• 인터넷정보학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.95-102
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• 2012

차량 애드 혹 네트워크(VANETs)를 위한 응용들의 개발은 지능적 안전 운송시스템 제공이라는 매우 제한적인 명확한 목표를 가지고 있다. 공공의 안전을 위한 긴급경고 기술은 제한된 시간에 신속하고 효율적으로 경고 메세지를 전달하는 지능형 방송 기법을 필요로 하는 응용중의 하나이다. VANETs 방송 프로토콜 설계 시에 접근제어 계층에서 여러 노드들이 동시에 전송을 시도할 경우, 다수 패킷들의 충돌과 여분의 지연을 발생하는 방송폭풍 문제가 고려되어야 한다. 본 논문에서는, 효율적으로 방송폭풍 문제와 시간 한계를 해결할 수 있는 조기 지능형 경보 방송(EI-CAST) 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 충돌시간(TTC)에 기초한 조기경보 기술과 퍼지논리에 기초한 지능형 방송 기술을 사용하며, 시뮬레이션을 통해 제안 알고리즘과 기존 경보방송 알고리즘의 성능을 비교 평가 하였다. 실험결과 제안 알고리즘의 경우 경보 전송거리 4 km 이내의 차량들은 사고발생 이전에 경보메시지를 수신할 수 있으며 패킷 충돌이 없음을 확인할 수 있었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권6호
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• pp.574-588
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• 2009

Although much research has been conducted in the area of authentication in wireless networks, vehicular ad-hoc networks (VANETs) pose unique challenges, such as real-time constraints, processing limitations, memory constraints, frequently changing senders, requirements for interoperability with existing standards, extensibility and flexibility for future requirements, etc. No currently proposed technique addresses all of the requirements for message and entity authentication in VANETs. After analyzing the requirements for viable VANET message authentication, we propose a modified version of TESLA, TESLA++, which provides the same computationally efficient broadcast authentication as TESLA with reduced memory requirements. To address the range of needs within VANETs we propose a new hybrid authentication mechanism, VANET authentication using signatures and TESLA++ (VAST), that combines the advantages of ECDSA signatures and TESLA++. Elliptic curve digital signature algorithm (ECDSA) signatures provide fast authentication and non-repudiation, but are computationally expensive. TESLA++ prevents memory and computation-based denial of service attacks. We analyze the security of our mechanism and simulate VAST in realistic highway conditions under varying network and vehicular traffic scenarios. Simulation results show that VAST outperforms either signatures or TESLA on its own. Even under heavy loads VAST is able to authenticate 100% of the received messages within 107ms. VANETs use certificates to achieve entity authentication (i.e., validate senders). To reduce certificate bandwidth usage, we use Hu et al.'s strategy of broadcasting certificates at fixed intervals, independent of the arrival of new entities. We propose a new certificate verification strategy that prevents denial of service attacks while requiring zero additional sender overhead. Our analysis shows that these solutions introduce a small delay, but still allow drivers in a worst case scenario over 3 seconds to respond to a dangerous situation.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.51-70
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• 2017

차량이동통신망의 가장 중요한 서비스 중의 하나인 안전운전 및 사고방지는 브로드캐스트의 신뢰적 전송에 크게 좌우된다. 브로드캐스트의 신뢰적 전송과 관련된 기존 연구들은 네트워크 밀집 상황에 따라 경쟁윈도우(Contention Window)의 크기를 휴리스틱하게 조절하는 방법을 통해 신뢰적 전송이 가능하도록 제안하고 있으나, 이러한 방법들은 여러 가지 문제점들을 가지고 있다. 본 논문에서는 경쟁 노드들의 수와 경쟁윈도우의 크기에 따른 싱글홉 브로드캐스트 전송 실패 확률을 계산할 수 있는 확률모델을 제안한다. 이 모델을 통해 경쟁노드의 수에 따른 브로드캐스트 전송 실패 확률을 최소로 하는 경쟁윈도우의 최소 크기를 계산하고, 브로드캐스트 시 경쟁윈도우의 크기로 사용함으로써, 가능한 최소의 전송딜레이를 가지는 동시에 브로드캐스트 전송 신뢰도를 크게 향상시킨다. 이 모델의 정확도 및 싱글홉, 멀티홉 브로드캐스트 전송의 신뢰도를 다양한 네트워크 밀도 시나리오에 따른 시뮬레이션을 통해 검증하였고, 거의 100 퍼센트에 가까운 신뢰적 전송 결과를 보여준다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권6호
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• pp.108-117
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• 2011

서울시는 2001년부터 실시간 신호제어시스템(COSMOS)를 운영하고 있으며, 도시부 신호교차로의 신호운영 자료인 포화도 및 대기길이의 산출을 위하여 검지기를 설치해 차량으로부터 기초자료를 습득하고 있다. 현재 가장 보편적으로 사용하는 것은 유도성 루프검지기로 도로의 노면에 매설하는 방식이라 유지 보수가 용이하지 않고 비용이 많이 드는 단점이 있다. 또한 대기길이의 산정시 검지기를 통과하는 차량의 속도만으로 계산해야하기 때문에 속도측정 오차 발생시에 대기길이의 값에 영향을 미치게 된다. 제안하는 알고리즘은 카메라, 센서 및 이미지처리 장치와 같은 추가적인 장치 없이, VANETs(Vehicular Ad-hoc Networks)의 차량 간의 통신을 이용하고 각 방향별 그룹을 설정하여 교차로에서 원활한 교통 흐름을 가능케 하는 실시간 교통신호 제어 시스템을 제안한다. 본 연구에서 제안한 알고리즘은 GLD(Green Light District) Simulator를 기반으로 단일교차로 모델에서 AJWT(Average Junction Waiting Time)와 TQL(Total Queue Length) 에 대해서 확인하였으며 그 결과를 무작위(Random) 제어방식 및 최상우선(Best first) 제어방식과 비교하여 더 나은 결과를 보였다. 향후 VANETs를 활용한 실시간 제어방법이 보편화 될 경우 무선 통신기술을 이용한 교차로의 교통제어기술을 제안한 본 연구는 그 활용가치가 높을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제21권4호
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• pp.783-793
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• 2010

Several multi-hop applications developed for vehicular ad hoc networks use broadcast as a means to either discover nearby neighbors or propagate useful traffic information to other vehicles located within a certain geographical area. However, the conventional broadcast mechanism may lead to the so-called broadcast storm problem, a scenario in which there is a high level of contention and collisions at the link layer due to an excessive number of broadcast packets. We present a fuzzy alert message dissemination algorithm to improve performance for road safety alert application in Vehicular Ad-hoc Network (VANET). In the proposed algorithm, when a vehicle receives an alert message for the first time, the vehicle rebroadcasts the alert message according to the fuzzy control rules for rebroadcast degree, where the rebroadcast degree depends on the current traffic density of the road and the distance between source vehicle and destination vehicle. Also, the proposed algorithm is the hybrid algorithm that uses broadcast protocol together with token protocol according to traffic density. The performance of the proposed algorithm is evaluated through simulation and compared with that of other alert message dissemination algorithms.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권12호
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• pp.5729-5744
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• 2017

Vehicular Ad Hoc Networks (VANET) in the large-scale road section usually have typical characteristics of large number of vehicles and unevenly distribution over geographic spaces. These two inherent characteristics lead to the unsatisfactory performance of VANETs. This poor performance is mainly due to fragile communication link and low dissemination efficiency. We propose a novel routing mechanism to address the issue in the paper, which includes a competition-based routing discovery with priority metrics and a local routing repair strategy. In the routing discovery stage, the algorithm uses adaptive scheme to select a stable route by the priorities of routing metrics, which are the length of each hop, as well as the residual lifetime of each link. Comparisons of different ratios over link length and link stability further show outstanding improvements. In the routing repair process, upstream and downstream nodes also compete for the right to establish repair process and to remain as a member of the active route after repair. Our simulation results confirm the improved performance of the proposed algorithm.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권5호
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• pp.2338-2356
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• 2019

Vehicular ad-hoc network (VANET) is the name of technology, which uses 'mobile internet' to facilitate communication between vehicles. The aim is to ensure road safety and achieve secure communication. Therefore, the reliability of this type of networks is a serious concern. The reliability of VANET is dependent upon proper communication between vehicles within a given amount of time. Therefore a new formula is introduced, the terms of the new formula correspond 1 by 1 to a class special ST route (SRORT). The new formula terms are much lesser than the Inclusion-Exclusion principle. An algorithm for the Source-to-Terminal reliability was presented, the algorithm produced Source-to-Terminal reliability or computed a Source-to-Terminal reliability expression by calculating a class of special networks of the given network. Since the architecture of this class of networks which need to be computed was comparatively trivial, the performance of the new algorithm was superior to the Inclusion-Exclusion principle. Also, we introduce a mobility metric called universal speed factor (USF) which is the extension of the existing speed factor, that suppose same speed of all vehicles at every time. The USF describes an exact relation between the relative speed of consecutive vehicles and the headway distance. The connectivity of vehicles in different mobile situations is analyzed using USF i.e., slow mobility connectivity, static connectivity, and high mobility connectivity. It is observed that $p_c$ probability of connectivity is directly proportional to the mean speed ${\mu}_{\nu}$ till specified threshold ${\mu}_{\tau}$, and decreases after ${\mu}_{\tau}$. Finally, the congested network is connected strongly as compared to the sparse network as shown in the simulation results.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제9권3호
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• pp.67-76
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• 2020

무선 통신 및 차량 기술의 발전으로 차량 간 네트워크(VANETs)는 차량간에 데이터를 전달할 수있게 되었다. 최근 VANETs은 차량의 자원을 공유하고 사용하여 부가가치 서비스를 창출하기 위해 차량 클라우드(VC)모델이 등장했다. VC를 구성하기위해서 차량은 자원을 제공하는 차량을 검색해야한다. 하지만 단일 홉 검색은 범위가 작고 통신 범위 밖에 공급차량을 검색할 수 없다. 반면 멀티 홉 검색은 넓은 통신범위를 검색 하지만 차량의 이동성으로 인해 연결 끊김이 잦고 검색에 사용되는 트래픽이 크다. 최근 많은 도로변 장치(RSU)가 도로에 배치되어 차량 정보를 수집하고 인터넷에 연결하는 역할을 한다. 따라서 VANETs에서 RSU를 이용한 차량 자원 검색 및 클러스터 구성 메커니즘을 제안한다. 본 논문에서 RSU는 차량의 위치 및 이동성 정보를 수집하고 수집된 정보를 통해 요청 차량의 VC를 구성하는데 필요한 자원을 제공 할 수 있는 공급차량을 선정한다. 제안 방안에서, 자원을 공급하는 차량을 결정하기 위한 기준으로 각 후보 차량과 요청 차량 사이의 연결 지속시간, 각 후보 차량의 가용 자원 및 요청 차량에 대한 연결 시작 시간을 고려한다. 시뮬레이션을 통해 기존 방안들과 비교하고 성능의 향상을 확인 하였다.

• 융합보안논문지
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• 제10권1호
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• pp.41-48
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• 2010

Greedy 프로토콜은 일반적으로 VANETs에서 좋은 성능을 보인다. 그렇지만 일시적으로 거리를 비게 만드는 교통신호가 존재하는 구간이나 분리된 도로가 합류하는 지점이 없는 urban의 도로에서 지형적인 영향으로 greedy 라우팅 프로토콜은 잘못된 경로 라우팅된 경우 불필요하게 경로가 길어지거나 라우팅 실패로 나타난다. 기존의 Greedy 라우팅 프로토콜은 단순하게 목적지 노드와의 직선거리를 가지고 노드들의 우선순위를 부여하고 가장 낮은 값을 가진 노드를 중계노드로 선택한다. VANET에서는 지리적인 환경의 특성 때문에 거리뿐만 아니라 전달 방향도 중요하다. 제안된 방법에서는 하나의 노드가 패킷을 전달할 때 목적지 노드까지의 거리와 함께 전달 방향을 고려하여 다음 노드를 선정하여 보다 안정적인 경로 설정을 할 수 있고 지형 모델이 따라 변경이 가능하다. 제안된 방법의 성능은 두 가지의 이동모델을 적용한 네트워크 시뮬레이션을 통하여 검증하였고 대부분의 경우 기존 프로토콜보다 좋은 성능을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권9호
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• pp.4228-4247
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• 2018

Many methods have been developed for the vehicles to create clusters in vehicular ad hoc networks (VANETs). Usually, nodes are vehicles in the VANETs, and they are dynamic in nature. Clusters of vehicles are made for making the communication between the network nodes. Cluster Heads (CHs) are selected in each cluster for managing the whole cluster. This CH maintains the communication in the same cluster and with outside the other cluster. The lifetime of the cluster should be longer for increasing the performance of the network. Meanwhile, lesser the CH's in the network also lead to efficient communication in the VANETs. In this paper, a novel algorithm for clustering which is based on the social behavior of Gray Wolf Optimization (GWO) for VANET named as Intelligent Clustering using Gray Wolf Optimization (ICGWO) is proposed. This clustering based algorithm provides the optimized solution for smooth and robust communication in the VANETs. The key parameters of proposed algorithm are grid size, load balance factor (LBF), the speed of the nodes, directions and transmission range. The ICGWO is compared with the well-known meta-heuristics, Multi-Objective Particle Swarm Optimization (MOPSO) and Comprehensive Learning Particle Swarm Optimization (CLPSO) for clustering in VANETs. Experiments are performed by varying the key parameters of the ICGWO, for measuring the effectiveness of the proposed algorithm. These parameters include grid sizes, transmission ranges, and a number of nodes. The effectiveness of the proposed algorithm is evaluated in terms of optimization of number of cluster with respect to transmission range, grid size and number of nodes. ICGWO selects the 10% of the nodes as CHs where as CLPSO and MOPSO selects the 13% and 14% respectively.