Summary
A robust exchange of messages between vehicles via radio communication represents a key problem of vehicular ad hoc network (VANET) research. Environmental influences and the multitude of communicating nodes result in challenging communication conditions that have to be taken into account when assessing the potential benefit of VANETs for traffic safety and efficiency applications. In this paper we discuss an appropriate modeling of three influencing factors on the communication behavior to establish a basis for credible simulation results. In detail, we analyze the effects of fast-fading, capturing, and cumulative noise on vehicular communications and illustrate their considerable influence on a simulation's outcome. As a second contribution, we provide an empirical model for the probability of packet reception that is based on the proposed simulation methodology. The model thus allows to determine credible simulation results without being dependent on the complexity of detailed simulations. The saved computational effort facilitates the assessment of VANETs in large-scale scenarios and the consideration of communication specifics in the design process.
Zusammenfassung
Der robuste Austausch von Nachrichten zwischen Fahrzeugen mittels Funkkommunikation stellt ein wesentliches Problem der Forschung über Fahrzeug-Ad-Hoc-Netzwerke (VANET) dar. Umwelteinflüsse und die große Anzahl miteinander kommunizierender Fahrzeuge verursachen schwierige Kommunikationsbedingungen, die es bei der Abschätzung des möglichen Nutzens von VANETs auf die Verkehrssicherheit und -effizienz zu berücksichtigen gilt. Die vorliegende Arbeit diskutiert eine geeignete Modellierung von Einflussfaktoren auf das Kommunikationsverhalten und schafft damit eine Basis für glaubwürdige Simulationsergebnisse. Wir untersuchen den Einfluss von “Fast Fading” und die Bedeutung von “Packet-Capturing” und diskutieren die Auswirkung von kumuliertem Rauschen auf dem Kommunikationskanal. Für alle Effekte demonstrieren wir ihren entscheidenden Einfluss auf die Ergebnisse einer Simulation. Aufbauend auf dieser detaillierten Modellierung stellen wir ein empirisches Modell vor, das die Empfangswahrscheinlichkeit von Paketen in Abhängigkeit von der Entfernung und der Verkehrsdichte bestimmt. Dieses Modell ermöglicht das Erzielen akkurater Simulationsergebnisse bei reduzierter Komplexität des Simulationsvorgangs. Der eingesparte Rechenaufwand vereinfacht die Simulation von sehr großen Fahrzeugnetzen und die Berücksichtigung von Kommunikationsspezifika in der Anwendungsentwicklung.
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