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차량 간 통신에서 충돌을 완화하기 위한 랜덤 백오프 방안
변재욱(Jaeuk Byun),권성오(Sungoh Kwon) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.3B
본 연구에서는 IEEE 802.11을 기반으로 하는 무선 차량 네트워크에서 위험 경고메시지를 효과적으로 전송하기 위한 Backoff 방안을 제안한다. 차량 간 통신인 IEEE 802.11은 위험 경고메시지를 보낼 때 다중 홉 방식을 사용하고, 중접속방안으로 CSMA/CA를 적용하므로 차량이 밀집될수록 메시지 전송 충돌 확률이 증가한다. 따라서 위험 경고메시지 전송이 시간 지연될 가능성이 높다. 또한, 배경 트래픽이 있을 경우, 위험 경고메시지가 우선 전송이 되어야 한다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 위험 경고메시지 전송차량과 수신차량의 위치에 따라 다른 난수발생범위를 갖는 거리 기반 백오프 방안 (DDAB: Distance-Dependent Adaptive Backoff)을 제안한다. DDAB는 배경 트래픽과 경쟁하는 영역의 차량들은 작은 난수발생범위로 설정하여 배경 트래픽보다 전송 우선순위를 높이고, 같은 위험 경고메시지 간 경쟁이 빈번한 영역의 차량들은 큰 난수발생범위를 갖도록 하여 위험 경고메시지 간의 충돌을 줄인다. 실험을 통해 기존의 Backoff 방안과 비교하였으며, DDAB 방안을 적용한 경우 기존의 방안을 적용했을 때보다 성능 향상됨을 보였다. In this paper, we propose a random backoff scheme for Emergency Warning Messages (EWMs) in the vehicle-to-vehicle environment. The EWMs are disseminated from a vehicle that detects an emergency situation to other vehicles in a multi-hop fashion. Since the vehicle-to-vehicle communication based on IEEE 802.11 adapts CSMA/CA, the density of vehicles increase the probability of collisions between transmissions. Moreover, in the presence of background traffic, the EWM should have a higher priority than that of other messages in neighboring vehicles. To that end, we propose the Distant-Dependent Adaptive Backoff (DDAB) scheme, which set a different contention window for random backoff depending on the distance from the sender to the receiver. In the case when a vehicle is expected to located in the outskirts of the communication boundary, the proposed scheme makes the contention window size small in order to compete the background traffic transmission. Otherwise the contention window is set to a large number to reduce the collision possibility among the EWM transmissions. Via simulations, we show that the proposed scheme performs better than the previous schemes for EWM.
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차량 간 통신 환경에서 효과적인 위험 경고 메시지 전송 방안
변재욱(Jaeuk Byun),권성오(Sungoh Kwon) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.1B
차량 사용이 증가함에 따라 교통안전에 관한 문제가 심각해지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 근래에는 차량에 통신 기술을 접목한 ITS (Intelligent Transportation System)기술로 차량의 안전성을 강화하려는 연구가 진행되고 있다. 차량 안전 네트워크 규격인 WAVE는 방송형 멀티홉으로 전송하고 다중접속방법으로 CSMA/CA를 사용하므로 차량 수가 증가하면 빈번한 전송 시도로 인해 성능이 급격히 저하되는 특징이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 메시지 전송차량과 수신치량의 위치관계를 이용하여 불필요한 메시지 전송을 줄이는 양방향 묵시적 수신확인 방안(TWIA: Two-Way Implicit Acknowledgement)을 제안한다. 제안한 TWIA는 전방과 후방의 차량으로부터 같은 메시지를 받으면 메시지 전달이 성공적인 것으로 간주하여 더 이상 재전송하지 않으므로 불필요한 메시지 전송을 줄인다. 실험을 통해 기존의 위험 경고 메시지 전송방안과 성능비교를 하였으며, 100대 차량을 기준으로 맨 뒤 차량까지의 전송 지연은 9%의 성능 개선이 되었고, 일정 구간 내에 모든 차량의 메시지 수신 성능은 0.7초 이내 수신 성공률이 12%가 개선되었다. In this paper, we propose an algorithm to improve collision avoidance in Vehicle-to-Vehicle (V2V) networks based on IEEE 802.11p. Since IEEE 802.11p adopts CSMA/CA as a multiple access scheme and an emergency warning message (EWM) is delivered to behind vehicles in a multi-hop manner, due to transmission collision, the more vehicles in the vehicle chain results in a longer delay. The longer delay increases the possibility of a rear-end collision. In order to ensure message reception with low latency, we consider implicit acknowledgement of a broadcasted EWM message and propose an algorithm to reduce redundant message transactions, called Two-Way Implicit Acknowledgement (TWIA). By simulations, we show that our proposed algorithm can reduce the latency until the last car receives the message by 9% and the success rate every car receives the message within 0.7sec by 12% at 100 fixed-number-of-car environment.
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