo del tipo de información a diseminar y/o dependiendo del tamaño del área de reenvío (FA).

12. Método de acuerdo con la reivindicación 1 u 11, en el que el valor del máximo número de retransmisiones se establece a 1 en caso de una aplicación de tráfico y se establece a 3 o se asigna a un valor más alto en caso de una aplicación de seguridad.