차량 간 통신에서 라우팅 경로 유지를 위한 지역 복구 알고리즘 개발

Abstract

Vehicular Ad-Hoc Network(VANET) is a special type of Mobile Ad Hoc Network(MANET), where wireless-equipped vehicles form a network spontaneously while traveling along the road. Direct wireless transmission from vehicle to vehicle is possible where there is no telecommunication infrastructure such as the base station of cellular phone systems or the access points of wireless dedicated access networks, needed in the previous Intelligent Transportation Systems (ITS). The routing of data packets through the VANET is very complex since the network topology and the communication conditions may vary quickly. Several factors such as the type of road, daytime, weather, traffic density and even driver himself affect the movement of vehicles on a road and hence the network topology changes frequently. The routing protocol for VANET should have a capability to adapt itself to theses changes continuously. We have proposed a new routing protocol for vehicle to vehicle in VANET. In this algorithm, an intermediate node moving at significantly high relative velocity than its previous node and next node in the routing path ensures that it doesn’t cause path loss. The node has location and velocity information of its neighbors. Based on this information, it calculates when it will leave the overlap radio range of the previous node and the next node. Just before leaving this range, the node sends a handoff packet to the next node. This packet contains address of any other intermediate node in the region common to radio ranges of the previous node and the next node. Upon receipt of this handoff packet, the next node unicasts a recovery RREQ packet to this new intermediate node. The previous node and the next nodes can now communicate via this new intermediate node. Thus link breakage is prevented. We have simulated this protocol using the Qualnet 3.9. The simulation results show that both the number of the link broken and the network load become much lower than those value of AODV protocol and the number of routing packets transmitted per data packet are reduced about 20 ~ 30%.; 현재까지 연구되어 온 VANET의 라우팅 프로토콜은 기존의 MANET을 기반으로 연구되어져 왔기 때문에 차량 및 도로 환경에서 빠른 이동성을 가지는 VANET에서 많은 약점을 가지고 있다. 본 논문에서는 차량 및 도로라는 특수한 환경에서 빠른 이동성을 가진 노드들이 데이터 패킷의 전송 시에 경로가 끊어지는 것을 미리 예방하여 빠른 경로 재설정을 할 수 있는 최적의 방안을 제안하고자 한다. VANET이 MANET과 비교해서 나타나는 가장 큰 특징으로 이동성을 가진 노드라고 할 수 있는데 이런 빠른 이동성으로 인하여 잦은 토폴로지의 변화 , 짧은 링크 생존율을 통하여 통신 단절이 일어나는 문제점을 해결하기 위하여 각 노드들이 자신의 임계영역을 유지하고 핸드오프 기법을 사용함으로써 경로단절을 방지하는 것이다. 통신 중의 한 중간 노드가 이동하면서 경로를 벗어나게 될 때, 자신이 설정해 놓은 임계영역으로 들어가면 자신의 다음 노드에게 핸드오프 패킷을 발생시키고, 핸드오프 패킷을 수신한 노드는 경로가 단절되기 전에 노드 자신의 거리 테이블과 recovery RREQ를 이용해서 미리 우회 경로를 설정해 놓는다. 그럼으로써 중간 노드가 경로를 벗어나게 되어도 지속적으로 통신이 가능하게 되는 것이다. Qualnet 3.9 시뮬레이션을 통하여 프로토콜의 성능을 검증하였다. 실험을 통하여 제안하는 프로토콜의 처리량은 약 30%가량 증가하였고, 불필요하게 많이 발생되었던 RREQ 패킷과 RERR 패킷의 발생 수는 약 20% 감소시킴으로써 성능향상에 크게 기여를 하였다. 또한 제안하는 프로토콜은 핸드오프 기법을 통해서 경로를 재설정하기 때문에 경로가 끊어지는 것을 사전에 방지할 수 있고, 경로 재설정 과정에서 recovery RREQ를 유니캐스트로 전송하기 때문에 적은 수의 제어 패킷을 사용하면서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다. 위의 결과를 종합해보면 본 논문에서 제안하는 프로토콜은 경로 단절을 방지함으로써 데이터 패킷의 전송에 신뢰성을 높일 수 있고, 전체 네트워크의 부하를 줄임으로써 처리량을 높일 수 있기 때문에 차량 간 통신에 적용 시 많은 장점을 가질 수 있음을 보여준다.