Kolloquiumsvortrag: 16. Mai 2017, Thomas Deinlein


May 16, 2017
10:15to11:00

Bewertung der Überlastkontrolle der Kommunikationsprotokolle ETSI ITS-G5 und WAVE hinsichtlich des Beaconing

Die Car2X-Kommunikation per WLAN ist in Kommunikationsprotokollen beschrieben. Diese Protokolle werden für verschiedene Regionen der Welt von dort ansässigen Standardisierungsgremien definiert. Im Fokus dieser Masterarbeit stehen die beiden Standards ETSI ITS-G5 für Europa und IEEE WAVE für die USA. Eine Grundfunktionalität der Car2X-Kommunikation ist das regelmäßige Senden der eigenen Position und weiterer Daten des Fahrzeuges an alle umliegenden Fahrzeuge, die sich in der Reichweite des Senders befinden. Diese Funktion wird Beaconing genannt. Zu unterscheiden sind hierbei Single-Hop- (keine Weiterleitung empfangener Beacons) und Multi-Hop-Beaconing (Weiterleitung empfangener Beacons optional). Da Beacons mit einer Frequenz von bis zu 10Hz versendet werden, kann es in Situationen mit vielen Fahrzeugen in Funkreichweite zur Überlastung des Kommunikationskanals führen. Die Leistungsfähigkeit des Beaconings hängt demnach in unmittelbarem Zusammenhang mit sogenannten Überlastmechanismen, die eine Überlast reduzieren bzw. von vornherein vermeiden sollen. Die beiden betrachteten Standards enthalten jeweils eine Definition des Beaconing und einer Überlastkontrolle. Für den europäischen Standard werden Beacons in Form des Nachrichtenformats Cooperative Awareness Message (CAM) versendet. Die entsprechende Überlastkontrolle, Decentralized Congestion Control (DCC), ist über den gesamten Protokollstack verteilt. Der US-amerikanische Standard liefert das Nachrichtenformat Basic Safety Message (BSM) zum Versenden von Beacons, darin ist in den Generierungsprozess eine Überlastkontrolle integriert. Durch Implementierung beider Mechanismen innerhalb der Simulationsumgebung Omnet++ mit dem Framework VEINS wurden verschiedene Single-Hop Szenarien betrachtet und eine Leistungsbewertung hinsichtlich der Überlastkontrolle und des Beaconings erstellt. Es zeigt sich deutlich, dass auf Seiten von WAVE der Mechanismus in Bezug auf die Überlastkontrolle kritisch zu betrachten ist und Kanallast nicht adäquat reduziert bzw. verhindert, allerdings garantiert er eine hohe Senderate und eine hohe Anzahl empfangener Beacons. Auf Seiten von ETSI ITS-G5 zeichnet sich das gegenteilige Bild ab. Hier greift der Überlastmechanismus sehr gut, was allerdings zu einer geringeren Anzahl versendeter und übertragener Beacons führt.

 

Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen