Performance analysis of CSMA-based half duplex and full duplex MAC protocols for vehicular networks

Araçlar arası haberleşmede kullanılan işaretleme mekanizması, araç hareketlilik bilgisinin diğer tüm komşu üniteler ile periyodik şekilde paylaşılması yoluyla araçlar arasındaki kooperatif farkındalığı artıran temel bir mekanizmadır. Araçlar arasındaki kooperatif farkındalık oranı, araçlar arası haberleşmede kullanılan güvenlik uygulamalarının performansını etkilemektedir. Bu nedenle, işaretleme mekanizması ile sağlanan servis kalitesi, güvenlik uygulamalarının katı zamanlılık ve güvenilirlik gereksinimlerinin karşılanıp karşılanmayacağını belirlemektedir. İşaretleme mekanizmasındaki en önemli parametre işaret paketi üretme hızıdır. İşaret paketi üretme hızının artırılması araçlar arasındaki kooperatif farkındalığı artırsa da işaret paketi üretme hızının artması ile kanal sıkışıklığı da artmaktadır. Bu ödünleşim, işaretleme mekanizması MAC protokolü tasarımını zorlaştırmaktadır. Ayrıca, işaret paketleri ile tüm komşu ünitelerin hedeflenmesi, işaretleme mekanizmasında onay mekanizması kullanımını engellemektedir ve bu durum problemi daha da zorlaştırmaktadır. Bu tezde, işaretleme mekanizması için kullanılan iki adet CSMA tabanlı MAC protokolünün performansını inceledik. İlk protokol yarı çift yönlü radyoları kullanmakta ve çakışma tespitini desteklememekteyken (HD-MAC); ikinci protokol tam çift yönlü radyoları kullanmakta ve çakışma tespitini ve tekrar gönderimi desteklemektedir (FD-MAC). Bu protokoller kuyruk durumunun ve işaret üretme hızının dikkate alındığı Markov Zincir modelleri kullanılarak analiz edilmektedir. FD-MAC modeli, öz girişim giderimindeki ideal olmayan davranıştan dolayı oluşan kaçırılan ve hatalı çakışma tespiti durumlarını dikkate almaktadır. Markov Zincir modelleri kullanılarak başarılı gönderim olasılığı, veri hacmi, servis gecikmesi, paket kayıp olasılığı ve bilgi yaşı gibi servis kalitesi ölçütleri elde edilmiştir. Markov Zincir tabanlı modeller simülasyonlar aracılığıyla doğrulanmıştır. FD-MAC protokolünün HD-MAC protokolünden veri hacmi, paket kayıp olasılığı ve bilgi yaşı performansları açısından daha üstün olduğu gösterilmiştir.