The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems (한국ITS학회 논문지)

The Korea Institute of Intelligent Transport Systems (한국ITS학회)
권호 표지

Vehicle-to-Vehicle Broadcast Protocols Based on Wireless Multi-hop Communication

무선 멀티 홉 통신 기반의 차량간 브로드캐스트 프로토콜

  • 한용현 (광운대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 이혁준 (광운대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 최용훈 (광운대학교 정보제어공학과) ;
  • 정영욱 (광운대학교 전자공학과)
  • Published : 2009.08.31
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Abstract

Inter-vehicular communication that propagates information without infrastructures has drawn a lot of interest. However, it is difficult to apply conventional ad-hoc routing protocols directly in inter-vehicular communication due to frequent changes in the network topology caused by high mobility of the vehicles. MMFP(Multi-hop MAC Forwarding) is a unicast forwarding protocol that transport packets based on the reachability information instead of path selection or position information. However, delivering public safety messages informing road conditions such as collision, obstacles and fog through inter-vehicular communication requires broadcast rather than unicast since these messages contain information valuable to most drivers within a close proximity. Flooding is one of the simplest methods for multi-hop broadcast, but it suffers from reduced packet delivery-ratio and high transmission delay due to an excessive number of duplicated packets. This paper presents two multi-hop broadcast protocols for inter-vehicular communication that extend the MMFP. UMHB(Unreliable Multi-Hop Broadcast) mitigates the duplicated packets of MMFP by limiting the number of nodes to rebroadcast packets. UMHB, however, still suffers from low delivery ratio. RMHB(Reliable Multi-Hop Broadcast) uses acknowledgement and retransmission in order to improve the reliability of UMHB at the cost of increase in transmission delay, which we show through simulation is within an acceptable range for collision avoidance application.

차량간 통신은 노변기지국(RSE)을 통하지 않고 차량탑재장치(OBE)간에 정보를 전달하는 기술로 많은 관심을 받고 있다. 차량간 통신네트워크는 차량의 높은 이동 속도로 인하여 토폴로지의 변화가 심하기 때문에 기존 애드혹 라우팅을 적용하기 어렵다. MMFP(Multi-hop MAC Forwarding)는 경로설정 과정과 위치정보를 사용하지 않고 목적지 노드의 도달 가능 정보를 사용하여 패킷을 전송하는 멀티 홉 유니 캐스트 포워팅 프로토콜이다. 그러나 공공 안전 서비스에서 차량간 통신을 통해 제공 될 수 있는 차량 충돌, 장애물, 안개 등에 대한 정보는 특정 운전자가 아닌 다수의 운전자에게 유용한 정보이기 때문에 유니캐스트보다 브로드캐스트로 전달하는 것이 효율적이다. 플러딩은 가장 단순한 형태의 멀티 홉 브로드 캐스트 방식으로 너무 많은 중복 패킷을 생성하여 패킷성공률 감소, 전송 지연 증가 등의 문제가 발생한다. 본 논문에서는 MMFP를 확장하여 차량간 통신 환경에서 멀티 홉 브로드캐스트 통신을 지원하는 두 가지 프로토콜을 제안한다. UMHB(Unreliable Multi-Hop Broadcast)는 일부 노드에게만 포워딩 의무를 부여하는 MMFP의 전송 방식을 기반으로 포워딩 노드의 수를 제한함으로써 플러딩의 중복 패킷 문제를 해결하나 신뢰성이 감소하는 문제가 있다. RMHB(Reliable Multi-Hop Broadcast)는 화인 응답과 재전송을 통해 UMHB의 비신뢰성 문제를 해결하나 전송 지연이 다소 증가한다. 그러나 RMHB의 지연 시간 증가는 충돌 방지 응용에는 문제가 되지 않음을 실험 결과를 분석하여 보인다.

Keywords

References

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