차량 애드혹 네트워크를 위한 IEEE 802.11 MAC의 성능 향상 방안 연구

Abstract

본 논문에서는 IEEE 802.11 애드혹 네트워크에 차량 환경을 적용하여 성능분석을 시행하고 요구사항을 도출하였으며, 그 결과를 바탕으로 차량 애드혹 네트워크를 위한 MAC(Medium Access Control) Scheme을 제시하였다. 성능분석은 차량환경의 대표적 특징인 상대속도를 가진 이동성의 영향에 따른 MAC Access 메커니즘에 중점을 두었다. 상대속도가 낮은 경우는 RTS/CTS(Request To Send/Clear To Send) 방식이 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식에 비해 우수한 성능이 나타났으며, 상대속도가 높을 경우는 CSMA/CA 방식의 성능이 우수하게 나타났다. 이는 상대속도가 낮으면 RTS와 CTS 교환으로 채널을 점유함으로써 충돌이 감소하나 상대속도가 높을수록 토폴로지의 변화가 커지므로, RTS와 CTS 교환으로 채널을 점유하더라도 노드가 통신영역을 이탈하거나 다른 노드가 침입하여 충돌이 증가하기 때문이다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 상대속도와 패킷 길이에 따라 MAC Access 메커니즘을 동적으로 선택하여 사용하는 MAC Scheme을 제시하고 성능을 평가하였다. 새로운 MAC Scheme의 평가 결과는 패킷 길이가 256bytes 일 때, 180Km/h 미만에서 CSMA /CA 방식에 비해 약 6.1%, 180Km/h 이상에서 RTS/CTS 방식 보다 약 13.3% 향상된 성능을 나타냈다. 패킷 길이가 512bytes 일 때는, 120Km/h 미만에서 CSMA/CA 방식에 비해 약 15.4%, 120Km/h 이상에서 RTS/CTS 방식 보다 약 10.9% 향상된 성능을 나타냈다. 또한, 패킷 길이가 1024bytes 일 때, 60Km/h 미만에서 CSMA/CA 방식에 비해 약 16.1%, 60Km/h 이상에서 RTS/CTS 방식 보다 약 7.9% 향상된 성능을 나타냈다.; The relative velocity of the v2v in a vehicular Ad-hoc environment which has a high mobility is an important factor which causes the change of network topology. Besides, this change of network topology influences on the efficiency of a vehicular Ad-hoc networks. Accordingly, the suitable mechanism is needed for the improvement of this efficiency. This paper proposes the new scheme of IEEE 802.11 MAC(Medium Access Control) to improve the efficiency of vehicular Ad-hoc networks. MAC scheme updates RTS threshold according to the relative velocity and the length of data frames. This updated RTS threshold determines MAC multiple-access mechanism. To evaluate the efficiency, this paper analyses RTS/CTS(Request To Send/Clear To Send) mechanism which is the existing multiple mechanism, CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) mechanism, and the MAC throughputs. As a result, the proposed MAC scheme will show the more advanced efficiency in Ad-hoc networks.