KR100670777B1 - 핸드오버를 지원하는 ｗａｖｅ 차량 탑재장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 핸드오버를 지원하는 WAVE 차량 탑재 장치는 적어도 하나 이상의 노변기지국과 무선접속을 수행하는 인터페이스부; GPS 정보를 수신하여 현 위치를 판단하는 위치판단부; 및 상기 위치정보에 기초하여 핸드오버 여부를 결정하는 핸드오버판정부;를 포함하는 것을 특징으로 하며, DSRC 시스템 환경하에서 고속으로 이동하는 차량에 대한 핸드오버가 가능하여 끊김없는 데이터의 연속적인 제공이 가능하다.

Description

핸드오버를 지원하는 ＷＡＶＥ 차량 탑재장치 및 그 방법{WAVE On-Board Equipment for handover and method thereof}

도 1은 도로상에서의 끊김없는 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 WAVE 차량 탑재 장치를 위한 셀 구성을 보여주는 도면이다.

도 2a 내지 도 2b는 핸드오버를 지원하기 위한 WAVE 차량 탑재 장치의 주파수 사용예를 보여주는 도면이다.

도 3a는 GPS 정보를 이용한 WAVE 차량 탑재 장치의 송신 단말기의 구성 블럭을 보여주는 도면이다.

도 3b는 GPS 정보를 이용한 WAVE 차량 탑재 장치의 수신 단말기의 구성 블럭을 보여주는 도면이다.

도 4는 프리엠블 디텍터를 이용한 WAVE 차량 탑재 장치의 수신 단말기의 구성 블럭을 보여주는 도면이다.

도 5는 파일롯 수신 레벨 측정기를 이용한 WAVE 차량 탑재 장치의 수신 단말기의 구성 블럭을 보여주는 도면이다.

도 6은 GPS 정보를 이용한 핸드오버 결정 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다.

도 7은 RSE로부터 수신하는 프리엠블 신호의 세기를 기준으로 하여 핸드오버 를 결정하는 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다.

도 8은 RSE로부터 수신하는 파이롯신호를 기준으로 핸드오버를 결정하는 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다.

본 발명은 고속으로 이동하는 차량에서 차량의 단말 장치와 기지국간 무선 멀티미디어 통신을 끊김 없이 하기 위해 핸드오버를 제공하는 WAVE 차량 탑재 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

DSRC(Dedicated Short Range Communication)는 지능형 교통 시스템(ITS ; Intelligent Transport System)의 기반기술 중 도로변의 단거리무선통신 노변기지국(이하 "RSE" 라고 함)와 빠르게 진행하는 차량내의 단거리무선통신 탑재장치(이하 "OBE"라고 함)간에 100 m 정도의 단거리 통신 반경 내에서 양 방향 통신을 통하여 정보의 교환을 가능하게 하는 차량-노변 장치간의 전용 통신을 말한다. 현재까지 개발된 DSRC 시스템은 1Mbps 데이터 전송률을 지원하고 있으며 이보다 WAVE 통신 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

국내에는 현재 1 Mbps DSRC 시스템이 TTA 규격 TTAS.KO-06.0025에 따라 개발 및 상용화되어 할당 받은 5.795 GHz ~ 5.815 GHz, 5.835GHz ~ 5.855 GHz 대역에서 설치 운용되고 있다.

WAVE 차량 탑재 장치에서 사용된 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식은 채널의 스펙트럼 효율을 극대화하기 위해 직교성을 갖고 있는 부반송파를 이용하여 전송하는 방식을 취하고 있다. 이런 다수 반송파 전송의 형태를 취하고 있는 OFDM 시스템은 입력 데이터를 사용 반송파의 수만큼 병렬화 하고 데이터를 각 반송파에 실어 전송하는 방식이다. 이 방식은 기본적으로 주파수 분할 다중화 방식에 속하는데, 이 경우 반송파의 수만큼 각 채널에서의 전송주기가 증가하게 되어 광대역 전송시에 나타나는 주파수 선택적 페이딩이 심볼간 간섭이 없는 주파수 비선택적 페이딩으로 근사화 된다. 그렇기 때문에 고속으로 동작하는 이동체에서 고속으로 통신을 할 수 있다.

WAVE 통신에서 핸드오버를 제공하는 기술이 아직 없기 때문에, 본 발명에서는 GPS의 위치 정보를 이용하여 핸드오버를 할 수 있는 단말기와, 프리엠블(preamble) 및 pilot 정보를 이용하여 핸드오버를 할 수 있는 단말기 및 그 방법을 제공할 필요성이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 10Mbps 급 이상의 고속 멀티미디어 서비스를 제공하기 위하여 WAVE 차량 탑재 장치와 기지국간 무선 멀티미디어 통신을 끊김없이 하기 위해 GPS 위치정보를 이용하여 핸드오버기능을 수행하는 WAVE 차량 탑재 장치와 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 기지국으로부터 수신하는 파일롯신호의 세기를 이용하여 핸드오버여부를 결정하는 WAVE 차량 탑재 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 기지국으로부터 수신하는 프리엠블신호를 기초로 핸드오버를 결정하는 WAVE 차량 탑재 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 핸드오버를 지원하는 WAVE 차량 탑재 장치는 적어도 하나 이상의 노변기지국과 무선접속을 수행하는 인터페이스부; GPS 정보를 수신하여 현 위치를 판단하는 위치판단부; 상기 위치정보에 기초하여 핸드오버 여부를 결정하는 핸드오버판정부; 및 상기 핸드오버판정부의 결정 결과를 노변기지국으로 송신하는 데이터송신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 WAVE 차량 탑재 장치의 핸드오버 방법은 GPS 정보를 수신하는 단계; 상기 GPS 정보를 기초로 현재 위치를 파악한 후 핸드오버여부를 결정하는 단계; 및 상기 핸드오버 여부 결정 정보를 노변기지국으로 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 핸드오버를 지원하는 WAVE 차량 탑재 장치는 적어도 하나 이상의 노변기지국과 무선접속을 수행하는 인터페이스부; 및 상기 노변기지국에서 송신하는 소정의 정보를 기초로 핸드오버 여부를 결정하는 핸드오버결정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 WAVE 차량 탑재 장치와 노변기지국간의 핸드오버 방법은 적어도 하나 이상의 노변기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계; 상기 데이터를 기초로 핸드오버를 결정하는 단계; 상기 핸드오버 결정 정보를 수신한 RSE가 데이터가 실린 부반송파에 null정보를 채우고, null정보가 실렸던 부반송파에 데이터를 실어 차량탑재장치로 송신하는 단계; 및 상기 데이터가 실린 부반송파영역으로부터 데이터를 복구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 고속으로 이동하는 차량에서 차량의 단말기와 기지국(101,103)간에 무선 멀티미디어 통신을 끊김 없이 하기 위한 핸드오버가 가능한 셀의 구성 예를 보여준다. 여기서 하나의 노변기지국(RSE, 101)은 주파수 f1으로, 다른 노변기지국(103)은 f2의 주파수로 차량의 단말기와 통신을 수행한다. 도 1과 같이 셀 구조를 가질 때 WAVE 차량 탑재 장치의 RSE와 단말기 사이에 송수신 주파수는 도 2a 내지 도 2b와 같이 구성 될 수 있다.

도 2a와 같이 단말기가 주파수의 대역폭을 10MHz를 사용할 때 이 주파수 대역에 할당된 부 반송파의 총 개수 중에서 50% 만을 사용하여 데이터를 전송하는 방법이 있으며, 이 방법에서 도 1의 f1과 f2는 같은 반송파 주파수를 사용한다. 한 개로 구성된 안테나 및 RF부는 계속 데이터를 받고 있기 때문에 어느 시점에서 핸드오버를 해야 될지 모르게 되는데, 이 때 다음과 같이 두가지 방법으로 핸드오버를 수행 할 수 있다.

첫번째 방법은 GPS정보를 이용하는 것인데 도 3a와 도 3b, 그리고 도 6을 참조하면서 살펴본다. 이 방법을 이용하기 위해서는 WAVE 차량 탑재 장치의 RSE의 위 치 정보가 단말기의 데이터 베이스(Data Base)에 저장되어 있어야 된다. 먼저 GPS 수신기(301)를 통하여 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신한다. 위치판단부(302)는 이 신호에 근거하여 현재의 위치를 파악하고 핸드오버여부판정부(303)에 그 위치 정보를 넘겨 준다(601단계). 핸드오버여부판정부(303)는 위치 정보를 획득한 후, 차량 탑재장치의 RSE의 위치는 데이터 베이스를 통해 얻을 수 있고, 통신 셀 반경은 이미 정해져 있으므로 이들 정보를 기초로 현재 RSE 통신 셀과 인접한 RSE의 통신 셀이 중첩되는 부분의 위치를 알 수 있다(603단계). 따라서 이 위치에 있을 때 MAC부(305), 모뎀부(306)를 거쳐 디지털 IF부(307)에서 중간주파수대역신호로 바꾼 후 RF부(308)를 통하여 핸드오버 정보를 현재 통신 중인 RSE에 전송한다(605단계). 이 정보를 수신한 RSE는 도 2a 내지 도 2b처럼 부 반송파 중에서 데이터가 실린 부분은 null값을, null이 실렸던 부반송파에는 데이터를 채워 전송한다.

일반적 매체(304)는 오디오, 라디오등 차량 탑재 장치를 장착한 차량 내부에 있는 일반적인 AV장치를 말하며, MAC(Medium Access Control)부(306)는 상기 일반적 매체(304)를 제어하는 기능을 수행한다. WAVE 차량 탑재장치 모뎀부(306)는 고속으로 이동하는 차량에서 통신을 수행하기 위하여 데이터를 변복조하는 기능을 수행하는데, 그 변조방식에는 예를 들면 OFDM이 있을 수 있는데, 본 발명의 특징과는 무관하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

한편 도 3b의 수신장치를 살펴보도록 한다. 여기서 각 블럭은 도 3a와 기본적으로 동일한 기능을 수행한다. RF부(308)는 안테나로부터 수신하는 캐리어가 실린 신호를 입력받아 디지털 IF부(307)로 보내준다. 디지털 IF부(307)은 입력받은 신호를 중간주파수 신호로 변경하여 모뎀부(306)로 출력한다.

또한 WAVE 차량 탑재 장치의 RSE의 위치 정보가 단말기의 데이터 베이스(Data Base)에 저장되어 있는 것을 전제로 한다. GPS 수신기(301)를 통하여 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신한다. 위치판단부(302)는 이 신호에 근거하여 현재의 위치를 파악하고 핸드오버여부판정부(303)에 그 위치 정보를 넘겨 준다. 핸드오버여부판정부(303)는 현재 기지국과 다음 기지국의 위치를 알 수 있기 때문에 GPS 위치로 핸드오버 여부를 판정할 수 있다.

차량 탑재 장치의 모뎀(306)은 송신부에서의 GPS 핸드오버 정보로 모뎀을 제어하여 핸드오버가 시작되면 null이 채워졌던 부 반송파는 이제 데이터가 채워져서 보내졌기 때문에 그 부반송파 영역에서 데이터를 읽고 데이터가 채워진 부반송파는 이제 null값이 채워져서 보내졌기 때문에 그 부반송파에 영역의 데이터는 무시하게 된다.

이제 두 번째 방법으로서, 도 4 와 도 7을 참조하면서 프리엠블 검출을 이용한 핸드오버를 설명하도록 한다. 도 4에서 RF부(401), 디지털IF부(402), 모뎀부(405), MAC부(406), 일반적매체(407)는 도 3a내지 도 3b에서의 대응되는 명칭의 블럭과 동일하므로 설명은 생략한다. 프리엠블검출부(403, 404)는 노변기지국들(101,103)에서 전송하는 서로 다른 주파수를 갖는 프리엠블을 검출한다(701단계). 즉 f1 프리엠블검출부(403)는 f1의 주파수를 가지는 프리엠블을, f2 프리엠블검출부(404)는 f2의 주파수를 가지는 프리엠블을 검출하여 각 주파수대역에서 수신되는 데이터의 유사도를 비교한다(703단계). 그 유사도가 예를 들면 f1에서 f2로 옮겨지 면 f1의 주파수로 동작하고 있는 통신 셀에서 f2의 주파수로 동작하고 있는 통신 셀로 이동중인 것으로 판단이 가능하고, 이로써 핸드오버 시점을 알 수 있게 되고, 핸드오버가 시작되면 모뎀부(405)를 제어하여 핸드오버가 가능 하도록 한다(705단계).

마지막으로 도 5와 도 8을 참조하면서 파일롯신호를 이용한 핸드오버를 설명하도록 한다. 도 5에서 RF부(501), 디지털IF부(502), 모뎀부(503), MAC부(507), 일반적매체(508)는 도 3a내지 도 3b에서의 대응되는 명칭의 블럭과 동일하므로 설명은 생략한다.

이 방법은 WAVE 차량 탑재 장치에서 수신된 내용을 복조하여 파일롯의 수신 레벨을 측정하여 그 레벨을 기초로 핸드오버를 수행하게 된다. 즉 파이롯수신레벨측정부(504)는 차량탑재장치의 RSE와 단말기가 통신중일 때, 폴링 방식을 사용하여 정기적으로 인접 RSE에서 보내는 데이터의 파일롯신호의 수신강도를 측정하게 된다(801단계). 핸드여부판정부(505)는 이 파일롯신호의 수신강도를 이용하여 수신강도가 일정한 레벨 즉 소정의 임계치의 초과 여부를 결정한다(803단계). 만약 초과하면 핸드오버 판별을 한다(805단계). 이 정보가 현재 통신중인 RSE에 전송되면, RSE는 도 2a 내지 도 2b처럼 데이터가 실린 부반송파에 null값을 채우고, null이 실렸던 부반송파에는 데이터를 채워 전송한다. 차량탑재장치 단말기는 핸드오버 여부 판정부(505)에서 발생된 핸드오버 정보로 모뎀(503)을 제어하여 데이터가 실린 부반송파 영역에서 데이터를 읽어낸다.

본 발명에 의한 WAVE 차량 탑재 장치의 핸드오버 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이타 저장장치등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를들면 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다. 또한 본 발명에 의한 폰트 롬 데이터구조도 컴퓨터로 읽을 수 있는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이타 저장장치등과 같은 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다.

이상과 같이 본 발명은 양호한 실시예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 핸드오버를 지원하는 WAVE 차량 탑재 장치는 DSRC 시스템 환경하에서 고속으로 이동하는 차량에 대한 핸드오버가 가능하여 끊김없는 데이터의 연속적인 제공이 가능하다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 서로 상이한 주파수 대역이 할당된 적어도 하나 이상의 노변 기지국으로 이루어지는 셀(cell) 환경에서 운행하는 WAVE 차량 탑재 장치에 있어서,

   적어도 하나 이상의 노변기지국과 무선접속을 수행하는 인터페이스부; 및

   상기 노변기지국이 송신하는 프리엠블(preamble)이 포함된 정보를 기초로 핸드오버 여부를 결정하는 핸드오버결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 지원하는 WAVE 차량 탑재 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 인터페이스부는

   상기 노변기지국과의 데이터통신을 위한 변복조를 실행하는 모뎀부;

   상기 변조된 신호를 중간주파수대로 변환하여 출력하고, 수신된 RF 신호를 상기 중간주파수대로 변환하여 상기 모뎀부로 출력하는 IF부; 및

   상기 노변기지국과 무선통신을 수행하는 RF부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 지원하는 WAVE 차량 탑재 장치.
5. 삭제
6. 제3항에 있어서, 상기 핸드오버결정부는

   상기 수신되는 정보에서 프리엠블을 검출하는 적어도 하나 이상의 프리엠블 검출부; 및

   상기 검출된 프리엠블을 기초로 수신되는 데이터의 유사도에 따라 핸드오버를 결정하는 제2핸드오브판정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 지원하는 WAVE 차량 탑재 장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. (a) 적어도 하나 이상의 노변기지국으로부터 프리엠블이 포함된 데이터를 수신하는 단계;

   (b) 상기 데이터를 기초로 핸드오버를 결정하는 단계;

   (c) 상기 핸드오버 결정 정보를 수신한 노변기지국이 데이터가 실린 부반송파에 null정보를 채우고, null정보가 실렸던 부반송파에 데이터를 실어 차량탑재장치로 송신하는 단계; 및

   (d) 상기 데이터가 실린 부반송파영역으로부터 데이터를 복구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 WAVE 차량 탑재 장치와 노변기지국간의 핸드오버 방법.
10. 삭제
11. 제9항에 있어서, 상기 (a)단계는

    (a1) 상기 데이터에서 프리엠블을 추출하는 단계; 및

    (a2) 상기 프리엠블을 기초로 각 노변기지국에서 수신되는 데이터의 유사도를 비교하여 핸드오버 여부를 결정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 WAVE 차량 탑재 장치와 노변기지국간의 핸드오버 방법.

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