Title: Dependable medium access control for road-traffic safety
Language: English
Authors: Alonso Gómez, Arrate 
Qualification level: Doctoral
Keywords: Kooperative Verkehrstelematik; Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation; sicherheitsrelevante Benachrichtigungen; Selbstorganisierte Zeitmultiplex-Zugriff; Erweiterten Verteilten Kanalzugriff; Zuverlässigkeit; Dezentralen Aktiven Multizustands-Regelung
Cooperative intelligent transport systems; vehicular ad-hoc networks; medium access control; vehicle-to-vehicle communications; safety-related data; reliability; dependability; real-time communications
Advisor: Ström, Erik
Assisting Advisor: Mecklenbräuker, Christoph 
Issue Date: 2013
Number of Pages: 110
Qualification level: Doctoral
Abstract: 
In meiner Dissertation beschäftige ich mich mit kooperativer Verkehrstelematik bei Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation. Die IEEE-802.11p-Norm stellt eine Erweiterung der IEEE-802.11-Norm für drahtlose Übertragung zwischen Kraftfahrzeugen dar. Ein wichtiger Punkt ist der Zeitverzug bei Verbindungsaufbau in Ad-hoc-Netzwerken mit vielen Teilnehmern. Dieser entsteht durch gegenseitiges Blockieren des Kanals.
Zunächst evaluiere ich das Standard-MAC-Protokoll für geregelte sicherheitsrelevante Benachrichtigungen bei Stau. Ich untersuche eine Erweiterungen der MAC-Schicht, um die Zuverlässigkeit für priorisierte Übertragung zu gewährleisten. Bisher war bekannt, dass der Selbstorganisierte Zeitmultiplex-Zugriff (SoTDMA) zuverlässiger als das 802.11p-MAC-Protokoll ist. Für sicherheitsrelevante Daten müssen mehr als 85% der Sicherheits-Benachrichtungen richtig decodiert werden.
Meine Simulationen zeigen, dass bei hoher Fahrzeug-Dichte die Regelung notwendig ist. Der Selbstorganisierte Zeitmultiplex-Zugriff übertrifft den Erweiterten Verteilten Kanalzugriff (EDCA) bei weitem. Allerdings wird das angestrebte Ziel von über 90% richtig decodierten Sicherheits-Benachrichtigungen nicht erreicht. Negativ wirkt sich das ETSI-Vorhaben zur variablen Benachrichtigungsrate aus. Dieses sieht, bei jeder Änderung der Benachrichtigungsrate, das Belauschen eines gesamten Frames bei gleichzeitiger Auslassung von Benachrichtigungen vor. Auch wenn nur CAM/BSMs-Sichereits-Benachrichtungen verwendet werden, ist eine dezentrale Regelung nötig. Dies führt zur Dezentralen Aktiven Multizustands-Regelung (multistate-active DCC).

In my dissertation I deal with cooperative traffic telematics for vehicle-to-vehicle communication. The IEEE 802.11p standard is an extension of the IEEE 802.11 standard for providing wireless access in vehicular environments. The medium access delay is an issue, especially when many nodes are connected to the same ad-hoc networks. The delay of a vehicle increases unpredictably every time the channel is sensed busy.
First, I am evaluating the default MAC protocol for regulated safety-relevant notifications. I examine one of the MAC layer enhancements to ensure the reliability for prioritized transmission. It was previously known that the self-organized time division multiple access (SoTDMA) is more reliable than the 802.11p MAC protocol. In situations where security-related data is present, more than 85% of the safety notifications need to be correctly decoded.
My simulations show that at high vehicle density, a congestion regulation is necessary. In such situations SoTDMA outperforms the Enhanced Distributed Channel Access (EDCA). However, the objective of 90% correctly decoded safety alerts is not reached. The ETSI proposal for variable notification rate notification affects negatively to the SoTDMA performance. This implies that any change in the notification rate, is translated to a listening to an entire frame while dropping of notifications. Even if only CAM/BSM-security-notifications are used, a congestion control is required. This leads to a decentralized multi-state congestion control (multi-state-active DCC).
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-62859
http://hdl.handle.net/20.500.12708/14454
Library ID: AC10775302
Organisation: E389 - Institute of Telecommunications 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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