The current Medium Access Control (MAC) protocol of the Wireless Access in vehicular ad hoc networks (VANET) is based on IEEE 802.11 Distributed Coordination Function (DCF) and Enhanced Distributed Channel Access (EDCA). Unfortunately, given the high demand for bandwidth, these protocols have drawbacks, one of them is a large number of transmission collisions. Time Division Multiple Access (TDMA) can be an alternative to solve this problem. However, it is not suitable in that it can be problematic because of rapid changes in the vehicular network topology such as highway. In this environment, unused slots result in a waste of bandwidth. In this thesis, we propose a novel hybrid MAC protocol, called Vehicular Medium Access Control (VMAC), for VANET that combines the strengths of CSMA and TDMA while complementing their weak points. Like CSMA, VMAC achieves high channel utilization under low contention by permitting random access and like TDMA, achieves high channel utilization under high contention by allocating time slots and reducing collisions. We evaluate VMAC through extensive NS-2 simulations.
본 연구는 VANET (Vehicular Ad hoc Networks) 환경에서 효과적으로 사용할 수 있는 VMAC (Vehicular Media Access Control) 이라 불리는 새로운 하이브리드 (Hybrid) MAC을 제안한다. VANET은 운전자와 차량의 안전을 위해, 실시간으로 정확하게 운전자, 차량, 도로 및 교통의 상태를 실시간으로 다른 차량에 전송하여야 한다. 그러나 각각의 차량이 고속으로 이동하여, 네트워크 토폴로지 및 차량 밀도의 급격한 변화, 이로 인한 찾은 네트워크 단절, 짧은 링크 연결 시간, 높은 패킷 손신률, 무선채널의 불안정성을 가져 온다. 기존의 무선 MAC 프로토콜은 이러한 특성을 고려하지 않기 때문에, 위험 상태를 전송하는 실시간 정보 전송에 적합하지 않다. VANET 환경에서 MAC은 차량 간의 실시간 위험정보 전송시간을 직접적으로 결정하는 중요한 프로토콜로, MAC 프로토콜의 성능 향상이 VANET 전체 성능 향상으로 연결된다.
VMAC은 CSMA와 TDMA 단점을 상호 보완하고 장점을 최대한 활용하도록 설계되었다. 네트워크내의 노드의 수가 적을 때에는 CSMA와 같이 랜덤 억세스를 허용하여 채널 사용률을 높이고, 반대로 노드의 수가 많아져 경쟁이 심해질 때에는 TDMA와 같이 노드가 기존의 할당된 슬롯만을 사용하게 하여 노드간의 전송 출동을 줄여 채널 사용률을 증가시킨다. 또한, VMAC은 메시지의 종류에 따라 우선순위를 부여할 수 있기 때문에 위험 정보 메시지를 더 빠르게 전송할 수 있다.
