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Middleware de adaptación de protocolos de capa de red basada en información de contexto, enfocada a redes vehiculares
Adaptation Middleware for Network Layer Protocols in VANETS Based on Context Information
CARLOS FERNANDO CALOCA DE LA PARRA
Jose Antonio Garcia Macias
Acceso Abierto
Atribución
Middleware,Redes inalámbricas vehiculares,Protocolos de capa de red,Sistema de cómputo vehicular,Wireles vehicular ad-hoc networks
Los avances en los sistemas de cómputo de los nuevos automóviles han motivado lacomunicación entre vehículos y un nuevo subtipo de redes inalámbricas denominadasVehicular Ad Hoc Networks (VANETs). Las redes VANET representan un gran reto paralos protocolos de capa de red debido a sus características dinámicas y a las diferentesnecesidades de las aplicaciones vehiculares. Debido a lo anterior, en este trabajo se proponeel diseño de una arquitectura middleware (PLUGAM) que permite adaptar elcomportamiento de la capa de red del sistema vehicular, utilizando información del contextolocal. La arquitectura PLUGAM es genérica, es decir está diseñada para crear una capa dered adaptativa con elementos de contexto, protocolos de red, algoritmos de adaptación yaplicaciones vehiculares definidos por el usuario en la forma de componentes. Estoscomponentes son introducidos al middleware utilizando la tecnología plug-ins. Además,debido a que las necesidades de las aplicaciones vehiculares no pueden ser atendidas por unsolo tipo de protocolo de capa de red, esta arquitectura promueve la coexistencia de múltiplesprotocolos de red en el sistema vehicular.Se presentaron dos casos de estudio de protocolos adaptativos, los cuales son construidos conla arquitectura del middleware de adaptación, cada uno trata uno de los dos tipos deadaptaciones exploradas en este trabajo. La evaluación de este trabajo consistió en un análisisde costo/desempeño al prototipo, basada en un conjunto de mediciones sobre el costo deprocesamiento y de memoria adicional. Además se presenta una simulación de uno de loscasos de estudio con el fin de analizar el impacto que tiene la adaptación propuesta aquí. Dela evaluación se puede concluir que implementar la arquitectura propuesta resulta viable, losrequerimientos de memoria de middleware de adaptación son moderados, se podríaimplementar en sistemas vehiculares o dispositivos móviles actuales. El tiempo deprocesamiento introducido por el middleware en cualquiera de los modos de adaptación esrazonable. Debido a que la arquitectura PLUGAM es un sistema distribuido completamentedescentralizado, es escalable en cuanto al número de nodos en la red. Por último, el uso detecnología plug-in resulta factible y una buena opción para la construcción de sistemasvehiculares, en especial si se utiliza la tecnología OSGi e iPOJO ya que genera un costo deprocesamiento muy pequeño a costa de elevar el tiempo de inicialización y costo en memoria
Advances in the computer systems of today’s automobiles have motivated the use of newforms of communication between vehicles and a new type of wireless mobile network calledVehicular Ad Hoc Networks (VANETs). These networks pose a great challenge fornetwork layer protocols due to their dynamic characteristics and to the different needs ofvehicular applications. This thesis work proposed the design of a middleware architecture(PLUGAM) that allows the adaptation of the network layer behavior in the vehicular system,using local context information. PLUGAM is a generic architecture, as it is designed to createan adaptive network layer using different context elements, network protocols, adaptationalgorithms and vehicular applications defined by the user in the form of components. Thesecomponents are introduced into the middleware using plug-in technology. Furthermore,because the needs of vehicular applications cannot be met by a single type of network layerprotocol, this architecture promotes the coexistence of multiple network protocols in thevehicular system.Two case studies of adaptive protocols built with the middleware architecture were presented,each representing one of the two key adaptations explored in this work. The evaluation ofthis work consisted of a cost/performance analysis, based on a set of processing and memorycost measurements done to the prototype. Additionally, a simulation of one of the case studiesis presented, in order to analyze the impact of the proposed adaptation. From the evaluationwe can conclude that implementing the proposed architecture is feasible, memoryrequirements of the adaptation middleware are moderate and it can be implemented in nearfuture vehicular systems and even in today's mobile devices hardware. The processing cost,measured in time, introduced by the middleware in any of the adaptation modes is reasonableby communication systems standards. Since the PLUGAM architecture is a completelydecentralized distributed system, it is scalable in the number of nodes in the network; inregard to the number of network layer protocols coexisting in the vehicular system,scalability is affected mainly in terms of the memory cost generated by each protocol.Furthermore, the use of plug-in technology for building distributed systems such as avehicular system is feasible and a good option, especially using OSGi and iPOJOtechnologies since they generate a very small processing cost, however at the expense ofincreasing the initialization time and memory cost.
CICESE
2013
Tesis de doctorado
Español
Caloca de la Parra,C.F.2013.Middleware de adaptación de protocolos de capa de red basada en información de contexto, enfocada a redes vehiculares.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.x, 146 pp.
CIENCIA DE LOS ORDENADORES
Aparece en las colecciones: Tesis - Ciencias de la Computación

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