VRU 안전 서비스를 위한 DDPG 기반 Wi-Fi Aware 슬롯 매칭 지연 개선 기법 = DDPG-Based Wi-Fi Aware Slot-Matching Latency Mitigation for VRU Safety Services

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Vulnerable road user (VRU) safety services require low-latency and reliable communication. Wi-Fi Aware (Neighbor Awareness Networking, NAN) enables infrastructure-independent proximity messaging, but repeated slot negotiations can incur high slot-matching latency when availability slots do not intersect.
This thesis proposes Dense Availability Advertisement (DAA), a DDPG-based scheme that dynamically selects the number of advertised slots k_tto reduce slot-matching latency while considering control overhead. Using an ns-3/OpenGym co-simulation (100 m × 100 m, 50 mobile nodes), DAA reduces average latency from 668.8 ms to 400.9 ms (max: 709.2→493.6 ms) in the no-interference case, with increased NAN frame size (900 bytes to ~1,270–2,280 bytes). With six interfering APs (2.4/5 GHz), DAA maintains higher success rates (94%–97%) than the Baseline (37%–77%), indicating improved latency and reliability under coexistence.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• II. 관련 연구 6
• 1. DSRC 및 C-V2X 기반 VRU 안전 통신 연구 7
• (1) DSRC 기반 접근 방식 7
• (2) C-V2X/NR-V2X 기반 접근 방식 8
• 2. 단거리 무선 및 스마트폰 기반 접근 방식 10
• (1) BLE 기반 VRU 안전 시스템 10
• (2) VRU 통합 V2X 네트워크 11
• 3. Wi-Fi Aware 기반 근접 통신 연구 13
• (1) Wi-Fi Aware 기술 개요 13
• (2) Wi-Fi Aware 기반 V2X 통신 연구 14
• (3) Wi-Fi Aware 의 한계점 15
• 4. 기존 연구의 한계 및 본 연구의 필요성 17
• III. 제안 기법 21
• 1. 제안 배경 및 문제 정의 21
• 2. 시스템 모델 25
• (1) 네트워크 환경 및 단말 모델 25
• (2) 시간 구조 및 슬롯 기반 가용성 모델 26
• (3) VRU 안전 메시지 수요 및 지연 모델 28
• 3. DDPG 기반 슬롯 개수 결정 모델링 30
• 4. DDPG 기반 슬롯 개수 결정 알고리즘 32
• IV. 성능 평가 및 분석 37
• 1. 시뮬레이션 환경 37
• 2. 시뮬레이션 결과 41
• V. 결론 48
• VI. 참고문헌 51