Efficient Distribution of Information in Future Vehicular Networks

Abstract

[ES] Las futuras redes vehiculares se caracterizarán por la interconexión de una miríada de dispositivos autónomos inteligentes (robots, vehículos, drones, etc.) equipados con capacidades de detección, computación y aprendizaje de última generación. Características distintivas de tales redes serán la necesidad de interacciones autónomas, comunicación en tiempo real confiable y toma de decisiones automatizada. Su operación efectiva dependerá del procesamiento y intercambio oportuno de grandes cantidades de datos dispersos, multimodales y altamente dimensionales. Se producirán graves cuellos de botella de comunicación debido a la simple generación y transmisión de tráfico de datos, que a menudo se vuelve obsoleto o no relacionado con la aplicación del usuario final. Como consecuencia, la operación efectiva de las redes móviles inalámbricas podría verse comprometida inevitablemente por estos cuellos de botella, lo que podría dar lugar a una congestión innecesaria de la red, un uso ineficiente de los recursos y un consumo excesivo de energía. Por estas razones, es crucial desarrollar soluciones que consideren la urgencia y la importancia de cada dispositivo de comunicación. Una nueva perspectiva emergente de la conectividad inalámbrica es ir más allá de la situación en la que la comunicación no es un fin en sí misma, sino más bien un medio para lograr objetivos particulares. Según esta visión, la "Semántica de la Información" está en la base del concepto de comunicación consciente de la importancia para permitir la creación y entrega oportuna de la información necesaria al punto de procesamiento adecuado. En la primera parte del Trabajo de Fin de Grado, el enfoque se centrará en el estudio de la bibliografía existente para identificar enfoques de vanguardia propuestos hasta ahora para lograr una comunicación consciente de la importancia. En particular, se considerarán los conceptos, edad de la información (AoI), valor de la información (VoI) y sus variantes. La segunda parte de este trabajo se enfoca en resaltar la importancia de los datos en el proceso de diseminación de información. Para lograr esta meta, se utilizará el Método Analítico Jerárquico (AHP) como enfoque metodológico elegido. Además, se desarrollarán programas en MATLAB que facilitarán la obtención de resultados relevantes para el análisis de datos. A través de este enfoque integral, se espera observar diversos resultados del Valor de la Información (VoI) dependiendo del escenario, con el objetivo de maximizarlo en función de los objetivos específicos de la aplicación. Estos hallazgos proporcionarán una base teórica y práctica sólida para abordar los desafíos asociados con la diseminación de información en entornos donde la congestión de la red es una preocupación significativa.

[EN] Future vehicular networks will be characterized by the interconnection of a myriad of autonomous smart devices (robots, vehicles, drones, etc.) equipped with cutting-edge sensing, computation, and learning capabilities. Distinctive features of such networks will be the need of autonomous interactions, trustworthy real-time communication, and automated decision-making. Their effective operation will depend on the prompt processing and exchange of vast amounts of dispersed, multimodal, and frequent highly dimensional data. Severe communication bottlenecks will result from merely generating and transmitting data traffic, which often becomes outdated or unrelated to the end user's application. As a consequence, the effective operation of wireless mobile networks may unavoidably be compromised by these bottlenecks, which could result in unnecessary network congestion, wasteful resource use, and excessive energy consumption. For these reasons, it is crucial to develop solutions that consider urgency and importance of each communication device. A new emerging perspective of wireless connectivity is to go beyond the situation where communication is not an end in and of itself but rather a means to accomplishing particular objectives. According to this vision, the ¿Semantics of Information¿ is at the basis of the importance-aware communication concept to enable the creation and prompt delivery of the necessary information to the proper processing point. In the first part of the Bachelor Thesis the focus was on the study of the existing bibliography to identify state-of-the art approaches proposed so far to achieve importance-aware communication. In particular, the concepts of age of information (AoI), value of information (VoI), and their variants were considered. The second part of this study focused on highlighting the significance of data in the process of information dissemination, with the aim of mitigating network congestion caused by irrelevant data. The Analytic Hierarchy Process (AHP) was employed as the selected methodological approach. Additionally, the development of MATLAB programs facilitated the retrieval of relevant results for data analysis. By adopting this comprehensive approach, a range of outcomes regarding the Value of Information (VoI) are expected, contingent upon the specific scenario, in order to maximize it according to the application's objectives. These findings will establish a robust theoretical and practical groundwork for addressing challenges related to information dissemination in environments where network congestion poses a significant concern.