Protocolo MAC altamente confiable basado en reconocimiento asociativo para redes vehiculares
Autores: Urmonov, Odilbek; Kim, HyungWon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Transmisión
Mensaje de seguridad
Protocolo MAC
NA-MAC
TDMA
Colisiones de paquetes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El estándar IEEE 1609/802.11p obliga a cada vehículo a emitir un mensaje periódico de seguridad básica (BSM). El mensaje BSM comprende información posicional y cinemática de un vehículo transmisor. También contiene información de emergencia que debe ser entregada a todos los receptores objetivo. Sin embargo, en la comunicación de difusión, el protocolo de control de acceso al medio de acceso múltiple de sentido de portadora (CSMA) existente no puede garantizar una alta confiabilidad, ya que sufre de dos problemas crónicos, a saber, colisión de acceso e interferencia de terminal oculto. Para resolver estos problemas de CSMA MAC, proponemos un algoritmo de mejora novedoso llamado protocolo de control de acceso al medio basado en asociación de vecinos (NA-MAC). NA-MAC utiliza un acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) para distribuir los recursos del canal en intervalos de tiempo cortos llamados slots. Cada slot se divide además en tres partes para llevar a cabo la detección de canal, la adquisición de slot y la transmisión de datos. Para evitar una asignación de slot duplicada entre varios vehículos, NA-MAC introduce un proceso de handshake de tres vías durante la adquisición de slot. Nuestros resultados de simulación revelaron que NA-MAC mejoró la proporción de recepción de paquetes (PRR) en un 19% y la transmisión exitosa en un 30% sobre los protocolos de referencia. Además, NA-MAC redujo las colisiones de paquetes en un factor de 4. Utilizando unidades reales a bordo (OBUs), realizamos un experimento donde nuestro protocolo superó en términos de PRR y intervalo promedio de transmisión en un 82% y 49%, respectivamente.
Descripción
El estándar IEEE 1609/802.11p obliga a cada vehículo a emitir un mensaje periódico de seguridad básica (BSM). El mensaje BSM comprende información posicional y cinemática de un vehículo transmisor. También contiene información de emergencia que debe ser entregada a todos los receptores objetivo. Sin embargo, en la comunicación de difusión, el protocolo de control de acceso al medio de acceso múltiple de sentido de portadora (CSMA) existente no puede garantizar una alta confiabilidad, ya que sufre de dos problemas crónicos, a saber, colisión de acceso e interferencia de terminal oculto. Para resolver estos problemas de CSMA MAC, proponemos un algoritmo de mejora novedoso llamado protocolo de control de acceso al medio basado en asociación de vecinos (NA-MAC). NA-MAC utiliza un acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) para distribuir los recursos del canal en intervalos de tiempo cortos llamados slots. Cada slot se divide además en tres partes para llevar a cabo la detección de canal, la adquisición de slot y la transmisión de datos. Para evitar una asignación de slot duplicada entre varios vehículos, NA-MAC introduce un proceso de handshake de tres vías durante la adquisición de slot. Nuestros resultados de simulación revelaron que NA-MAC mejoró la proporción de recepción de paquetes (PRR) en un 19% y la transmisión exitosa en un 30% sobre los protocolos de referencia. Además, NA-MAC redujo las colisiones de paquetes en un factor de 4. Utilizando unidades reales a bordo (OBUs), realizamos un experimento donde nuestro protocolo superó en términos de PRR y intervalo promedio de transmisión en un 82% y 49%, respectivamente.