VANET에서의 슬롯 상태 정보 공유 기반 분산 스케줄링 알고리즘

Abstract

본 논문에서는 분산 무선 네트워크인 차량 네트워크 환경에서의 슬롯 상태 정보를 교환하는 캐리어 감지 기반 시분할 매체 접근 프로토콜을 제안한다. 현재의 V2X(Vehicle-to-everything) 통신 표준인 IEEE 802.11p 는 CSMA/CA 를 기반으로 동작하는데, 경쟁 방식의 CSMA/CA 는 통신 노드 수가 많을수록 패킷 충돌 횟수가 급격히 증가하는 치명적인 문제점을 가지고 있다. STDMA(Self-organizing Time Division Multiple Access)는 브로드캐스팅 되는 슬롯 정보와 다른 차량의 위치 정보를 듣고 스스로 슬롯을 정해진 범위 내에서 선택하는 분산 매체 접근 방식을 사용하고 있으며, ETSI(European Telecommunications Standards Institute)에서 이 기법에 대한 평가를 진행하고 있다. STDMA 는 차량의 BSM(Basic Safety Message)에 포함된 GPS(Global Positioning System) 정보를 이용하여 자신에게 가까운 차량이 사용하지 않는 슬롯을 점유하고, 모든 슬롯이 사용 중일 때는 가장 멀리 떨어진 차량과 같은 슬롯을 선택하여 높은 패킷 수신율을 나타내고 있다. 하지만 STDMA 에는 통신 범위 이내에서의 정보만 받아들이기 때문에 숨겨진 노드 문제에 대한 대처 방법이 없다. 이에 본 논문에서는 이웃 노드와 시간 슬롯의 상태 정보를 비교적 작은 크기의 헤더를 사용하여 교환하면서 슬롯의 충돌을 판단하는 기법을 통해 숨겨진 노드 문제를 해결하고자 한다. MAC 스케줄링 효과를 높이기 위해 주고받은 슬롯 상태 정보를 지능적으로 활용하는 방법을 고안하고, 이를 시뮬레이션을 통해 타 기법과 비교하여 우수성을 입증하였다.