Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

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Distance and Probability-based Real Time Transmission Scheme for V2V Protocol using Dynamic CW allocation

V2V 프로토콜에서 실시간 전송을 위한 동적 CW 할당 기법

  • Kim, Soo-Ro (Department of Electronic Engineering, Kumoh National Institute of Technology) ;
  • Kim, Dong-Seong (Department of Electronic Engineering, Kumoh National Institute of Technology) ;
  • Lee, Ho-Kyun (Department of Electronic Engineering, Kumoh National Institute of Technology)
  • 김수로 (금오공과대학교 전자공학부) ;
  • 김동성 (금오공과대학교 전자공학부) ;
  • 이호균 (금오공과대학교 전자공학부)
  • Received : 2011.11.09
  • Published : 2013.02.25
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Abstract

This paper proposes a CW (Contention window) allocation scheme for real-time data transmission of emergency data on VANET (Vehicle to vehicle Ad hoc Network, V2V) protocol. The proposed scheme reduces the probability of packet collisions on V2V protocol and provides bandwidth efficiency with short delay of emergency sporadic data. In the case of high density traffic, the proposed scheme provides a decrease of recollision probability using dynamic CW adjustments. For the performance analysis, a throughput, end-to-end delays, and network loads were investigated on highway traffic. Simulation results show the performance enhancements in terms of the throughput, end-to-end delays, and network loads.

본 논문에서는 VANET(Vehicle to vehicle Ad hoc Network)의 V2V 프로토콜을 위한 긴급 메시지 전송을 위한 거리 기반의 동적 CW 할당 기법을 제안한다. 제안된 방법은 트래픽 부하 문제를 해결하기 위해 거리 기반의 존 할당 기법을 통해 특정 존(Zone)을 나누고 동적으로 CW 값을 할당한다. 소스노드와 최외곽의 노드가 최소 CW 값을 할당받아 채널에 접속할 수 있는 확률을 향상시켜 선택적 긴급 메시지를 재방송을 통하여 중복 패킷들의 수를 줄였다. 이로 인해 대역폭의 효율적 사용이 가능하고 패킷 충돌확률의 감소로 긴급메시지를 신뢰성 있게 전송하는 방법을 제시했다. 또한 차량 밀도가 급격히 높아질 경우 전송 구간의 패킷 충돌 확률을 적용하여 CW 값에 적용함으로써 재 충돌 확률을 낮추는 방법을 제시했다. 제안된 방법의 효용성을 증명하기 위해서 고속도로 환경의 시나리오에서 거리 및 확률 기반의 동적 CW 할당 알고리즘을 적용하여 종단 간 지연, 네트워크 부하, 처리량이 향상됨을 보였다.

Keywords

References

  1. S. Biswas, R. Tatchikou, F. Dion. "Vehicle-to-vehicle wireless communication protocols for enhancing highway traffic safety", IEEE Communication Magazine, Vol. 44, pp. 74-82. Jan, 2006.
  2. B. Abderrahim, "Optimized Disseminaion of Alarm Messages in Vehicular Ad-Hoc Networks(VANET)". Springer-Verlog, LNCS, Vol. 4159, pp. 210-228, May, 2006.
  3. 변정식, 김태환, 홍원기, "VANET에서 네트워크 단절을 줄이기 위한 브로드캐스팅 프로토콜에 대한 연구", 2006년도 한국정보과학회 가을 학술발표 논문집 Vol. 33, pp. 217-222, Oct, 2006.
  4. Y.Tseng, S. Ni, Y, Chen, and J. Sheu, "The Broadcast Storm Problem in a Mobile Ad hoc Network", Wireless Networks, vol. 8, pp. 153-167, May, 2002. https://doi.org/10.1023/A:1013763825347
  5. Fan Li, Yu Wang, "Routing in Vehicular Ad Hoc Networks: A Survey", IEEE Vehicular technology magazine, vol. 2, pp. 12-22, June, 2007.
  6. 김태환, 홍원기, 김희철, "차량 애드혹 네트워크에 서 경쟁윈도우를 이용한 메시지 브로드캐스트 기법", 한국정보과학회논문집 제 34권, vol. 6, pp. 421-560, Dec, 2007.
  7. L. Briesemeister and G. Hommel, "Role-Based Multicast in Highly Mobile but Sparsely Connected Ad Hoc Networks," in Proc. MobiHOC 2000, pp. 45-50, Aug, 2000.
  8. M. Sun et al., "GPS-Based Message Broadcast for Adaptive Inter-Vehicle Communication," Proc. of IEEE VTC 2000, Vol. 6, pp. 2685-2692, Sept, 2000.
  9. N. Wisitpongphan and O. k. Tonguz, J. S. Parikh, P. Mudalige, F. Bai, and V. Sadekar, "Broadcast storm mitigation techniques in vehicular ad hoc networks," IEEE Wireless Communications, vol. 14, pp. 84-94, Dec, 2007.
  10. Lassaad Gannoune and Stephan Robert. "Dynamic Tuning of the Contention Window Minimum (CWmin) for Enhanced Service Differentiation in IEEE 802.11 Wireless Ad-hoc Networks", IEEE PIMRC, vol. 1, pp. 311-317, Sept, 2004.
  11. 엄진영, 안종석, "구간별 충돌 확률 측정에 기반한 IEEE 802.11e EDCA 성능 향상", 한국정보과학회, 2007 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 제34권, vol. 1, pp. 198-199, Dec, 2007.
  12. 김태환, 김희철, 홍원기, "차량 에드혹 네트워크를 위한 영역 기반 릴레이 노드 선택 알고리즘", 대한 전자공학회, 전자공학회 논문지-TC, 제 43권, vol. 9, pp. 88-98, Sept, 2006.
  13. 류민우, 차시호, 조국현, "이동하는 차량 간 통신의 신뢰성 향상을 위한 개선된 탐욕 메시지 포워딩 프로토콜", 대한전자공학회, 전자공학회 논문지 -TC, 제 47권, vol. 4, pp. 43-50, Apr, 2010.
  14. Wireless Lan Medium Access Control(MAC) and Physical layer(PHY) specifications: Wireless Access in Vehicular Environment(WAVE), IEEE Std, D10.0, Jan 2010.
  15. M. Durresi, A. Durresi, and L. Barolli. "Emergency broadcast protocol for inter-vehicle communications", in Proc. ICPADS 2005, pp. 402-406, July, 2005.
  16. H. Alshaer and E. Horlait, "An Optimized adaptive broadcast scheme for Inter-vehicle communication," in Proc. VTC 2005, Vol. 5, pp. 2840-2844, May 2005.
  17. M. Durresi, A. Durresi, and L. Barolli, "Sensor Inter-Vehicle Communication for Safer Highways," in Proc. IEEE AINA-2005, vol. 2, pp. 599-604, Mar. 2005.
  18. A. Benslimane, "Optimized Dissemination of Alarm Messages in Vehicular Ad-Hoc Networks (VANET)," in Proc. HSNMC 2004, LNCS 3079, pp. 655-666, June 2004.
  19. S. D. Yu, and G. W. Cho, "An Effective Message Flooding Method for Vehicle Safety Communication," in Proc. UIC 2006, LNCS 4159, pp. 219-228, May. 2006.
  20. R. A. Santos, A. Edwards, O. Alvarez, "Towards an Inter-vehicle Communication Algorithm". in Proc. EAEE 2006, pp. 1-4, Sept, 2006.
  21. Sukdea Yu and Gihwan Cho., "A Selective Flooding Method for Propagating Emergency Message in Vehicle Safety Communications", Proc. of International Conference on Hybrid Information Technology(ICHIT), Vol. 2, pp. 556-561, Nov, 2006.
  22. C. Lochert, H. Hartenstein, J. Tian, H. Fussler, D. Hermann, and M. Mauve, "A Routing Strategy for Vehicular Ad Hoc Networks in City Environments", Proc. IEEE Intelligent Vehicles Symposium, pp. 156-161, June, 2003.