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문제 정의
- VANET 환경에서 RSU 스케쥴링은 RSU 통신 범위 내에서 다수의 차량에게 안전 데이터와 비안전 데이터를 전송하는데 목적이 있다. 이를 위해 기존 RSU 스케쥴링에서는 요청 수, 데이터 크기, 데드라인 등을 고려하였다.
- 본 논문에서는 RSU들 간의 통신을 통해 안전 데이터와 비안전 데이터를 전송하기 위해 협업 스케쥴링 기법을 제안하였다. 안전 데이터에 대해서는 데드라인 실패율을 감소시키기 위해 안전 데이터가 발생한 RSU 방향으로 이동하는 차량에게 데이터를 미리 전송한다.
- 따라서 실제 차량의 이동 속도 및 방향에 따라 RSU 내에서 데이터 수신율이 저하될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 다수 RSU들을 유선망으로 연결하고 RSU 협업을 통해 안전/비안전 데이터를 모두 전송할 수 새로운 스케쥴링 기법을 제안한다. 비안전 데이터는 사용자의 요청에 따라 처리되는 요구 기반 데이터이기 때문에 RSU에서 부하가 발생할 경우 데드라인 실패율이 방지하기 위한 기법을 제공한다.
- 다운로드를 최적화하기 위해 N(요청 수)을 추가하고 데드라인, 데이터 크기, 요청 수를 상호 비교하여 다운로딩할 때 D*S/N 스케쥴링을 사용하고 업로딩할 때에는 D*S/R 스케쥴링을 사용한다. 이를 통해 서비스 비율 및 데이터 품질 사이의 상충 관계를 연구하였다.
가설 설정
- [그림 4]는 다중 RSU 협업 전략을 통해 안전 데이터를 차량에게 전송하기 위한 우선 순위를 부여하는 과정을 나타낸 것이다. [그림 4]의 (a)와 같이 RSU(A)에서 안전 데이터 {s2, s1, s3}가 발생하고 RSU(D)에서는 안전 데이터 {s6, s9}가 발생하여 이를 RSU(A)에 전달하였다고 가정하자. 먼저 RSU(A)에서는 차량으로 전송할 안전 데이터의 우선 순위를 부여하기 위해 [그림 4]의 (b)와 같이 데드라인, 수신율을 기준으로 정렬을 수행한다.
- [그림 3]은 RSU에서 비안전 데이터를 전송하는 과정을 나타낸 것이다. RSU(A)에서 비안전 데이터에 대한 요청이 증가하여 RSU(A)에 부하가 발생하였다고 가정 하자. RSU(A)는 RSU의 부하로 인해 사용자의 요청을 처리하지 못해 데드라인 실패가 발생할 것으로 예상되면 사용자의 요청을 차량이 이동하는 방향에 존재하는 RSU(B)로 전달한다.
- [그림 5]는 다중 RSU 협업을 통해 비안전 데이터를 배포하기 위한 스케쥴링 과정을 나타낸 것이다. item_queue의 크기를 100이라 가정하고 RSU(B)에서 차량들이 요청한 비안전 데이터를 {c, x, a, b, g, t, w}라고 하자. 데이터를 전송하는 주기는 6이며 {t, w}는 이전 RSU 내에서 처리되지 못하고 RUS(B)로 전달된 요청이라고 하자.
- 이에 반해 안전 데이터는 상태 정보를 전송하는 경우가 대부분이기 때문에 전송할 데이터 크기에 차이가 발생하지 않는다. 따라서 제안하는 기법에서 안전 데이터에 우선 순위를 부여하기 위해 안전 데이터의 크기는 고려하지 않는다.
- 기존 다중 RSU 협업 전략 기법에서는 안전/비안전 데이터의 구분이 없이 데이터 전송 스케쥴링을 수행한다. 또한, 교통 상황에 따라 차량의 속도와 RSU의 배치가 다르지만 차량의 이동과 무관하게 RSU가 모든 차량의 요청을 수신하여 정확하게 처리할 수 있다고 가정하고 있다. 따라서 실제 차량의 이동 속도 및 방향에 따라 RSU 내에서 데이터 수신율이 저하될 수 있다.
- 만약 RSU(B)가 RSU(A)로부터 전달된 요청을 처리하지 못할 경우 RSU(B)는 RSU(A)의 요청을 RSU(C)로 재전송한다. 부하가 발생한 RSU의 요청을 다른 RSU에게 전송하는 수를 2번까지만 허용한다고 가정하면 RSU(A)에서 전달된 요청은 RSU(C)까지만 전달된다. RSU(C)에서도 차량의 요청을 처리하지 못할 경우 해당 메시지를 제거한다.
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