• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권2호
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• pp.473-493
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• 2019

5G vehicular communication is one of key enablers in next generation intelligent transportation system (ITS), that require ultra-reliable and low latency communication (URLLC). To meet this requirement, a new hybrid vehicular network structure which supports both centralized network structure and distributed structure is proposed in this paper. Based on the proposed network structure, a new vehicular network utility model considering the latency and reliability in vehicular networks is developed based on Euclidean norm theory. Building on the Pareto improvement theory in economics, a vehicular network uplink optimization algorithm is proposed to optimize the uplink utility of vehicles on the roads. Simulation results show that the proposed scheme can significantly improve the uplink vehicular network utility in vehicular networks to meet the URLLC requirements.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권7호
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• pp.3369-3385
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• 2019

There are various research challenges in vehicular ad hoc networks (VANETs) that need to be focused until an extensive deployment of it becomes conceivable. Design and development of a scalable routing algorithm for VANETs is one of the critical issue due to frequent path disruptions caused by the vehicle's mobility. This study aims to provide a novel road-aware routing protocol for vehicular networks named as Two-level hierarchical Hybrid Road-Aware (THERA) routing for vehicular ad hoc networks. The proposed protocol is designed explicitly for inter-vehicle communication. In THERA, roads are distributed into non-overlapping road segments to reduce the routing overhead. Unlike other protocols, discovery process does not flood the network with packet broadcasts. Instead, THERA uses the concept of Gateway Vehicles (GV) for the discovery process. In addition, a route between source and destination is flexible to changing topology, as THERA only requires road segment ID and destination ID for the communication. Furthermore, Road-Aware routing reduces the traffic congestion, bypasses the single point of failure, and facilitates the network management. Finally yet importantly, this paper also proposes a probabilistical model to estimate a path duration for each road segment using the highway mobility model. The flexibility of the proposed protocol is evaluated by performing extensive simulations in NS3. We have used SUMO simulator to generate real time vehicular traffic on the roads of Gangnam, South Korea. Comparative analysis of the results confirm that routing overhead for maintaining the network topology is smaller than few previously proposed routing algorithms.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권3호
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• pp.1213-1237
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• 2019

Vehicular Ad-hoc Network (VANET) facilities envision future Intelligent Transporting Systems (ITSs) by providing inter-vehicle communication for metrics such as road surveillance, traffic information, and road condition. In recent years, vehicle manufacturers, researchers and academicians have devoted significant attention to vehicular communication technology because of its highly dynamic connectivity and self-organized, decentralized networking characteristics. However, due to VANET's high mobility, dynamic network topology and low communication coverage, dissemination of large data packets (e.g. multimedia content) is challenging. Clustering enhances network performance by maintaining communication link stability, sharing network resources and efficiently using bandwidth among nodes. This paper proposes a mobility-based, multi-hop clustering algorithm, (MBCA) for multimedia content broadcasting over an IEEE 802.11p-LTE-enabled hybrid VANET architecture. The OMNeT++ network simulator and a SUMO traffic generator are used to simulate a network scenario. The simulation results indicate that the proposed clustering algorithm over a hybrid VANET architecture improves the overall network stability and performance, resulting in an overall 20% increased cluster head duration, 20% increased cluster member duration, lower cluster overhead, 15% improved data packet delivery ratio and lower network delay from the referenced schemes [46], [47] and [50] during multimedia content dissemination over VANET.

• 디지털융복합연구
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• 제10권7호
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• pp.161-166
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• 2012

고속도로에서 교통사고가 발생하면 연쇄 추돌 사고를 예방하기 위해 주변 차량에게 안전 메시지를 브로드캐스트 해야 한다. 또한, 표본 개수의 증가는 메모리의 한계 때문에 추정치의 정확도가 낮은 문제점을 가진다. 본 논문에서는 가우시안 모델에 백오프 알고리즘을 적용한 RVC 시스템을 제안한다. 그리고 이웃 노드 개수의 수집 채널, 데이터 채널, RSU 통신 채널로 분리하여 통신 지연을 예방하는 MAC 프로토콜을 제안한다. 결과적으로, 기존 기법보다 제안된 프로토콜이 프레임 수신율의 약 10% 정도 개선되었음을 확인하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제10권8호
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• pp.179-184
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• 2012

고속도로의 교통사고는 차량의 빠른 속도로 연쇄 추돌 사고를 발생시킨다. 이를 예방하기 위해 사고 차량은 주변 차량에게 안전 메시지를 브로드캐스트 해야 한다. 여기서 이웃 노드의 개수가 많으면, 프레임 충돌 확률이 높아진다. 이를 해결하기 위해, 선행 연구로 채널을 분리하여 충돌 없이 안전 메시지를 전달하는 시스템이 제안되었다. 하지만, 여러 채널의 분리는 하드웨어의 개발 비용의 증가로 실현가능성이 낮아진다. 그래서 본 논문에서는 하나의 채널로 통신할 수 있는 수퍼프레임을 적용한 TDMA 기반 MAC 프로토콜을 제안한다. 결과적으로, 제안된 프로토콜이 기존 프로토콜과 거의 같은 프레임 수신율을 보여주었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.212-217
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• 2020

최근 4차산업 혁명에 대한 관심과 더불어 자율주행 기술에 대한 요구가 높아지고 있다. V2X (vehicle to everything) 통신기술은 자율주행차량에 있어 핵심기술로서 유무선 망을 통해 차량, 인프라, 네트워크, 보행자 등과 같은 객체들과 정보를 교환하는 기술이다. 본 논문에서는 WAVE (wireless access in vehicular environment)와 LTE (long term evolution)를 복합설계하여 구현한 하이브리드 V2X 통신 시스템의 개발결과와 시스템의 성능을 확인하기 위해 커버리지 테스트를 수행한 결과를 제시한다. 커버리지 측정을 통해 하이브리드 V2X 통신 성능이 기존의 LTE나 WAVE의 단일 통신 시스템보다 통신 커버리지에 있어 우수하여 자율주행서비스에 효율적으로 적용 가능하다는 것을 보인다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.213-219
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• 2018

본 논문에서는 차량 환경에 적합하게 설계된 C-ITS 통신프로토콜과 이동 통신 프로토콜인 Legacy LTE 통신 기술을 함께 지원하는 하이브리드 V2X 통신모듈의 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 설계 방안을 제안하고 설계과정을 제시한다. C-ITS는 저 지연 특성으로 인해 안전 서비스 어플리케이션에 적합하며, Legacy LTE는 고지연, 고용량 특성으로 인해 교통정보, 인포테인먼트와 같은 비 안전 어플리케이션에 적합한 기술이다. 하이브리드 V2X 통신 모듈은 복수의 통신기술로 WAVE와 LTE를 지원하고, WAVE에 대해서는 복수채널 통신을 지원하여, 자율주행 차량에 LDM, 측위보정정보 등의 도로정보를 실시간으로 전달하기 위한 목적으로 설계된다. 본 논문에 제시된 주요 설계 결과는 향후 차량용 하이브리드 V2X 통신 단말기 구현에 적용될 예정이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.521-526
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• 2020

본 논문은 상용차의 자율 군집주행 플랫폼을 평가함에 있어 차량 환경용 C-ITS 통신프로토콜인 WAVE 통신 및 LTE-V2X 통신과 상용 이동통신인 Legacy LTE 통신을 결합한 하이브리드 V2X 통신 플랫폼의 설계 방안을 제안하고 설계과정을 제시한다. 안전하고 효율적인 자율 군집주행 플랫폼을 위해 C-ITS 통신 기반의 저 지연 통신기능이 요구되며 또한 이를 관제하기 위해서 상시 연결이 가능한 Legacy LTE 등의 상용 통신기능이 요구된다. 이러한 시스템을 평가하기 위해서 평가 장비는 동일 수준 이상의 통신성능을 가져야 한다. 본 논문에서 제시되는 주요 설계 내용은 기능 평가를 위한 하이브리드 V2X 단말기 구현에 적용될 예정이다.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제6권3호
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• pp.227-242
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• 2012

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs) are highly dynamic and unstable due to the heterogeneous nature of the communications, intermittent links, high mobility and constant changes in network topology. Currently, some of the most important challenges of VANETs are the scalability problem, congestion, unnecessary duplication of data, low delivery rate, communication delay and temporary fragmentation. Many recent studies have focused on a hybrid mechanism to disseminate information implementing the store and forward technique in sparse vehicular networks, as well as clustering techniques to avoid the scalability problem in dense vehicular networks. However, the selection of intermediate nodes in the store and forward technique, the stability of the clusters and the unnecessary duplication of data remain as central challenges. Therefore, we propose an adaptable destination-based dissemination algorithm (DBDA) using the publish/subscribe model. DBDA considers the destination of the vehicles as an important parameter to form the clusters and select the intermediate nodes, contrary to other proposed solutions. Additionally, DBDA implements a publish/subscribe model. This model provides a context-aware service to select the intermediate nodes according to the importance of the message, destination, current location and speed of the vehicles; as a result, it avoids delay, congestion, unnecessary duplications and low delivery rate.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제21권4호
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• pp.783-793
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• 2010

Several multi-hop applications developed for vehicular ad hoc networks use broadcast as a means to either discover nearby neighbors or propagate useful traffic information to other vehicles located within a certain geographical area. However, the conventional broadcast mechanism may lead to the so-called broadcast storm problem, a scenario in which there is a high level of contention and collisions at the link layer due to an excessive number of broadcast packets. We present a fuzzy alert message dissemination algorithm to improve performance for road safety alert application in Vehicular Ad-hoc Network (VANET). In the proposed algorithm, when a vehicle receives an alert message for the first time, the vehicle rebroadcasts the alert message according to the fuzzy control rules for rebroadcast degree, where the rebroadcast degree depends on the current traffic density of the road and the distance between source vehicle and destination vehicle. Also, the proposed algorithm is the hybrid algorithm that uses broadcast protocol together with token protocol according to traffic density. The performance of the proposed algorithm is evaluated through simulation and compared with that of other alert message dissemination algorithms.