[論文レビュー] DEMO: Simulation of Realistic Mobility Model and Implementation of 802.11p (DSRC) for Vehicular Networks (VANET)

Saurabh D. Patil, D. V. Thombare+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 18, 2013

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)参考文献 3被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、SUMO、OpenStreetMap、eWorldを用いた実用的な車両移動モデルを提案し、NS-2.34と統合してVANETにおけるルーティングプロトコルDSRおよびAODVの評価を目的としている。802.11p（DSRC）と802.11aの比較において、特に高移動度で安全が求められる状況下で802.11pが優れた性能を示すという主な発見が得られた。

ABSTRACT

An ad hoc network of vehicles (VANET) consists of vehicles that exchange information via radio in order to improve road safety, traffic management and do better distribution of traffic load in time and space. Along with this it allows Internet access for passengers and users of vehicles. A significant characteristic while studying VANETs is the requirement of having a mobility model that gives aspects of real vehicular traffic. These scenarios play an important role in performance of VANETs. In our paper we have demonstration and description of generating realistic mobility model using various tools such as eWorld, OpenStreetMap, SUMO and TraNS. Generated mobility scenario is added to NS-2.34 (Network Simulator) for analysis of DSR and AODV routing protocol under 802.11p (DSRC/WAVE) and 802.11a. Results after analysis shows 802.11p is more suitable than 802.11a for VANET.

研究の動機と目的

• VANETシミュレーションに実際の交通ダイナミクスを反映する現実的な車両移動モデルの開発を目的とする。
• 実際の移動トレースをNS-2.34を用いてネットワークシミュレーションと統合し、性能評価を実施することを目的とする。
• 実際の移動状態およびルーティングプロトコル下で、802.11p（DSRC）と802.11aの性能を比較することを目的とする。
• 高移動度の車両環境下におけるDSRおよびAODVルーティングプロトコルの性能を評価することを目的とする。
• 802.11pが車両安全および交通管理アプリケーションに適していることの妥当性と利点を示すこと

提案手法

• 著者らは、OpenStreetMapを用いて道路網のトポロジーを定義し、eWorldを用いて実際の都市部の交通パターンを生成した。
• SUMO（Simulation of Urban Mobility）を用いて、実際の道路地図および交通ルールに基づき、車両の軌道と移動トレースをシミュレートした。
• TraNSを用いて、SUMOが生成した移動データをNS-2.34と互換性のある形式に変換した。
• 移動トレースをNS-2.34にインポートし、DSRおよびAODVルーティングプロトコルを用いたVANETシナリオをシミュレートした。
• 同一の移動状態およびルーティング条件下で、802.11p（DSRC/WAVE）および802.11aの2つの物理層構成を評価した。
• パケット配信率およびエンドツーエンド遅延などの性能指標を分析し、2つの無線標準の性能を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 実用的な車両移動を、正確なVANETシミュレーションのためにどのように生成できるか？
• RQ2 802.11p（DSRC）と802.11aは、VANETにおけるルーティングプロトコル性能にどのような影響を与えるか？
• RQ3 DSRおよびAODVは、VANETにおける現実の交通状況下で高移動度の環境でどのように動作するか？
• RQ4 安全関連および交通管理用途において、802.11pと802.11aのどちらの物理層標準がより優れた性能を示すか？
• RQ5 SUMO、TraNS、OpenStreetMapといった統合ツールは、NS-2において実用的なVANETシミュレーションを効果的に支援できるか？

主な発見

• SUMO、OpenStreetMap、およびTraNSの統合により、VANETシミュレーションに適した現実的な車両移動トレースの生成が可能になった。
• シミュレーション結果から、高移動度状態下で802.11p（DSRC）がパケット配信率およびエンドツーエンド遅延の点で802.11aを顕著に上回ることが明らかになった。
• 802.11pは動的で変化しやすい車両環境でもより安定性と信頼性を示し、安全が求められるVANETアプリケーションに適していることが分かった。
• DSRおよびAODVの両プロトコルが802.11p下で802.11aよりも優れた性能を示したが、AODVは同条件でわずかに優れた性能を示した。
• 現実的な移動モデルの使用により、VANET研究におけるシミュレーション結果の妥当性と実用的関連性が向上した。
• 本フレームワークは、オープンソースツールを統合してエンドツーエンドのVANETシミュレーションおよび評価を実現する可能性を効果的に示した。