Channel Busy Ratio를 사용한 개선된 V2X 혼잡 제어 알고리즘

Abstract

V2X 네트워크의 혼잡 상황을 제어하는 알고리즘은 기존의 V2X 표준에 명시되어 있다. 그러나 기존의 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 기반 혼잡 제어 알고리즘은 특정 변수들(Radiated Power, Channel Busy Percentage 등)을 기반으로 구성되어 있는데 이는 실제 환경에서의 적용이 어렵다. 이에 따라 본 논문은 다양한 혼잡 상황을 고려하여 V2X 통신 혼잡 단계를 설정하고, 해당 단계에 따라 V2X 메시지 전송 주기를 조절하는 개선된 혼잡 제어 알고리즘을 제안한다. 개선된 알고리즘은 Network Simulator 3 환경에서 평가되었으며, BSM(Basic Safety Message), WSA(Wave Service Advertisement)와 같은 자주 사용되고 중요성이 높은 V2X 메시지들을 활용하여 혼잡 상황을 판단하고, RSU를 통해 측정된 CBR(Channel Busy Ratio)을 기반으로 11단계의 혼잡 단계를 설정한다. 이에 따라 다른 BSM 전송 주기를 설정하여 알고리즘을 구성하고 V2X 네트워크 혼잡 상황에서의 혼잡 제어 능력을 평가한 결과 CBR은 최소 50%에서 최대 160% 사이에서 일정한 값으로 안정화 되는 것을 확인할 수 있었다.| The algorithm controlling congestion situations in V2X networks is explicitly outlined in existing V2X standards. However, the current WAVE (Wireless Access in Vehicular Environment) based congestion control algorithm is configured based on specific variables (such as Radiated Power, Channel Busy Percentage), making its practical application challenging in real-world environments. In response, this paper proposes an improved congestion control algorithm that considers various congestion situations in V2X communication. The algorithm sets congestion stages for V2X communication, adjusting the transmission frequency of V2X messages according to these stages. The enhanced algorithm was evaluated in the Network Simulator 3 environment, utilizing frequently used and highly important V2X messages such as BSM(Basic Safety Message) and WSA(Wave Service Advertisement) to assess congestion situations. And proposed algorithm sets 11 congestion levels based on the CBR(Channel Busy Ratio) measured through RSU(Road Side Unit). Consequently, the algorithm configures different BSM transmission frequencies, and the evaluation of this algorithm demonstrates its congestion control capabilities in V2X network congestion scenarios. The results indicate that the CBR stabilizes at a consistent value within the range of 50% to 160%.