The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Effective Emergency-Warning Message Transmission in the Vehicle-to-Vehicle Communication Environment

차량 간 통신 환경에서 효과적인 위험 경고 메시지 전송 방안

  • 변재욱 (울산대학교 전기공학부) ;
  • 권성오 (울산대학교 전기공학부)
  • Received : 2011.10.18
  • Accepted : 2012.01.10
  • Published : 2012.01.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, we propose an algorithm to improve collision avoidance in Vehicle-to-Vehicle (V2V) networks based on IEEE 802.11p. Since IEEE 802.11p adopts CSMA/CA as a multiple access scheme and an emergency warning message (EWM) is delivered to behind vehicles in a multi-hop manner, due to transmission collision, the more vehicles in the vehicle chain results in a longer delay. The longer delay increases the possibility of a rear-end collision. In order to ensure message reception with low latency, we consider implicit acknowledgement of a broadcasted EWM message and propose an algorithm to reduce redundant message transactions, called Two-Way Implicit Acknowledgement (TWIA). By simulations, we show that our proposed algorithm can reduce the latency until the last car receives the message by 9% and the success rate every car receives the message within 0.7sec by 12% at 100 fixed-number-of-car environment.

차량 사용이 증가함에 따라 교통안전에 관한 문제가 심각해지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 근래에는 차량에 통신 기술을 접목한 ITS (Intelligent Transportation System)기술로 차량의 안전성을 강화하려는 연구가 진행되고 있다. 차량 안전 네트워크 규격인 WAVE는 방송형 멀티홉으로 전송하고 다중접속방법으로 CSMA/CA를 사용하므로 차량 수가 증가하면 빈번한 전송 시도로 인해 성능이 급격히 저하되는 특징이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 메시지 전송차량과 수신차량의 위치관계를 이용하여 불필요한 메시지 전송을 줄이는 양방향 묵시적 수신확인 방안(TWIA: Two-Way Implicit Acknowledgement)을 제안한다. 제안한 TWIA는 전방과 후방의 차량으로부터 같은 메시지를 받으면 메시지 전달이 성공적인 것으로 간주하여 더 이상 재전송하지 않으므로 불필요한 메시지 전송을 줄인다. 실험을 통해 기존의 위험 경고 메시지 전송방안과 성능비교를 하였으며, 100대 차량을 기준으로 맨 뒤 차량까지의 전송 지연은 9%의 성능 개선이 되었고, 일정 구간 내에 모든 차량의 메시지 수신 성능은 0.7초 이내 수신 성공률이 12%가 개선되었다.

Keywords

References

  1. 보건복지부, "교통사고(일반) : 개요 및 주요 손상기전," 2011.
  2. 도로교통공단, "지역별 교통사고통계 보고서", 2011.
  3. C. D. Wang, and J. P. Thompson. "Apparatus and method for motion detection and tracking of objects in a region for collision avoidance utilizing a real-time adaptive probabilistic neural network,", US.Patent No. 5,613,039, 1997.
  4. M. Green, "How Long Does It Take To Stop? Methodological Analysis of Driver Perception-Brake Times", Transportation Human Factors, 2(3):195-216, 2000. https://doi.org/10.1207/STHF0203_1
  5. 곽동용, 이소연, 윤현정, "V2X 네트워킹 기술 표준화 동향", TTA Journal, No.124, pp.70-74, 8월, 2009.
  6. ASTM E2213-03, "Standard Specification for Telecommunications and Information Exchange Between Roadside and Vehicle Systems - 5 GHz Band Dedicated Short Range Communications (DSRC) Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications", ASTM International, 7월, 2003.
  7. S.Biswas, R, Tachikou, F. Dion, "Vehicle-to-Vehicle Wireless Communication protocols for Enhancing Highway Traffic Safety", IEEE Communication Magazine, pp.74-82, Jan., 2006.
  8. 이성렬, 유준, 정지웅, 정승은, 김종권, "VANET에서의 무선 전송 기술 : IEEE 802.11p WAVE Standar 중심으로", 정보통신기술, Vol.22, No.1, 5월, 2008.
  9. TechnoCom, "The WAVE Communications Stack: IEEE 802.11p, 1609.4 and 1609.3", IEEE VTC'07, 9월, 2007.
  10. S. Rackley, "Wireless networking technology: from principles to successful ", Elsevier, 2007.
  11. F. Bay, H. Krishnan, V. Sadekar, G. Holland, T. Elbatt, "Towards Characterizing and Classifying Communication-based Automotive Applications from a Wireless Networking Perspective", IEEE workshop on Automotive Networking and Applications, 2006.
  12. P. Brenner, "A Technical Tutorial on the IEEE 802.11 Protocol", Breezecom Wireless Communication, pp.1-24, 1996.
  13. X. Yang, J. Liu, F. Zhao, N. H. Vaidya, "A Vehicle-to-Vehicle Communication protocol for Cooperative Collision Warning", MobiQuitous'04, pp.114-123, 2004.