LTE-D2D 차량 네트워크에서 정보 전달 방법 = Data Dissemination in LTE-D2D based Vehicular Network

국문 초록 (Abstract)

최근 차량 간 통신 기술인 차량 애드혹 네트워크(Vehicular Ad-hoc Networks, VANET)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 동적으로 움직이는 차량 환경의 특성상 차량 간 통신은 무선 링크를 통해 이루어진다. 현재 차량 간 통신을 위해 제안된 표준 차량 통신 프로토콜인 IEEE 802.11p는 한 홉 전송을 수행하기 때문에 차량 환경에 효율적인 정보 전송을 수행하는데 한계가 있다.
본 논문은 차량 환경에서 효과적인 정보 전달을 위해 무선 근거리 통신 중 하나인 LTE-D2D 기술을 사용한 차량 네트워크를 제안한다. 이때 전송 메시지 형태는 이름 기반 정보 메시지를 사용한다. 일반 차량 노드는 요청하는 메시지를 중간 매개 노드인 대형 차량 노드로 전송한다. 즉, 차량 간 정보 전달을 위해 각각의 LTE 기지국의 셀 안에 위치한 일반 차량 노드가 대형 차량 노드에게 정보를 요청하고 대형 차량 노드는 일반 차량 노드가 요청한 정보를 가지고 있는 경우 LTE-D2D 방식으로 연결을 맺어 응답해준다. 요청한 정보를 가지고 있지 않거나 직접통신 중인 일반 차량 노드와 거리가 멀어져 직접 통신 범위를 벗어나는 경우 직접통신을 하고 있는 인접 대형 차량 노드에 정보를 요청하거나 LTE 기지국을 통한 통신으로 자연스럽게 전환된다. 성능 분석은 수식적 모델링을 기반으로 셀룰러 네트워크와 제안된 LTE-D2D 기반 차량 네트워크에서의 패킷 전달 시간에 따른 데이터 처리율을 비교하였다. LTE-D2D 기술을 적용한 차량 네트워크 구조를 통해 차량 통신의 정보 전달의 커버리지를 향상시킬 수 있고 중간 노드인 대형 차량 노드에 프록시 서버의 기능을 하여 LTE 기지국이 받는 부하를 줄일 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently Vehicular Ad-hoc Network(VANET) which is communication between vehicle to vehicle has been researched. Since vehicles move dynamically in the vehicle environment, vehicle communication has been performed on the radio link. Current IEEE 802.11p which is suggested for vehicle to vehicle communication supports one hop communication. Thus, it has a limitation to carry out efficient data dissemination.
In this thesis, we suggest LTE-D2D based vehicle ad-hoc network to provide efficient data dissemination in the vehicle environment. In this network architecture, we use name based message with IP packet options. We put the intermediate vehicle node called ‘super vehicle node’ and each normal vehicle in the cell requests to the super vehicle node.
If the super vehicle node has the data requested by normal vehicle, they transfer the data directly to the normal vehicle node. and If they has not the data or move beyond the communication range with the vehicle which communicate directly, they ask to near super vehicle node on direct communication or transit LTE communication.
Performance analysis is based mathematical modeling. We compare LTE cellular network to LTE-D2D based vehicle network according to data processing rate according to packet delivery time. As a result, we can improve coverage of data dissemination through proposed network architecture and reduce load of LTE eNodB through intermediate node which has proxy function.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 ⅳ
• 영문초록 vi
• 제 1 장 서론 1
• 제 2 장 관련 연구 2
• 2.1 Vehicle Ad-hoc Network(VANET) 2
• 2.2 무선 근거리 통신 기술 3
• 2.3 Information Centric Network(ICN) 5
• 제 3 장 제안 내용 7
• 3.1 LTE-D2D 차량 네트워크 정보 전달 방법 7
• 3.2 LTE-D2D 차량 네트워크 프로토콜 동작 과정 11
• 제 4 장 성능 분석 16
• 4.1 분석 모델 16
• 4.2 실험 가정 20
• 4.3 분석 결과 21
• 제 5 장 결론 23
• 참고문헌 24