Study of Broadcast Protocols for Emergency Message in Vehicular Ad-Hoc Networks (VANET)

摘要

在5G發展中，有三個主要的應用情境，分別為 eMBB、uRLLC 以及 mMTC，各自場景有不同的要求/技術需要克服。其中，uRLLC (ultra-Reliable and Low Latency Communications) 的情境強調超高可靠性以及低延遲的應用，而車聯網 (V2X) 便是此情境下主要應用之一。 車聯網的一項重要應用為透過車輛間通訊將緊急特殊訊息以多躍 (multi-hop) 方式通知後方車輛，使其能及早回應，以提高用路安全及效率。此應用主要是透過廣播方式進行訊息傳遞，但廣播有幾個基本的特性/問題需要克服: 第一，廣播由於沒有特定的目的地，一般訊息接收者不會回傳ACK 給傳送者，故其通訊可靠性無法確認；第二，由於緊急訊息是以廣播且多躍方式傳輸，若無適當機制，將產生不必要的轉傳，不只浪費通道資源，並將引發嚴重碰撞問題，形成所謂的「廣播風暴」(Broadcast storm)。因此，如何設計廣播協定來確保低延遲及高可靠性，並將緊急訊息傳遠是主要研究議題。 在本論文中，我們模擬比較了幾種廣播抑制(Broadcast suppression)協定(包括先透過特殊Black-burst訊號選出指定的轉傳者)的可靠性、延遲即傳輸距離等性能表現後，發現減少轉傳者雖然能夠降低廣播過程中的碰撞機率，但可能會損失系統可靠度，如何調整轉傳者是重要設計問題。因此，本論文提出一整合廣播抑制技術，包含加入backoff 的機制與透過side-acknowledge的方式確保不損害系統可靠度下，訊息能順利傳遞。由模擬結果得知，和其他已知方法比較，本論文所提技術在延遲沒有明顯增加下，可靠度能夠大幅提升。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	Szu-Lin Su (Supervisor)