ITVI20100165A1 - Metodo e sistema basato su mappa perbroadcast in vanet - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del Brevetto per Invenzione Industriale avente titolo “METODO E SISTEMA BASATO SU MAPPA PER BROADCAST IN VANETâ€

CAMPO TECNICO DELLA PRESENTE INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce a un metodo d’instradamento e al corrispondente sistema implementante atto all'instradamento di un messaggio in una rete specifica veicolare. Più specificatamente, la presente invenzione riguarda un metodo di instradamento migliorato che riduce il sovraccarico della rete tramite una semplice tecnica.

STATO DELLA TECNICA

Recentemente, il mondo dei trasporti di persone e merci ha sperimentato un aumento rapido nel numero di veicoli viaggianti sulle strade. Il bisogno di soluzioni che migliorino la sicurezza dei guidatori e dei passeggeri, riducano incidenti stradali, mitighino l'inquinamento dell'aria e ottimizzino il flusso di traffico à ̈ diventato dunque più e più urgente. Di conseguenza, lo sviluppo di un sistema di trasporti integrato (ITS), facente leva sulla comunicazione di dati senza fili à ̈ stato proposto. Un tale sistema richiede la creazione di una rete attraverso i veicoli che si muovono sulla strada. Una tale rete à ̈ chiamata rete veicolare specifica (rete VANET).

Le reti VANET sono basate sull'assunzione che, in un futuro prossimo, i veicoli saranno equipaggiati con moduli di comunicazione senza fili e saranno capaci di comunicare gli uni con gli altri cosi da condividere un insieme d’informazioni di sicurezza/traffico/infotainemt. Da ciò ci si aspetta di ottenere una guida più sicura e confortevole, prevenire e/o predire e reagire a situazioni potenzialmente pericolose, e intrattenere i passeggeri e il guidatore.

Un tale tipo di rete dovrà implementare diversi schemi d’instradamento che vanno dell'Unicast al Broadcast. Messaggi di unicast potrebbero essere usati così da scambiare un messaggio privato attraverso due veicoli, per esempio, una comunicazione vocale tra due guidatori. D'altro lato, messaggi di broadcast potrebbero essere usati, per esempio, in modo da informare rapidamente un grande numero di veicoli di situazioni potenzialmente pericolose o ogni altra situazione che richieda di essere conosciuta da un grande numero di guidatori quale gli imbottigliamenti del traffico. E' generalmente accettato che, a causa delle peculiarità delle reti VANET, un messaggio broadcast dovrebbe essere propagato con una strategia di allagamento. In altre parole, ogni nodo dovrebbe riportare il messaggio di broadcast fino a quando un certo tempo sia trascorso o fino a quando il messaggio abbia viaggiato una predeterminata distanza dalla sua origine. Tuttavia, entrambi gli approcci sono problematici in quanto creano una grande quantità di traffico sulla rete, impedendo quindi potenzialmente ad altri nodi l'accesso al canale di comunicazione.

Quando il canale di comunicazione à ̈ occupato, il numero di messaggi che può essere trasmesso attraverso d’esso à ̈ quindi ridotto, causando un problema se più di un nodo debba trasmettere un messaggio indicante, per esempio, situazioni di emergenza differenti.

Per esempio, in Fig. 1 , i nodi 1013 e 1014 potrebbero essere coinvolti in un incidente. Uno qualsiasi, o entrambi, dei due nodi potrebbe inviare un messaggio broadcast indicante un tal evento nella regione 1030. La regione 1030 à ̈ limitata a causa delle capacità radio limitate dei nodi, oltre che a ostacoli quali costruzioni. In questo caso, il messaggio potrebbe aver bisogno di essere ritrasmesso da altri nodi cosi da essere ricevuto, per esempio, al nodo 1011 allo scopo di informare il guidatore del pericolo avanti. Usando una strategia di allagamento, il messaggio sarebbe inviato dai nodi 1013 e 1014 al nodo 1012, il quale lo ritrasmetterebbe indietro ai nodi 1013 e 1014 cosi come al nodo 1011. Di conseguenza, il nodo 101 1 potrebbe essere informato. Tuttavia, tramite l' allagamento della rete, anche i nodi 1022 e 1015 riceverebbero il messaggio e lo ritrasmetterebbero, occupando quindi il canale di trasmissione in regioni che non sono influenzate dall'incidente. Mettere un limite sulla distanza che il messaggio può viaggiare o usare un Time To Live (TTL) potrebbe migliorare la situazione evitando che il messaggio sia trasmesso all'infinito. Tuttavia, ciò non impedirà la trasmissione del messaggio ai nodi 1022, 1015, 1021 , 1016, 1023 e 1024.

Di conseguenza, à ̈ della massima importanza che un algoritmo utilizzato allo scopo di inviare un messaggio broadcast da un nodo a una pluralità di nodi interessati utilizzi la rete nel modo più efficiente possibile.

Il documento non-brevettuale 1 si riferisce ad un protocollo di instradamento chiamato Road-Based using Vehicular Traffic Information (RBVT). Più specificatamente, il documento affronta il problema di come ottenere il messaggio da una sorgente a una destinazione in un ambiente fisico comprendente diverse potenziali strade di connessione. Allo scopo di fare ciò, secondo il documento, à ̈ necessario costruire un’immagine della rete in ognuno dei nodi. Ciò à ̈ fatto tramite lo scambio di messaggio periodici "hello" tra i nodi vicini così da determinare quali strade siano possibili e quali non lo siano (vedi Fig. 2, Fig. 3 e prima colonna di pagina 2). Allo scopo di esplorare la rete così da creare una lista di strade connesse, un pacchetto di scoperta di strada (RD) viene allagato nella regione intorno alla sorgente cosi da scoprire possibili percorsi di rete verso la destinazione. Il documento riconosce esplicitamente che una tale procedura di allagamento à ̈ necessaria e che, allo scopo di limitare la quantità di traffico, se un nodo riceve un pacchetto RD con lo stesso indirizzo di sorgente e lo stesso numero di sequenza di un pacchetto ricevuto in precedenza, lo dovrebbe eliminare (vedi prima colonna, pagina 3).

Il documento non-brevettuale 2 si riferisce inoltre al problema di come inviare un pacchetto da una predeterminata origine ad una predeterminata destinazione. L'algoritmo discusso dal documento non brevettuale 2 fa utilizzo di informazioni di mappa così come informazioni GPS che sono costantemente scambiate tra i veicoli. Più specificatamente, ogni guidatore dovrebbe introdurre la sua destinazione ogni volta che il veicolo viene utilizzato. Grazie a questa operazione, quando due veicoli scambiano un pacchetto di riconoscimento, ognuno dei due veicoli informa l'altro sulla sua strada e destinazione prevista. Se il veicolo che porta il pacchetto da consegnare riconosce che l'altro veicolo prenderà una strada che à ̈ più vicina alla destinazione del pacchetto, trasmetterà il pacchetto all'altro veicolo. D'altra parte, se il veicolo che trasporta il pacchetto riconosce che l'altro veicolo devierà dalla destinazione più di se stesso, mantiene il pacchetto fino a quando un veicolo più adatto non viene trovato. Anche questo documento richiede lo scambio costante di pacchetti "hello" o di patterns di riconoscimento tra auto vicine, incrementando quindi drasticamente la quantità di traffico. Inoltre, quest’algoritmo à ̈ reso molto poco pratico dal fatto che ogni guidatore à ̈ supposto entrare la propria destinazione ogni volta che il veicolo viene utilizzato. Infatti, l'algoritmo non funziona senza una tale informazione.

Il documento non-brevettuale 3 si riferisce al problema di come mandare un messaggio broadcast di allerta ad un gruppo di ricevitori potenziali in una zona che potrebbe essere più larga dell'area di trasmissione dei componenti senza fili installati nel veicolo di generazione. Il documento riconosce il bisogno di inviare i pacchetti attraverso altri veicoli presenti nella regione cosi da ottenere una copertura ottimale. Allo scopo di produrre una radiodiffusione efficiente, il documento insegna di creare un infrastruttura backbone virtuale nella rete (vedi sezione 3.1). Allo scopo di fare ciò, il documento insegna di scambiare costantemente messaggi di creazione del backbone attraverso diversi veicoli nella rete VANET (vedi seconda colonna pagina 3). Di conseguenza, anche questo documento richiede uno scambio costante di pacchetti tra nodi il che ha l'effetto di aumentare drasticamente il traffico sulla rete, impedendo quindi l'accesso alla rete ad altri messaggi potenzialmente importanti.

II documento addizionale non-brevettuale 4 insegna un algoritmo di instradamento chiamato REACT. In tale algoritmo, la scelta del prossimo nodo di trasmissione à ̈ basata sulla posizione del nodo corrente, un’informazione di traiettoria inserita nel pacchetto, e un’informazione sui nodi vicini. Per traiettoria s’intende la direzione vettoriale lungo la quale il pacchetto deve essere inviato. Un’auto che noti un incidente potrebbe distribuire questa informazione a tutte le auto seguenti che viaggino nella stessa direzione sulla stessa strada, per esempio, nella "direzione nord". Allo scopo di implementare un tale algoritmo, il documento non-brevettuale 4 richiede uno scambio costante di pacchetti beacon attraverso i diversi nodi così che ogni nodo abbia una conoscenza della posizione dei nodi vicini. Basandosi su una tale conoscenza, e basandosi sulla direzione vettoriale indicata dal nodo creatore, ogni nodo successivo viene scelto cosi che il messaggio non devi dalla traiettoria vettoriale decisa dal nodo creatore più di un angolo di trasmissione alpha. Anche in questo caso lo scambio costante di pacchetti di beacon sovraccarica la rete. Inoltre, come può essere visto in Fig. 2, i nodi 2013 e 2014, generanti un pacchetto che debba essere trasmesso nella direzione 2019, sceglierebbero un veicolo 2015 come loro prossima destinazione. Il nodo 2015 potrebbe ancora scegliere il nodo 2012, assumendo che la posizione del nodo 2012 sia all'interno dell'angolo di tolleranza. Tuttavia, il nodo 2012 potrebbe non essere capace di trasmettere ulteriormente il pacchetto al nodo potenzialmente interessato 2011. Inoltre, la propagazione lungo una direzione vettoriale specifica e fissa potrebbe essere problematica nel caso in cui il messaggio debba essere ritrasmesso a una regione di veicoli interessati, quale dei veicoli piazzati in un quartiere cittadino.

Il documento brevettuale 5 si riferisce ad un metodo atto ad implementare un broadcast direzione in una rete mobile. Più specificatamente, il documento insegna di mandare un messaggio da un server di contenuti a un luogo specifico identificato da informazioni di luogo quali latitudine e longitudine. L'instradamento al luogo specifico à ̈ ottenuto tramite la conoscenza dell'infrastruttura e tramite la trasmissione del pacchetto a un nodo più vicino alla destinazione, se il nodo corrente non corrisponde alla destinazione, o attraverso l'allagamento della rete. Nel momento in cui il messaggio raggiunge la destinazione, il messaggio potrebbe essere distribuito in una maniera di radiodiffusione classica. Per esempio, dopo aver raggiunto un centro commerciale, il messaggio potrebbe essere distribuito all'intero centro commerciale, utilizzando un approccio di allagamento standard. Di conseguenza, anche questo documento richiede la conoscenza della rete il che implicitamente richiede lo scambio di pacchetti "hello" o l'allagamento.

Il documento non-brevettuale 6 di riferisce ad un protocollo di instradamento per VANETs. Anche in questo caso, allo scopo di calcolare una strada tra la sorgente e la destinazione, un processo di scoperta di strada viene effettuato, il quale richiede che ogni nodo abbia una lista dei suoi vicini e delle loro informazioni di posizione (vedi sezione 4.V). Di conseguenza, anche il documento nonbrevettuale 6 richiede uno scambio costante di pacchetti tra i nodi allo scopo di mantenere una conoscenza aggiornata della topologia della rete.

Di conseguenza, tutte le tecniche proposte per instradare un messaggio in VANETs richiedono lo scambio costante di messaggio beacon o "hello" così che ogni nodo, o un sottoinsieme dei nodi abbia una conoscenza della topologia della rete. Un tale scambio costante di messaggi di beacon aumenta il traffico e presente una minaccia all'accesso al mezzo di comunicazione in un ambiente contente un largo numero di nodi quale, per esempio, una città.

Documento non-brevettuale 1 : VANET routing on city roads using real-time vehicular traffic Information, Josiane Nzouonta et al.

Documento non-brevettuale 2: GeOpps, Geographical Opportunistic routing for vehicular networks, Ilias Leontiadis et al.

Documento non-brevettuale 3: a cross layered MAC and clustering scheme for efficient broadcast in VANETs, Luciano Bonomi et al.

Documento non-brevettuale 4: directional broadcast forwarding of alarm messages in VANETs, Luca Campelli et al.

Documento brevettuale 5: method, device and System for implementing directional broadcast in mobile data broadcasting, US2007/0200728.

Documento non-brevettuale 6: GVGrid, a QoS routing protocol for vehicular ad hoc networks, Weihua Sun et al.

SOMMARIO DELLA PRESENTE INVENZIONE

Dati questi problemi con la tecnologia esistente, sarebbe vantaggioso fornire un algoritmo d’instradamento che permetta l'instradamento di un pacchetto broadcast in VANET con un utilizzo minimo del canale di comunicazione.

Ciò à ̈ ottenuto dalla presente invenzione permettendo a ogni nodo che riceve un messaggio broadcast di decidere se ritrasmettere il messaggio o no in base alla posizione del nodo, il contenuto del messaggio e informazioni di mappa. Più specificatamente, quando un nodo riceve un messaggio che debba essere inviato in maniera broadcast indicante, per esempio, un incidente automobilistico accaduto in un certo incrocio, il nodo può valutare l'informazione del messaggio, per esempio, la posizione dell'incidente e il tipo di incidente. Inoltre, sulla base dell’analisi, su una mappa stradale, della propria posizione e della posizione dell'origine del messaggio, il nodo ritrasmettitore può decidere se debba ritrasmettere il messaggio o no.

Per esempio, in una prima forma di realizzazione della presente invenzione, un messaggio potrebbe contenere la posizione geografica di un evento assieme ad un’informazione indicante la direzione lungo la quale il pacchetto debba essere trasmesso. Per esempio, l'evento potrebbe essere un blocco del traffico e la direzione potrebbe puntare in direzione opposta rispetto alla direzione dell'auto che ha creato il messaggio cosi da avvertire altri guidatori allo scopo di permettergli di prendere strade alternative. In un tale caso, l'auto creatrice del messaggio potrebbe includere la propria direzione e la direzione di propagazione richiesta del pacchetto. Siccome la trasmissione broadcast à ̈ realizzata con una tecnologia radio, diverse auto circondanti l'auto creatrice del messaggio potrebbero rilevare il messaggio. A questo punto, ognuna delle auto potrebbe essere capace di decidere in maniera indipendente, senza conoscenza della posizione di altri nodi, se debba ritrasmettere il pacchetto o no. Più specificatamente, siccome l'informazione di direzione indica una direzione opposta rispetto a quella dell'auto creatrice, se un nodo à ̈ piazzato in una posizione che non à ̈ nella direzione opposta rispetto alla direzione dell'auto creatrice del messaggio, potrebbe decidere di distruggere il messaggio. D'altra parte, un nodo che sia piazzato in una posizione che si trovi in una direzione opposta rispetto alla direzione dell'auto creatrice del messaggio, potrebbe decidere di ritrasmettere il messaggio.

In tale maniera, il messaggio potrebbe essere inviato in maniera broadcast attraverso le direzioni specificate dall'auto creatrice. Ciò introduce il concetto di “direzione stradale†, cioà ̈ la direzione lungo una strada sulla mappa, piuttosto che di “direzione geografica†, cioà ̈ la direzione lungo un certo vettore geometrico sulla mappa. Il concetto di “direzione stradale†potrebbe anche includere altre descrizioni di mappa quali strade parallele, perpendicolari o incroci. Inoltre, grazie all'analisi della mappa, ognuno dei nodi potrebbe essere capace di interpretare in maniera intelligente la direzione fornita dall’auto creatrice. Per esempio, nel caso di una strada che abbia una curva, come in Fig. 2, il significato di "opposto" potrebbe essere interpretato dai nodi cosi da intendere "opposto lungo la strada" invece di semplicemente "opposto in una linea retta". In questa maniera, grazie al contenuto del messaggio, utilizzato assieme all'informazione di mappa, ogni auto potrebbe decidere se ritrasmettere il messaggio o no. Di conseguenza, uno scambio costante di pacchetti tra le auto così da avere una conoscenza degli altri nodi e della loro posizione nella rete non à ̈ richiesto. Ciò riduce drasticamente la quantità di traffico nella rete VANET.

Inoltre, con un semplice algoritmo, il messaggio potrebbe essere propagato solo lungo una direzione d’interesse, invece che in una direzione allagata. Di conseguenza, regioni che non sono influenzate dal messaggio potrebbero ancora avere accesso al mezzo di comunicazione.

Alternativamente, o in aggiunta, in una seconda forma di realizzazione della presente invenzione, il pacchetto potrebbe solo contenere informazioni riguardante la posizione e il tipo di evento da comunicare. In tale caso, ogni nodo potrebbe decidere se ritrasmettere il pacchetto o no tramite l'analisi delle due suddette informazioni insieme a un’informazione di mappa e alla propria posizione. Per esempio, se l'evento à ̈ un blocco del traffico a un certo incrocio, i nodi vicini potrebbero capire che il messaggio dovrebbe essere inviato in maniera broadcast lungo le quattro strade che s’intersecano all'incrocio, siccome tutte le auto provenienti dalla quattro direzioni potrebbero essere influenzate da questa informazione. D'altra parte, se il messaggio à ̈, per esempio, un blocco su un lato di una strada causato da lavori stradali, i nodi vicini potrebbero capire che una tale comunicazione potrebbe solo aver bisogno di essere trasmessa nella direzione della macchina che finirà per incontrare il blocco del traffico. Di conseguenza, la trasmissione di tipo broadcast potrebbe avere una direzione unica di propagazione in maniera opposta all'esempio precedente. In altre parole, attraverso l'analisi del tipo di evento incluso nel messaggio e della mappa, ogni nodo potrebbe decidere in maniera intelligente la regione nella quale il pacchetto debba essere trasmesso.

Una forma di realizzazione della presente invenzione consiste in un metodo d’instradamento di un pacchetto, atto al broadcast di un pacchetto in un Vehicular Ad-Hoc Network includente una pluralità di nodi, comprendente i passi di: ricevere, ad un nodo ricevitore, il pacchetto da un nodo emettitore; decidere, ad un nodo ricevitore, se trasmettere il pacchetto in modalità broadcast o se eliminarlo sulla base della posizione del nodo ricevitore e una regione di broadcast, la regione di broadcast essendo determinata sulla base di un contenuto del pacchetto e dati di mappa; e, se si decide di trasmettere il pacchetto in modalità broadcast nel passo di decidere, trasmettere il pacchetto in modalità broadcast.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il contenuto del pacchetto include almeno un’informazione di direzione su mappa e la regione di broadcast à ̈ determinata sulla base dell’informazione di direzione su mappa, l’informazione di direzione su mappa rappresentante la direzione lungo almeno una porzione di mappa lungo la quale il pacchetto deve essere instradato.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il contenuto del pacchetto include inoltre almeno un’informazione di direzione di nodo creatore e l’informazione di direzione su mappa à ̈ espressa rispetto all’informazione di direzione di nodo creatore, l’informazione di direzione di nodo creatore rappresentante la direzione lungo la quale un nodo creatore del pacchetto stia viaggiando al momento della o prima della creazione del pacchetto.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il contenuto del pacchetto include almeno una informazione di evento e la regione di broadcast à ̈ determinata sulla base dell’informazione di evento, la detta informazione di evento rappresentante un predeterminato tipo di evento e il luogo dell’evento.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il metodo d’instradamento di un pacchetto potrebbe inoltre comprendere il passo di giudicare se la posizione del nodo ricevitore sia all’interno o all’esterno della regione di broadcasting, e nel quale si decide di eliminare il pacchetto se si giudica che la posizione del nodo ricevitore à ̈ al di fuori della regione di broadcast.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il metodo d’instradamento di un pacchetto potrebbe inoltre comprendere il passo di giudicare se l’area corrispondente al campo di trasmissione del nodo ricevitore sia all’interno o all’esterno della regione di broadcasting, e nel quale si decide di eliminare il pacchetto se si giudica che l’area corrispondente al campo di trasmissione del nodo ricevitore à ̈ al di fuori della regione di broadcast.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il metodo d’instradamento di un pacchetto potrebbe inoltre comprendere il passo di giudicare se una strada su mappa dalla posizione del nodo ricevitore alla regione di broadcasting sia più lunga di un valore predeterminato, e nel quale si decide di eliminare il pacchetto se si giudica che la strada su mappa à ̈ più lunga del valore predeterminato.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il contenuto del pacchetto include almeno informazioni di posizione indicanti una posizione del nodo emettitore, il metodo d’instradamento di un pacchetto potrebbe inoltre comprendere i passi di: aspettare, al nodo ricevitore, prima di trasmettere il pacchetto in maniera broadcast, per un tempo di accesso che à ̈ determinato sulla base delle informazioni di posizione e la posizione del nodo ricevitore; e decidere di eliminare il pacchetto se una copia del pacchetto à ̈ stata ricevuta durante il tempo di accesso.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il tempo di accesso à ̈ determinato così da essere più lungo quando il nodo ricevitore à ̈ più vicino al nodo emettitore.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il metodo d’instradamento di un pacchetto potrebbe inoltre comprendere i passi di: aspettare, al nodo ricevitore, dopo aver trasmesso il pacchetto in maniera broadcast, per un tempo di sicurezza; e decidere di trasmettere di nuovo il pacchetto in maniera broadcast se non à ̈ stata ricevuta una copia del pacchetto durante il tempo di sicurezza.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, i passi di aspettare e decidere sono ripetuti un numero di volte che à ̈ determinato in base al contenuto del pacchetto.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, i passi di aspettare e decidere sono ripetuti un numero di volte che à ̈ determinato in base alla posizione del nodo ricevitore. Una forma di realizzazione ulteriore della presente invenzione consiste in un prodotto per computer comprendente un mezzo leggibile da computer avente del codice di programma leggibile da computer all’interno, il codice di programma essendo configurato così da svolgere il metodo secondo la precendente forma di realizzazione della presente invenzione.

Una forma di realizzazione ulteriore della presente invenzione consiste in un apparato d’instradamento di un pacchetto atto al broadcast di un pacchetto in un Vehicular Ad-Hoc Network includente una pluralità di nodi, comprendente: un’antenna atta a ricevere e trasmettere il pacchetto; un modem, connesso all’antenna, atto a modulare e demodulare il pacchetto; una CPU connessa al modem; un ricevitore GPS, connesso alla CPU, atto a valutare la posizione dell’apparato; una memoria, connessa al ricevitore GPS e alla CPU, atta alla memorizzazione di dati della CPU, dati del GPS e dati di mappa, in cui la CPU à ̈ determinata così da determinare una regione di broadcast sulla base di un contenuto del pacchetto e dei dati di mappa, così da decidere se trasmettere il pacchetto in modalità broadcast o se eliminarlo sulla base della posizione dell’apparato e la regione di broadcast.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, la CPU à ̈ configurata così da svolgere il metodo secondo una forma di realizzazione precedente della presente invenzione. Una forma di realizzazione ulteriore della presente invenzione consiste in un sistema d’instradamento di un pacchetto includente una pluralità di apparati d’instradamento di un pacchetto secondo la precedente forma di realizzazione della presente invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Le figure annesse sono incorporate nella descrizione dettagliata e ne formano parte cosi da illustrare diverse forme di realizzazione della presente invenzione. Queste figure servono nello spiegare i principi dell’invenzione assieme alla descrizione. Le figure hanno il solo scopo di illustrare esempi preferiti e alternativi di come l’invenzione possa essere realizzata e usata, e non sono da interpretarsi come limitanti l’invenzione solo alle forme di realizzazione illustrate e descritte. Caratteristiche e vantaggi aggiuntivi saranno evidenti nella seguente, e più dettagliata, descrizione delle varie forme di realizzazione dell’invenzione, come illustrato nelle figure allegate, nelle quali referenze corrispondenti indicano elementi corrispondenti e dove:

Figura 1 Ã ̈ un disegno schematico illustrante la trasmissione broadcast di allagamento di un messaggio in una rete VANET secondo lo stato dell'arte;

Figura 2 Ã ̈ un disegno schematico illustrante la trasmissione broadcast direzionale di un messaggio in una rete VANET secondo lo stato dell'arte;

Figure 3, 4, 5 e 6 sono disegni schematici illustranti esempi della trasmissione di tipo broadcast basata su mappa di un messaggio in una rete VANET secondo la presente invenzione;

Figura 7 Ã ̈ un diagramma di flusso illustrante un metodo di esempio atto ad implementare la trasmissione di tipo broadcast basata su mappa di un messaggio in una rete VANET secondo la presente invenzione;

Figura 8 Ã ̈ un disegno schematico illustrante un'implementazione di un nodo di instradamento di un pacchetto secondo la presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE Nella seguente descrizione, a scopo di spiegazione, dettagli specifici sono forniti cosi da permettere una comprensione dettagliata. Potrebbe essere evidente tuttavia, che la presente invenzione può essere realizzata senza tali specifici dettagli. In aggiunta, strutture e componenti ben noti sono solo descritti in maniera generale cosi da poter facilitarne la descrizione.

I termini auto, veicolo e nodo sono usati allo scopo di indicare la stessa entità, cioà ̈ ogni veicolo di ogni tipo (motocicletta, bicicletta, auto, camion, bus) che si muova in una rete VANET equipaggiato con l'hardware necessario per accedere alla rete.

Fig. 3 rappresenta una rete VANET nella quale i nodi da 3011 a 3016 e da 3021 a 3024 si comportano secondo il metodo d’instradamento di pacchetto della presente invenzione.

Come può essere visto in Fig. 3, una collisione potrebbe avvenire tra i veicoli 3013 e 3014 sulla strada 3010. A questo punto, uno qualsiasi dei veicoli 3013 o 3014, o entrambi, potrebbe emettere un pacchetto allo scopo di avvisare altri veicoli, per esempio quelli viaggianti nella stessa strada dell'incidente. Nell'esempio illustrato in Fig. 3, un tale pacchetto potrebbe essere interessante per il veicolo 3011 viaggiante nella direzione 3018 nella porzione 3040 di strada 3010. D'altra parte, si potrebbe assumere che i veicoli 3021 , 3022, 3023 e 3024 viaggianti su strada 3020, potrebbero non aver bisogno di essere informati di un tale incidente date che molto probabilmente non viaggeranno sulla corsia occupata dall'incidente.

La trasmissione radio di tipo broadcast del pacchetto da parte dei veicoli coinvolti nell'incidente à ̈ rappresentata dalla regione 3030. Come si può vedere, il pacchetto potrebbe essere trasmesso in maniera broadcast in una regione 3030 centrata nel nodo di origine. Nell'esempio di Fig. 3, i veicoli 3012, 3015 e 3022 sono all'interno del raggio della regione di broadcast 3030. Di conseguenza, ognuno di questi tre veicoli potrebbe ricevere il pacchetto includente informazioni riguardanti incidenti. Contrariamente al comportamento dello stato della tecnica, non tutti i veicoli 3012, 3015 e 3022 potrebbero decidere di ritrasmettere il pacchetto. Più specificatamente, allo scopo di ridurre il broadcasting overhead, quindi permettendo più accesso al canale, ognuno dei nodi riceventi il pacchetto potrebbe decidere se ritrasmettere il pacchetto o no. Nell'esempio di Fig. 3, se il pacchetto era originato, per esempio, dal veicolo 3014, il pacchetto potrebbe includere la posizione e/o la direzione del veicolo 3014 prima dell'incidente così come una direzione stradale lungo la quale il pacchetto dovrebbe essere trasmesso. Un esempio di direzione stradale potrebbe essere "avanti", "indietro", o "avanti-indietro". Per direzione stradale s’intende, per esempio, la direzione lungo la strada rispetto all'ultima direzione registrata del veicolo creatore. Di conseguenza, nell'esempio di Fig. 3, il pacchetto potrebbe includere "indietro" come direzione di propagazione. In un tale caso, sarebbe l'intenzione del veicolo 3014 di trasmettere il pacchetto lungo la parte 3040 di strada 3010. Di conseguenza, quando il nodo 3012 riceve il pacchetto potrebbe analizzare la propria posizione e decidere che il pacchetto deve essere ritrasmesso, siccome il veicolo 3012 à ̈ piazzato lungo una direzione che à ̈ “indietro†rispetto all'ultima direzione del veicolo 3014, rispettando dunque la condizione descritta nel pacchetto. Attraverso la ritrasmissione del pacchetto tramite il veicolo 3012, anche il veicolo 3011 potrebbe essere informato. D'altra parte, i veicoli 3015 e 3022 potrebbero decidere di non ritrasmettere il pacchetto dopo aver analizzato la propria posizione sulla mappa rispetto all'informazione di direzione contenuta nel pacchetto.

Nel presente esempio, si assume che il pacchetto sia creato dal veicolo 3014. Alternativamente, o in aggiunta, il pacchetto potrebbe essere creato da altri veicoli in prossimità dei veicoli 3013 e 3014. Alternativamente, o in aggiunta, il pacchetto potrebbe essere creato da un’infrastruttura fissa quali sensori o telecamere.

La regione di radiodiffusione 3030 à ̈ stata assunta come avente una forma circolare nell'esempio presente. Tuttavia, la presente invenzione non à ̈ limitata a ciò e regioni di radiodiffusione che abbiano una forma direzionale potrebbero essere utilizzate. Per esempio, attraverso l'uso di un’antenna direzionale, la regione di radiodiffusione potrebbe essere vantaggiosamente diretta verso la direzione nella quale il pacchetto deve essere trasmesso.

Inoltre, non tutti i nodi ritrasmettenti il pacchetto potrebbero essere interessati nel mostrare il contenuto del messaggio ai guidatori. Per esempio, il nodo 3012 potrebbe decidere di ritrasmettere il pacchetto essendo nella direzione specificata dal pacchetto, ma potrebbe anche decidere di non mostrare il pacchetto al guidatore tramite la valutazione che la direzione del veicolo 3012 non condurrà il guidatore alla zona dell'incidente.

Inoltre, nell'esempio presente, la direzione di trasmissione del pacchetto à ̈ esemplificata come "avanti", "indietro" o "avanti-indietro". Tuttavia, altre definizioni di direzione potrebbero essere supportate quali "riservato". Alternativamente, o in aggiunta, un numero d’incroci che debbano essere attraversati dal pacchetto potrebbe essere specificato. Inoltre, la direzione potrebbe essere specificata in termini di strade parallele o strade perpendicolari alla strada nella quale il veicolo generante il messaggio à ̈ piazzato. Inoltre, la distanza lungo la strada dal pacchetto fino alla fine della regione nella quale il pacchetto dovrebbe essere trasmesso, potrebbe essere specificata. In aggiunta, descrizioni di direzione più elaborate potrebbero essere supportate quali "indietro più le strade perpendicolari per i prossimi due incroci", che potrebbe propagare il messaggio nella direzione "indietro" così come nelle due strade perpendicolari che incrociano la strada nel quale il messaggio à ̈ generato, nei primi due incroci nella direzione di propagazione del pacchetto. Queste e altre informazioni di direzione potrebbero essere valutate dai nodi ricetrasmettitori sulla base di dati di mappa rappresentanti almeno la regione nella quale i nodi sono piazzati così come il punto di origine del pacchetto e la regione di destinazione intesa e descriventi elementi di mappa quali strade, piazze, incroci, biforcazioni, tipi di strada, distanza lungo le strade, elevazione delle strade, tunnel, così come elementi geografici quali montagne, laghi, vallate, colline, palazzi, ponti e così via. In altre parole, il nodo potrebbe valutare, sulla base del contenuto del pacchetto e i dati di mappa, una regione nella quale il pacchetto deve essere ritrasmesso. Una tale regione potrebbe essere espressa in termini di luoghi basati sulla mappa (per esempio, intorno ad una collina, lungo una strada, all’interno di una piazza, dentro ad un tunnel, attraverso un certo numero d’incroci), invece di semplici luoghi basati su posizioni (per esempio, latitudine/longitudine od ogni altro sistema vettoriale in due dimensioni).

Attraverso l'uso di un tale algoritmo, l'accesso al canale di comunicazione potrebbe essere limitato solo alle regioni nelle quali il pacchetto debba essere trasmesso. Di conseguenza, banda di trasmissione potrebbe essere riservata in aree geografiche che non richiedano di essere informate del messaggio. Inoltre, valutando se ritrasmettere il pacchetto sulla base del contenuto del messaggio e su dati di mappa, ogni nodo potrebbe decidere senza alcuna conoscenza della posizione degli altri nodi. Di conseguenza, potrebbe essere possibile implementare la presente invenzione senza l'utilizzo di pacchetti di riconoscimento o pacchetti "hello" periodici, quindi limitando ulteriormente l'overhead di comunicazione. Nel presente esempio à ̈ assunto che il nodo generante il messaggio possa specificare la direzione lungo la quale il messaggio dovrebbe essere trasmesso. Tuttavia, la presente invenzione non à ̈ limitata a ciò ed à ̈ possibile implementarla senza specificare una tale direzione.

Nell'esempio di Fig. 4, il veicolo 4013 potrebbe rilevare una perdita d'olio 4014 all'incrocio di strade 4010 e 4020. Di conseguenza, il veicolo 4013 potrebbe generare un messaggio broadcast includente informazioni riguardanti la posizione e la natura della perdita d'olio 4014. Nell'esempio di Fig. 4, un tale messaggio di tipo broadcast potrebbe essere ricevuto dai veicoli 4012, 4015 e 4022. Ognuno dei veicoli 4012, 4015 e 4022 potrebbe decidere di trasmettere il pacchetto dopo aver valutato che auto viaggianti in entrambe le direzioni delle strade 4010 e 4020 potrebbero essere influenzate dalla perdita d'olio. Per esempio, il veicolo 4012 potrebbe decidere di trasmettere il pacchetto dopo aver valutato che la strada 4010 ha due direzioni 4017 e 4018 e che, un veicolo nelle prossimità del veicolo 4012, potrebbe viaggiare in direzione 4018 portando alla perdita d'olio 4014. Nell'esempio di Fig. 4 un tale veicolo potrebbe essere il veicolo 401 1. Similarmente, il veicolo 4022 potrebbe decidere di trasmettere il pacchetto dopo aver valutato che i veicoli viaggianti nella direzione 4026 nella strada 4020 potrebbero essere impattati dalla perdita d'olio 4014. Per esempio, il messaggio trasmesso in una tale maniera potrebbe raggiungere il veicolo 4021 che potrebbe non essere stato raggiunto dal messaggio originale trasmesso in maniera broadcast dal veicolo 4013 nella regione 4030.

In questo esempio, il contenuto del messaggio potrebbe includere la posizione dell'evento e il tipo di evento, in questo caso, una perdita d'olio 4014. Sulla base di tali informazioni, ogni veicolo ricevente il pacchetto potrebbe decidere se ritrasmetterlo o no indipendentemente, cioà ̈ senza una direzione di trasmissione specifica da parte del nodo creatore.

Come esempio aggiuntivo, l'evento da essere trasmesso in maniera broadcast potrebbe essere, come in Fig. 3, un incidente stradale su strada 3010. I veicoli riceventi il pacchetto potrebbero decidere se ritrasmetterlo o no sulla base dell'analisi de dati di mappa e del contenuto del pacchetto. Cioà ̈, per esempio, il veicolo 3022 potrebbe decidere di non ritrasmettere il pacchetto perché potrebbe valutare che veicoli viaggianti lungo la strada 3020 potrebbero non incontrare l'incidente descritto nel pacchetto. In altri parole, sulla base del tipo e del luogo dell'evento e sulla base di dati di mappa quali uno qualsiasi di: posizione delle strade, intersezioni stradali, direzioni stradali, cartelli stradali, elevazioni delle strade, e così via, ogni nodo potrebbe valutare una regione nella quale il pacchetto dovrebbe essere trasmesso. Inoltre, conoscendo la propria posizione, potrebbe decidere se debba trasmettere il pacchetto o no.

Usando un tale algoritmo, il nodo creatore potrebbe non aver bisogno di includere informazioni riguardanti la direzione di propagazione descrivente la direzione lungo la quale il pacchetto dovrebbe essere trasmesso. La decisione delle direzioni lungo le quali il pacchetto debba essere ritrasmesso così come la distanza totale dall'evento fino alla quale il pacchetto dovrebbe essere ritrasmesso, potrebbe essere lasciata a ognuno dei nodi, così da essere presa sulla base del contenuto del pacchetto, la posizione del nodo, la posizione dell'evento e informazioni stradali.

Negli esempi precedenti, il nodo creatore del messaggio à ̈ stato descritto come all'interno della regione nella quale i guidatori dovrebbero essere informati dell'evento descritto dal nodo creatore. Tuttavia, la presente invenzione non à ̈ limitata a ciò e potrebbe essere implementata così che ogni veicolo potrebbe essere capace di decidere se ritrasmettere il pacchetto e se far vedere il pacchetto al guidatore o no.

Per esempio, in Fig. 5, il veicolo 5013 potrebbe decidere di emettere un pacchetto indicante un blocco del traffico nella direzione 5014 della strada 5010. Lo scopo di un tale pacchetto potrebbe essere, per esempio, di informare veicoli viaggianti nella parte 5030 della strada 5010 in direzione 5014 così da girare in strada 5020 allo scopo di evitare il blocco del traffico. Di conseguenza, sebbene veicoli nella direzione di propagazione quali 5016, 5012 e 5011 potrebbero decidere di trasmettere il pacchetto, alcuni dei veicoli trasmettitori potrebbe decidere di non mostrare il pacchetto al guidatore. Per esempio i veicoli 5016 e 5012 potrebbero decidere di trasmettere il pacchetto così da raggiungere la regione 5030 della strada 5010 e potrebbero anche decidere di non mostrare il pacchetto al guidatore dopo aver valutato che il veicolo 5016 à ̈ in una posizione che non permette al guidatore di girare in strada 5020, mentre il veicolo 5012 viaggiante lungo la direzione 5015 non sarebbe influenzato dal blocco del traffico. D'altra parte, il veicolo 5011 potrebbe decidere di ritrasmettere il pacchetto ad altri veicoli così come di mostrare il pacchetto al guidatore allo scopo di aiutarlo nell'evitare il blocco del traffico. In un tal esempio, entrambe le decisioni indipendenti di trasmettere il pacchetto e di mostrare il pacchetto al guidatore potrebbero essere basate sul contenuto del pacchetto così come su informazioni di mappa.

Negli esempi precedenti, ognuno dei nodi riceventi il pacchetto potrebbe decidere se ritrasmetterlo o no sulla base su una qualsiasi di: la propria posizione, dati di mappa, e il contenuto del messaggio. Più specificatamente, ognuno dei nodi riceventi il messaggio potrebbe decidere di non ritrasmettere il messaggio se non à ̈ piazzato in una regione nella quale il messaggio non richiede essere ritrasmesso. Tuttavia, la presente invenzione non à ̈ limitata a ciò.

Per esempio, come può essere visto in Fig. 6, il nodo 6022 potrebbe ricevere un pacchetto originato da sia il nodo 6013 o 6014 siccome il nodo 6022 à ̈ piazzato all'interno di un'area 6030 coperta dalla potenza di trasmissione radio del veicolo originatore. Dopo aver analizzato la propria posizione, il nodo 6022 potrebbe determinare di trovarsi sulla strada 6020 in direzione 6024. Di conseguenza, il nodo 6022 potrebbe decidere di non ritrasmettere il messaggio dato che il messaggio potrebbe essere solo d’interesse per veicoli viaggianti in direzione 6016 della strada 6010, quali il veicolo 6011.

Alternativamente, o in aggiunta, il nodo 6022 potrebbe analizzare dati di mappa rispetto alle proprie capacità di potenza di radiodiffusione e determinare che l’area 6060 nella quale il veicolo 6022 potrebbe essere capace di trasmettere in maniera broadcast includente parte della ragione 6040 della strada 6010 nella quale il messaggio deve essere trasmesso. Di conseguenza, sebbene il veicolo 6020 possa non essere influenzato dal messaggio e possa viaggiare lungo una strada che non sia la strada lungo la quale il messaggio deve essere propagato, il veicolo 6022 potrebbe decidere di trasmettere in maniera broadcast il messaggio siccome à ̈ possibile che veicoli nella direzione nella quale il messaggio deve essere trasmesso potrebbero essere raggiunti dalla trasmissione di tipo broadcast del veicolo 6022. NeH’esempio di Fig. 6, il veicolo 6012 potrebbe infatti essere raggiunto dalla potenza di radiodiffusione radio del veicolo 6022 mentre potrebbe non essere raggiunto dalla potenza di radiodiffusione di uno qualsiasi dei veicoli 6013 o 6014. Di conseguenza, utilizzando un tale algoritmo di decisione, anche un nodo che potrebbe non essere ne, né viaggiare lungo, la direzione nella quale il messaggio deve essere propagato, potrebbe decidere di trasmettere il messaggio se viene giudicato che l’area che può essere raggiunta dalle capacità di broadcasting radio potrebbe includere nodi che devono essere raggiunti dal messaggio.

Alternativamente, o in aggiunta, il veicolo 6021 , ricevente il messaggio dal veicolo 6022, potrebbe decidere di non trasmettere il messaggio dopo avere valutato che le proprie capacità radio limitano l’area raggiungibile 6050 ad una regione nella quale i nodi potrebbero non dover essere raggiunti dal messaggio. Per esempio, se il nodo 6021 determina che la strada 6020 in direzione 6024 impedisce ai veicoli viaggianti lungo la direzione 6024 di girare nella strada 6010 lungo la direzione 6016, il veicolo 6021 potrebbe decidere che nessuno dei veicoli all’interno del proprio range di potenza, potrebbe essere interessato nel ricevere o nel trasmettere il messaggio. Di conseguenza, il veicolo 6021 potrebbe decidere di non trasmettere il messaggio. In altre parole, il veicolo 6021 potrebbe determinare che nell’area 6050 che può raggiungere i veicoli o si muoveranno in direzione 6023 e non saranno quindi influenzati dall’evento; o che i veicoli si muovo in direzione 6024 ma non gli sarà possibile girare in strada 6010 nella direzione 6016 e non saranno di conseguenza influenzati dall’evento.

Alternativamente, o in aggiunta, analizzando dati di mappa, un nodo potrebbe decidere di trasmettere il pacchetto se viene giudicato che esiste una strada più corta di una predeterminata lunghezza che potrebbe raggiungere la regione di distribuzione voluta del pacchetto, anche se questa strada non à ̈ quella potenzialmente specificata dal nodo originatore. Per esempio, in Fig. 6, il veicolo 6021 potrebbe riconoscere che una strada esiste, connettente la propria posizione con la regione di destinazione 6040 nella strada 6010. Il veicolo 6021 potrebbe calcolare la lunghezza di una tale strada di connessione e decidere di trasmettere il pacchetto se la strada più corta di una lunghezza predeterminata. In tale maniera, lo spread geografico del pacchetto potrebbe ancore essere limitato e si potrebbe ottenere una probabilità più alta di instradare il pacchetto verso la regione di destinazione voluta.

Fig. 7 illustra un esempio di diagramma di flusso rappresentante una possibile implementazione di un algoritmo secondo la presente invenzione. Un nodo qualsiasi, dopo un passo di start 7001 potrebbe aspettare fino a quando riceve un pacchetto da trasmettere nel passo 7002. Quando un tale pacchetto viene ricevuto, assumendo che il sistema sia implementato così da includere nel pacchetto la direzione lungo la quale il pacchetto deve essere ritrasmesso (per esempio “avanti†), il nodo potrebbe giudicare, basato sulla propria posizione e dati di mappa, se sia piazzato nella direzione specificata dal pacchetto rispetto alla posizione del nodo creatore, che potrebbe anche essere specificata nel pacchetto. NeH’esempio presente, se il nodo determina che non à ̈ piazzato nella direzione specificata nel pacchetto, potrebbe eliminare il pacchetto al passo 7010. D’altra parte, se il nodo determina di essere piazzato all’interno della direzione lungo la quale il pacchetto deve essere ritrasmesso, potrebbe calcolare un tempo di accesso Tabasato sulla distanza tra la sorgente del pacchetto e la propria posizione, al passo 7004. In altre parole, il pacchetto potrebbe includere informazione descrivente la posizione del nodo che sta correntemente trasmettendo in maniera broadcast il pacchetto. Sulla base della distanza tra il nodo che à ̈ correntemente in ricezione del pacchetto e il nodo che à ̈ correntemente in radiodiffusione del pacchetto, il nodo che à ̈ correntemente in ricezione del pacchetto potrebbe calcolare il tempo di accesso. Il tempo di accesso potrebbe essere calcolato così da essere più lungo per nodi riceventi che sono più vicini al nodo trasmittente. Per esempio, con riferimento a Fig.6, entrambi i nodi 6012 e 6021 potrebbero ricevere il messaggio trasmesso in maniera broadcast dal nodo 6022 nella regione 6060. Dopo aver ricevuto il messaggio, ognuno dei nodi 6012 e 6021 potrebbe calcolare la propria distanza dal nodo creatore, cioà ̈ il nodo 6022. Nell’esempio di Fig. 6, il nodo 6012 potrebbe trovarsi più vicino al nodo 6022 che il nodo 6021. Di conseguenza, il nodo 6012 potrebbe calcolare un tempo di accesso Tapiù lungo che per il nodo 6021. In questa maniera, i nodi che sono più distanti dal nodo creatore potrebbero ottenere un accesso al canale più veloce rispetto a nodi che sono più vicini. Di conseguenza, il messaggio potrebbe essere trasmesso in maniera broadcast a una più alta velocità. Inoltre, il broadcast-storm, cioà ̈ la ritrasmissione non necessaria, viene evitato.

Alternativamente, o in aggiunta, il tempo di accesso poterebbe essere determinato in funzione della posizione del nodo rispetto alla regione o alla direzione nella quale il pacchetto debba essere trasmesso. Per esempio, sempre in riferimento all’esempio di Fig. 6, il nodo 6012 potrebbe determinare che la propria posizione à ̈ più vicina alla regione 6040 nella quale il messaggio deve essere propagato. Allo stesso tempo, il nodo 6021 potrebbe determinare che la propria posizione più lontana dalla regione 6040. Di conseguenza, la funzione calcolante il tempo di accesso potrebbe essere specificata così da fornire un tempo di attesa più corto per accedere al canale a quei nodi che sono meglio piazzati rispetto alla direzione lungo la quale il messaggio deve essere propagato.

Dopo aver atteso per un tempo di accesso Taal passo 7005, il nodo potrebbe controllare se ha ricevuto una copia del pacchetto da un nodo meglio piazzato nella direzione di propagazione del pacchetto al passo 7006. Per esempio, riferendosi all’esempio di Fig. 6, assumendo che entrambi i nodi 6011 e 6017 ricevano il pacchetto dal nodo 6012, e assumendo che la direzione lungo la quale il messaggio debba essere propagato sia direzione 6015 lungo la strada 6010, i nodi 601 1 e 6017 potrebbero calcolare dei tempi di accesso diversi in funzione della loro posizione rispetto alla loro distanza dal nodo creatore 6012 o alla loro posizione rispetto alla direzione di propagazione come spiegato sopra.

Di seguito, si assumerà che il tempo di accesso per il nodo 6011 potrebbe essere calcolato così da essere più lungo che il tempo di accesso per il nodo 6017. In un tale caso, il nodo 6017 potrebbe decidere di ritrasmettere il pacchetto prima del nodo 6011. In questo caso, il nodo 6011 potrebbe ricevere una copia del pacchetto dal nodo 6017 che à ̈ meglio piazzato nella direzione di propagazione del pacchetto, quando il tempo di accesso del nodo 6011 à ̈ finito. Di conseguenza, il nodo 6011 al passo 7006 potrebbe decidere di eliminare il pacchetto al passo 7010. Questo meccanismo risolve uno dei principali problemi del georouting: il protocollo potrebbe introdurre un meccanismo di acknowledge senza l’utilizzo di nuovi dati o handshake specifici. Ancor più importante, si potrebbe evitare ritrasmissioni non necessarie e il conseguente broadcast-storm. Se non viene ricevuta nessuna copia del pacchetto nel passo 7006, il nodo potrebbe decidere di ritrasmettere il pacchetto al passo 7007. Dopo aver aspettato un tempo di sicurezza Tsafetyal passo 7008, il nodo potrebbe controllare se una copia del pacchetto à ̈ ricevuta al passo 7009. In tale maniera, il nodo potrebbe assumere che un altro nodo abbia ricevuto il pacchetto e che lo stia ritrasmettendo in quel momento nella direzione di propagazione, procedendo quindi ad eliminare il pacchetto al passo 7010. D’altra parte, se nessuna copia del pacchetto viene ricevuta, il nodo potrebbe procedere al passo 7011 e controllare se il pacchetto sia stato già ritrasmesso un numero predefinito di volte (N). Una tale ritrasmissione potrebbe essere specificata così da essere eseguita per un numero di volte massimo predefinito N, per esempio, 1 , 2 o 3. In questo esempio, il nodo potrebbe decidere se ritrasmettere o no al passo 7009 sulla base della ricezione di una copia del pacchetto da parte di un nodo meglio piazzato nella direzione di propagazione del pacchetto. Alternativamente, un pacchetto specifico di acknowledge potrebbe essere introdotto così da essere usato dal nodo ritrasmettente il pacchetto così da informare un nodo, dal quale il pacchetto à ̈ stato ricevuto, che il pacchetto à ̈ stato ritrasmesso.

Sebbene nell’esempio di Fig. 7, la direzione lungo la quale un pacchetto deve essere ritrasmesso potrebbe essere controllata al passo 7003, altre informazioni potrebbero essere controllate, quali il tipo di avvenimento come sopra descritto. Inoltre, il tempo di accesso Tapotrebbe essere calcolato tenendo in conto il contenuto del messaggio. Per esempio, un messaggio più urgente potrebbe risultare in un tempo di accesso ridotto. Alternativamente, o in aggiunta, i passi di ritrasmissione del pacchetto per un numero predefinito di volte se non viene ricevuto un pacchetto di acknowledge, in altre parole, i passi 7008 e 7009, potrebbero essere saltati così da risparmiare potenza computazionale e così da ridurre l’accesso al canale di comunicazione. Inoltre, la decisione sul numero di volte massimo N per cui un pacchetto debba essere ritrasmesso, usato al passo 7011 , potrebbe essere calcolata sulla base del contenuto del messaggio. Per esempio, un messaggio identificante un evento più urgente o più pericoloso potrebbe essere trasmetto un numero di volte maggiore rispetto a un messaggio identificante un blocco del traffico. La corrispondenza tra il tipo e/o l’urgenza del messaggio e il valore di N potrebbe essere salvata nel nodo, evitando dunque la trasmissione della stessa nel pacchetto. Alternativamente, o in aggiunta, N potrebbe essere deciso in base alla densità della rete; per esempio, una rete cittadina (alta densità) potrebbe causare un piccolo N, mentre una rete extra-urbana (bassa densità) potrebbe causare un più grande N. Il tipo di rete e la densità corrispondente potrebbero essere valutati in base ai dati di mappa e alla posizione del nodo così che, anche in questo caso, il valore di N non debba essere inserito nel pacchetto. Alternativamente, o in aggiunta, il valore di N potrebbe essere deciso sulla base della distanza dal nodo creatore del pacchetto, nel caso in cui la posizione del nodo creatore del pacchetto sia inserita nel pacchetto stesso. In questo caso, N potrebbe essere minore per una grande distanza, siccome la grande distanza potrebbe implicare una urgenza minore nel trasmettere il messaggio ad altri nodi. Alternativamente, o in aggiunta, il valore di N potrebbe essere esplicitamente incluso nel pacchetto.

Sebbene nel passo 7006 venga fatto riferimento ad un nodo meglio piazzato nella direzione di propagazione del messaggio, la decisione di eliminare il pacchetto o di ritrasmetterlo potrebbe essere basata su altri elementi. Per esempio, sulla base dei dati di mappa valutati, il nodo corrente potrebbe decidere di avere una migliore probabilità nel raggiungere altri nodi piazzati nell’intesa direzione o regione di propagazione, che non il nodo dal quale il messaggio à ̈ ricevuto, piazzato più avanti nella direzione di propagazione del messaggio. Per esempio, in uno scenario montagnoso, assumendo che il nodo corrente sia piazzato sulla punta di una collina, e sia in attesa del tempo di accesso al passo 7005 quando riceve una copia del pacchetto da un veicolo nella direzione di propagazione del messaggio che à ̈ piazzato in una valle alla base della collina, il nodo corrente potrebbe decidere di ritrasmettere il pacchetto in ogni caso, siccome, essendo piazzato sulla punta della collina, potrebbe avere una probabilità di successo più alta nel raggiungere altri nodi nella direzione di propagazione del messaggio che non il nodo piazzato più in basso nella valle. Lo stesso potrebbe essere valido nel caso di una strada con una inversione a U. Un nodo potrebbe decidere di trasmettere in ogni caso, anche se ha ricevuto una copia di conferma da un veicolo piazzato più avanti nella direzione di propagazione, nel mezzo dell’inversione ad U, se viene giudicato che, a causa della configurazione della strada, ha migliore probabilità di raggiungere le auto nell’altro lato dell’inversione a U.

Fig. 8 illustra una realizzazione esemplare di un sistema d’instradamento di un pacchetto 8000 che potrebbe essere incluso in un veicolo in una rete VANET. Come si può vedere in Fig. 8, il sistema d’instradamento del pacchetto 8000 potrebbe includere una antenna 8010 atta a ricevere e trasmettere il pacchetto; un modem 8020 connesso all’antenna atto a modulare e demodulare il pacchetto; una CPU 8030 connessa al modem; un ricevitore GPS 8050 connesso alla CPU atto a valutare la posizione del veicolo; una memoria 8040, connessa al ricevitore GPS e alla CPU, atta a memorizzare dati della CPU, dati del GPS, e dati di mappa. In un tale sistema, la CPU potrebbe essere configurata così da determinare una regione di broadcast sulla base del contenuto del pacchetto e su dati di mappa come sopra descritto, e così da decidere se trasmettere in maniera broadcast o eliminare il pacchetto sulla base della posizione del nodo e sulla regione di broadcast determinata come sopra descritto.

Sebbene Fig. 8 illustri un ricevitore GPS atto a ricevere informazioni di posizione, la posizione del veicolo potrebbe essere valutata da altri mezzi quali un apparato di comunicazione cellulare, un sistema di triangolazione radio, ottenuto da un’infrastruttura sulla strada, o immesso dal guidatore.

Sebbene il tipo di evento da trasmettere in maniera broadcast sia stato descritto come una perdita d’olio, un incidente o un blocco del traffico, la presente invenzione non à ̈ limitata a ciò e ogni tipo di evento potrebbe essere supportato quali un incendio, un’allerta meteo, un’auto della polizia necessitante di passare attraverso il traffico, il cambiamento di un semaforo, o ogni altro tipo di evento relativo alla circolazione di veicoli o più generalmente, ogni pacchetto di informazione, quale testo, video, o suono.

Secondo la presente invenzione, combinando l’analisi del contenuto del pacchetto che deve essere trasmesso e l’analisi di dati di mappa, ogni nodo può decidere indipendentemente se ritrasmettere il pacchetto o no senza richiedere una speciale conoscenza della posizione degli altri nodi nel network. Di conseguenza, un acceso costante al canale di comunicazione dovuto a messaggi beacon o messaggi handshake viene evitato. Inoltre, grazie alla presente invenzione, la propagazione di messaggi potrebbe essere ridotta alla regione o alla direzione lungo la quale il messaggio deve essere propagato. Di conseguenza, un canale libero potrebbe essere mantenuto nelle regioni nelle quali il pacchetto non debba essere ritrasmesso, così da permettere ad altri nodi di accedere al mezzo di comunicazione così da trasmettere altri pacchetti.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un metodo d’instradamento di un pacchetto, atto al broadcast di un pacchetto in un Vehicular Ad-Hoc Network includente una pluralità di nodi, comprendente i passi di: ricevere, ad un nodo ricevitore, il pacchetto da un nodo emettitore; decidere, ad un nodo ricevitore, se trasmettere il pacchetto in modalità broadcast o se eliminarlo sulla base della posizione del nodo ricevitore e una regione di broadcast, la regione di broadcast essendo determinata sulla base di un contenuto del pacchetto e dati di mappa; e, se si decide di trasmettere il pacchetto in modalità broadcast nel passo di decidere, trasmettere il pacchetto in modalità broadcast.
2. 2. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo la rivendicazione 1 nel quale il contenuto del pacchetto include almeno un’informazione di direzione su mappa e la regione di broadcast à ̈ determinata sulla base dell’informazione di direzione su mappa, l’informazione di direzione su mappa rappresentante la direzione lungo almeno una porzione di mappa lungo la quale il pacchetto deve essere instradato.
3. 3. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo la rivendicazione 2 nel quale il contenuto del pacchetto include inoltre almeno un’informazione di direzione di nodo creatore e l’informazione di direzione su mappa à ̈ espressa rispetto all’informazione di direzione di nodo creatore, l’informazione di direzione di nodo creatore rappresentante la direzione lungo la quale un nodo creatore del pacchetto stia viaggiando al momento della o prima della creazione del pacchetto.
4. 4. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo la rivendicazione 1 nel quale il contenuto del pacchetto include almeno una informazione di evento e la regione di broadcast à ̈ determinata sulla base dell’informazione di evento, la detta informazione di evento rappresentante un predeterminato tipo di evento e il luogo dell’evento.
5. 5. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4 comprendente inoltre il passo di giudicare se la posizione del nodo ricevitore sia all’interno o all’esterno della regione di broadcasting, e nel quale si decide di eliminare il pacchetto se si giudica che la posizione del nodo ricevitore à ̈ al di fuori della regione di broadcast.
6. 6. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4 comprendente inoltre il passo di giudicare se l’area corrispondente al campo di trasmissione del nodo ricevitore sia all’interno o all’esterno della regione di broadcasting, e nel quale si decide di eliminare il pacchetto se si giudica che l’area corrispondente al campo di trasmissione del nodo ricevitore à ̈ al di fuori della regione di broadcast.
7. 7. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4 comprendente inoltre il passo di giudicare se una strada su mappa dalla posizione del nodo ricevitore alla regione di broadcasting sia più lunga di un valore predeterminato, e nel quale si decide di eliminare il pacchetto se si giudica che la strada su mappa à ̈ più lunga del valore predeterminato.
8. 8. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7 nel quale: il contenuto del pacchetto include almeno informazioni di posizione indicanti una posizione del nodo emettitore, e comprendente inoltre i passi di: aspettare, al nodo ricevitore, prima di trasmettere il pacchetto in maniera broadcast, per un tempo di accesso che à ̈ determinato sulla base delle informazioni di posizione e la posizione del nodo ricevitore; e decidere di eliminare il pacchetto se una copia del pacchetto à ̈ stata ricevuta durante il tempo di accesso.
9. 9. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo la rivendicazione 8 nel quale il tempo di accesso à ̈ determinato così da essere più lungo quando il nodo ricevitore à ̈ più vicino al nodo emettitore.
10. 10. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9 comprendente inoltre i passi di: aspettare, al nodo ricevitore, dopo aver trasmesso il pacchetto in maniera broadcast, per un tempo di sicurezza; e decidere di trasmettere di nuovo il pacchetto in maniera broadcast se non à ̈ stata ricevuta una copia del pacchetto durante il tempo di sicurezza.
11. 11. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo la rivendicazione 10 nel quale i passi di aspettare e decidere sono ripetuti un numero di volte che à ̈ determinato in base al contenuto del pacchetto.
12. 12. Il metodo d’instradamento di un pacchetto secondo la rivendicazione 10 nel quale i passi di aspettare e decidere sono ripetuti un numero di volte che à ̈ determinato in base alla posizione del nodo ricevitore.
13. 13. Un prodotto per computer comprendente un mezzo leggibile da computer avente del codice di programma leggibile da computer all’interno, il codice di programma essendo configurato così da svolgere il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12.
14. 14. Un apparato d’instradamento di un pacchetto atto al broadcast di un pacchetto in un Vehicular Ad-Hoc Network includente una pluralità di nodi, comprendente: un’antenna (8010) atta a ricevere e trasmettere il pacchetto; un modem (8020), connesso all’antenna, atto a modulare e demodulare il pacchetto; una CPU (8030) connessa al modem; un ricevitore GPS (8050), connesso alla CPU, atto a valutare la posizione dell’apparato; una memoria (8040), connessa al ricevitore GPS e alla CPU, atta alla memorizzazione di dati della CPU, dati del GPS e dati di mappa, in cui la CPU à ̈ determinata così da determinare una regione di broadcast sulla base di un contenuto del pacchetto e dei dati di mappa, così da decidere se trasmettere il pacchetto in modalità broadcast o se eliminarlo sulla base della posizione dell’apparato e la regione di broadcast.
15. 15. L’apparato d’instradamento di un pacchetto secondo la rivendicazione 14, nel quale la CPU à ̈ configurata così da svolgere il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 12.
16. 16. Un sistema d’instradamento di un pacchetto includente una pluralità di apparati di instradamento di un pacchetto secondo le rivendicazioni 14 o 15.