WAVE규격에서의 오류 검출 능력 향상기법

Abstract

인간의 삶을 윤택하게 만들려는 유비쿼터스 시대를 향해 나아가고 있는 지금, 무선 네트워크는 유비쿼터스 세상을 만들어가는 가장 기본적이고 핵심적인 요소 중 하나이다. 보다 나은 미래의 유비쿼터스 환경을 이루기 위해서는 무선 네트워크의 발전이 필수적이며, 그 중에서도 텔레매틱스 [1] 에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 텔레매틱스 (Telematic) 는 원격통신 (Telecommunication) 과 정보과학 (Informatics) 의 합성어로써 자동차와 무선 통신이 결합한 새로운 개념의 인터넷 서비스이다. 이런 텔레매틱스는 크게 위치 항법장치 (Global Positioning System, GPS), 지리정보시스템 (Geo-Graphic Information System, GIS), 그리고 지능형 교통정보 시스템 (Intelligent Transport Systems, ITS) 에 관한 연구로 나뉘고 있다. 그 중에서 ITS 서비스는 Vehicle to Vehicle (V2V) 통신과 Vehicle to Infrastructure (V2I) 통신을 통하여 미연에 교통사고를 방지하고, 고속으로 이동하는 차량에서 인터넷 서비스를 제공하는 것이 ITS 서비스의 가장 중요한 목표이다. 차량 간 멀티홉 통신 (Vehicular Multi-hop Communications, VMC) 은 차량 간 교통사고를 미연에 방지하는 것 등 차량 간 정보교환을 목적으로 현재 많은 나라에서 표준화에 착수하고 있으며, 활발한 연구가 진행되고 있다 [2]. 본 논문은 그 중에서도 미국에서 연구 중인 Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) 규격 [3] 인 IEEE 802.11p [4] 표준에서 물리계층에 관한 연구를 진행하였다. VMC 환경에서 사용되는 WAVE 규격의 물리계층 표준은 IEEE 802.11p에서 정의한다. IEEE 802.11p 는 기존의 무선 랜 규격에서 빠른 속도로 움직이는 차량에 ITS 서비스를 적용하기 위한 것으로, 빠른 응답속도와 정확한 전송을 요구한다 [5]. IEEE 802.11p 에서 정의된 물리계층에서는 오류 정정부호로써 길쌈부호 (Convolutional Codes) 를 사용한다 [4]. 길쌈부호는 현재 가장 많이 쓰이는 오류 정정부호 중 하나로서 짧은 길이의 부호를 가지는 정보 전송에 많이 사용되고 있다. IEEE 802.11p 에서 짧은 길이의 제어정보를 전송하는데도 길쌈부호가 쓰이고 있으며, 제어정보의 오류 검출 여부를 통해 정보의 전달을 결정한다. 본 논문에서는 IEEE 802.11p 에서 제어정보의 오류 검출 능력의 한계를 지적하고, WAVE 규격에서 정보 (DATA field) 를 전송하기 이전에 사전 정보로 전송하는 정보 (SIGNAL field) 의 오류 검출 능력의 취약점을 보완하고자 한다. WAVE 규격에서 SIGNAL 은 DATA 의 길이 정보와 부호율, 그리고 변조 방법에 대한 정보를 포함하고 있으며 [4], SIGNAL 의 오류는 DATA 의 복호에 치명적인 결함을 발생하게 한다. 이러한 SIGNAL 의 오류 검출은 Even Parity Check 에 의하여 이루어진다. 하지만 Even Parity Check 부호의 오류 검출 확률은 50% 로 굉장히 취약하기 때문에 [8], 본 논문에서는 SIGNAL 의 오류 검출 능력의 취약점을 보완하기 위하여 보다 긴 길이의 오류 검출 부호를 사용하고자 한다. 하지만 WAVE 규격에서의 물리계층 표준화 작업은 거의 마무리 단계여서 SIGNAL 의 규격을 바꾸는 것은 쉽지 않은 일이다. 본 논문에서는 SIGNAL 의 규격의 변화를 최소화하기 위하여 SIGNAL 의 길이는 그대로 유지하며, 오류 검출 능력을 향상시키기 위하여 보다 긴 길이의 Cyclic Redundancy Check (CRC) 부호 [8,9] 를 연접한 후 천공 (puncturing) [10, 11] 을 하였다. 본 논문에서 CRC 부호를 연접하여 늘어난 길이를 천공을 함에 있어 보다 좋은 성능을 얻기 위하여