Multi-hop propagation of safety messages for vehicular ad-hoc networks

Abstract

VANET; yolların güvenilirliğini ve etkinliğini geliştirecek olan ITS uygulama servisleriningeleceği için öngörülen bir ağ çeşididir. VANET?in ana hedefi, herhangi merkezialtyapıdan ayrık bir bölgede yüksek hızdaki araçların bilgiyi başarılı bir şekilde değiştirebilen garantili bir iletişim ortamı sağlamaktır. Şu ana kadar var olan ITS sistemleri pahalı yerleştirmeler ve altyapıya duyduğu bağlılıktan dolayı çok iyi bilinmemekteydi fakat VANET? de araç birbirleriyle iletişime geçebilmekte ve gönderim alanı içindeki diğer araçları muhtemel tehlike durumu oluşmadan önce uyarabilmektedir. Bu tezde, güvenlik mesajlarının çoklu-hop yayılımı için yeni bir ortam erişim dizaynı sunulmaktadır. Ek olarak, araçlara özgü ortamların doğasını ve araçların davranışını anlamak üzere ön çalışmalar yürütülmüştür. Önerilen mekanizma, yönlendirilmiş bölgedeki araçlara erişim olasılığı verecek ayrıştırıcı fiziksel ve ortam erişim kontrol katman özelliklerinden yararlanarak hop başına aktarıcı aracın seçimine dayalıdır. Erişim olasılığı araca kaç ünite adım kablosuz ortamdan çekileceğini söylemektedir. Verilen olasılıklara göre geri çekilme zamanlayıcısını sonlandıran ilk araç aday aktarıcı araç olarak nitelendirilecektir. Ortam erişim katman protokolü dizaynının etkinliğini kanıtlamak üzere, NS-3?te bilgisayar tabanlısimülasyonlar yürütülmüştür. Senaryolar ve araç hareket kabiliyeti ¸sehir içi hareketsimülatörü SUMO dan alınmaktadır. Sonuçlar protokolün paket iletim oranı ve gecikmebakımından düşük kanal kalitesinde bile iyi çalıştığını göstermektedir.

VANET is a network type envisioned for the future of ITS application services to improveroad safety and efficiency. The main objective of VANET is to provide a guaranteedcommunication environment in which high speed vehicles exchange information successfullyin a region distributed from any central infrastructure. By the time being, existingITS systems are not well known due to expensive deployments or being dependent oninfrastructure but in VANET vehicle is able to communicate with each other and warnthem before a dangerous situation occurs in the transmission range. In this thesis, a newMAC design is presented for the multi-hop propagation of safety messages. Furthermore,to understand the nature of vehicular environment and the behavior of vehicles, a priorwork has been conducted. The proposed mechanism is based on the selection of relaynode per hop utilizing discriminative vehicle physical and MAC layer quantities whichthen gives an access probability to vehicles in the directed range. This access probabilitytells vehicle how much slot unit will be deferred from the wireless medium.The firstvehicle which ends the back off timer according to given probability will be qualified ascandidate relay node. To verify the effectiveness of the MAC protocol design, computerbased simulations have been conducted in NS-3. Scenarios and mobility trace of vehiclesare imported from the urban mobility simulator SUMO. The results show that the protocolperforms well even under poor channel quality in terms of packet delivery ratio and delay.