Diseño de escenarios de simulación para el análisis de servicios de conducción remota basados en comunicaciones 5G con garantias de calidad de servicio.

Para realizar este proyecto nos apoyaremos de el framework de simulación veins, que integra SUMO (herramienta de modelado de carreteras, vehículos y tráfico entre otras) y OMNET++ (que realizará toda la parte de las comunicaciones entre los vehículos y el centro de control). Para implementar estas comunicaciones emplearemos simu5G, que nos modelará elementos de las redes 5G.

Rutas

Autogeneración

Podemos insertar mapas personalizados a nuestras simulaciones de veins. Para ello en primer lugar debemos acudir a la página web de OpenStreetMaps y seleccionar la zona que queremos exportar. (OpenSstreetMaps cuenta con una limitación a 50000 nodos, en el caso de necesitar una zona más grande debemos utilizar planet.osm)

A continuación utilizamos la herramienta netconvert de SUMO para transformar los datos xml del mapa descargado en un escenario que puede ser interpretado por SUMO y poder realizar simulaciones de tráfico en el.

netconvert --osm-files map.osm --output-file map.net.xml --geometry.remove --roundabouts.guess --ramps.guess --junctions.join --tls.guess-signals --tls.discard-simple --tls.join

La herramienta random trips nos ayuda a generar distintas rutas aleatorias en las que indicamos el número en el parámetro -e. Los vehículos que realizarán dichas rutas saldrán espaciados en el tiempo 1s.

randomTrips.py -n map.net.xml -e 20 -o map.trips.xml

Por último se genera el archivo de rutas tramo a tramo a partir de los trips que contemplan el punto origen y el punto destino.

duarouter -n map.net.xml --route-files map.trips.xml -o map.rou.xml --ignore-errors

Modificación de las mismas

En el caso de necesitar modificar alguna de las calles del escenario, vehículos que se encuentran en la simulación y/o las rutas que deben seguir los mismos, debemos acceder al programa netedit, que nos permitirá hacerlo comodamente desde una interfaz gráfica.

netedit

Si se trata de una modificación sencilla como pudiera ser eliminar la ruta que va a seguir un vehículo dada su id no es necesario acceder a netedit, simplemente eliminaremos la entrada correspondiente del fichero *.rou.xml

Pruebas en SUMO

Para probar las rutas que hemos generado previamente, podemos realizarlo en el propio sumo antes de implementarlas en nuestro proyecto de veins. para ello lo abriremos con el comando:

sumo-gui

Y aquí importaremos el fichero *.sumocfg haciendo click en File --> Open Simulation.

El fichero .sumocfg debe ser como el que se indica a continuación:

<configuration>
  <input>
    <net-file value="*.net.xml"/>
    <route-files value="*.rou.xml"/>
  </input>
  <time>
    <begin value="0"/>
    <end value="500"/>
    <step-length value="0.1"/>
  </time>
  <gui_only>
    <gui-settings-file value="gui-settings.xml"/>
   </gui_only>
</configuration>

Indicando las rutas de los archivos *.net.xml y *.rou.xml en él.

Integración con Omnet++

Una vez con SUMO instalado y corriendo el script que permite la conexión con omnet++, debemos importar los siguientes paquetes a omnet para poder ejecutar nuestras simulaciones de conducción remota y poder analizar así como se comporta la red y el sistema vehicular. Estos son: inet4.4, simu5G, veins_inet y veins-veins-5.2.

A continuacíon nos apoyaremos en la simulación que se encuentra dentro de simu5G --> simulations --> NR --> cars para desarrollar nuestro proyecto a partir de la misma.

En primer lugar analizamos el funcionamiento del escenario proporcionado y lo simulamos hasta conocer como se comporta. Ahora que sabemos como funciona podemos introducir nuestro mapa personalizado, generado como hemos visto en los pasos anteriores.

Seguidamente hemos buscado en https://antenasgsm.com/5G/ la posición de las antenas 5G que exixten en la zona del mapa que hemos importado, de manera que las posicionamos en la localización real y la simulación se adecúe con mayor veracidad a la realidad.

Establecemos las comunicaciones entre las parejas de antenas e individualmente cada una de ellas con el nodo upf que posteriormente reenviará el tráfico a través de la red de routers al servidor desde el cual se controlan los vehiculos.