Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI (전자공학회논문지CI)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

A Delay Tolerant Vehicular Routing Protocol for Low Vehicle Densities in VANETs

차량 밀도가 낮은 VANET 환경을 위한 지연 허용 차량 라우팅 프로토콜

  • Cha, Si-Ho (Dept. of Multimedia Science, Chungwoon University) ;
  • Ryu, Min-Woo (Dept. of Computer Science, Kwangwoon University) ;
  • Cho, Kuk-Hyun (Dept. of Computer Science, Kwangwoon University)
  • 차시호 (청운대학교 멀티미디어학과) ;
  • 류민우 (광운대학교 컴퓨터과학과) ;
  • 조국현 (광운대학교 컴퓨터과학과)
  • Received : 2012.04.12
  • Accepted : 2012.06.22
  • Published : 2012.07.25
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

A VANET (Vehicular Ad Hoc Network), a subclass of MANET (Mobile Ad Hoc Network), is an ad hoc network using wireless communication between vehicles without fixed infrastructure such as base station. VANET suffers a frequent link breakage and network topology change because of the rapid movement of vehicles and the density change of vehicles. From these characteristics of VANET, geographical routing protocols such as GPSR (Greedy Perimeter Stateless Routing) using only the information of neighbor nodes are more suitable rather than AODV and DSR that are used in existing MANETs. However, GPSR may have a transmission delay and packet loss by frequent link disconnection and continual local maxima under the low vehicle density conditions. Therefore, in this paper, we propose a DTVR (Delay Tolerant Vehicular Routing) algorithm that perform a DTN-based routing scheme if there is no 2-hop neighbor nodes for efficient routing under the low vehicle densities in VANETs. Simulation results using ns-2 reveal that the proposed DTVR protocol performs much better performance than the existing routing protocols.

VANET(Vehicular Ad Hoc Network)은 MANET(Mobile Ad Hoc Network)의 일종으로 기지국과 같은 기반시설의 도움 없이 차량 간의 무선 통신을 통해 구성되는 임시적인 네트워크이다. VANET은 차량들의 고속 이동성이나 차량 간 밀도 변화로 인해 빈번한 링크 단절 및 네트워크 토폴로지 변화 등을 야기한다. 이러한 VANET의 특성으로 인해 기존의 MANET에서 사용되는 AODV와 DSR과 같은 경로기반 라우팅 프로토콜보다는 주변 노드의 정보만을 이용하는 GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)과 같은 지리기반 라우팅 프로토콜이 매우 적합하다. 그러나 GPSR은 차량 노드의 밀도가 낮은 환경에서는 잦은 링크 단절과 반복적인 로컬 맥시멈으로 인해 전송지연 및 데이터 손실이 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 차량의 밀도가 낮은 VANET 환경에서 효율적인 라우팅을 수행하기 위해 2-hop 이웃 노드의 존재가 없는 경우에 DTN 기반의 라우팅을 수행하는 DTVR(Delay Tolerant Vehicular Routing) 알고리즘을 제안한다. ns-2를 이용한 성능분석 결과 제안된 DTVR 프로토콜이 차량 밀도가 낮은 환경에서 기존 라우팅 프로토콜보다 성능이 우수함을 입증하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 청운대학교

References

  1. ESTI, "Intelligent Transport Systems", http://www.etsi.org/WebSite/technologies/IntelligentTransportSystems.aspx.
  2. Wireless Access for Vehicular Environment, http://www.standards.its.dot.gov/fact_sheet.asp.
  3. 류민우, 차시호, 조국현, "이동하는 차량 간 통신의 신뢰성 향상을 위한 개선된 탐욕 메시지 포워딩 프로토콜", 전자공학회논문지, 제47권 TC편 제4호, 43-50쪽, 2010년 4윌.
  4. IETF, "Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing", RFC 3561, July 2003.
  5. IETF, "Optimized Link State Routing", RFC 3628, Oct. 2003.
  6. IETF, "The Dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad Hoc Network for IPv4", RFC 4728, Feb. 2007.
  7. B. Karp and H. T. Kung, "GPSR : Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Network", in proc. of ACM/IEEE MOBICOM 2000, pp.243-254, Aug. 2000.
  8. G. Liu, B.-S. Lee, B.-C. Seet, C. H. Foh, K. J. Wong, and K.-K. Lee, "A routing strategy for metropolis vehicular communications", in proc. of International Conference on Information Networking (ICOIN'04), pp. 134-143, 2004.
  9. 류민우, 차시호, 조국현, "도심 환경에서 도로의 특성과 2-홉 이웃 노드를 고려한 차량 통신 라우팅 알고리즘", 한국통신학회논문지, 제36권 5호, pp. 464-470, 2011년 5월.
  10. X. Xing, C. Lu, R. Pless et al, "On Greedy Geographic Routing Algorithms in Sensing Covered Networks", in proc. of ACM Mobihoc'04, pp. 31-42, May 2004.
  11. F. Kuhn, R. Wattenhofer, et al., "Asymptotically Optimal Geometric Mobile Ad-hoc Routing", in proc. of the 6th ACM DIALM'02, pp. 24-33, 2002.
  12. C. Lochert, M. Mauve, H. Fler, H. Hartenstein. "Geographic Routing in City Scenarios," ACM Mobile Computing and Communications Review, vol. 9, no. 1, pp. 69-72, 2005. https://doi.org/10.1145/1055959.1055970
  13. Delay Tolerant Networking research group, http://www.dtnorg.org.
  14. 유준, 황재룡, 오하영, 김종권, "VANET에서의 DTN 라우팅", 정보과학회지, 제27권 제9호, 2009 년 9월.
  15. 장덕현, 심윤보, 김길수, 최낙중, 류지호, 권태경, 최양희, "이동성 정보를 이용한 DTN 네트워크 라우팅 프로토콜", 정보과학회논문지: 정보통신 제36 권 2호, 2009년 4월.
  16. 류민우, 윤재석, 이상신, 원광호, 조국현, "전기자동 차와 충전인프라 간의 정보교환을 위한 서비스 프 레임워크 및 통신 방법에 관한 연구," 한국산학기술학회논문지, 제12권 6호, 2011년 6월.
  17. 배서연, 김낙명, "VANET 환경에서 실시간 데이터 포워딩 진작을 위한 적응형 인센티브/토폴로지 제어 기법", 전자공학회논문지, 제48권 TC편 제7호, 1-8쪽, 2011년 7월.