研究整理

1. 研究整理 指導教授：郭文興 老師 學生：童彥諴

2. 目錄 • Multi-Hop Vehicular Broadcast (MHVB) • Enhanced Multi-Hop Vehicular Broadcast • On Designing MAC Protocols for Wireless • An Automobile Control Method for Alleviation of Traffic Congestions Using Inter-Vehicle Ad Hoc Communication in Lattice-Like Roads • Car Navigation with Route Information Sharing for Improvement • Intercommunicating car navigation system with dynamic route finding

3. Multi-Hop Vehicular Broadcast (MHVB) • 要有效地flood訊息，對MHVB來說，有三種方法： • Backfire algorithm • Enhanced Backfire algorithm • Traffic Congestion Detection algorithm • Dynamic Scheduling

4. Backfire algorithm • 假設無線電波的範圍大約200公尺 • 假設有一個封包要從A傳到D，顯然的不會經過C，因為B節點能更有效地中繼封包 • 假如C中繼這個封包，它只會增加很小的像輸範圍，像圖中的陰影處

5. Backfire algorithm • 在MHVB，為了使節點B中繼封包，下列步驟被在每個接收器上被處理 • 在本地的資料庫儲存這個訊息 • 計算從最初傳送封包的發送器到它自己的距離。假如它的位置從最初傳送封包的發送器比 (400)還遠，車輛不執行下面的步驟 • 計算從發送器到它自己的距離 • 基於從封包來源到接收的距離，等待時間在被重新傳送前被計算。因此，較遠的節點重新傳送封包的時間，比更接近於來源節點的快 • 如果節點收到相同的封包，它計算發送人的有關的位置。假如節點位於發送人和再傳送者形成的圓圈，像在圖裡的C節點一樣，它不重新傳送封包

6. Enhanced Multi-Hop Vehicular Broadcast • Enhanced Backfire algorithm • 在這個增強的MHVB，backfire執行用一個特別的角度 • 好處是改變扇形的角度，我們能更改backfire的覆蓋地區，導致 ”flexible“(有彈性的) and ”directional”(有方向性的)的backfire地區 節點A的距離要大於B B在A的backfire區域內 (1)、(2)都達成的話，B就變成backfire節點，不重新傳送訊息

7. Traffic Congestion Detection algorithm • 如果車輛位在交通堵塞中，擴大他傳送資料的時間 • 判斷車輛否在位在交通堵塞中的條件如下： • 假如發現週圍的車輛數量大於　　(10) • 假如前後的車的數量超過 (2) • 假如它自己的速度小於 (20)

8. Dynamic Scheduling • 在沒有Traffic Congestion Detection algorithm下，每個節點傳輸週期為0.1秒 • 當距離超過200公尺節點，傳送訊息比其它的節點快 • 當發送端與接收端距離超過200公尺，接收端重置預先設定的傳送時間(0.07秒到0.08秒)，所以接受到封包的節點將立刻傳送 • 在上述的方法，能增加兩個好處 • 1. 封包能更快的被轉交，因為一個緊急警告訊息必須快速的傳送，而且到達很遠的距離 • 2. 當在大於200公尺的範圍的節點更早傳送訊息時，他們間接backfire在範圍不到200公尺內的節點，保留在200公尺內網路資源 以上使用NS2.28模擬Random Waypoint scenario、Single lane scenario、Highway scenario with intersection

9. On Designing MAC Protocols for Wireless • 利用指向性天線增加ad hoc network的效能 • 指向天線能利用直接的指向性的電波向目的地發射，提供高的增益和降低干擾 • 本篇研究提出兩種方法： • 改進的Basic DMAC • 多跳的RTS MAC協定

10. 改進的Basic DMAC • 有一個簡單的方法可以改善“死結” (deadlock) • 耳聾發生是因為當A傳送完一個封包後，它指向性波束還是朝著它的接收的方位。A執行backoff、傳輸、重新傳輸都是用方向式的模式。會剝奪C傳送到A的機會 • 我們提出一個改進的Basic DMAC，當backoff的值倒數時，它會切換成全方位的模式。所以這時有RTS或CTS從其他的方向到達，這個節點有能力可以處理它 • 一旦backoff倒數完，節點又會變成指向性波束朝向它要傳輸的地方，開始傳輸。這樣可以緩和“死結”的問題

11. 多跳的RTS MAC協定 • 我們增強Basic DMAC使用 MultiHop RTS MAC(MMAC)的方法 • 假如A要傳送訊息到F，有兩條路由，A-B-C-F，或直接的A到F(假如A和F在彼此的傳輸範圍) 以上使用Qualnet Simulator, version 2.6.1 [16]模擬 [16] IEEE 802.11, Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, 1999.

12. 心得 • Multi-Hop Vehicular Broadcast (MHVB) • 這篇研究是，讓傳輸範圍內的節點，不一直重複的廣播訊息，只讓在傳輸範圍邊緣的節點來中繼訊息，還有提出如果發現車輛在擁擠的道路下，不一直重複的廣播訊息，減低封包的碰撞 • Enhanced Multi-Hop Vehicular Broadcast • 這篇研究是，跟上一篇差不多，但是提出了一個有方向性的Backfire的方法，可以增加空間的利用，也提出了，讓較遠的節點能先傳送訊息，讓不在最初傳輸範圍內的節點能更快的收到訊息 • On Designing MAC Protocols for Wireless • 這篇研究是，提出了在方向性天線，避免”死結”的方法，和提出了取代多次跳躍的一次傳輸

13. 心得 • 改進過的Backfire algorithm，能更有效的利用空間 • 在方向性天線的那篇，多跳的RTS MAC協定的方法雖然很不錯，可是它只能用在靜止的節點上，在移動的節點上，多跳的RTS MAC協定應該是不可行的 • 而改進的Basic DMAC在移動的節點上應該還是能夠使用 • 如果能結合改進的Basic DMAC和改進過的Backfire algorithm應該可以產生一些新的東西

14. 路徑規劃

15. An Automobile Control Method for Alleviation of Traffic Congestions Using Inter-Vehicle Ad Hoc Communication in Lattice-Like Roads • 我們定義congestion index在道路a是 • 道路d的交通容量 • 道路b的交通容量 • 道路c的交通容量 • congestion index表示擁擠的可能性 • 根據交通工程的結果，我們能斷定當congestion index大於boundary vehicle density (邊界車輛密度) 會發生堵塞

16. Car Navigation with Route Information Sharing for Improvement • 路線資訊共享機制是 • 一、駕駛人用路線資訊共享搜尋最短路線從他們的出發地到他們的目的地用他們預期的行進時間 • 二、駕駛人通知路線資訊伺服器他們所選的路線。路線資訊伺服器收集所有的駕駛使用路線資訊共享的路線 • 基於他們的路線，當前的位置、和目的地，給駕駛將要經過的link的passage weight • 路線資訊伺服器提供全部link的passage weight給使用路線資訊共享的駕駛人 • 三、當駕駛人擁有全部的passage weight和當前每條link的交通情況。他們搜尋低交通容量的最短路徑

17. Car Navigation with Route Information Sharing for Improvement driver 1的link 1到7passage weights是 driver2的link 1到7passage weights是 依照driver 1和driver 2的link 1到7 passage weights，total passage weights1到7是

18. Intercommunicating car navigation system with dynamic route finding • TCS是一個搜尋演算法，它能在一指定時間內完成，TCS和A*很相似，他是一個非常重要的人工智能 • A*用下面的方法算 • g(n): 從啟始點到目前節點的距離 • h(n): 預測目前節點到結束點的距離(此為 A* 演算法的主要評價公式) • f(n): 目前結點的評價分數

19. Time-constrained heuristic search • ε≦ 1.0，產生出一個最佳的接近於A* • 假如ε> 1.0，不會產生出一個最佳的解決方案 • 為了結束搜尋在限定的時間，它定義ε的值 時間極限T：用一個特定的時間結束搜尋 搜尋時間t：從開始搜尋到當下的時間 平均速度V：平均速度完成搜尋時間。V = D/T 有效的速度v：延伸出去的節點到目的地的速度 v = d / t

20. Time-constrained heuristic search • TCS控制ε用下列的規則： • (1) If v - V < Lower, thenε=ε + δ • (2) If v - V > Upper, thenε=ε – δ • (3) Other, no change • ε≧ 1, δ > 0，最初的ε是1.0 • 假如有效速度v小於平均速度V，增加ε。大的ε導致節點朝目的地擴展。這個結果導致有效速度增加 • v大於V，用減少ε來減少有效速度

21. 心得 • An Automobile Control Method for Alleviation of Traffic Congestions Using Inter-Vehicle Ad Hoc Communication in Lattice-Like Roads • 這篇研究是，使用路旁接收器接收到的交通擁擠訊息，然後傳給車輛，讓車輛來迴避擁擠，來快速到達目的地的方式，好處是若不是每台車輛都有裝設她們的機器，此方式還是有辦法運作 • Car Navigation with Route Information Sharing for Improvement • 這篇研究是，將每台車輛，將要經過的最短路徑，標上權重，傳給資訊處理中心，中心再把全部道路的權重傳回給車輛，車輛可以選擇權重較小的道路來避開擁擠，可是當裝設此裝置的車輛較少時，就不能發揮其功能 • Time-constrained heuristic search • 這篇研究是，及時的從移動中的車輛，接收自己將要通過的交通訊息，比較原先的路徑和其餘的路徑，哪個時間較短，選擇較短的路徑，此方式也不需要所有車輛都裝設此裝置，即可運作

22. 引述 • Multi-Hop Vehicular Broadcast • ITS Telecommunications Proceedings, 2006 6th International Conference • Enhanced Multi-Hop Vehicular Broadcast • Telecommunications, 2007. ITST '07. 7th International Conference • On Designing MAC Protocols for Wireless • Mobile Computing, IEEE Transactions on Volume 5, Issue 5, May 2006 • An Automobile Control Method for Alleviation of Traffic Congestions Using Inter-Vehicle Ad Hoc Communication in Lattice-Like Roads • Globecom Workshops, 2007 IEEE 26-30 Nov. 2007 • Car Navigation with Route Information Sharing for Improvement • Intelligent Transportation Systems, 2004. Proceedings. The 7th International IEEE Conference • Time-constrained heuristic search • Intelligent Transportation Systems, 1999. Proceedings. 1999 IEEE/IEEJ/JSAI International Conference