Efficient real-time video delivery in vehicular networks

[EN] Vehicular Ad-hoc Networks (VANET) are a special type of networks where the nodes involved in the communication are vehicles. VANETs are created when several vehicles connect among themselves without the use of any infrastructure. In certain situations the absence of infrastructure is an advantage, but it also creates several challenges that should be overcome. One of the main problems related with the absence of infrastructure is the lack of a coordinator that can ensure a certain level of quality in order to enable the correct transmission of video and audio. Video transmission can be extremely useful in this type of networks as it can be used for videoconferencing of by traffic authorities to monitor the scene of an accident. In this thesis we focused on real time video transmission, providing solutions for both unicast and multicast environments. Specifically, we built a real-world testbed scenario and made a comparison with simulation results to validate the behavior of the simulation models. Using that testbed we implemented and improved DACME, an admission control module able to provide Quality of Service (QoS) to unicast video transmissions. DACME proved to be a valid solution to obtain a certain level of QoS in multi-hop environments. Concerning multicast video transmission, we developed and simulated several flooding schemes, focusing specifically on VANET environments. In this scope, the main contribution of this thesis is the Automatic Copies Distance Based (ACDB) flooding scheme. Thanks to the use of the perceived vehicular density, ACDB is a zeroconf scheme able to achieve good video quality in both urban and highway environments, being specially effective in highway environments. [ES] Las redes vehiculares ad-hoc (VANET) son un tipo especial de redes en las que los nodos que participan de la comunicacion son vehiculos. Las VANETs se crean cuando diversos vehiculos se conectan entre ellos sin el uso de ninguna infraestructura. En determinadas situaciones, la ausencia de infraestructura es una ventaja, pero tambien crea una gran cantidad de desafios que se deben superar. Uno de los principales problemas relacionados con la ausencia de infraestructura, es la ausencia de un coordinador que pueda asegurar un determinado nivel de calidad, para poder asegurar la correcta transmision de audio y video. La transmision de video puede ser de extrema utilidad en este tipo de redes ya que puede ser empleada para videoconferencias o por las autoridades de trafico para monitorizar el estado de un accidente. En esta tesis nos centramos en la transmision de video en tiempo real, proveyendo soluciones tanto para entornos unicast como multicast. En particular construimos un banco de pruebas real y comparamos los resultados obtenidos con resultados obtenidos en un entorno simulado para comprobar la fiabilidad de estos modelos. Usando el mismo banco de pruebas, implementamos y mejoramos DACME, un modulo de control de admision capaz de proveer de calidad de servicio a transmisiones de video unicast. DACME probo ser una solucion valida para obtener ciertos niveles de calidad de servicio en entornos multisalto. En lo referente a la transmision de video multicast, desarrollamos y simulamos diversos esquemas de difusion disenados especificamente para entornos VANET. En este campo, la principal contribucion de esta tesis es el esquema de difusion "Automatic Copies Distance Based" (ACDB). Gracias al uso de la densidad vehicular percibida, ACDB es un esquema, que sin necesidad de configuracion, permite alcanzar una buena calidad de video tanto en entornos urbanos como en autopistas, siendo especialmente efectivo en este ultimo entorno. [CAT] Les xarxes vehiculars ad-hoc (VANET) son un tipus de xarxes especials a les que els diferents nodes que formen part d'una comunicacio son vehicles. Les VANETs es formen quan diversos vehicles es connecten sense fer us de cap infraestructura. A certes situacions l'absencia d'una infraestructura suposa un avantatge, encara que tambe genera una gran quantitat de desafiaments que s'han de superar. U dels principals problemes relacionats amb l'absencia d'infraestructura, es la manca d'un coordinador que puga garantir una correcta transmissio tant de video com d'audio. La transmissio de video pot ser d'extrema utilitat a aquest tipus de xarxes, ja que es por emprar tant per a videoconferencies com per part de les autoritats de transit per monitoritzar l'estat d'un accident. A aquesta tesi ens centrem en transmissio de video en temps real, proporcionant solucions tant a entorns unicast como a entorns multicast. Particularment, vam construir un banc de proves i obtinguerem resultats que compararem amb resultats obtinguts mitjancant simulacio. D'aquesta manera validarem la fiabilitat dels resultats simulats. Fent us del mateix banc de proves, varem implementar i millorar DACME, un modul de control d'admissio, capac de proveir de qualitat de servici a transmissions de video unicast. DACME va provar ser una bona solucio per obtindre un bon nivell de qualitat de servici en entorns de xarxes ad-hoc amb diversos salts. Si ens centrem a la transmissio de video multicast, varem implementar i simular diferents esquemes de difusio, especificament dissenyats per al seu us a entorns VANET. La principal contribucio d'aquesta tesi es l'esquema de difusio ACDB (Automatic Copies Distance Based). Fent us de la densitat vehicular, ACDB es capac d'obtindre una bona qualitat de video tant a ciutats com a vies interurbanes, sent a especialment efectiu a aquestes ultimes. A mes a mes no es necessaria cap configuracio per part de l'usuari.