Región de Murcia
Fundación Séneca
FSE

Desarrollo y evaluación de modelos analíticos para aplicaciones y técnicas Cross-Layer en redes vehiculares

Nace en Cartagena en 1985. En 2008 obtiene la Licenciatura en Matemáticas por la Universidad de Murcia. A continuación cursa el Máster Universitario en Matemática Avanzada en la Universidad de Murcia obteniendo el título de máster en el año 2009. En la licencitaura obtiene la intesificación en Estadística e Investigación Operativa y en 2008 obtiene una beca de investigación en materia de Estadística de un año de duración en el Centro Regional de Eadística de Murcia. En el año 2010 obtiene una beca de la Fundación Séneca para realizar la tesis doctoral en la Universidad Politécnica de Cartagena. Paralelamente está asociado al desarrollo del proyecto MICINN/FEDER  TEC2010-21405-C02-02/TCM (CALM) y de los proyectos de la Fundación Séneca 00002/CS/08 (FORMA) y 04549/GERM/06. Ha realizado una estancia externa en la AGH University of Science and Technology, Polonia, en el año 2012. Posee comunicaciones en congresos nacionales e internacionales, como el International Symposium on Wireless Vehicular Communications, así como publicaciones científicas en revistas de carácter nacional e internacional, como Transactions on Intelligent Transportation Systems. Domina la lengua inglesa. Defendió su tesis doctoral en marzo de 2014.

Resumen de tesis

Las redes ad hoc vehiculares (VANETs) comprenden un campo de investigación que está recibiendo un creciente interés debido a las ventajas que proporcionaría la gran diversidad de aplicaciones que se pueden derivar de su uso. Entre ellas, las que están siendo objeto de especial atención son las relacionadas con la seguridad y los servicios de información del tráfico.
Los entornos vehiculares presentan una serie de características que suponen un reto para el diseño e implantación de las VANETs. Por un lado, la alta movilidad de los nodos da lugar al cambio constante de la topología de la red, y por otro, la alta densidad de vehículos que presentan algunos escenarios conduce a problemas de saturación del canal, ya que la transmisión de la información se hace utilizando un canal compartido.
El objeto central de estudio son los sistemas cooperativos para evitar choques de vehículos en cadena (CCA). La principal aportación se enfoca a soluciones analíticas y mejoras en los tiempos de simulación mediante técnicas de paralelismo. Por otra parte, se están estudiando técnicas de broadcasting con el fin de analizar mecanismos que permitan favorecer la retransmisión de la información por parte de determinados vehículos (dependiendo de la aplicación).

Área de conocimiento

INGENIERÍA TELEMÁTICA

Grupo de investigación

Ingeniería Telemática
Director: Joan García Haro

Programa de doctorado

Tecnologías de la información y comunicaciones

Período de Actividad

04/03/2010 - 03/03/2014

Estado de tesis

Defendida

Principales indicadores de producción científico/tecnológicos

  1. García-Costa, C.; Egea-López, E.; Tomás-Gabarrón, J.B.; García-Haro, J.; Haas, Z.J., “A Stochastic Model for Chain Collisions of Vehicles Equipped with Vehicular Communications,” IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 13, no. 2, pp. 503-518, June 2012.

  2. García-Costa, C.; Egea-López, E.; García-Haro, J., "A Stochastic Model for Design and Evaluation of Chain Collision Avoidance Applications", Transportation Research Part C: Emerging Technologies, vol. 30, pp. 126-142, May 2013.

  3. García-Costa, C.; Tomás-Gabarrón, J.B.; Egea-López, E.; García-Haro, J. "Speeding Up the Evaluation of a Mathematical Model for VANETs Using OpenMP", Simulation and Modeling Methodologies, Technologies and Applications. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol. 197, pp. 23-37, 2013.

  4. García-Costa, C.; Egea-López, E.; García-Haro, J., "MAC Contention Distributions for Efficient Geo-routing in Vehicular Networks", IEEE International Symposium on Wireless Vehicular Communications, June 2013.

  5. García-Costa, C.; Egea-López, E.; García-Haro, J., "A Stochastic Approach for Vehicle Safety Modeling in a Platoon of Vehicles Equipped with Vehicular Communications", 15th International Conference on Transparent Optical Networks, June 2013. (Invited talk)

Resultados mas destacados de la tesis doctoral

Se ha desarrollado un modelo estocástico que permite calcular el porcentaje medio de vehículos accidentados en una cadena de vehículos que circulan en una carretera de una sola dirección con un solo carril. Este modelo permite además calcular la probabilidad de que se produzca una colisión en los diferentes modos en que ésta puede ocurrir, así como determinar la gravedad de dichas colisiones y el margen de seguridad del que dispone un vehículo que ha conseguido parar con éxito.

Una de las conclusiones más importantes obtenidas en este estudio es que mediante una aplicación CCA capaz de reducir la variabilidad en los parámetros, también se reduciría considerablemente el número de accidentes en la cadena. Además se observa que esta reducción es aún mayor, especialmente para distancias inter-vehiculares pequeñas, cuando todos los parámetros se mantienen constantes.

ESTUDIO DE TÉCNICAS CROSS-LAYER PARA DIFUSIÓN EN REDES AD HOC VEHICULARES (VANET)

Resumen actividad a desarrollar

Conforme aumenta la tecnología disponible en los vehículos, se pone a disposición de los usuarios una amplia variedad de aplicaciones, desde seguridad hasta entretenimiento. Muchas de estas aplicaciones implican un modelo de transmisión de tipo broadcast (difusión), en el que un vehículo envía un mensaje que es recibido por todos los vehículos en el rango de transmisión y tiene que difundirse en un tiempo acotado a un conjunto de vehículos que se encuentran dentro de un área determinada. En estos casos, los protocolos empleados deben garantizar una alta fiabilidad y un bajo retardo en la propagación de la información por toda la red.

La técnica de propagación de la información más intuitiva se conoce como “flooding” (inundación), donde cada nodo de la red retransmite cada paquete que recibe. El principal problema de esta técnica es la enorme cantidad de retransmisiones superfluas que saturan el canal de comunicación y conducen a la pérdida de información importante. El reto que se plantea es encontrar técnicas más eficientes de broadcasting que sean capaces de garantizar una alta fiabilidad, un bajo retardo en la propagación y una disminución de la redundancia (lo que resulta fundamental en aplicaciones vehiculares para evitar accidentes).

A pesar de que los protocolos basados en las tradicionales arquitecturas de comunicación en capas, como el modelo OSI, son fácilmente aplicables, normalmente no tratan adecuadamente los problemas fundamentales de las redes VANETs. Como alternativa se propone el llamado diseño de cross-layer, que permite que la información sea compartida por diferentes capas para conseguir protocolos más sólidos y eficientes.

En qué medida favorece la estancia tu línea de investigación en el desarrollo de tu tesis doctoral

La estancia ha resultado muy beneficiosa, ya que me ha permitido trabajar con un experto en técnicas de difusión y aprender de él. Entre los beneficios obtenidos cabe destacar el aprendizaje de nuevas técnicas de análisis, rigurosidad de los resultados y conocimiento de otros foros de prestigio en los que publicar dichos resultados, además de mejorar el idioma inglés y ampliar mi red de contactos.

Año de programa

2012

Actualmente investigas en la línea

Investigación de técnicas de broadcasting (difusión) que priorizan la retransmisión de la información por parte de determinados nodos dependiendo de la aplicación deseada.

Fecha de Inicio

15/09/2012

Fecha de Fin

17/12/2012

País

POLONIA

Nombre del Centro

AGH University of Science and Technology

Departamento del Centro

Department of Telecommunications

Dinos por qué elegistes este centro

Porque La AGH University of Science and Technology y en particular su Departamento de Telecomunicaciones, son centros europeos de reconocido prestigio. El Profesor Jajszczyk y el grupo que lidera tienen una amplia experiencia en la investigación de protocolos de comunicación en redes emergentes, así como en la evaluación analítica y por simulación de los mismos. Asimismo, el Profesor Jajszczyk es una autoridad en lo que refiere a técnicas de difusión, demostrada por sus numerosas publicaciones en libros y revistas incluidas en el JCR. Además, el grupo receptor presenta también un impresionante historial en proyectos de investigación, fundamentalmente financiados por la Unión Europea.

¿Cómo beneficiará al grupo de investigación de origen las técnicas y conocimientos adquiridos durante la estancia?

La estancia ha sido de gran utilidad para profundizar en el estudio de técnicas cross-layer para difusión en VANETs. Como resultado del trabajo realizado se ha enviado un artículo al 5th International Symposium on Wireless Vehicular Communications, que se celebrará en Alemania del 2 al 3 de Junio de 2013. En este trabajo se evalúan dos esquemas de control de acceso al medio (MAC) de tipo CSMA (Carrier Sense Multiple Access) que utilizan una distribución geométrica para que los vehículos elijan los slots de la contienda. Los resultados obtenidos muestran que la utilización de una distribución geométrica ponderada permite priorizar el acceso en función de la posición de cada nodo, incluso cuando la densidad de vehículos es elevada, al mismo tiempo que la probabilidad de colisión de mensajes y el retardo se mantienen en valores razonablemente bajos.

Mantiene el grupo de acogida y de origen una relación investigadora estable?¿Crees que en caso de no existir se establecerá?

Los grupos de acogida y origen mantienen una buena relación investigadora, con colaboraciones esporádicas, y con mi estancia allí espero haber contribuido a que dicha relación se siga manteniendo.

Háblanos de tu ciudad, aquello que desees resaltar de ella, que te ha llamado más la atención, lo esencial

 Cracovia es una ciudad preciosa, que nadie que visite Polonia debería dejar de ver. Está situada en los márgenes del río Vístula y durante gran parte de la historia polaca fue la capital del país. Los edificios más destacables de la ciudad son el Castillo Real y la Catedral, en la colina de Wawel. En el casco antiguo de la ciudad medieval se encuentra la plaza mayor, con el mercado de los paños, la torre del ayuntamiento y la Basílica de Santa María. Saliendo de la ciudad antigua se llega al antiguo barrio judío de Kazimierz.

Como anécdota, debajo del castillo de Wawel se encuentra una cueva, en la cual se dice que habitaba un dragón (Smok) al cual le ofrendaban mujeres vírgenes para que protegiera el castillo. Muchos caballeros intentaron acabar con él sin éxito, hasta que según la leyenda un zapatero llamado Dratewka le dio de comer una oveja rellena de azufre, y al beber del río el dragón explotó. 

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