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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 201616CTAP-C098206-02
연구사업명 국토교통기술촉진연구사업
연구과제명 C-ITS 서비스 성능 평가 및 인증을 위한 시뮬레이션 플랫폼 기술 개발
총 연구기간 2015-06-24 ~ 2017-06-23
연구책임자 문철
당해년도
참여 연구원수
6명 총 연구기간
참여 연구원수
14명
당해년도
연구비
정부 : 200,000,000 원
기업 : 0 원
계 : 200,000,000 원
총연구비 정부 : 400,000,000 원
기업 : 0 원
계 : 400,000,000 원
연구기관명 한국교통대학교산학협력단
등록 발간번호 11-1613000-001994-01
ISBN 979-11-958736-2-3
주요 내용 ● 국내외 C-ITS 기술 개발 및 관련 시범 사업이 매우 활발히 진행되고 있음.
● 개발하는 C-ITS 교통안전서비스에 대한 성능 평가 및 인증을 위한 평가는 매우 중요하나 이를 위한 기술 개발은 미흡함.
● 특히, C-ITS 교통안전서비스 성능은, V2X 무선 채널 특성, V2X 물리계층, MAC 계층, 네트워크 및 어플리케이션 계층, 교통 트래픽의 모델링 및 교통 안전서비스 알고리즘에 의해 영향을 받지만 이를 고려하는 연구나 시뮬레이터 개발은 매우 미흡함.
● 본 연구에서는 V2X 무선 채널 특성, V2X 물리계층, MAC 계층, 네트웍 및 어플리케이션 계층, 그리고 교통 트래픽의 모델링 및 교통 안전서비스 알고리즘을 통합하여, C-ITS 교통안전서비스에 대한 성능을 평가할 수 있는 시뮬레이션 플랫폼을 개발하고자 함.

[최종목표]
● 본 연구는 V2X 기반의 C-ITS 교통안전서비스의 정확한 성능 평가 및 인증을 위해 V2X 무선 채널 특성, 물리계층, MAC 계층, 네트웍 및 어플리케이션 계층, 그리고 트래픽 시뮬레이터가 통합된 시뮬레이션 플랫폼 프로토타입을 구현하고 이의 성능을 검증하는 것을 목표로 함.
● 최종성과물:
- V2X 무선 채널 시뮬레이터
- IEEE802.11p 물리 계층 시뮬레이터
- IEEE802.11p MAC 계층 시뮬레이터
- V2X 네트워크 및 응용 계층 시뮬레이터
- 교통 시뮬레이터와 개발된 각 계층 시뮬레이터와 연동 API
- 통합 시뮬레이터 검증

[연구내용 및 범위]
● 교통 시뮬레이션을 위한 V2X 무선 채널 시뮬레이터 개발
- 3차원 레이트레이싱을 이용한 도심환경과 고속도로 환경에서의 Rician factor, pathloss, delay spread, Doppler spread 시뮬레이션 및 모델링
- 다수의 차량들간 무선 채널을 모사하는 채널 시뮬레이터를 Labview로 구현
● IEEE802.11p 물리계층 링크레벨 시뮬레이터를 Labview로 구현
- 수신되는 패킷의 수신 여부를 실시간으로 시뮬레이션하는 링크레벨 시뮬레이터 구현
- 다수의 차량들에서 전송되어 수신되는 Road Network 간섭 패킷의 수신 전력을 고려한 간섭 신호 모델링 및 분석
- 다양한 전송률과 간섭 환경을 고려하여 시간 및 주파수 동기 알고리즘, 채널추정 알고리즘 및 Preamble 및 Frame body capture 기능 구현
- 채널 시뮬레이터와 연동하여 환경에 따른 Signal Field 및 Data Field 패킷 송수신 성공 여부 결정
● IEEE802.11p MAC 계층 시뮬레이터를 Labview로 구현
- 차량의 이동 속도, vehicle 수 등에 따른 간섭 및 collision 확률 분석
- BSM message의 QoS 요구 조건에 따라 packet delay 및 packet loss를 최소화할 수 있는 multi-channel 운용 방안 제안 및 개선된 EDCA MAC protocol 설계
- packet delay 및 throughput 향상을 위한 물리계층과 cross-layer optimization
- Transmission module 및 reception module 구현
- Channel state manager 및 backoff manager 구현
- Transmission coordination 및 reception coordination module 구현
● V2X 네트워크에서 멀티 홉 데이터 dissemination 및 응용을 시뮬레이션 할 수 있도록 기존 시뮬레이터 확장
- 기존 시뮬레이터를 확장하여 물리 계층 및 MAC 계층이 고려된 멀티 홉 데이터 dissemination 시뮬레이터 개발
- 기존 시뮬레이터를 기반으로 안전, 편의, 상업 응용들에 대한 시뮬레이션 프레임워크 및 API 개발
- 다양한 응용들을 시뮬레이션 하기 위해 이 연구에서 개발하는 WAVE 시뮬레이터와 BLE, LTE 시뮬레이터를 연동하는 모듈 개발
● 각 계층간 연동 및 교통 시뮬레이터와의 연동을 위한 API 개발
- 무선채널, 물리계층, MAC 계층, 네트웍 계층간 연동을 위한 API 개발
- 각 계층별 시뮬레이터와 교통 시뮬레이터간 연동을 위한 API 개발
● 통합 시뮬레이터 검증
- C-ITS 단위서비스 차내정보 형태별 운전자 인지반응시간 설계기준 도출
- C-ITS 단위서비스 시나리오 별 안전개선 효과 검증
- C-ITS 단위서비스 시나리오 별 소통개선 효과 검증
색인어 한글 교통시뮬레이터 크로스레이어 시뮬레이션 교통안전서비스 V2X통신 성능분석
영문 Traffic Simulator Cross-layer Simulation Traffic Safety Service V2X Traffic Performance Analysis Simulation
최종보고서 국토부최종보고서_문철.pdf
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