Proposta de um protocolo de disseminação de mensagens em redes veiculares Ad Hoc para aplicações sensíveis à acurácia de posicionamento

Abstract

As aplicações para prevenção de acidentes em Redes Veiculares Ad Hoc (VANETs) desempenham um papel importante para garantir a segurança de motoristas, passageiros e pedestres. Seu funcionamento depende de requisitos rígidos relacionados a acurácia de posicionamento dos veículos. Para atender essas restrições, as aplicações exigem o envio frequente de mensagens periódicas, também conhecidas como beacons, contendo a posição geográfica, velocidade e direção do veículo. Em cenários de tráfego denso, como em engarrafamentos ou interseções, a alta taxa de envio de beacons somada a difusão descoordenada de mensagens de alerta pode ocasionar em uma congestão na rede. Durante esse período, o canal de transmissão se torna saturado, aumentando a perda de pacotes por erros ou colisões, bem quanto o atraso de entrega das mensagens. Vários trabalhos têm sido propostos para aliviar a congestão em redes veiculares, porém a maioria não considera a perda de acurácia de posicionamento que pode ocorrer como efeito colateral das estratégias usadas. Nesse trabalho, propõe-se um novo protocolo para a disseminação de mensagens em VANETs chamado Accurate Positioning Geocast Protocol (APGP). O APGP utiliza uma arquitetura com três componentes para controlar a congestão causada por beacons, monitorar veículos vizinhos e transmitir mensagens de alerta. A abordagem emprega o ajuste de potência de transmissão para o envio de beacons para grupos de vizinhos, também chamados de grupos geocast, e ajuste de taxa de envio de mensagens. O APGP foi implementado em um ambiente de simulação de redes veiculares e testado sob um cenário veicular urbano. Os resultados indicaram que a proposta conseguiu reduzir o atraso de entrega em quatro vezes, bem quanto melhorias na taxa de entrega de pacotes de 43% e 23% quando comparado com um protocolo baseado no IEEE 802.11p [1] e o protocolo DC-BTRP [2]. Mesmo em cenários propensos a congestão, a taxa de ocupação de canal foi mantida abaixo de 60%, reduzindo em 47% e 15% em relação a outras alternativas. Em todas as condições, o APGP alcançou os níveis prescritos de acurácia de posicionamento para veículos em distâncias mais curtas.