차량용 애드혹 네트워크

Vehicular ad hoc network

차량용 애드혹 네트워크(VANET)는 모바일 애드혹 네트워크(MANET)의 원리,[1] 즉 모바일 장치의 무선 네트워크를 자발적으로 생성하는 것을 차량의 영역에 적용하여 생성된다.VANET은 2001년 네트워크 형성과 차량 간 정보 전달이 가능한 "자동차 간 애드혹 이동 통신 및 네트워킹" 애플리케이션으로 처음 소개되고 도입되었다.VANET에는 차량 간 및 차량 간 통신 아키텍처가 공존하여 도로 안전, 내비게이션 및 기타 도로변 서비스를 제공하는 것으로 나타났습니다.VANET은 인텔리전트 트랜스포트 시스템(ITS) 프레임워크의 중요한 부분입니다.VANET은 Intelligent Transportation [3]Networks라고 불리기도 합니다.그들은 더 넓은 "차량 인터넷"[4]으로 진화한 것으로 이해된다.그 자체가 궁극적으로는 "자율주행 차량 인터넷"[5]으로 진화할 것으로 기대된다.

2000년대 초반에는 VANET이 MANET의 원리의 일대일 응용에 불과했지만, 그 후 그 자체로 연구 분야로 발전했다.2015년까지 [6]: 3 VANET이라는 용어는 보다 일반적인 차량 간 통신(IVC)이라는 용어와 거의 동의어가 되었지만, 도로변 유닛(RSU)이나 셀룰러 네트워크와 같은 인프라 사용보다는 자발적 네트워킹의 측면에 초점을 맞추고 있습니다.

적용들

VANET은 공동 인식 메시지(CAM) 등의 단순한 원홉 정보 배포에서 먼 거리에 걸친 메시지 멀티홉 배포까지 광범위한 애플리케이션을 지원합니다.Mobile Ad Hoc Network(MANET; 모바일애드혹네트워크)에 관한 관심의 대부분은 VANET에 관한 것이지만 자세한 내용은 다릅니다.[7]차량은 무작위로 움직이는 것이 아니라 조직적인 방식으로 움직이는 경향이 있습니다.도로변 장비와의 상호작용도 마찬가지로 상당히 정확하게 특성화할 수 있습니다.그리고 마지막으로, 대부분의 차량은 예를 들어 포장된 고속도로를 따라 이동해야 하는 등 이동 범위가 제한됩니다.

VANET의 적용 예는 다음과 같습니다.[6]: 56

  • 운전자(또는 자율 자동차 또는 트럭)가 다른 차량에 의해 가려질 수 있더라도 제동하는 차량에 반응할 수 있도록 하는 전자 브레이크등.
  • 플래툰은 차량이 가속 및 스티어링 정보를 무선으로 수신하여 전자적으로 결합된 "로드 트레인"을 형성함으로써 선두 차량을 근접(수 인치까지 내려감)할 수 있도록 합니다.
  • VANET 통신을 사용하여 차량의 위성 내비게이션[8] 시스템에 최신 장애물 보고를 제공하는 교통 정보 시스템
  • 도로 교통 긴급[9] 서비스– VANET 통신, VANET 네트워크, 도로 안전 경고 및 상태 정보를 사용하여 지연을 줄이고 긴급 구조 작업을 신속하게 수행하여 부상자의 생명을 구합니다.
  • On-The-Road Services[10] – 미래의 교통 고속도로는 "정보 중심" 또는 "무선 지원"이 될 것입니다.VANET은 운전자에게 서비스(가게, 주유소, 식당 등)를 광고하고, 그 순간 판매 중인 모든 것에 대한 알림도 보낼 수 있습니다.

테크놀로지

VANET은 어떠한 무선 네트워크 테크놀로지라도 기본으로 사용할 수 있습니다.가장 두드러진 것은 단거리 무선 기술인 WLAN과 DSRC입니다.또 VANET에는 셀룰러 기술이나 LTE·5G를 활용할 수 있다.

시뮬레이션

도로에 VANET를 구현하기 전에, 도시 이동 시뮬레이션과 네트워크 시뮬레이션을 조합하여 VANET의 현실적인 컴퓨터 시뮬레이션이 필요하다.일반적으로 SMO(도로 교통[12] 시뮬레이션을 처리하는)와 같은 오픈 소스 시뮬레이터는 TECOS NetSim [13]또는 NS-2와 같은 네트워크 시뮬레이터와 결합하여 VANET의 성능을 연구합니다.VANET용 [14]무선 네트워크의 복잡성을 포착하는 통신 채널 모델링에 대한 추가 시뮬레이션도 실시됩니다.

표준

자동차 [6]: 5 업계에서의 우위에 따라 미국, 유럽 및 일본에서 VANET 프로토콜 스택의 주요 표준화가 이루어지고 있습니다.

미국에서는 IEEE 1609 WAVE 무선 액세스 in Vehicular Environments 프로토콜 스택이 5.9GHz 주파수 대역의 7개의 예약된 채널에서 작동하는 IEEE 802.11p WLAN을 기반으로 구축됩니다.WAVE 프로토콜 스택은 다중 채널 작동(단일 무선만 장착된 차량도), 보안 및 경량 애플리케이션 계층 프로토콜을 제공하도록 설계되었습니다.IEEE Communications Society 내에는 Vehicle Networks & Telematics Applications(VNTA; 차량 네트워크 & 텔레매틱스 애플리케이션 기술 소위원회)가 있습니다.이 위원회의 헌장은 차량 네트워크, V2V, V2R, V2I 통신, 표준, 통신 가능 도로 및 차량 안전, 실시간 교통 모니터링, 교차로 관리 기술, 미래 텔레매틱스 애플리케이션, ITS 기반 서비스 분야의 기술 활동을 적극적으로 추진한다는 것이다.

무선 주파수

미국의 경우 시스템은 미 의회가 정한 5.9GHz 대역의 지역(Wi-Fi에서도 사용되는 무면허 주파수)을 사용합니다.일반적으로 WAVE(Wireless Access for Vehicular Environments)라고 불리는 미국 V2V 표준은 2004년 초에 하위 레벨의 IEEE 802.11p 표준을 기반으로 구축되었습니다.

유럽 집행위원회 결정 2008/671/EC는 운송 안전 ITS 애플리케이션을 [15]위해 5 875-5 905 MHz 주파수 대역의 사용을 일치시킨다.유럽에서는 V2V가 IEEE 802.11p에 기초한 표준인 ETSI [16]ITS로 표준화되어 있습니다.C-ITS는 EU 정책 입안에서도 사용되며 ITS-G5 및 V2V와 밀접하게 관련되어 있습니다.

V2V는 VANET(Vehicle Ad Hoc Network)라고도 불립니다.MANET(모바일 애드혹 네트워크)의 변형으로, 노드가 차량임을 강조합니다.2001년, 자동차로 애드혹 네트워크를 형성할 수 있고 그러한 네트워크가 사각지대 극복, 사고 회피 등에 도움이 된다고 출판물에서[17] 언급되었다.인프라는 V2X(Vehicle-to-Everything) 시스템에도 참여합니다.수년간 이 분야에서 상당한 연구와 프로젝트가 진행되어 안전에서 항법 및 법 집행에 이르기까지 다양한 애플리케이션에 VANET을 적용했다.

1999년 미국 연방통신위원회(FCC)는 지능형 교통 시스템을 위해 5.850-5.925GHz의 스펙트럼에 75MHz를 할당했다.

스펙트럼 경합

2016년 현재, V2V는 현재 V2V용으로 예약된 라디오 주파수의 상당 부분을 빼앗아 고속 인터넷 서비스에 사용하려는 케이블 텔레비전 및 기타 기술 회사들로부터 위협을 받고 있습니다.V2V의 현재 주파수 점유율은 1999년 정부에 의해 책정되었다.자동차 업계는 V2V에 대한 스펙트럼이 절실하다고 할 수 있는 모든 것을 유지하려고 노력하고 있다.연방통신위원회는 자동차 산업의 입장을 지지하는 미국 교통안전위원회와 함께 기술 회사들의 편을 들어주었다.주파수를 원하는 인터넷 서비스 제공업체들은 자가운전 자동차가 V2V를 광범위하게 사용할 필요가 없다고 주장한다.자동차 업계는 V2V 서비스가 느려지거나 중단되지 않는다면 주파수를 공유할 용의가 있다고 말했다. FCC는 몇 가지 공유 [18]방식을 테스트할 계획이다.

조사.

VANET에서의 연구는 무선 애드혹네트워크에 종사하는 연구원으로부터 진화해, 2000년에 대학이나 연구소에서 시작되었습니다.많은 기업이 미디어 액세스 프로토콜, 라우팅, 경고 메시지 배포 및 VANET 애플리케이션 시나리오에 종사하고 있습니다.General Motors는 2006년 캐딜락 차량을 사용하여 시스템을 시연했으며, 현재 V2V를 개발 중입니다.V2V에 종사하는 다른 자동차 회사로는 도요타,[19] BMW, 다임러, 혼다, 아우디, 볼보, 자동차 간 통신 컨소시엄이 [20]있다.

규정

그 이후 미국 교통부(USDOT)는 V2X에 대해 다양한 이해관계자들과 협력해 왔습니다.2012년에는 미시간주 앤아버에서 사전 배치 프로젝트가 실시되었습니다.각 브랜드의 자동차, 오토바이, 버스, HGV를 망라한 2800대의 차량이,[21] 각 메이커의 장비를 사용해 참가했습니다.미국 고속도로 교통안전국(NHTSA)은 이 모델 배치를 도로 안전이 개선될 수 있고 WAVE 표준 기술이 상호 운용 가능하다는 증거로 보았다.2014년 8월 NHTSA는 차량 대 차량 기술이 기술적으로 [22]구현 가능한 것으로 입증되었다고 주장하는 보고서를 발표했습니다.2014년 4월, 미국 규제 당국은 미국 [23]시장에 대한 V2V 표준을 거의 승인할 것으로 보고되었습니다.2014년 8월 20일 NHTSA는 연방 [24]관보에 제안된 규칙 제정 사전 통지(ANPRM)를 발표하면서 V2X 통신의 안전 편익은 차량 비행대의 상당 부분이 장착된 경우에만 달성될 수 있다고 주장했다.조기채택자를 위한 즉각적인 혜택이 부족하기 때문에 NHTSA는 의무 도입을 제안했다.2015년 6월 25일, 미국 하원은 이 문제에 대한 청문회를 열었고, NHTSA와 다른 이해관계자들은 V2X에 [25]대한 주장을 다시 제기했다.

EU에서는 ITS 지침 2010/40/EU가[26] 2010년에 채택되었습니다.ITS 애플리케이션의 상호 운용성을 확보해 국경을 초월해 운용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있습니다.V2X를 커버해, 테크놀로지의 성숙도를 필요로 하는 제2차 법률의 우선 영역을 정의합니다.2014년 유럽위원회의 업계 이해관계자 "C-ITS Deployment Platform"은 EU에서 [27]V2X에 대한 규제 프레임워크 작업을 시작했다.또한 ITS-G5 기반 V2X와 CEN DSRC 기반 도로 과금 시스템 간의 무선 간섭을 방지하기 위한[28] 완화 표준을 촉진할 뿐만 아니라, EU 전체 V2X 보안 공개 키 인프라(PKI) 및 데이터 보호에 대한 핵심 접근방식을 식별하였다.유럽위원회는 EU 회원국이 [31]구상한 대로 ITS-G5와 셀룰러 통신으로 구성된 통신 환경을 형성하기 위해 5G 실행[29] 계획 및 부속 설명 [30]문서에서 ITS-G5를 초기 통신 기술로 인정했다.EU 또는 EU 회원국 수준에는 SPOUP@F, Testfeld Telematik, 디지털 테스트베드 Autobahn, Rotherdam-Vienna ITS Curridor, Nordic Way, CONASS4D 또는 [32]C-ROAD와 같은 다양한 사전 배치 프로젝트가 있습니다. 추가 프로젝트는 준비 중입니다.

도시 시나리오의 VANET

도시 시나리오에서 VANET을 사용하는 동안 고려해야 할 몇 가지 측면이 있다.첫 번째는 유휴 시간[33] 분석과 네트워크 [34]사양을 충족하는 라우팅 프로토콜 선택입니다.다른 하나는 [35]구현하려는 도시 시나리오를 분석한 후 적절한 네트워크 아키텍처를 선택하여 데이터 다운로드 시간을 최소화하는 것입니다.

「 」를 참조해 주세요.

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외부 링크