미리 설정된 연계성이 없는 차량들 사이에 무선통신을 이용하여 긴급정지, 차량사고, 장애물 출현 등의 차량안전과 관련이 있는 정보를 주고받을 수 있는 지능적 차량안전 시스템을 구성될 수 있다 대부분의 차량안전 통신 응용 시스템에서 차량안전 메시지는 브로드캐스트의 형태로 전파된다. 이러한 브로드캐스트 형 전파방법은 다중 홉 전송과 패킷 충돌 문제로 그 성능과 효율성 측면에서 많은 문제를 안고 있다. 본 논문에서는 교통사고 예방을 위한 차량안전메시지를 다중 홉 거리까지 효과적으로 전송하기 위해 우선순위 방식의 중계노드 선택방법을 제안하고 있다. 무선 전송반경에 포함된 여러 노드들 중에서 적정한 거리에 위치한 하나의 노드만 중계에 참여하도록 한다 따라서 중복 패킷의 수를 줄여 패킷 오버헤드를 낮추고 부가적으로 네트워크 성능의 향상도 얻고 있다. 제안된 방법의 성능은 네트워크 시뮬레이션을 통하여 여타의 방법에 비해 우수한 것으로 판명되었다.
미리 설정된 연계성이 없는 차량들 사이에 무선통신을 이용하여 긴급정지, 차량사고, 장애물 출현 등의 차량안전과 관련이 있는 정보를 주고받을 수 있는 지능적 차량안전 시스템을 구성될 수 있다 대부분의 차량안전 통신 응용 시스템에서 차량안전 메시지는 브로드캐스트의 형태로 전파된다. 이러한 브로드캐스트 형 전파방법은 다중 홉 전송과 패킷 충돌 문제로 그 성능과 효율성 측면에서 많은 문제를 안고 있다. 본 논문에서는 교통사고 예방을 위한 차량안전메시지를 다중 홉 거리까지 효과적으로 전송하기 위해 우선순위 방식의 중계노드 선택방법을 제안하고 있다. 무선 전송반경에 포함된 여러 노드들 중에서 적정한 거리에 위치한 하나의 노드만 중계에 참여하도록 한다 따라서 중복 패킷의 수를 줄여 패킷 오버헤드를 낮추고 부가적으로 네트워크 성능의 향상도 얻고 있다. 제안된 방법의 성능은 네트워크 시뮬레이션을 통하여 여타의 방법에 비해 우수한 것으로 판명되었다.
Using the wireless communication among unacquainted vehicles, an intelligent vehicle safety system can be constructed to exchange vehicle safety-related information, such as urgency stop, traffic accident and road obstacles. In the majority of vehicle safety applications, vehicle safety messages are...
Using the wireless communication among unacquainted vehicles, an intelligent vehicle safety system can be constructed to exchange vehicle safety-related information, such as urgency stop, traffic accident and road obstacles. In the majority of vehicle safety applications, vehicle safety messages are propagated in the form of broadcast. However, this approach causes some effectiveness and performance problems with massive radio collision, multi-hop propagation. This paper presents a priority based relay node selection method for propagating vehicle safety messages of traffic accident protection system. With this method, vehicle safety messages are relayed by a node that locates in proper distance out of the nodes that are included in the radio transmission range. By decreasing the number of duplicated messages, the packet overhead is lessened while the communication performance is raised. The proposed method was proven to be better than other schemes through network simulations.
Using the wireless communication among unacquainted vehicles, an intelligent vehicle safety system can be constructed to exchange vehicle safety-related information, such as urgency stop, traffic accident and road obstacles. In the majority of vehicle safety applications, vehicle safety messages are propagated in the form of broadcast. However, this approach causes some effectiveness and performance problems with massive radio collision, multi-hop propagation. This paper presents a priority based relay node selection method for propagating vehicle safety messages of traffic accident protection system. With this method, vehicle safety messages are relayed by a node that locates in proper distance out of the nodes that are included in the radio transmission range. By decreasing the number of duplicated messages, the packet overhead is lessened while the communication performance is raised. The proposed method was proven to be better than other schemes through network simulations.
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가설 설정
.차량안전메시지가 전파되는 영역을 제어하기 위해 서모든 메시지는 TTL을 5로 제한한다. 시뮬레이션을 수행하는 동안 총 10회의 차량안전메시지를 임의의 간격으로 발생시킨다.
제안 방법
성능 결과는 송.수신 패킷의 수와 관련이 되어 있는 패킷 오버헤드 분야와 전송 성능과 관련이 있는 네트워크 성능 분야로 나누어 결과를 보여준다.
제안된 논문에서는 교통사고 예방을 위한 차량 안전메시지를 전파하는데 차량의 위치정보를 활용하는 중계 노드 선택 방법을 제안하고 있다. 차량안전메시지를 발생시킨 차량이나 그 메시지를 중계하는 차량들은 무선전송 반경을 고려하며 현재 자신의 위치, 이동방향, 속도를 이용하여 다음 중계노드의 이상적인 위치인 DP(Designated PointX 선정하고, 이 DP를 메시지에 포함시켜 전송한다.
11a 무선랜 기술을 근간으로 설계 되었다'的 무선랜에서 도달거리는 실내에서는 30m, 실외에서는 150~250m 정도를 예상하고 있으나, 주변 환경의 영향을 받아 실제거리는 많은 차이가 보인다. 제안된 논문에서는 중계노드 선택을 위하여 중계노드 사이의 간격을 무선랜에서 최대 전송거리를 250m라고 가정하고 있는 것과 비교하여 100~200m 사이에서 유동적으로 적용 가능하도록 하고 있다. 중계노드 사이의 거리를 무선 전송 반경보다 작게 하는 이유는 메시지 전달의 신뢰성을 높이고, 핑퐁현상의 발생을 최소화하기 위해서이다.
DP와 가장 가까이 위치한 차량 E는 DP와 직선거리로 10m 떨어져 있고 이에 따르는 지연시간이 10 * DPM (Defer Per Meter: 미터 당 지연시간)이다. 제안된 방법에서는 네트워크 시뮬레이션을 위해서 DPMe 0.5msec으로 설정하였다. 따라서 차량 E는 5msec 대기 후 가장 먼저 차량전메시지를 재전송한다.
제안된 방법의 성능을 평가하기 위하여 차량 이동환경을 모델링하고 네트워크 시뮬레이션을 통하여 성능을 측정한다. 차량의 이동 환경은 고속도로를 달리는 차량을 대상으로 하고 있으며, 네트워크 시뮬레이션은 NS-2回을 이용하였다.
IB 프로토콜에서 사용하는 랜덤 시간은(广10msec으로 설정하고 있다. 중계 개념을 사용하지 않는 방법론인 NB 프로토콜과 랜덤에 의한 선택적 중계 개념을 사용하는 IB 프로토콜 그리고 제안하는 방법을 비교한다.
차량의 이동모델은 실제 자동차가 도로를 주행하는 상황을 고려하여 이동방향과 속도의 속성을 설정하였다. 시뮬레이션이 시작될 때 차량들은 같은 도로의 서로 다른 위치에서 시작한다.
대상 데이터
차량의 이동 환경은 고속도로를 달리는 차량을 대상으로 하고 있으며, 네트워크 시뮬레이션은 NS-2回을 이용하였다.
이론/모형
제안된 중계노드 선택 방법은 경쟁방식의 중계 노드 선택 방법론이다. 송신차량의 위치와 비교하여 수신 차량들의 상대적인 거리에 의해서 중계노드가 선정됨으로서 랜덤방식으로 선정하는 프로토콜에 비해서 많은 이득을 보이고 있다.
성능/효과
네트워크 시뮬레이션 결과에 따르면 네트워크 성능적인 부분에서 기존의 프로토콜들과 유사하거나 오히려 더 좋은 성능을 보이면서 패킷의 오버헤드를 최소 57.5%에서 최대 14.7% 정도 까지 줄일 수 있음을 보여주고 있다. 송신 차량이 차량안전메시지를 전송 후 다음 중계노드가 그 메시지를 재송신하는 경우 처음 송신 차량은 자신이 전송한 메시지가 후미에 적절하게 전달되었음을 확인할 수 있다.
7% 정도 까지 줄일 수 있음을 보여주고 있다. 송신 차량이 차량안전메시지를 전송 후 다음 중계노드가 그 메시지를 재송신하는 경우 처음 송신 차량은 자신이 전송한 메시지가 후미에 적절하게 전달되었음을 확인할 수 있다. 그렇기 때문에 패킷의 효율성 측면에서 살펴봤을 때, 대부분의 프로토콜들은 패킷의 효율성이 최대 50%를 넘어설 수 없다.
시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 중계노드 선택 방법을 이용하는 경우 기존의 차량안전메시지 전파 프로토콜들에 비해서 전송한 패킷의 수와 패킷의 효율성 측면에서 좋은 결과를 보여주고 있다. 특히 거의 똑같은 영역에 차량안전메시지를 전달하기 위해서 사용한 패킷의 수가 차량 수의 증가에도 불구하고 일정하게 유지되는 성능을 보여주었다.
DRe 차량의 수의 증가와 상관없이 거의 일정한 패킷의 수를 유지하고 있다. 제안된 방법론은 평균적으로 RR에 비해서 약 57.5%만을 사용하고 있고 NR에 비해서 14.7%의 패킷만을 사용하고 있다. 동일한 무선 네트워크에서 패킷의 수가 적으면 무선 자원의 가용성이 늘어날 뿐만 아니라 차량 안전메시지 전송에 있어 잠재적인 패킷 충돌 가능성을 줄일 수 있어 전송 신뢰도를 높일 수 있다
송신차량의 위치와 비교하여 수신 차량들의 상대적인 거리에 의해서 중계노드가 선정됨으로서 랜덤방식으로 선정하는 프로토콜에 비해서 많은 이득을 보이고 있다. 제안된 방법을 적용하여 차량 안전메시지를 필요영역까지 전파하는 경우 전송 패킷의 수를 줄여 무선 대역폭의 효율을 높이고 패킷 충돌의 가능성을 낮출 수 있다.
또한 필요이상의 패킷 송수신이 발생하여 대역폭의 효율을 심각하게 떨어뜨린다. 제안된 중계 노드 선택 방법을 사용하면 차량안전메시지를 원하는 영역까지 전송하기 위해서 다중 홉 전송이 필요한 경우 네트워크 패킷 오버헤드를 상당히 줄일 수 있다.
그렇기 때문에 패킷의 효율성 측면에서 살펴봤을 때, 대부분의 프로토콜들은 패킷의 효율성이 최대 50%를 넘어설 수 없다. 제안된 중계 노드 선택 방법을 사용하여 패킷을 전송하는 경우 26%~47% 정도의 패킷 효율성을 보이고 있다.
좋은 결과를 보여주고 있다. 특히 거의 똑같은 영역에 차량안전메시지를 전달하기 위해서 사용한 패킷의 수가 차량 수의 증가에도 불구하고 일정하게 유지되는 성능을 보여주었다.
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