차량통신환경에서 통신파라미터를 이용한 차량밀도측정방법의 연구

Abstract

차량의 주행 중 발생하는 추돌사고는 치사율이 높으며 연쇄추돌사고를 야기하여 대형 사고로 이어질 위험이 크다. 대부분의 전방추돌사고의 원인은 운전자의 부주의와 악천후로 인한 시계확보의 어려움으로 추돌을 치하기 위한 차간 거리를 충분히 유지하지 못하기 때문이다. 특히 운전자의 제한적인 시각 능력과, 위험상황을 판단하고 결정하는데 필요한 반응지연시간은 고속으로 이동하는 차량의 연쇄추돌 사고에 큰 영향을 미치다. 무선 통신 기술이 발전하면서 이러한 문제를 해결하기 위해 자동차의 안전서비스에 무선 통신을 이용하기 위한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 그중에 자동차 환경에 적합한 IEEE 802.11 기반 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 통신 표준이 제정되었다. 대표적인 안전서비스로 전방 충돌 경고, 차선 변경 경고, 그리고 긴급 전자 제동 전등 어플리케이션들이 있으며 이서비스들은 실시간으로 수집되는 주변 차량의 위치정보를 이용하여 운전자에게 경고 메시지를 표시한다. 이러한 서비스가 진행되기 위해서 각 차량이 주기적으로 자신의 위치와 속도 정보를 포함한 BSM(Basic Safety Message)를 10Hz 의 주기로 브로드캐스팅 한다. 이때, 도심과 같이 차량 밀도가 높은 도로상황에서는 무선 채널의 혼잡이 야기되고 이로 인한 전송 충돌로 안전메시지의 전달률이 감소하여 차량 사고율에 심각한 영향을 줄 수 있다. 위와 같은 상황에 대처하기 위해서 브로드캐스트 전송출력 조절을 통하여 신호 전파거리를 조절하거나, 전송빈도를 낮게 전송함으로써 혼잡 상황을 최소화 시키며 정확한 차량 밀도 측정 정보는 유용한 정보가 된다. 본 논문에서는 차량에서 발생한 네트워크 파라미터중인 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 측정값을 이용하여 다양한 환경에서 주변 차량 밀도 측정 방법을 소개한다. 또한 노변 인프라 필요 없이 측정되기 때문에 무선 채널의 부담을 줄이고 차량의 수를 측정할 수 있게 보정한다. 특히 무선 채널 상황이 혼잡하여 브로드캐스트 전달률이 낮은 환경에서도 효과적으로 동작할 수 있고 다른 기법을 비교하여 WAVE 환경에서 SINR를 이용한 치량 밀도 측정방법의 우수성을 보인다. 제안된 알고리즘은 IEEE 802.11p를 지원하는 NS-2 시뮬레이터를 통하여 성능을 검증하였다.