Zuverlässigkeitsanalyse von sicherheitskritischen Broadcast-Diensten mit einem Hop in VANETs

Zuverlässigkeit ist ein wichtiges Thema für sicherheitskritische Broadcast-Dienste in fahrzeugbasierten Ad-hoc-Netzwerken (VANETs). Bisher konzentrierten sich die meisten Untersuchungen solcher Broadcast-Netzwerke auf die Multihop-Konnektivität und setzen alle Ein-Hop-Verbindungen voraus. In diesem Papier werden vier Zuverlässigkeitskennzahlen für die Ein-Hop-Broadcast-Kommunikation in VANETs eingeführt und analytisch sowie durch Simulationen ausgewertet, einschließlich der Paketempfangsrate (PRR), des Paketlieferverhältnisses (PDR), der Wahrscheinlichkeit erfolgreicher Paketlieferungen von Knoten (PDP) und der effektiven Reichweite (ER). Ausdrücke dieser Zuverlässigkeitskennzahlen für Ein-Hop-Broadcast in IEEE-802.11-basierten 1-D-VANETs werden unter Berücksichtigung der IEEE 802.11 Distributed Coordination Function (DCF), des Problems der versteckten Terminals und von Kollisionen, die durch gleichzeitige Übertragungen verursacht werden, abgeleitet. Die Auswirkungen von Netzwerkparametern wie unterschiedlichen Übertragungs-, Trägererkennungs- und Interferenzbereichen; der Dichte der Knoten in den Netzwerken; den Entfernungen der Empfänger zu den Sendern; den Nachrichten-Generierungsraten; den Backoff-Fenstergrößen; und den Kanal-Datenraten auf die Zuverlässigkeit der Broadcast-Kommunikation in VANETs werden untersucht und diskutiert. Als Beispiel wird das vorgeschlagene Modell zur Bewertung der propagation sicherheitskritischer Nachrichten der Dedicated Short-Range Communication (DSRC) in einem Autobahn-Setting angewendet. Infolgedessen werden einige wichtige Beobachtungen für das Design und die Analyse solcher Kommunikationssysteme bereitgestellt.