Desenvolvimento da sub-camada MAC IEEE 802.11p/1609.4 - Ameixieira, Carlos Eduardo Braga (2011)
As comunicações veiculares visam melhorar a segurança nas estradas através da disponibilização de informação ao condutor e oferecer aos restantes ocupantes uma viagem mais agradável através de fontes de informação e entretenimento. Este cenário permite, por exemplo, o envio de mensagens de emergência, assim como o envio de um serviço disponibilizado pela internet. Esta forma de comunicação denominada Vehicular Ad-hoc NETwork (VANET), é um tipo de comunicação em que os dispositivos cooperam entre si, sem a necessidade da existência de um ponto de controlo fixo. A VANET apresenta as vantagens de possuir uma topologia de rede variável, permitir a comunicação entre um vasto número de nós e adaptação a percursos específicos. A família de normas IEEE 1609.x e a norma IEEE 802.11p especificam cada camada do modelo Open Systems Interconnection (OSI) que implementam as VANET's. Este conjunto de normas constitui o núcleo da Dedicated Short-Range Communications (DSRC). O trabalho descrito nesta dissertação insere-se no projecto Distributed Rout-ing and Infotainment through VEhicular Inter-Networking (DRIVE-IN). Este projecto tem como objectivo avaliar como a comunicação Vehicle to Vehicle (V2V) pode melhorar a experiência do utilizador nas estradas e a eficiência global da utilização do veículo e das estradas, através da realização de uma testbed na cidade do Porto, utilizando 465 taxis e alguns autocarros locais para tal. Este trabalho insere-se na primeira fase do projecto DRIVE-IN, onde todo o sistema base para VANET é desenvolvido. O trabalho realizado no âmbito desta dissertação teve como foco a implementação das normas IEEE 802.11p e IEEE 1609.4, que descrevem o comportamento da sub-camada Medium Access Control (MAC) para dispositivos Wireless Access in the Vehicular Environment (WAVE), sub-camada entre a camada física e a sub-camada Logical Link Control (LLC) do modelo OSI, responsável pelo controlo do acesso ao meio físico. A norma IEEE 802.11p apresenta alterações em relação à Quality of Service (QoS) para dispositivos WAVE e introduz o conceito da comunicação fora do contexto de uma Basic Service Set (BSS). A norma IEEE 1609.4 introduz os conceitos de Service CHannel (SCH) e Control CHannel (CCH), e descreve o funcionamento da sub-camada MAC WAVE. Esta norma descreve o encaminhamento, a coordenação, os tipos de acesso aos canais e a sincronização. Na implementação das funcionalidades apresentadas nestas normas, foi utilizada uma placa wireless mini-Peripheral Component Interconnect (PCI) que utiliza o chipset da Atheros AR5414A. O driver dependente do hardware utilizado para esta placa é denominado ath5k. Através da alteração do Free and Open Source Software (FOSS) driver ath5k, foi implementada a sub-camada MAC WAVE em Linux. Este driver faz a interface entre o hardware e a stack wireless do Linux, estando esta dividida nos módulos mac80211 e cfg80211. Utilizou-se a aplicação iw para facilitar a configuração da MAC, visto que iw utiliza sockets netlink para comunicação userspace-kernelspace. Por último são apresentados os resultados conseguidos, tais como o tempo médio de troca entre canais e taxas de transferência reais conseguidas com esta implementação.