LTE-D2D 차량 네트워크에서 정보 전달 방법

Abstract

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 network to provide efficient data dissemination in the vehicle environment. In this network architecture, we use name based message with IP packet options and we put the intermediate vehicle node called ‘super vehicle node’ and each normal vehicle node in the cell requests data to the super vehicle node. The super vehicle node responses data to the normal vehicle node. Performance analysis is based mathematical modeling. We compare LTE cellular network to LTE-D2D based vehicle network about throughput according to packet delivery time. ※ 본 연구는 미래창조과학부 및 정보통신산업진흥원의 IT융합 고급인력과정 지원사업의 연구결과로 수행되었음 (NIPA-2014-H040114-1005) First Author : Soongsil University, School of EE, adgirlyh@dcn.ssu.ac.kr, 학생회원 ° Corresponding Author : Soongsil University, Schoo of EE younghan@ssu.ac.kr, 종신회원 논문번호:KICS2014-12-492, Received December 16, 2014; Revised March 13, 2015; Accepted March 13, 2015 I. 서 론 최근 사물 간 통신에 대한 관심이 늘어나면서 이에 대한 응용으로 차량 간 통신에 대한 연구도 활발히 진 행되고 있다. 따라서 이제 차량은 단순히 이동 수단 기능만이 아닌 안전과 오락을 위한 정보 제공의 기능 까지 담당하게 되었다. 이에 따라 앞으로 차량 통신에 서 발생되는 트래픽 량이 더욱 증가할 전망이다. 늘어 나는 트래픽은 기지국에 많은 부하를 가져올 수 있기 때문에 이를 효과적으로 관리하기 위한 차량 네트워 크 내 정보 전달 방법에 대한 연구가 필요하다. 차량 네트워크 기술은 VANET(Vehicular Ad-hoc Networks)이라고 한다. VANET 기술은 IEEE 802.11a/g 기술을 기반으로 하며 현재 IEEE 802.11p 기술을 표준으로 한다. 따라서 차량 네트워크에 대한 많은 제안들은 802.11p를 사용하여 한 홉 전송을 통 논문 / LTE-D2D 차량 네트워크에서 정보 전달 방법 603 한 차량과 차량 간 통신을 수행한다. 하지만 IEEE 802.11p를 사용하는 VANET에서는 한 홉 전송으로 인해 정보의 전송 범위가 한정적이다. 또한 무선 링크 를 통해 동적으로 움직이는 차량 간 통신 환경에 맞게 빠른 속도를 지원하기 위해 인증 절차를 생략하여 보 안상에 문제가 있을 수 있다 . 본 논문에서는 근거리 통신 기술 중 LTE-D2D 기 술을 사용하여 기존 LTE 기지국과의 연동을 통해 넓 은 커버리지를 제공할 수 있는 차량 네트워크 구조를 제안한다. 또한 차량 네트워크에서 효율적인 정보 전 달을 위해 버스, 화물차와 같은 중간 차량 노드의 역 할을 추가하였다. 이를 통해 일반적으로 기지국을 거 쳐 LTE 코어망까지 정보를 요청하고 응답받던 메시 지 수행 과정을 중간 차량 노드가 일부 담당할 수 있 도록 설정하였다. 전송되는 메시지의 형태는 기존 IP 패킷 옵션을 지닌 이름 기반의 정보 메시지를 사용하 여 자연재해와 같이 통신망이 끊어진 긴급 상황에서 도 효과적인 정보 전달이 가능하도록 설계하였다. 본 논문의 2장에서는 제안한 네트워크 구조와 관련 된 연구로 VANET의 개념과 VANET에서 사용되는 근거리 통신 기술인 802.11p와 LTE-D2D, 정보 전달 과 관련된 ICN 기술에 대해 설명하고 3장에서는 LTE-D2D 차량 네트워크에서 정보 전달 방법에 대해 제안한다. 4장에서는 기존 LTE 셀룰러 네트워크와 LTE-D2D 차량 네트워크에서의 데이터 처리율 비교 를 통해 제안한 방법의 성능을 분석한다. 끝으로 5장 에서 결론을 맺는다.