차량간 안전 통신에서 짧은 지연시간을 보장하는 비콘 스케줄링 알고리즘

Abstract

IEEE 802.11p 기반의 차량간 통신 기술을 이용한 안전주행 서비스는 주기적으로 안전관련 메시지를 주변 이웃 차량들에게 요구되는 지연 시간 내에 신뢰적으로 전달하여야 한다. 하지만 차량간 통신망은 차량의 고속 이동성, 네트워크 토폴로지의 빈번 한변화및한정된통신자원등특성으로인해고정된비콘스케줄링방식은비콘메시지의과도한전송지연, 패킷손실및 네트워크 혼잡 문제들을 야기 시킨다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 공간적 상황정보를 이용하여 TDMA와 유사한 방식으로 비코닝 주기를 동적으로 스케줄링 하는 알고리즘을 제안한다. 제안한 공간인식 비콘 스케줄링 알고리즘은 신뢰 적인 고속도로 교통 시나리오와 802.11p 통신 모델을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과에서 보여 지듯이, 제안한 공간인식 비콘 스케줄링 알고리즘은 대역폭 사용률, 채널 액세스 지연, 채널 부하 등 성능 측면에서 고정된 비콘 스케줄 링보다 훨씬 좋은 성능을 보여주고 있으며, 차량 안전 서비스에서 요구되는 통신 요구사항들을 만족시키는 것을 볼 수 있다.

The safety applications based on the IEEE 802.11p, periodically transmit the safety-related information to all surrounding vehicles with high reliability and a strict timeline. However, due to the high vehicle mobility, dynamic network topology and limited network resource, the fixed beacon scheduling scheme excess delay and packet loss due to the channel contention and network congestion. With this motivation, we propose a novel beacon scheduling algorithm referred to as spatial-aware(SA) beacon scheduling based on the spatial context information, dynamically rescheduling the beaconing rate like a TDMA channel access scheme. The proposed SA beacon scheduling algorithm was evaluated using different highway traffic scenarios with both a realistic channel model and 802.11p model in our simulation. The simulation results showed that the performance of our proposed algorithm was better than the fixed scheduling in terms of throughput, channel access delay, and channel load. Also, our proposed algorithm is satisfy the requirements of vehicular safety application.