차량 간 통신에서 경로 최적화 알고리즘 개발

Abstract

VANET(차량환경 애드혹 네트워크: Vehicular Ad-Hoc Network)는 차량환경의 높은 이동성, 넓은 통신 반경, 제한적인 토폴로지 등의 특징을 갖는 애드혹 네트워크이다. 이러한 특징들은 VANET 네트워크 알고리즘 설계에 큰 영향력을 미친다. VANET의 노드는 무선 네트워크 통신 디바이스, GPS, 전자 지도, 센서들과 관련된 정보들을 전송하는 도구이며, 각 노드들은 다른 노드들과 V2V, V2I 모드를 통해 데이터를 교환한다. MANET에서는 데이터그램 전송을 위한 많은 라우팅 프로토콜이 존재 한다. 하지만 이것들은 VANET 환경에서 사용하기에 적당하지 않다. VANET 환경에서는 빠르게 이동하는 노드들의 특성에 의해 라우팅 경로가 금방 나빠 질 수 있을 것이다. 즉 노들들의 빠른 이동에 의해 과거 최적으로 설정된 경로는 현재에선 최적의 경로가 아닐 수 있고, 경로의 노드 수가 줄어들어 경로는 짧아질 수 있을 것이다. 이러한 특성을 갖는 차량환경에서는 적당한 시기에 라우팅 경로가 업데이트 되지 않는다면, 데이터그램 라우팅을 위한 많은 시간과 주파수 리소스가 낭비될 것이다. 본 논문에서는 적당한 시기에 라우팅 경로 최적화를 위한 라우팅 경로 최적화 알고리즘은 제안한다. 이 라우팅 경로 최적화 알고리즘에서는 각 노드는 라우팅 경로에 있는 모든 노드들의 위치를 비교하고, 사용될 수 있는 수많은 라우팅 프로토콜 중에서 MFR, I-PBBLR, DREAM, LAR, GRID, TERMINODES, LABAR, SPAAR, AODPR, GPSR 등의 위치 기반 라우팅 프로토콜만이 VANET환경에서 직접적으로 사용 가능하다. 본 논문에서는 라우팅 경로 최적화 알고리즘과 위치 기반 라우팅 프로토콜 중 가장 많이 사용되고 있는 LAR 프로토콜과의 결합을 통하여 VANET 환경에 알맞은 라우팅 프로토콜을 제안하며, 기존 LAR 프로토콜과의 비교를 통해 라우팅 경로 최적화 알고리즘의 효과를 보이고자 한다.; Vehicular Ad-Hoc network (VANET) is a special case of wireless Ad-Hoc network. VANET has some special characteristics different from that of a common wireless Ad-Hoc network, such as high mobility, large range network, limited network topology, and etc, which have a large influence on the design of a VANET network algorithm. A node of VANET is a transport instrument equipped with wireless network communication device, global positioning system (GPS), electronic map and some sensors which are used to report some related information. Mobile nodes exchange data with one another under Vehicle-to-Vehicle or Vehicle-to-Infrastructure mode. There are many routing protocols that can be used to transmit data in MANET, but they are not designed for VANET. In VANET, fast movement of the node makes the route which was set by the routing protocol becomes much worse quickly. In these situations, the route can be optimized by removing some redundant nodes, making it much shorter. If the route is not updated, it will waste both of a lot of time and bandwidth resource for the data transmission, and will lead to a big routing burden. A route optimization algorithm is proposed in this paper. In this algorithm, each node compares the location of all other nodes used in this route, and then deletes some redundant nodes from the original route. Among the different routing protocols which can be used in MANET directly, only some position based routing protocols can be used in VANET environment directly, like MFR, I-PBBLR, DREAM, LAR, GRID, TERMINODES, LABAR, SPAAR, AODPR, GPSR, and so on. Among these protocols, the most famous one is LAR, so the proposed algorithm is combined with LAR routing protocol to examine the efficiency in this paper.