KR100987139B1 - 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법 및 그장치 - Google Patents

단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법 및 그장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서비스 영역에 진입하는 다수의 차량내 단말기와 DSRC 패킷을 송수신하고, 링크 설정 요청에 따라 해당 차량내 단말기와 링크를 설정하는 다수개의 노변 기지국과, 통신 가능한 노변 기지국을 검색하고, 검색된 노변 기지국으로 링크 설정 요청하고, 상기 링크가 설정되면, DSRC 패킷을 송수신하여 서비스를 제공하는 다수개의 차량내 단말기를 포함하고, 상기 차량내 단말기는, 상기 노변 기지국이 검색되면, 상기 노변 기지국과 통신 가능한 통신 영역을 최소화하기 위해 통신 성능을 제어하는 것을 특징으로 하는 단거리 전용 통신 시스템을 개시하여, 차량내 단말기가 노변 기지국과 통신하기 위한 통신 영역을 형성하는 요인인 전압 레벨 또는 수신 감도를 최소 값으로 설정하여, 통신 영역을 최소로 형성함에 의해 하나 이상의 노변 기지국의 서비스 영역에 중첩되지 않도록 하여, 통신 중첩 및 간섭을 미연에 방지할 수 있도록 하는 것이다.

Description

단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법 및 그 장치{APPARATUS AND MMETHOD OF CREATING COMMUNICATION AREA IN DEDICATED SHORT RANGE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 단거리 전용 통신 시스템의 차량내 단말기가 노변 기지국과 통신하기 위한 통신 영역을 형성하는 요인인 전압 레벨 또는 수신 감도를 최소 값으로 설정하여, 통신 영역을 최소로 형성함에 의해 하나 이상의 노변 기지국의 서비스 영역에 중첩되지 않도록 하는 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
단거리 전용 통신(DSRC : Dedicated Short Range Communication)은 지능형 교통 시스템(ITS : Intelligent Transport System)을 위한 통신 방식으로, 노변 기지국(RSE : Road Side Equipment)이라 불리는 도로변에 위치한 소형 기지국과, 차량내에 탑재된 차량 탑재 장치인 차량내 단말기(OBE : On Board Equipment)간의 단거리 전용 통신을 정의한다.
단거리 전용 통신은 노변-차량(노변 기지국-차량내 단말기)간 양방향 근거리 통신 환경(통신 가능거리 100M 이하), 일 대 다 방식의 통신 기능, 고속 전송(1Mbps 이상) 기능, 단순한 변조 기술 사용 등과 같은 특징을 가진다.
그리고, 고정된 노변 기지국과 이동하는 차량내 단말기 사이의 송수신기를 구현하는 방식에 따라 수동형과 능동형으로 구분된다.
수동형은 차량내 단말기에 주파수 발진기를 내장하지 않고, 노변 기지국에서 연속적으로 전송되는 반송파를 수신하여, 내부 주파수 발진기 신호로 사용함으로써 단말기를 간단하게 구현할 수 있다는 장점이 있는 반면, 하나의 노변 기지국과 다수개의 차량내 단말기간 다중 접속은 지원되나, 상향 링크 구성시 노변 기지국의 지속파(CW : Continuous Wave)를 제공받아야 하므로 반이중(Half-Duplex) 통신이 이루어지며, 지속파 전력으로 인해 주파수 재사용을 위한 노변 기지국간 인접 거리가 260m 이상이 되어야 함은 물론, 노변 기지국의 서비스 영역(cell)의 크기가 10m 이내로 제한된다는 단점뿐만 아니라, 노변 기지국의 연속적인 반송파의 전력이 크기 때문에 서비스 영역간 간섭으로 인해 영향으로 주파수 재사용률이 저하된다.
이러한 수동형의 단점을 해결하기 위하여 제안되어진 방식이 능동형 단거리 전용 통신은 노변 기지국의 서비스 영역의 셀 크기는 수 미터에서 수백 미터이고, 주파수 대역은 5.8GHz 대역을 사용하며 데이터 전송 속도는 양방향 링크가 1Mbps 이상인 무선 패킷 통신 방식이다.
능동형 단거리 전용 통신 방식은 노변 기지국과 차량내 단말기 모두에 주파수 발진기를 내장하여 독립적인 통신 채널을 사용한다.
따라서, 차량내 단말기에 주파수 발진기를 내장함에 의해 회로가 복잡해져 차량내 단말기의 제조 단가가 다소 상승한다는 단점이 있는 반면, 하나의 노변 기지국이 여러 개의 차량내 단말기와 다중 접속을 지원하며, 주파수 재사용을 위한 노변 기지국간 거리가 최소 60m 이상이므로, 수동형보다 노변 기지국의 서비스 영역의 크기가 커지고, 주파수 재사용 특성이 우수한 장점을 가진다.
이러한, 능동형 단거리 전용 통신은 노변 기지국의 제조 단가가 저렴해지고, 10mW의 소출력 전파 통신에 의해서도 넓은 통신 영역을 확보할 수 있으며, 사용자 상호 작용(Interactive) 서비스가 가능하고 다른 부가 통신 서비스에 확장이 용이해진다.
최근 능동형 단거리 전용 통신을 이용한 지능형 교통 서비스(ITS: Intelligent Traffic Service)를 제공하고자 많은 연구 개발이 이루어지고 있으며, 지능형 교통 서비스의 대표적인 예로는 교통정보 제공(TIS), 대중 교통 차량 데이터 전송(BIS: Bus Information System), 자동 통행 요금 징수(ETC : Electronic Toll Collection) 등이 있다.
ETC 시스템은 유료 도로에서 통행 요금을 자동으로 징수하기 위한 시스템으로, 노변 기지국과 차량내 단말기가 상호 무선 통신할 수 있는 통신 영역(서비스 영역)은 통행 요금 징수 장소(톨게이트)의 구조물 안에서 과금 처리될 수 있을 정도의 크기로 설계되며, 통상 노변 기지국의 서비스 영역의 길이는 차량 진행 방향으로 8~14m 정도로 설계하며, 인접 차선간 간섭을 회피하기 위해, 서비스 영역의 폭은 3~4m 로 설계한다.
한편, BIS는 도로의 크기, 정보 수집 및 제공하는 위치의 지형적 특성에 따 라 노변 기지국의 서비스 영역을 수m~수십m까지 설계한다.
또한, 차량내 단말기는 노변 기지국에서 제공하는 서비스를 수용할 수 있어야 하므로, 신호를 송수신할 수 있는 통신 영역의 크기는 각 노변 기지국의 서비스 영역내에서 통신이 가능하도록 설계된다.
일반적으로 차량내 단말기의 통신 영역의 크기를 결정하는 수신 감도 및 송신 출력 신호 크기(출력 레벨)는 전파법 및 DSRC을 기반으로 최대 수신 감도와 최대 출력 레벨로 설정되어, 각 노변 기지국의 서비스 영역의 크기가 다르게 설정되는 경우라도 각 노변 기지국과 통신이 가능하게 된다.
그러나, 차량내 단말기의 통신 영역이 하나의 노변 기지국의 서비스 영역에 포함되는 경우에는 통신 상에 문제가 없으나, 차량내 단말기의 통신 영역이 인접한 하나 이상의 노변 기지국의 서비스 영역에 중첩되는 경우에는 충돌 및 간섭이 발생하게 된다.
도 1을 일반적인 단거리 전용 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 도로변에 다수의 노변 기지국(20)이 설치되고, 도로를 주행하는 차량내에 차량내 단말기(10)가 탑재되어, 노변 기지국(20)과 차량 단말기(10)간 능동형 단거리 전용 통신 방식으로 통신을 하게 된다.
각 노변 기지국(20)은 도시된 바와 같이, 서비스 영역이 인접한 노변 기지국(20)과 중첩되지 않도록 설정되어, 서비스 영역에 진입한 차량내 단말기(10)와 통신을 하게 된다.
그리고, 차량내 단말기(10)의 수신 감도 및 출력 레벨이 최대치로 설정되므 로, 차량내 단말기(10)의 통신 영역이 최대치로 형성되어, 하나 이상의 노변 기지국의 서비스 영역과 중첩되면, 차량내 단말기(10)의 송신 데이터(DSRC 패킷)가 충돌 및 간섭이 발생하게 된다.
따라서, ETC 시스템과 같이 통신 영역이 협소하면서 높은 통신 성공률을 필요로 하는 서비스에서는 송신 데이터의 충돌 및 간섭으로 인한 심각한 통신 문제가 발생할 수 있다.
즉, 제1 차량 단말기(10-1)의 제1 통신 영역은 제1 및 제2 노변 기지국(20-1, 20-2)의 제1 및 제2 서비스 영역에 중첩됨에 의해 통신 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 제안되는 것으로, 단거리 전용 통신 시스템에서 차량내 단말기가 노변 기지국과 통신하기 위한 통신 영역을 최소로 형성하여, 하나 이상의 노변 기지국의 서비스 영역에 중첩되지 않도록 하는 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법 및 그 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 차량내 단말기가 노변 기지국과 통신하기 위한 통신 영역을 형성하는 요인인 전압 레벨 또는 수신 감도를 최소 값으로 설정하여, 차량내 단말기가 노변 기지국이 검색되어 통신하기 위한 통신 영역을 최소로 형성하도록 하는 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법 및 그 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 단거리 전용 통신 시스템은, 서비스 영역에 진입하는 다수의 차량내 단말기와 DSRC 패킷을 송수신하고, 링크 설정 요청에 따라 해당 차량내 단말기와 링크를 설정하는 다수개의 노변 기지국과, 통신 가능한 노변 기지국을 검색하고, 검색된 노변 기지국으로 링크 설정 요청하고, 상기 링크가 설정되면, DSRC 패킷을 송수신하여 서비스를 제공하는 다수개의 차량내 단말기를 포함하고, 상기 차량내 단말기는, 상기 노변 기지국이 검색되면, 상기 노변 기지국과 통신 가능한 통신 영역을 최소화하기 위해 통신 성능을 제어하는 것을 특징으로 한 다.
상기 차량내 단말기는, 출력 신호의 전압 레벨 또는 입력 신호를 수신하기 위한 수신 감도 중 하나 이상의 통신 성능을 제어한다.
상기 차량내 단말기는, 상기 전압 레벨 또는 수신 감도를 상기 노변 기지국과 통신 가능한 최소 값으로 제어한다.
상기 차량내 단말기는, 초기 구동 또는 상기 서비스 영역에 진입하지 않은 상태에서 상기 통신 성능 중 전압 레벨을 최소치로 설정하고, 상기 노변 기지국이 검색되면, 상기 링크 설정을 요청한 이후에 링크가 설정되지 않으면, 상기 전압 레벨을 가변시켜 링크 설정을 요청하고, 상기 링크가 설정되는 전압 레벨 값 중 최소 값을 적합 전압 레벨로 설정한다.
상기 차량내 단말기는, 초기 구동 또는 상기 서비스 영역에 진입하지 않은 상태에서 상기 통신 성능 중 수신 감도를 최대치로 설정하고, 상기 노변 기지국이 검색되면, 상기 수신 감도를 최소치로 설정하고, 상기 노변 기지국으로부터 DSRC 패킷이 수신되는지 여부를 확인하여, DSRC 패킷이 수신되지 않으면, 상기 수신 감도를 가변시키고, 상기 DSRC 패킷이 수신되는 수신 감도 값 중 최소 값을 적합 수신 감도로 설정한다.
상기 차량내 단말기는, 상기 수신 감도를 최대치로 설정한 상태에서 상기 노변 기지국이 검색되면, 상기 노변 기지국과 통신 가능한 통신 영역을 최소화되는 전압 레벨 값 또는 수신 감도 값으로 제어하고, 상기 노변 기지국의 서비스 영역을 이탈하면, 상기 전압 레벨을 최소치로 설정하면서 수신 감도를 최대치로 설정한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 단거리 전용 통신 시스템의 차량내 단말기는, DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호를 외부로 방사하고, 외부로부터 입력되는 입력 신호를 수신하는 안테나와, 상기 안테나를 통해 수신되는 상기 입력 신호를 기설정된 크기로 증폭하는 입력 증폭부와, 상기 입력 증폭부에서 증폭된 상기 입력 신호를 디지털 방식으로 변환하여 DSRC 패킷을 제공하는 제1 변환부와, 상기 제1 변환부에서 변환되는 상기 DSRC 패킷을 기반으로 통신 가능한 통신 영역이 최소로 형성되도록 적합 전압 레벨 값을 선택하여, 전압 레벨을 제어하기 위한 기준 신호를 제공하거나, 적합 수신 감도로 설정하는 제어하는 중앙 처리부와, 상기 중앙 처리부로부터 제공되는 기준 신호를 아날로그 방식으로 변환하는 제2 변환부와, 상기 제2 변환부에서 변환된 상기 기준 신호를 기준 전압 입력단으로 입력받아, 노변 기지국으로 전송할 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호의 크기를 상기 기준 신호에 따라 증폭하는 출력 증폭부를 포함한다.
상기 중앙 처리부는, 초기 구동 또는 상기 서비스 영역에 진이하지 않은 상태에서 상기 통신 성능 중 전압 레벨을 최소치로 설정하고, 상기 노변 기지국이 검색되면, 상기 링크 설정을 요청한 이후에 링크가 설정되지 않으면, 상기 전압 레벨을 가변시켜 링크 설정을 요청하고, 상기 링크가 설정되는 전압 레벨 값 중 최소 값을 적합 전압 레벨로 설정하는 통신 영역 설정부를 포함한다.
상기 통신 영역 설정부는, 초기 구동 또는 상기 서비스 영역에 진입하지 않은 상태에서 상기 통신 성능 중 수신 감도를 최대치로 설정하고, 상기 노변 기지국이 검색되면, 상기 수신 감도를 최소치로 설정하고, 상기 노변 기지국으로부터 DSRC 패킷이 수신되는지 여부를 확인하여, DSRC 패킷이 수신되지 않으면, 상기 수신 감도를 가변시키고, 상기 DSRC 패킷이 수신되는 수신 감도 값 중 최소 값을 적합 수신 감도로 설정한다.
상기 통신 영역 설정부는, 상기 전압 레벨의 기설정된 설정 가능 범위내의 제1 특정 값을 선택하여, 링크 설정 요청을 위한 DSRC 패킷을 출력하고, 상기 링크가 설정되지 않으면, 제2 특정 값을 선택하여 링크 설정을 요청한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법은, 차량내 단말기가 노변 기지국에 접속하지 않은 상태에서 전압 레벨을 최소치로 설정하는 단계와, 상기 노변 기지국이 검색되면, 링크 설정을 요청하는 단계와, 상기 링크가 설정되지 않으면, 상기 전압 레벨을 가변시켜 링크 설정을 요청하는 단계와, 상기 링크가 설정되면, 상기 가변되는 전압 레벨 값 중 최소 값을 적합 전압 레벨로 설정하는 단계를 포함한다.
상기 링크 설정을 요청하는 단계는, 상기 링크 설정을 요청하는 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호를 상기 전압 레벨에 따른 전압 크기로 증폭시켜 해당 노변 기지국으로 전송한다.
상기 전압 레벨을 가변시켜 링크 설정을 요청하는 단계는, 상기 전압 레벨의 기설정된 설정 가능 범위내의 제1 특정 값을 선택하고, 상기 링크가 설정되지 않으면, 제2 특정 값을 선택한다.
상기 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법은, 상기 차량내 단말기가 노변 기지국에 접속하지 않은 상태에서 수신 감도를 최대치로 설정하는 단계 와, 상기 노변 기지국과 링크가 설정되면, 상기 수신 감도를 최소치로 설정하는 단계와, 상기 노변 기지국으로부터 DSRC 패킷이 수신되는지 여부를 확인하여, a) 상기 DSRC 패킷이 수신되지 않으면, 상기 수신 감도를 가변시키고, b) 상기 DSRC 패킷이 수신되면, 상기 가변되는 수신 감도 값 중 최소 값을 적합 수신 감도로 설정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법은, 차량내 단말기가 노변 기지국에 접속하지 않은 상태에서 전압 레벨을 최소치로 설정하고, 수신 감도를 최대치로 설정하는 단계와, 상기 노변 기지국이 검색되면, 링크 설정을 요청하는 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호를 상기 노변 기지국으로 전송하는 단계와, 상기 링크가 설정되지 않으면, 상기 전압 레벨을 가변시켜 상기 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호의 전압 크기를 상기 가변된 전압 레벨에 따라 증폭시켜 상기 노변 기지국으로 전송하는 단계와, 상기 링크가 설정되면, 상기 가변되는 전압 레벨 값 중 최소 값을 적합 전압 레벨로 설정하는 단계와, 상기 수신 감도를 최소치로 설정하고, 상기 노변 기지국으로부터 DSRC 패킷이 수신되는지 여부를 확인하는 단계와, 상기 DSRC 패킷이 수신되지 않으면, 상기 수신 감도를 가변시키는 단계와, 상기 DSRC 패킷이 수신되면, 상기 가변되는 수신 감도 값 중 최소 값을 적합 수신 감도로 설정하는 단계를 포함한다.
상기 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법은, 상기 노변 기지국의 서비스 영역을 이탈하는지 여부를 확인하는 단계와, 상기 서비스 영역을 이탈하면, 상기 전압 레벨을 최소치로 설정하고, 상기 수신 감도를 최대치로 설정하는 단 계를 더 포함한다.
상술한 본 발명에 따르면, 단거리 전용 통신 시스템에서 차량내 단말기가 노변 기지국과 통신하기 위한 통신 영역을 형성하는 요인인 전압 레벨 또는 수신 감도를 최소 값으로 설정하여, 통신 영역을 최소로 형성함에 의해 하나 이상의 노변 기지국의 서비스 영역에 중첩되지 않도록 하여, 통신 중첩 및 간섭을 미연에 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법 및 그 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고, 본 발명의 주된 기술 요지를 흐리거나, 주지된 기술에 대한 상세 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단거리 전용 통신 시스템의 차량내 단말기를 설명하기 위한 블록 도면이다.
도 2를 참조하면, 차량내 단말기(100)는 카드 처리부(130), 정보 입출력부(110), 중앙 처리부(120), 메모리, DSRC 모뎀부(150), 정보 입출력부(110), 변복조부(160), 입력 증폭부(180), 출력 증폭부(170), 스위치부(190), 디지털-아날로그 변환부(210)(DAC : digital-analog convertor), 아날로그-디지털 변환부(220)(ADC) 및 안테나(200)를 포함하고, 중앙 처리부(120)는 통신 영역 설정부(121)를 포함한다.
중앙 처리부(120)는 노변 기지국(200)의 서비스 영역(cell)에 진입하여, 노 변 기지국(200)과 데이터(DSRC 패킷)를 송수신하여 사용자에게 지능형 교통 서비스를 제공한다.
메모리는 차량내 단말기(100)의 운용 프로그램 정보, 노변 기지국(200)으로부터 수신되는 DSRC 패킷, 교통 서비스를 제공하기 위한 정보, 차량내 단말기(100)의 자체 정보 등을 저장한다.
정보 입출력부(110)는 LCD(liquid crystal display) 또는 LED(light-emitting diode) 등과 같은 디스플레이 소자로 구현되는 디스플레이 수단과, 스피커와 같은 음향 출력 소자로 구현되는 음향 출력 수단으로 구성되는 정보 출력 장치와, 다수개의 키(버튼)로 구현되는 키패드와, 마이크와 같은 음향 입력 수단으로 구성되는 음향 입력 장치로 구성되는 정보 입력 장치를 포함하며, 노변 기지국(200)으로부터 수신되는 DSRC 패킷에 따른 정보를 출력하거나, 사용자로부터 정보를 입력받는다.
카드 처리부(130)는 선불 요금 카드, 신용 카드, 교통 카드, 포인트 카드 등과 같이 교통 서비스에 관련된 카드로부터 정보를 읽어들여 처리한다.
DSRC 모뎀부(150)는 DSRC 방식에 따라 통신할 수 있도록 기저대역 신호를 처리한다.
변복조부(160)는 DSRC 모뎀부(150)에서 처리되는 기저대역 신호를 진폭 편이 변조(ASK : Amplitude Shift Keying) 신호로 변조/복조한다.
출력 증폭부(170)는 변복조부(160)에서 처리되는 신호를 노변 기지국(200)으로 전송되어 통신 가능할 정도의 크기로 증폭한다. 이때, 출력 증폭부(170)는 OP- 앰프로 구현될 수 있으며, 변복조에서 처리된 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호의 크기를 기준 전압 입력단(a)으로 입력되는 기준 신호에 따라 증폭한다. 즉, 출력 증폭부(170)는 중앙 처리부(120)로부터 제공되는 기준 신호의 전압 크기에 따라 출력 신호를 가변적으로 증폭한다.
안테나(200)는 출력 증폭부(170)에서 증폭된 신호를 외부로 방사하거나, 노변 기지국(200)으로부터 방사되는 신호를 수신한다.
입력 증폭부(180)는 안테나(200)를 통해 수신되는 입력 신호의 크기를 기설정된 크기로 증폭하여 변복조부(160)로 제공한다.
스위치부(190)는 출력 신호의 출력과, 입력 신호의 입력을 시분할로 제어한다.
디지털-아날로그 변환부(210)는 중앙 처리부(120), 즉 중앙 처리부(120)의 통신 영역 설정부(121)로부터 제공되는 기준 신호를 디지털 방식에서 아날로그 방식으로 변환한다.
아날로그-디지털 변환부(220)는 입력 증폭기에서 소정 크기로 증폭된 아날로그 방식의 입력 신호를 디지털 방식으로 변환하여 통신 영역 설정부(121)로 제공한다.
중앙 처리부(120)의 통신 영역 설정부(121)는 안테나(200)를 통해 수신되어, 입력 증폭부(180)에서 증폭되고, 아날로그-디지털 변환부(220)에서 변환된 입력 신호, 즉 노변 기지국(200)으로부터 수신되는 DSRC 패킷을 기반으로 출력 신호의 크기(레벨) 또는 안테나(200)를 통해 수신되는 수신 감도 등과 같은 통신 성능을 제 어하여, 차량내 단말기(100)의 통신 영역이 하나 이상의 노변 기지국(200)의 서비스 영역과 중첩되지 않도록 한다.
통신 영역 설정부(121)는 차량내 단말기(100)가 노변 기지국(200)으로 전송하는 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호의 전압 레벨 또는 노변 기지국(200)으로부터 DSRC 패킷에 상응하는 입력 신호를 수신하는 수신 감도 등과 같이 차량내 단말기(100)가 노변 기지국(200)과 단거리 전용 통신 방식으로 통신 가능한 통신 영역을 가변시킬 수 있는 통신 성능을 설정한다.
이하 본 발명의 상세 설명에서는 차량내 단말기(100)의 통신 영역을 결정하는 통신 성능으로, 출력 신호의 전압 레벨(크기) 및 입력 신호를 수신하는 수신 감도를 예를 들어 설명하나, 기타 통신 성능을 결정하는 성능 요인을 제어하여 차량내 단말기(100)의 통신 영역이 하나 이상의 노변 기지국(200)의 서비스 영역에 중첩되지 않도록 하는 경우도 이와 동일하게 적용될 수 있다.
통신 영역 설정부(121)는 차량내 단말기(100)의 초기 상태 또는 노변 기지국(200)의 서비스 영역에 진입하지 않은 상태에서는 수신 감도를 최대치(maximum), 출력 레벨을 최소치(minimum)로 설정한다. 즉, 통신 영역 설정부(121)는 출력 레벨을 최치로 설정하여, 노변 기지국(200)으로 전송하는 DSRC 패킷으로 인해 다른 차량내 단말기(100)의 통신 간섭이 발생하지 않도록 하고, 수신 감도를 최대치로 설정하여, 노변 기지국(200)으로부터 수신되는 DSRC 패킷의 수신 성능이 최대로 설정되도록 한다.
그리고, 통신 영역 설정부(121)는 노변 기지국(200)이 검색되면, 즉, 노변 기지국(200)으로부터 DSRC 패킷이 수신되면, 단거리 전용 통신 방식에 따라 통신할 링크 설정을 요청하고, 노변 기지국(200)과 링크가 설정되지 않으면, 링크 설정을 요청하는 요청 메시지(DSRC 패킷)를 노변 기지국(200)이 수신하지 못한 상태이기 때문에 출력 레벨을 가변(증가 또는 감소)시켜 요청 메시지를 재전송한다.
이때, 통신 영역 설정부(121)는 입력 증폭부(180)에서 증폭되어 아날로그-디지털 변환부(220)에서 변환되는 입력 신호에 상응하는 DSRC 패킷이 수신되면, 링크 설정을 요청하는 DSRC 패킷을 해당 노변 기지국(200)으로 전송한다.
그리고, 통신 영역 설정부(121)는 디지털-아날로그 변환부(210)를 통해 출력 증폭부(170)의 기준 전압 입력단으로 입력되는 기준 신호의 전압 크기를 제어함에 의해 출력 신호의 전압 레벨을 가변(증가 또는 감소)시켜 링크가 설정되는 출력 신호의 전압 레벨의 최소 값을 적합 전압 레벨로 선택한다.
통신 영역 설정부(121)는 노변 기지국(200)과 링크가 설정되면, 마지막 DSRC 패킷을 출력한 출력 레벨 값을 적합 전압 레벨 값으로 선택하여, 통신 성능으로 설정한다. 즉, 통신 영역 설정부(121)는 출력 증폭부(170)에 입력하는 기준 신호의 전압 레벨 값을 고정시켜 출력 신호의 전압 레벨이 선택된 전압 레벨 값으로 출력되도록 한다.
한편, 통신 영역 설정부(121)는 적합 전압 레벨 값이 선택되면, 수신 감도를 최소치로 설정하고, 노변 기지국(200)으로부터 DSRC 패킷이 수신되는지 여부를 확인하여, DSRC 패킷이 수신될 때까지 수신 감도를 가변(증가 또는 감소)시켜 DSRC 패킷이 수신되는 수신 감도의 최소 값을 적합 수신 감도로 선택한다.
따라서, 통신 영역 설정부(121)가 노변 기지국(200)과 통신이 설정 가능한 전압 레벨 및 수신 감도의 최소 값을 선택하면, 해당 차량내 단말기(100)의 통신 영역이 최소로 형성되므로, 하나 이상의 노변 기지국(200)의 서비스 영역에 중첩되어 통신 간섭이 발생하지 않는다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단거리 전용 통신 시스템에서 노변 기지국의 서비스 영역과 차량내 단말기 통신 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 차량내 단말기(100)가 통신 영역을 최소한으로 형성하면, 하나 이상의 노변 기지국(200)의 서비스 영역에 중첩되지 않음을 알 수 있다.
즉, 차량내 단말기(100)가 통신 성능을 최대치로 고정(설정)하지 않고, 노변 기지국(200)으로 송신하는 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호의 전압 레벨 중 최소 값을 적합 전압 레벨 값으로 선택하고, 노변 기지국(200)으로부터 입력 신호를 수신하는 수신 감도 중 최소 값을 적합 수신 감도 값으로 선택하면, 노변 기지국(200)과 단거리 전용 통신 방식으로 통신 가능한 통신 영역이 최소로 형성됨에 따라 하나 이상의 노변 기지국(200)의 서비스 영역에 중첩되어 통신 간섭이 발생하지 않는다.
한편, 통신 영역 설정부(121)는 다양한 방식으로 적합 전압 레벨 및 적합 수신 레벨을 선택한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 차량내 단말기가 통신 성능의 선택하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 본 발명에 따른 차량내 단말기(100)는 전파법 및 DSRC에서 정의되는 통신 성능, 예를 들어, 전압 레벨 또는 수신 감도의 설정 가능한 범위(최소 내지 최대)내에서 다양한 방식으로 특정 값을 선택한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 차량내 단말기(100)는 예를 들어, 전압 레벨의 설정 가능 범위내에서 중간 값을 선택하여, 링크가 설정되는지 확인하고, 링크가 설정되면, 중간 값 이하의 절반 값을 선택하여, 링크가 설정되는지 확인한다.
한편, 차량내 단말기(100)는 링크가 설정되지 않으면, 중간 값 이상의 절반 값을 선택하여 링크가 설정되지 여부를 확인한다.
그리고, 차량내 단말기(100)는 선택하는 전압 레벨을 통해 링크가 설정되지 않으면, 링크가 설정된 전압 레벨 값 중 최소 값을 적합 전압 레벨 값으로 선택한다.
한편, 차량내 단말기(100)는 설정 가능 범위내의 전압 레벨 값을 다수개의 단계별로 구분하고, 각 단계의 범위를 도 4b에 도시된 것과 같이, 최소치에서 최대치로 갈수록 점진적으로 범위가 줄어들거나, 도 4c에 도시된 것과 같이, 각 단계의 범위를 일정하거나, 도 4d에 도시된 것과 같이, 최소치에서 최대치로 갈수록 점진적으로 범위가 커지도록 설정한다.
그리고, 차량내 단말기(100)는 제1 단계의 전압 레벨 값을 선택하여 링크가 설정되면, 해당 전압 레벨을 적합 전압 레벨로 선택하고, 링크가 설정되지 않으면, 다음 단계를 선택하여 링크가 설정되는지 확인한다.
또한, 차량내 단말기(100)는 수신 감도를 설정 가능 범위내에 상기 도 4a 내 지 도 4d에서 설명되어지는 바와 같이, 선택하여, DSRC 패킷이 수신되는지 여부를 확인하여, 적합 수신 감도를 설정한다.
차량내 단말기(100)는 상술한 선택 방식 이외에 다양한 방식으로 설정 가능 범위내의 값을 선택할 수 있으며, 다양한 선택 방식 중에서 통신 성능을 결정하는 요인, 예를 들어, 전압 레벨 및 수신 감도를 가장 빠르게 선택하는 방식을 설정하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법을 설명하기 위한 플로챠트이다.
도 5를 참조하면, 차량내 단말기(100)는 초기 구동하거나, 현재 노변 기지국(200)의 서비스 영역에 진입하지 않은 상태이면, 출력 레벨을 최소치로 설정하고, 수신 감도를 최대치로 설정한다( 100).
즉, 차량내 단말기(100)는 출력 레벨을 최소치로 설정하여, 노변 기지국(200)으로 전송하는 DSRC 패킷으로 인해 다른 차량내 단말기(100)의 통신 간섭이 발생하지 않도록 하고, 수신 감도를 최대치로 설정하여, 노변 기지국(200)으로부터 수신되는 DSRC 패킷의 수신 성능이 최대로 설정되도록 한다.
그리고, 차량내 단말기(100)는 임의이 노변 기지국(200)으로부터 DSRC 패킷이 수신되는지 여부를 확인한다(S 110).
차량내 단말기(100)는 DSRC 패킷이 수신되면, 즉 노변 기지국(200)이 검색되면, 해당 노변 기지국(200)으로 링크 설정을 요청한다(S 120). 즉, 차량내 단말기(100)는 노변 기지국(200)이 검색되면, 링크 설정을 요청하는 DSRC 패킷에 상응 하는 출력 신호를 해당 노변 기지국(200)으로 전송한다.
차량내 단말기(100)는 설정된 일정 시간이내에 해당 노변 기지국(200)과 링크가 설정되는지 확인하여(S 130), 링크가 설정되지 않으면, 즉, 노변 기지국(200)이 링크 설정을 요청하는 DSRC 패킷을 수신하지 못한 경우, 출력 레벨을 가변시킨다(S 140).
이때, 차량내 단말기(100)는 상기 도 4a 내지 도 4d에서 설명되어지는 바와 같이, 다양한 선택 방식으로 출력 레벨을 가변시킨다.
한편, 차량내 단말기(100)는 노변 기지국(200)과 링크가 설정되면, 해당 전압 레벨을 적합 전압 레벨로 설정한다(S 150). 이때, 차량내 단말기(100)는 링크가 설정된 전압 레벨 중 최소 값을 적합 전압 레벨로 선택한다.
그리고, 차량내 단말기(100)는 노변 기지국(200)으로 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호의 전압 레벨을 최소 값으로 선택하고, 수신 감도를 최소치로 설정한다(S 160).
차량내 단말기(100)는 수신 감도를 최소치로 선택한 상태에서 링크가 설정된 노변 기지국(200)으로부터 DSRC 패킷이 수신되는지 여부를 확인한다(S 170).
차량내 단말기(100)는 설정된 일정 시간 이내에 DSRC 패킷이 수신되지 않으면, 수신 감도를 가변시킨다(S 180). 이때, 차량내 단말기(100)는 상기 도 4a 내지 도 4d에서 설명되어지는 바와 같이, 다양한 선택 방식으로 수신 감도를 가변시킨다.
차량내 단말기(100)는 DSRC 패킷이 수신되면, 해당 수신 감도를 적합 수신 감도로 설정한다(S 190).
차량내 단말기(100)는 통신 영역을 형성하는 통신 성능을 조절하여 통신 영역을 최소로 형성하여, 해당 노변 기지국(200)과 단거리 전용 통신 방식으로 통신하는 상태에서 해당 노변 기지국(200)의 서비스 영역을 이탈하는지 확인한다(S 200).
차량내 단말기(100)는 해당 노변 기지국(200)의 서비스 영역을 이탈하면, 출력 레벨을 최소치로 설정하면서 수신 감도를 최대치로 설정한다(S 210).
따라서, 차량내 단말기(100)의 통신 영역이 해당 노변 기지국(200)과 통신할 수 있을 만큼 최소로 형성되므로, 차량내 단말기(100)가 출력하는 출력 신호(DSRC 패킷)로 인해 다른 차량내 단말기(100)의 통신에 영향을 미치는 충돌 및 간섭을 방지할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.
도 1을 일반적인 단거리 전용 통신 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단거리 전용 통신 시스템의 차량내 단말기를 설명하기 위한 블록 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단거리 전용 통신 시스템에서 노변 기지국의 서비스 영역과 차량내 단말기 통신 영역을 설명하기 위한 도면.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 차량내 단말기가 통신 성능의 선택하는 방식을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법을 설명하기 위한 플로챠트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 차량내 단말기 110 : 정보 입출력부
120 : 중앙 처리부 130 : 카드 처리부
140 : 메모리 150 : DSRC 모뎀부
160 : 변복조부 170 : 출력 증폭부
180 : 입력 증폭부 190 : 스위치부
200 : 안테나 210 : 디지털-아날로그 변환부(DAC)
220 : 아날로그-디지털 변환부(ADC)

Claims (20)

  1. 단거리 전용 통신 시스템에 있어서,
    서비스 영역에 진입하는 다수의 차량내 단말기와 DSRC 패킷을 송수신하고, 링크 설정 요청에 따라 해당 차량내 단말기와 링크를 설정하는 다수개의 노변 기지국과,
    통신 가능한 노변 기지국을 검색하고, 검색된 노변 기지국으로 링크 설정 요청하고, 상기 링크가 설정되면, DSRC 패킷을 송수신하여 서비스를 제공하고, 상기 노변 기지국이 검색되면, 상기 노변 기지국과 통신 가능한 통신 영역을 최소화하기 위해 통신 성능을 제어하는 다수개의 차량내 단말기를 포함하되,
    상기 차량내 단말기는, 상기 노변 기지국에 접속하지 않은 상태에서 전압 레벨을 최소치로 설정하고, 수신 감도를 최대치로 설정하며, 상기 노변 기지국이 검색되면, 링크 설정을 요청하는 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호를 상기 노변 기지국으로 전송하고, 상기 링크가 설정되지 않으면, 상기 전압 레벨을 가변시켜 상기 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호의 전압 크기를 상기 가변된 전압 레벨에 따라 증폭시켜 상기 노변 기지국으로 전송하고, 상기 링크가 설정되면, 현재의 전압 레벨 값을 적합 전압 레벨로 설정하며, 상기 수신 감도를 최소치로 설정한 후, 상기 노변 기지국으로부터 DSRC 패킷이 수신되는지 여부를 확인하여 상기 DSRC 패킷이 수신되지 않으면, 상기 수신 감도를 가변시키고, 상기 DSRC 패킷이 수신되면, 현재의 수신 감도를 적합 수신 감도로 설정하는 것을 특징으로 하는 단거리 전용 통신 시스템.
  2. 삭제
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  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서, 상기 차량내 단말기는,
    상기 노변 기지국의 서비스 영역을 이탈하면, 상기 전압 레벨을 최소치로 설정하면서 수신 감도를 최대치로 설정하는 것을 특징으로 하는 단거리 전용 통신 시스템.
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  14. 삭제
  15. 삭제
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  17. 삭제
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  19. 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법에 있어서,
    차량내 단말기가 노변 기지국에 접속하지 않은 상태에서 전압 레벨을 최소치로 설정하고, 수신 감도를 최대치로 설정하는 단계와,
    상기 노변 기지국이 검색되면, 링크 설정을 요청하는 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호를 상기 노변 기지국으로 전송하는 단계와,
    상기 링크가 설정되지 않으면, 상기 전압 레벨을 가변시켜 상기 DSRC 패킷에 상응하는 출력 신호의 전압 크기를 상기 가변된 전압 레벨에 따라 증폭시켜 상기 노변 기지국으로 전송하는 단계와,
    상기 링크가 설정되면, 현재의 전압 레벨 값을 적합 전압 레벨로 설정하는 단계와,
    상기 수신 감도를 최소치로 설정하고, 상기 노변 기지국으로부터 DSRC 패킷이 수신되는지 여부를 확인하는 단계와,
    상기 DSRC 패킷이 수신되지 않으면, 상기 수신 감도를 가변시키는 단계와,
    상기 DSRC 패킷이 수신되면, 현재의 수신 감도를 적합 수신 감도로 설정하는 단계를 포함하는 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 노변 기지국의 서비스 영역을 이탈하는지 여부를 확인하는 단계와,
    상기 서비스 영역을 이탈하면, 상기 전압 레벨을 최소치로 설정하고, 상기 수신 감도를 최대치로 설정하는 단계를 더 포함하는 단거리 전용 통신 시스템의 통신 영역 설정 방법.
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