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대규모 군집 드론을 위한 경쟁 기반 시분할 채널 접근 기법

A Contention-Based Time-Division Channel Access Scheme for Large-Scale Swarming Drones
한국통신학회논문지 제43권 제1호, 2018.1, 121-127 (7 pages)
DOI :10.7840/kics.2018.43.1.121
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초록
본 논문에서는 군집 드론 네트워크에서의 군집 내 드론간 안전 메시지 송신을 보장해주기 위한 TDMA 기반의 새로운 MAC 프로토콜을 제안한다. 일반적으로 대규모 군집 드론은 무인 항공기나 자율주행 자동차 네트워크에 비해 높은 밀집도를 갖기 때문에 드론들 간의 충돌을 막기 위한 상호 위치 정보 공유가 매우 중요하다. 이에 제안 기법에서는 경쟁을 기반으로 타임 슬롯을 점유하는 방식을 통해 드론에게 데이터 전송 기회를 보장해주는 한편, 이전 프레임에서 슬롯을 점유한 드론에게는 더 짧은 back-off 시간을 주어 해당 슬롯에 대한 우선권이 부여되도록 함으로써 안전 메시지의 전송을 보장하고자 하였다. 본 논문에서 제안하는 기법은 NS-3 시뮬레이터를 통해 구현 및 평가되었으며, 제안 기법이 차량통신 표준인 WAVE에 비하여 메시지 충돌 문제로부터 빠르게 복구되는 것을 확인하였으며, 또한 높은 패킷 수신율을 유지하는 것을 확인하였다.

In this paper, we propose a novel TDMA-based MAC protocol for ensuring the transmission of safety messages between the drones in swarming drone networks. In general, large-scale swarming drones tend to have a higher density compared to unmanned aerial vehicles or autonomous vehicular networks. Therefore, in order to avoid a collision, it is very important for each drone to successfully share their location information with others. The proposed scheme guarantees an opportunity of data transmission to the drones by occupying time slots through competition. It also gives priority to the drone which has occupied a slot in the previous frame to ensure the safety message transmission. The proposed scheme is implemented and evaluated by using NS-3 simulator and we confirmed that the proposed scheme can recover from the message collision problem faster than the existing WAVE protocol, with the high packet reception ratio.

목차
요약
ABSTRACT
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 관련 연구
Ⅲ. 제안 기법
Ⅳ. 성능 분석
Ⅴ. 결론
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