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베이지안 게임모델을 적용한 P-persistent MAC 기반 주기적 안정 메시지 전송 방법

Title
베이지안 게임모델을 적용한 P-persistent MAC 기반 주기적 안정 메시지 전송 방법
Other Titles
A Stability of P-persistent MAC Scheme for Periodic Safety Messages with a Bayesian Game Model
Author
이병호
Keywords
vehicular safety communications; game theory; 802; 11p; beacon; p-persistent
Issue Date
2013-07
Publisher
한국통신학회, 2013.
Citation
한국통신학회논문지., 388, 7, 543 - 552
Abstract
차량통신간 자동차의 정보를 포함하는 메시지인 비콘을 주변의 자동차들에게 주기적으로 전송함으로 차량간의 안전을 보장해야 할 필요가 있다. 그러나 IEEE 802.11p/WAVE 환경에서는 혼잡상황에서 비콘 전송을 경쟁윈도우(Contention window)를 기반으로 한 MAC (Medium Access Control)에서 해결하도록 하였기 때문에 비콘 전송 과정에 충돌이 발생한다. 본 논문에서는 차량 혼잡 상황에서 비콘의 충돌을 막기 위해서 MAC 구조를 슬롯 p-persistent CSMA (Carrier Sense Multiple Access)라 가정하여 전송 확률에 대한 보수행렬(payoff)을 이용한 비 협조적 베이지안 게임이론을 적용하여 베이지안 내쉬 균형점(BNE)을 도출하였다. 본 논문에서는 도출된 BNE를 가지고 포화 상태에서 비콘 전송률을 높일 수 있는 혼잡 제어 알고리즘을 제안했다. 제안된 알고리즘으로 경쟁윈도우크기와 주변 자동차 수에 관련된 함수를 통해 전송 확률을 계산하였다. 시뮬레이션 결과를 통해서 제안된 알고리즘이 안정적으로 동작함을 보였다. For the safety messages in IEEE 802.11p/WAVE vehicles network environment, strict periodic beacon broadcasting requires status advertisement to assist the driver for safety. In crowded networks where beacon message are broadcasted at a high number of frequencies by many vehicles, which used for beacon sending, will be congested by the wireless medium due to the contention-window based IEEE 802.11p MAC. To resolve the congestion, we consider a MAC scheme based on slotted p-persistent CSMA as a simple non-cooperative Bayesian game which involves payoffs reflecting the attempt probability. Then, we derive Bayesian Nash Equilibrium (BNE) in a closed form. Using the BNE, we propose new congestion control algorithm to improve the performance of the beacon rate under saturation condition in IEEE 802.11p/WAVE vehicular networks. This algorithm explicitly computes packet delivery probability as a function of contention window (CW) size and number of vehicles. The proposed algorithm is validated against numerical simulation results to demonstrate its stability.
URI
http://koreascience.or.kr/article/ArticleFullRecord.jsp?cn=GCSHCI_2013_v38Bn7_543http://hdl.handle.net/20.500.11754/43819
ISSN
1226-4717; 1226-4717; 1226-4717; 2287-3880
DOI
10.7840/kics.2013.38B.7.543
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