[논문 리뷰] Simulation Based: Study and Analysis of Routing Protocol in Vehicular Ad-hoc Network Environment

Vaishali D. Khairnar, Shrikant Pradhan|arXiv (Cornell University)|2014. 03. 24.

Mobile Ad Hoc Networks참고 문헌 11인용 수 6

한 줄 요약

이 시뮬레이션 기반 연구는 인도 네룰과 바시 도시 환경에서 1,200대의 차량을 포함한 차량용 애드혹 네트워크(VANET)에서 IEEE 802.11p 표준을 사용하여 애드혹 라우팅 프로토콜을 평가한다. 연구는 패킷 전달 비율(PDR) 및 엔드 투 엔드(E2E) 지연과 같은 성능 메트릭을 기반으로 프로토콜을 비교하여 고도로 이동성이 높은 VANET 환경에서 가장 잘 작동하는 라우팅 프로토콜을 규명한다.

ABSTRACT

A Vehicular Ad hoc Network consists of vehicles which communicate with each other and exchange data via wireless communication links available between the vehicles which are in communication ranges of vehicles to improve the road safety in city.The communication between vehicles is used to provide road safety, comfort and entertainment.The performance of communication depends on how better routing takes place in the network.Routing data between the source and destination vehicle depends on the routing protocols being used in vehicular adhoc network.In this simulation based study we investigated about different ad hoc routing protocols for vehicular adhoc network.The main goal of our study was to identify which ad hoc routing protocol has better performance in highly mobile environment of vehicular adhoc network.We have measured the performance of routing protocols using 802.11p in vehicular adhoc network in which we considered the scenario of city i.e. Route between Nerul and Vashi where we have taken 1200 different types of vehicles and checked their performance.Routing protocols are selected after the literature review.The selected protocols are then evaluated through simulation under 802.11p in terms of performance metrics i.e PDR & E2E delay.

연구 동기 및 목표

• 고도로 이동성이 높은 차량용 애드혹 네트워크(VANET)에서 다양한 애드혹 라우팅 프로토콜의 성능을 평가하는 것.
• 높은 차량 밀도를 가진 도시 교통 시나리오에서 라우팅 프로토콜이 네트워크 성능에 미치는 영향을 분석하는 것.
• PDR 및 E2E 지연과 같은 핵심 메트릭을 바탕으로 VANET에 가장 효과적인 라우팅 프로토콜을 규명하는 것.
• 1,200대의 차량을 포함한 실제 도시 환경(Nerul에서 Vashi까지)을 시뮬레이션하여 프로토콜의 확장성과 신뢰성을 평가하는 것.
• 차량 통신을 위한 IEEE 802.11p 무선 표준 하에서 라우팅 프로토콜의 비교 분석을 제공하는 것.

제안 방법

• 인도 네룰과 바시 사이의 실제 도시 차량 네트워크 시나리오를 1,200대의 차량으로 시뮬레이션하였다.
• 기존의 애드혹 라우팅 프로토콜에 대한 문헌 검토를 바탕으로 VANET에 적합한 라우팅 프로토콜을 선정하였다.
• VANET에서의 무선 통신을 위해 IEEE 802.11p 표준을 구현하였다.
• 패킷 전달 비율(PDR) 및 엔드 투 엔드(E2E) 지연과 같은 두 가지 핵심 메트릭을 사용하여 성능를 측정하였다.
• 이동성, 통신 범위, 데이터 전송을 동적 도시 환경에서 모델링하기 위해 시뮬레이션 도구를 사용하였다.
• 교통 밀도와 이동 패턴의 변화에 따라 프로토콜의 거동을 평가하여 내구성과 효율성을 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고도로 이동성이 높은 도시 기반 VANET 환경에서 어떤 애드혹 라우팅 프로토콜이 가장 높은 패킷 전달 비율(PDR)을 달성하는가?
• RQ2 도시 기반 VANET 시나리오에서 다양한 라우팅 프로토콜 간 엔드 투 엔드(E2E) 지연은 어떻게 달라지는가?
• RQ3 이동 패턴과 차량 밀도는 VANET에서 라우팅 프로토콜의 성능에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 어느 라우팅 프로토콜이 실제 도시 교통 조건에서 가장 안정적이고 확장 가능한 성능을 보여주는가?
• RQ5 IEEE 802.11p 표준은 VANET에서 라우팅 프로토콜의 성능에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 연구는 도시 교통 조건에서 일부 라우팅 프로토콜이 PDR 및 E2E 지연 측면에서 다른 프로토콜보다 뛰어난 성능을 보였음을 규명하였다.
• 반응형 프로토콜에 비해 프로액티브 또는 하이브리드 메커니즘을 가진 프로토콜이 고도로 이동성이 높은 환경에서 더 뛰어난 안정성을 보였다.
• 시뮬레이션 결과는 프로토콜 간 PDR의 상당한 차이가 있음을 보여주었으며, 최고 성능을 보인 프로토콜은 뚜렷이 높은 전달 비율을 기록하였다.
• E2E 지연은 높은 차량 이동성으로 인한 빈번한 토폴로지 변화를 효율적으로 처리하는 라우팅 프로토콜에서 최소화되었다.
• 라우팅 프로토콜의 성능는 특히 도시 통로에서 차량 밀도와 이동 패턴에 매우 민감하게 영향을 받았다.
• IEEE 802.11p 표준은 신뢰할 수 있는 통신을 가능하게 했지만, 최적의 네트워크 성능를 확보하기 위해 프로토콜 선택이 여전히 핵심 요소로 작용하였다.