Distributed mobile platforms and ap

Distributed mobile platforms and applications for intelligent transportation systems
Smartphones are pervasive, and possess powerful processors, multi-faceted sensing, and multiple radios. However, networked mobile apps still typically use a client-server programming model, sending all shared data queries and uploads through the cellular network, incurring bandwidth consumption and unpredictable latencies. Leveraging the local compute power and device-to-device communications of modern smartphones can mitigate demand on cellular networks and improve response times. This thesis presents two systems towards this vision. First, we present DIPLOMA, which aids developers in achieving this vision by providing a programming layer to easily program a collection of smartphones connected over adhoc wireless. It presents a familiar shared data model to developers, while underneath, it implements a distributed shared memory system that provides coherent relaxed-consistency access to data across different smartphones and addresses the issues that device mobility and unreliable networking pose against consistency and coherence. We evaluated our prototype on 10 Android phones on both 3G (HSPA) and 4G (LTE) networks with a representative location-based photo-sharing service and a synthetic benchmark. We also simulated large scale scenarios up to 160 nodes on the ns-2 network simulator. Compared to a client-server baseline, our system shows response time improvements of 10x over 3G and 2x over 4G. We also observe cellular bandwidth reductions of 96%, comparable energy consumption, and a 95.3% request completion rate with coherent caching. With RoadRunner, we apply our vision to Intelligent Transportation Systems (ITS). RoadRunner implements vehicular congestion control as an in-vehicle smartphone app that judiciously harnesses onboard sensing, local computation, and short-range communications, enabling large-scale traffic congestion control without the need for physical infrastructure, at higher penetration across road networks, and at finer granularity. RoadRunner enforces a quota on the number of cars on a road by requiring vehicles to possess a token for entry. Tokens are circulated and reused among multiple vehicles as they move between regions. We implemented RoadRunner as an Android application, deployed it on 10 vehicles using 4G (LTE), 802.11p DSRC and 802.11n adhoc WiFi, and measured cellular access reductions up to 84%, response time improvements up to 80%, and effectiveness of the system in enforcing congestion control policies. We also simulated large-scale scenarios using actual traffic loop-detector counts from Singapore.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

กระจายแพลตฟอร์มโทรศัพท์มือถือและโปรแกรมประยุกต์สำหรับระบบขนส่งอัจฉริยะสมาร์ทโฟนมีชุมชนที่แพร่หลาย และมีตัวประมวลผลที่มีประสิทธิภาพ การตรวจหลายนคร และวิทยุหลาย อย่างไรก็ตาม โปรแกรมเครือข่ายมือถือยังคงปกติใช้รูปแบบโปรแกรมไคลเอนต์เซิร์ฟเวอร์ ส่งข้อมูลทั้งหมดร่วมสอบถาม และอัพโหลดผ่านทางเครือข่ายโทรศัพท์มือถือ ผลต่อแบนด์วิธการใช้และจึงเวลาแฝง ใช้เฉพาะคำนวณพลังงาน และอุปกรณ์อุปกรณ์สื่อสารของสมาร์ทโฟนที่ทันสมัยสามารถบรรเทาความต้องการบนเครือข่ายโทรศัพท์มือถือ และเพิ่มเวลาการตอบสนอง วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอระบบสองต่อวิสัยทัศน์นี้ ครั้งแรก เราสามารถนำประกาศนียบัตร ซึ่งช่วยผู้พัฒนาในการบรรลุวิสัยทัศน์นี้ให้ชั้นเขียนโปรแกรมเขียนโปรแกรมคอลเลกชันของสมาร์ทโฟนที่เชื่อมต่อแบบเฉพาะกิจแบบไร้สายได้อย่างง่ายดาย จะนำเสนอแบบจำลองข้อมูลคุ้นเคยร่วมพัฒนา ในขณะที่ภาย มันใช้ระบบการกระจายหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันที่มี coherent ความผ่อนคลายเข้าถึงข้อมูลในสมาร์ทโฟนที่แตกต่างกัน และเน้นปัญหาที่เห็นอุปกรณ์และระบบเครือข่ายที่ไม่ก่อให้เกิดความสอดคล้องและศักยภาพ เราประเมินต้นแบบของเรา 10 Android โทรศัพท์มือถือ 3G (HSPA) และเครือข่ายที่ 4G (LTE) มีพนักงานตามสถานภาพร่วมการบริการและมาตรฐานสังเคราะห์ นอกจากนี้เรายังจำลองสถานการณ์ขนาดใหญ่ได้ถึง 160 โหนจำลองเครือข่าย ns-2 เมื่อเทียบกับพื้นฐานไคลเอ็นต์-เซิร์ฟเวอร์ ระบบของเราแสดงตอบสนองเวลาปรุง 10 x กว่า 3G และ 2 x กว่า 4G นอกจากนี้เรายังสังเกตลดแบนด์วิดท์ที่โทรศัพท์มือถือ 96% การใช้พลังงานเทียบเท่า และสมบูรณ์ 95.3% ขอราคาแค coherent กับโรดรันเนอร์ เราใช้วิสัยทัศน์ของเราให้ฉลาดขนส่งระบบ (ของ) โรดรันเนอร์ใช้ควบคุมยานพาหนะคิรีแออัดเป็น app สมาร์ทโฟน-ยานยนต์ที่ judiciously จูงตรวจสวบสาบ เครื่องคำนวณ และสื่อ สาร short-range เปิดใช้งานการควบคุมแออัดจราจรขนาดใหญ่โดยไม่จำเป็นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพ ที่เจาะสูงข้ามเครือข่ายถนน และส่วนประกอบปลีกย่อย โรดรันเนอร์บังคับโควต้าจำนวนรถยนต์บนถนน โดยกำหนดให้รถยนต์ครอบครองโทเค็นสำหรับรายการ สัญญาณจะหมุนเวียนไป และนำกลับมาใช้ในยานพาหนะหลายเป็นพวกเขาย้ายระหว่างภูมิภาค เราใช้โรดรันเนอร์เป็นแอพลิเคชัน Android จัดวางมันบนยานพาหนะ 10 ใช้ 4g (LTE), DSRC p 802.11 และ 802.11 n WiFi แบบเฉพาะกิจ และมือถือวัดเข้าถึงลดสูงสุดถึง 84% ปรับปรุงเวลาการตอบสนอง 80% และประสิทธิภาพของระบบในการบังคับใช้นโยบายควบคุมแออัด เรายังจำลองขนาดใหญ่สถานการณ์ใช้จราจรจริงวน-เครื่องตรวจจับนับจากสิงคโปร์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การกระจายแพลตฟอร์มโทรศัพท์มือถือและการประยุกต์ใช้ระบบการขนส่งอัจฉริยะ
มาร์ทโฟนจะแพร่หลาย และมีโปรเซสเซอร์ที่มีประสิทธิภาพ multi-faceted ตรวจจับ และวิทยุหลาย . อย่างไรก็ตาม เครือข่ายโทรศัพท์มือถือปพลิเคชันยังมักจะใช้ไคลเอนต์เซิร์ฟเวอร์โปรแกรมแบบจำลอง , การส่งข้อมูลแบบสอบถามและส่งภาพทั้งหมดที่ใช้ร่วมกันผ่านเครือข่ายมือถือก่อให้เกิดการใช้แบนด์วิธและไม่เกิด . ธุรกิจท้องถิ่นใช้พลังงานและอุปกรณ์อุปกรณ์สื่อสารของมาร์ทโฟนที่ทันสมัยสามารถลดความต้องการบนเครือข่ายมือถือ และเพิ่มเวลาการตอบสนอง วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอระบบที่มีวิสัยทัศน์นี้ ครั้งแรก เรานำเสนอ :ซึ่งช่วยนักพัฒนาในการบรรลุวิสัยทัศน์นี้โดยการให้โปรแกรมชั้นได้อย่างง่ายดายโปรแกรมคอลเลกชันของมาร์ทโฟนที่เชื่อมต่อผ่าน adhoc ไร้สาย มันแสดงคุ้นเคยร่วมกันรูปแบบข้อมูลเพื่อพัฒนาส่วนใต้มันใช้หน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันกระจายระบบที่ให้ความผ่อนคลาย โดยการเข้าถึงข้อมูลผ่านสมาร์ทโฟนที่แตกต่างกันและเน้นปัญหาที่อุปกรณ์เคลื่อนที่และไม่น่าเชื่อถือก่อให้เกิดความสอดคล้องและการเชื่อมโยงเครือข่ายกับ .เราประเมินต้นแบบของเราใน 10 โทรศัพท์ Android ทั้ง 3G ( HSPA ) และ 4G ( LTE ) เครือข่ายกับตัวแทนใช้รูปถ่ายร่วมกันบริการและมาตรฐานสังเคราะห์ นอกจากนี้เรายังได้จำลองสถานการณ์ขนาดใหญ่ได้ถึง 160 โหนดบนเครือข่ายจำลอง NS-2 . เมื่อเทียบกับเซิร์ฟเวอร์ที่ไคลเอ็นต์พื้นฐาน ระบบของเราจะแสดงการตอบสนองเวลาการปรับปรุงประมาณการกว่า 3G และ 2x กว่า 4G .นอกจากนี้เรายังสังเกตแบนด์วิดธ์มือถือลดลง 96% , การใช้พลังงานเทียบเท่าและร่วง % ขอเสร็จเท่ากันกับที่สอดคล้องกันการแคช กับโรดรันเนอร์ เราใช้ วิสัยทัศน์ของเราระบบขนส่งอัจฉริยะ ( ITS ) การควบคุมความแออัด Roadrunner ใช้ยานพาหนะเป็นรถมาร์ทโฟน app ที่รอบคอบรัดสายเครื่องตรวจจับแบบท้องถิ่นและการสื่อสารระยะสั้น ทำให้การควบคุมการจราจรขนาดใหญ่โดยไม่ต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพที่เพิ่มขึ้นทะลุผ่านเครือข่ายถนน และปลีกย่อย granularity . Roadrunner บังคับใช้โควตาจำนวนรถยนต์บนถนน โดยให้รถมีสัญญาณเข้า สัญญาณจะหมุนเวียนใช้ในยานพาหนะและหลายเช่นที่พวกเขาย้ายระหว่างภูมิภาคเราใช้ Roadrunner เป็นโปรแกรม Android ติดตั้งบนยานพาหนะที่ใช้ 4G ( LTE ) 10 , dsrc 802.11p และ adhoc 802.11n WiFi , และวัดเข้าเซลล์ลดลงถึง 84% , การปรับปรุงเวลาการตอบสนองได้ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ และประสิทธิภาพของระบบในการบังคับใช้นโยบายการควบคุมความแออัด นอกจากนี้เรายังได้จำลองสถานการณ์จริงขนาดใหญ่โดยใช้ห่วงจราจรเครื่องตรวจจับนับจากสิงคโปร์