KR101018778B1 - A supportting method for rapid handover base on multi-channel wireless communication - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빠른 주파수의 선택, 실외의 현장 상황 및 다양한 주파수 상황에서 노변장치(RSE)와 차량장치(OBE) 간에 빠른 접속을 통한 무선통신을 제공할 수 있는 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for supporting high-speed handover based on multi-channel wireless communication. More particularly, the present invention relates to a fast connection between a roadside device (RSE) and a vehicle device (OBE) in a fast frequency selection, an outdoor field situation, and various frequency situations. The present invention relates to a multi-channel wireless communication based high speed handover support method capable of providing wireless communication.
본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법은, 차량탑재장치는 사용 채널을 선택하는 단계와; 상기 선택된 채널을 사용하는 노변장치를 선택하는 단계와; 상기 차량탑재장치와 상기 노변장치의 신호세기의 임계값을 설정하는 단계와; 상기 선택된 노변장치로부터 비콘신호를 수신하는 단계와; 상기 비콘신호의 수신신호강도를 상기 임계값과 상기 차량탑재장치와 상기 노변장치의 상태관리요소값의 합과 비교하는 단계와; 상기 비교한 비콘신호에 따라 노변장치를 선택하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for supporting high-speed handover based on multi-channel wireless communication, the vehicle mounting apparatus comprising: selecting a use channel; Selecting a roadside device using the selected channel; Setting threshold values of signal strengths of the vehicle-mounted device and the roadside device; Receiving a beacon signal from the selected roadside device; Comparing the received signal strength of the beacon signal with the sum of the threshold value and the state management element values of the vehicle-mounted device and the roadside device; And selecting a roadside apparatus according to the compared beacon signals.
무선통신, 노변장치(RSE), 차량탑재장치(OBE), 비콘신호, 임계값, 핸드오버, 핸드오프 Wireless communications, roadside equipment (RSE), vehicle-mounted equipment (OBE), beacon signals, thresholds, handovers, handoffs
Description
본 발명은 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빠른 주파수의 선택, 실외의 현장 상황 및 다양한 주파수 상황에서 노변장치(RSE)와 차량장치(OBE) 간에 빠른 접속을 통한 무선통신을 제공할 수 있는 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for supporting high-speed handover based on multi-channel wireless communication. More particularly, the present invention relates to a fast connection between a roadside device (RSE) and a vehicle device (OBE) in a fast frequency selection, an outdoor field situation, and various frequency situations. The present invention relates to a multi-channel wireless communication based high speed handover support method capable of providing wireless communication.
최근 노트북 및 PDA과 같은 휴대 단말의 사용이 보편화되면서 이동성을 전제로 한 초고속 인터넷 서비스에 대한 수요가 증가하고 있으며, 사용자들은 무선망과 인터넷이 통합되어 언제 어디서든 자유로이 인터넷을 이용할 수 있는 네트워크 환경을 기대하고 있다. 이에 따라 정지 또는 이동 중에도 고속 인터넷 접속이 가능한 무선 인터넷 규격인 와이브로(Wireless Broadband Internet: WiBro) 표준이 최근 한국 정보 통신 기술 협회(Telecommunications Technology Association:TTA)를 중심으로 제정되었다. 와이브로 표준은 유선망이 갖는 기존 시스템의 한계를 극복하여 시속 60Km 이하의 이동성을 지원하며 실내외에서 끊김 없이 초고속 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있도록 설계되었다.Recently, as the use of portable terminals such as laptops and PDAs is becoming more common, the demand for high-speed Internet services on the premise of mobility is increasing, and users can create a network environment where the Internet can be freely used anytime and anywhere through the integration of wireless networks and the Internet. I look forward to it. Accordingly, the Wireless Broadband Internet (WiBro) standard, which is a wireless Internet standard that allows high-speed Internet access even while stationary or on the move, was recently established around the Telecommunications Technology Association (TTA). WiBro standard is designed to support mobility of less than 60Km per hour by overcoming the limitation of existing system of wired network and to provide high-speed wireless Internet service in indoor and outdoor.
한편, 텔레매틱스 무선 통신 방식은 노변장치(Road Side Equipment; RSE)와 차량탑재장치(On-Board Equipment ; OBE)간에 500m 정도의 통신 반경 내에 양방향 통신을 통하여 정보의 교환을 가능하게 하는 차량-노변 장치 간의 전용 통신을 말한다. 현재까지 텔레매틱스 차량 이동 무선 환경에서 패킷 통신용으로 개발되어 사용 중인 시스템으로는 1Mbps 데이터 전송률을 가지고 100m 통신영역의 ASK 변조방식 DSRC 시스템이 있으며, 10 Mbps급 OFDM 변조 방식의 WAVE(Wire Access in Vehicular Environments) 무선 통신 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.On the other hand, the telematics wireless communication method is a vehicle-side device that enables the exchange of information through a two-way communication within a communication radius of about 500m between the road side equipment (RSE) and the on-board equipment (OBE) Dedicated communication between people. Up to now, the system developed and used for packet communication in telematics mobile radio environment is ASK modulation type DSRC system of 100m communication area with 1Mbps data rate, and WAVE (Wire Access in Vehicular Environments) with 10Mbps OFDM modulation method. Research on wireless communication systems is actively progressing.
국내에는 현재 1 Mbps DSRC 시스템이 TTA 규격 TTAS.KO-06.0025에 따라 개발 및 상용화되어 할당받은 5.795 GHz ~ 5.815 GHz, 5.835GHz ~ 5.855 GHz 대역에서 설치 운용되고 있다. 또한 기존 1Mbsp DSRC 시스템에서 제공되는 저속의 서비스뿐만 아니라 보다 고속 멀티미디어 서비스를 제공하기 위하여 통신 반경이 확장된 보다 고속의 WAVE 시스템의 개발이 진행되고 있다. 이러한 텔레매틱스 시스템이 설치되어 서비스를 제공할 때 차량탑재장치(OBE)가 끊김 없는 서비스를 받으려면 노변장치(RSE)간 무선링크를 유지해주는 핸드오버 방식의 지원이 필수적이며, 고속의 핸드오버를 제공하지 못하면 연속적인 서비스가 불가능한 문제점이 생기게 된다.In Korea, 1 Mbps DSRC system is developed and commercialized in accordance with TTA standard TTAS.KO-06.0025 and installed in 5.795 GHz to 5.815 GHz and 5.835 GHz to 5.855 GHz. In addition, in order to provide a high speed multimedia service as well as a low speed service provided in the existing 1Mbsp DSRC system, the development of a higher speed WAVE system with an extended communication radius is in progress. When such a telematics system is installed and provided to a service, a handover method of maintaining a wireless link between roadside devices (RSE) is essential for the OBE to provide a seamless service, and does not provide high-speed handover. If not, there is a problem that continuous service is impossible.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 차량탑재장치와 노변장치 간에 통신을 수행하기 이전에 그룹형태의 스캔을 통해 무선채널신호를 감지하여 스캔 시간을 단축시키고, 상황에 따라 차량탑재장치와 노변장치의 신호세기의 임계값을 재설정하여 무선통신을 수행함으로써 고속의 이동상황에서도 끊김 없는 무선통신을 수행할 수 있게 하는 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In order to solve the above problems, the present invention reduces the scan time by detecting a wireless channel signal through a group-type scan before performing communication between the vehicle-mounted device and the roadside device, and accordingly to the situation, It is an object of the present invention to provide a fast handover support method based on multi-channel wireless communication, which enables wireless communication by resetting the signal strength threshold of a device to perform wireless communication even in a high speed mobile situation.
본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법은, 차량탑재장치는 사용 채널을 선택하는 단계와; 상기 선택된 채널을 사용하는 노변장치를 선택하는 단계와; 상기 차량탑재장치와 상기 노변장치의 신호세기의 임계값을 설정하는 단계와; 상기 선택된 노변장치로부터 비콘신호를 수신하는 단계와; 상기 비콘신호의 수신신호강도를 상기 임계값과 상기 차량탑재장치와 상기 노변장치의 상태관리요소값의 합과 비교하는 단계와; 상기 비교한 비콘신호에 따라 노변장치를 선택하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for supporting high-speed handover based on multi-channel wireless communication, the vehicle mounting apparatus comprising: selecting a use channel; Selecting a roadside device using the selected channel; Setting threshold values of signal strengths of the vehicle-mounted device and the roadside device; Receiving a beacon signal from the selected roadside device; Comparing the received signal strength of the beacon signal with the sum of the threshold value and the state management element values of the vehicle-mounted device and the roadside device; And selecting a roadside apparatus according to the compared beacon signals.
본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 의하면, 빠른 주파수의 선택, 실외의 현장 상황 및 다양한 주파수 상황에서 노변장치(RSE)와 차량장치(OBE) 간에 빠른 접속을 통한 무선통신을 제공하며, 이를 활용하여 다양한 불특정한 형태의 노변장치를 이용하는 현장에서 빠른 접속을 통해 고속의 이 동과 다채널의 전파 환경에서도 끊김 없는 무선통신을 제공할 수 있다는 효과가 있다. According to the method for supporting high-speed handover based on multi-channel wireless communication according to the present invention, wireless communication through fast connection between a roadside device (RSE) and a vehicle device (OBE) in a fast frequency selection, outdoor field situation, and various frequency situations By using this method, it is possible to provide seamless wireless communication even in high-speed mobile and multi-channel radio wave environment through fast connection in the field using various unspecified roadside devices.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although the Example of this invention is described in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
도 1은 본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 있어서 노변장치와 차량탑재장치 간에 무선통신을 수행하기 위한 인증과정을 보여주는 도면이다. 1 is a flowchart illustrating a method for supporting high speed handover based on multi-channel wireless communication according to the present invention, and FIG. 2 is a roadside device and a vehicle mounted in a method for supporting high speed handover based on multi-channel wireless communication according to the present invention. A diagram illustrating an authentication process for performing wireless communication between devices.
본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법은, 2차례 이상의 주파수 스캔을 통해 채널을 선택하고, 노변장치(RSE)와 차량탑재장치(OBE) 간의 빠른 접속, 무선랜 상태관리를 위한 구성요소값(factor), 현장 상황에 따른 임계값의 변경을 위한 알고리즘을 제공하며, IEEE802.11a/b/g의 표준을 적용한다. In the multi-channel wireless communication-based fast handover support method according to the present invention, a channel is selected through two or more frequency scans, and a fast connection between a roadside device (RSE) and an on-vehicle device (OBE) and WLAN state management are performed. It provides an algorithm for changing a factor value and a threshold value according to a site situation, and applies the standard of IEEE802.11a / b / g.
이하에서 설명하는 본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법은, 노변, 실내 또는 실외에 설치된 노변장치(RSE)와 차량 내에 설치된 차량탑재장치(OBE) 간에 적용되어 핸드오버 기능을 수행한다. The high-speed handover supporting method based on the multi-channel wireless communication according to the present invention described below is applied between a roadside device (RSE) installed in a roadside, indoors or outdoors and an on-vehicle device (OBE) installed in a vehicle to provide a handover function. To perform.
먼저, 차량탑재장치(OBE)에 전원이 인가되면(S100), 차량탑재장치는 사용 가능하도록 미리 할당되어 있는 주파수를 스캔하여 채널을 선택한다(S110). 여기에서 미리 할당되어 있는 주파수란 산업용, 의료용 과학용 등으로 구분되어 무료로 사용 할 수 있는 ISM 대역의 주파수를 의미하며, ISM 대역의 주파수는 대역별로 채널이 할당되어 있다. First, when power is applied to the vehicle mounting apparatus (OBE) (S100), the vehicle mounting apparatus scans a pre-allocated frequency to be usable and selects a channel (S110). Here, the pre-assigned frequency refers to the frequency of the ISM band that can be used freely and divided into industrial and medical sciences, and the frequency of the ISM band is allocated to each band.
주파수 스캔은 2차례 이상 수행될 수 있으며, 이는 먼저 상호 중첩되지 않은 다수 개의 채널로 구성되는 다수 개의 채널 그룹을 그룹별로 스캔하여 무선채널신호를 감지하는 단계와, 스캔한 채널 그룹 중 무선채널신호가 감지된 채널 그룹을 재스캔하여 사용 채널을 선택하는 단계로 이루어지며, 이러한 스캔 방법을 통해 일반 무선랜에 비하여 스캔 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 선택된 스캔된 채널 그룹을 저장하여 핸드오프 발생 시 단시간에 채널 스캔을 수행할 수 있도록 하여 이후 수행되는 채널 스캔에서 불필요하게 핸드오프 지연 시간이 증가하는 것을 방지할 수 있다. The frequency scan may be performed two or more times. First, a step of detecting a radio channel signal by scanning a plurality of channel groups composed of a plurality of channels that are not overlapped with each other by group, and the radio channel signal among the scanned channel groups Rescanning the sensed channel group to select a use channel. Through this scanning method, the scan time can be reduced compared to a general WLAN. In addition, the selected scan channel group may be stored to perform a channel scan in a short time when a handoff occurs, thereby preventing an unnecessary increase in handoff delay time in a subsequent channel scan.
다음, 사용 채널이 선택되면, 무선통신 가능한 노변장치(RSE)가 선택되는데(S120), 차량탑재장치(OBE)와 노변장치(RSE) 간에 소정의 인증과정을 수행한 후 무선통신을 수행할 수 있다. Next, when the use channel is selected, a wireless communication capable roadside device (RSE) is selected (S120), and after performing a predetermined authentication process between the OBE and the roadside device (RSE), wireless communication may be performed. have.
도 2에는 기지국(center)과 무선통신을 수행하는 노변장치(RSE)와 차량탑재장치(OBE) 간의 인증과정이 나타나 있으며, 이는 IEEE802.11 규격을 준용하고 있다.2 shows an authentication process between a roadside device (RSE) and a vehicle-mounted device (OBE) that perform wireless communication with a base station, which conforms to the IEEE802.11 standard.
먼저, 차량탑재장치(OBE)가 노변장치(RSE)에 인증을 요구(Auth.request)하면, 노변장치(RSE)는 인증요구에 대한 응답(Auth.response)을 하고, 차량탑재장치(OBE)는 응답결과에 따라 노변장치(RSE)에 접속 요구(Assoc.request)를 하고, 노변장치(RSE)는 접속 요구에 따른 응답(Assoc.response)을 한다. 이러한 일련의 인 증과정에 의해 차량탑재장치(OBE)는 노변장치(RSE)의 응답 결과, 즉 노변장치(RSE)의 접속 명령을 대기하며, 노변장치(RSE)로부터 접속을 명령받으면 노변장치(RSE)와 차량탑재장치(OBE)는 무선통신을 위해 서로 접속하게 되고, 노변장치(RSE)에는 접속된 차량탑재장치(OBE)의 정보가 등록된다. First, when the vehicle mounting apparatus OBE requests Auth.request from the roadside apparatus RSE, the roadside apparatus RSE makes an Auth.response to the authentication request, and the vehicle mounting apparatus OBE The connection request (Assoc.request) is made to the roadside device (RSE) according to the response result, and the roadside device (RSE) responds to the connection request (Assoc.response). Through this series of authentication processes, the OBE waits for the response of the roadside device RSE, that is, the connection command of the roadside device RSE. The RSE and the vehicle mounting apparatus OBE are connected to each other for wireless communication, and the information of the connected vehicle mounting apparatus OBE is registered in the roadside apparatus RSE.
상기한 바와 같이 노변장치(RSE)와 차량탑재장치(OBE)가 서로 인증하는데 소요되는 시간은 하기의 [표 1]에 기재된 바와 같다. As described above, the time required for the roadside apparatus RSE and the vehicle mounting apparatus OBE to authenticate each other is as described in Table 1 below.
상기의 [표 1]을 참조하면, 노변장치(RSE)와 차량탑재장치(OBE)가 서로 인증과정을 수행하는데 소요되는 시간(T)은 다음과 같다. Referring to [Table 1], the time (T) required for the roadside device (RSE) and the vehicle-mounted device (OBE) to perform the authentication process with each other is as follows.
(T = 인증요구(Auth.request) + 인증응답(Auth.response) + 접속요구(Assoc.request) + 접속응답(Assoc.response)(T = Authentication Request (Auth.request) + Authentication Response (Auth.response) + Connection Request (Assoc.request) + Connection Response (Assoc.response)
상기한 바에 따르면, 노변장치(RSE)와 차량탑재장치(OBE)가 서로 접속하는데 소요되는 시간은 1.972㎳로 나타났는데, 이는 50ms 단위로 송출되는 비콘신호에 대비해 볼 때 신속하게 진행됨을 알 수 있다. According to the above, the time required for the connection between the roadside device (RSE) and the on-vehicle device (OBE) is 1.972㎳, which can be seen that the process proceeds quickly in preparation for the beacon signal transmitted in units of 50ms. .
이러한 과정을 통해 노변장치(RSE)와 차량탑재장치(OBE)가 서로 접속한 이후에는, 선택된 노변장치(RSE)의 신호세기의 임계값을 설정한다(S130). 여기에서 임계값은 노변장치(RSE)와 차량탑재장치(OBE)의 상태관리요소값(주파수 채널, SSID(Service Set IDentification), 수신신호강도(Received Signal Strength Indication ; RSSI), MAC(Midium Access Control) 프로토콜, MAC 테이블, 통신 상호 간의 패킷 에러율 등)과 접속통계를 이용하여 설정되며, 초기에는 임계값을 임의로 설정하게 된다. 여기에서 상태관리요소값은 현재 수신되는 신호 세기의 값과 임계값과의 차이에 대한 임의의 값을 의미한다. 이러한 임계값을 통해 노변장치(RSE)와 차량탑재장치(OBE)의 신속한 선택을 가능하게 한다. 또한, 설정된 임계값은 현재 수신되고 있는 신호 세기보다 일정 상태관리요소값이 낮을 경우에는 설정된 임계값을 높여주게 되는데, 무선 신호의 특성상 일시적으로 신호 세기가 급격하게 커지거나 작아질 수 있기 때문에 몇 번의 비콘 프레임을 수신하여 임계값을 설정하여야 한다. After the roadside device RSE and the vehicle-mounted device OBE are connected to each other through this process, the threshold value of the signal strength of the selected roadside device RSE is set (S130). In this case, the threshold values are the state management element values of the roadside device (RSE) and the vehicle-mounted device (OBE) (frequency channel, SSID (Service Set IDentification), Received Signal Strength Indication (RSSI), MAC (Midium Access Control). Protocol), MAC table, packet error rate between communication, etc.) and connection statistics. Herein, the state management element value means an arbitrary value for the difference between the value of the currently received signal strength and the threshold value. These thresholds allow for the quick selection of roadside equipment (RSE) and vehicle-mounted equipment (OBE). In addition, when the predetermined state management element value is lower than the currently received signal strength, the set threshold value increases the set threshold value. Since the signal strength may temporarily increase or decrease temporarily due to the characteristics of the wireless signal, The threshold value should be set by receiving a beacon frame.
선택된 노변장치(RSE)의 신호세기의 임계값이 설정되면, 차량탑재장치(OBE)는 노변장치(RSE)로부터 비콘신호(beacon signal)를 수신한다(S140). 비콘신호는 지리적인 위치를 표시하기 위해 사용되는 신호로서, 노변장치(RSE)의 인덱스, 신호의 품질, 송수신 시간, 채널 사용 가능 등의 정보가 포함되어 있다. 차량탑재장치(OBE)는 비콘신호를 수신하여 비콘신호의 수신신호강도(RSSI)와 임계값을 비교하여 핸드오버를 결정한다(S150, S152, S154). When the threshold of the signal strength of the selected roadside device (RSE) is set, the vehicle-mounted device (OBE) receives a beacon signal (beacon signal) from the roadside device (RSE) (S140). The beacon signal is a signal used to indicate a geographic location and includes information such as an index of a roadside device (RSE), signal quality, transmission / reception time, and channel availability. The vehicle mounting apparatus OBE receives the beacon signal and compares the received signal strength RSSI of the beacon signal with a threshold to determine the handover (S150, S152, and S154).
이때, 비콘신호의 수신신호강도와 임계값을 비교하는 단계는 2차례에 걸쳐 수행될 수 있는데, 먼저 임계값(threshold value) 및 무선랜 상태관리요소값(factor)의 합과 비콘신호의 수신신호강도(RSSI)를 비교하여(S152) 비콘신호의 수신신호강도(RSSI)가 크면 현재 설정된 임계값이 현재 수신되고 있는 비콘신호의 수신신호강도보다 낮은 것으로 판단되어 설정된 임계값을 높여주기 위해 임계값 설정단계로 복귀하고(S130), 비콘신호의 수신신호강도(RSSI)가 작으면, 즉 현재 설정된 임계값이 현재 수신되고 있는 비콘신호의 수신신호강도보다 높은 경우에는 다시 비콘신호의 수신신호강도(RSSI)와 임계값을 비교하여(S154) 비콘신호의 수신신호강도(RSSI)가 크면 비콘신호를 계속해서 수신하고(S140), 비콘신호의 수신신호강도(RSSI)가 작으면 다른 노변장치(RSEx)로부터 비콘신호를 수신하기 위해 주파수 스캔을 활성화한다(S160). 여기에서 다른 노변장치(RSEx)로부터 비콘신호를 수신하기 위해 주파수 스캔을 활성화할 때, 검색된 노변장치 리스트로부터 가장 큰 신호 세기를 갖는 노변장치가 존재하면 새로운 노변장치로 접속하게 되지만, 검색된 리스트 중에서 가장 큰 신호 세기를 가지는 노변장치보다 접속되어 있는 노변장치의 신호 세기가 클 경우에는 현재 검색된 채널에서는 새로 접속할 노변장치가 존재하지 않음을 의미하기 때문에 스캔할 채널을 변경하여 새로 스캔을 수행해야한다. 새로 스캔을 해도 주변 노변장치들의 신호 세기가 현재 신호 세기보다 작거나 비슷한 경우에는 설정된 임계값을 일정 값만큼 감소시키지만, 계속해서 임계값을 줄일 수 없기 때문에 일반적인 무선랜 단말의 최대 수신 감도 이상의 값보다는 크게 설정한다. 임계값을 일정 값만큼 감소시키면 현재 수신되는 신호 세기가 임계값보다는 크기 때문에 스캔 동작을 하지 않고 현재 접속된 노변장치로부터 서비스를 계속해서 제공받을 수 있다. At this time, the step of comparing the received signal strength and the threshold value of the beacon signal may be performed two times. First, the sum of the threshold value and the WLAN state management factor and the received signal of the beacon signal When the received signal strength (RSSI) of the beacon signal is large by comparing the strength (RSSI) (S152), it is determined that the currently set threshold value is lower than the received signal strength of the beacon signal currently being received, thereby increasing the set threshold value. Returning to the setting step (S130), if the received signal strength (RSSI) of the beacon signal is small, that is, if the currently set threshold value is higher than the received signal strength of the beacon signal currently being received, the received signal strength of the beacon signal ( Compare the RSSI and the threshold value (S154) and if the received signal strength (RSSI) of the beacon signal is large, continue to receive the beacon signal (S140), if the received signal strength (RSSI) of the beacon signal is small other roadside device (RSEx) Beacon from It activates a frequency scan to receive a call (S160). Here, when activating the frequency scan to receive beacon signals from another roadside device (RSEx), if there is a roadside device with the largest signal strength from the list of found roadside devices, it will connect to the new one. If the signal strength of the connected roadside device is greater than that of a roadside device with a large signal strength, it means that there is no newly connected roadside device in the currently searched channel. Even if a new scan is performed, if the signal strength of neighboring roadside devices is less than or similar to the current signal strength, the set threshold value is decreased by a certain value, but the threshold value cannot be continuously reduced. Set large. If the threshold value is decreased by a certain value, the current received signal strength is greater than the threshold value, so that the service can be continuously provided from the currently connected roadside device without performing a scan operation.
이후, 주파수 스캔을 통해 수신된 다른 비콘신호의 수신신호강도(others RSSI)와 이전에 수신된 비콘신호의 수신신호강도(RSSI)를 비교하여(S170), 이전에 수신된 비콘신호의 수신신호강도(RSSI)가 큰 경우에는 임계값을 재설정한 후 일련의 과정을 반복해서 수행하고, 이전에 수신된 비콘신호의 수신신호강도(RSSI)가 작은 경우에는 다른 노변장치(RSEx)를 선택하여 일련의 과정을 수행한다. Thereafter, the received signal strength of the other beacon signal received through the frequency scan (others RSSI) and the received signal strength (RSSI) of the previously received beacon signal is compared (S170), and the received signal strength of the previously received beacon signal If (RSSI) is large, reset the threshold and repeat a series of processes.If the received signal strength (RSSI) of the previously received beacon signal is small, select another roadside device (RSEx). Perform the process.
본 출원인은 상기한 바와 같은 과정으로 이루어지는 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법을 이용하여 고속 이동시에 안정적이고 빠른 접속을 통해 데이터 통신 및 끊김 없는 실시간 영상전송을 수행하는 시험을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. The present applicant performs a test to perform data communication and seamless real-time video transmission through a stable and fast connection at high speed by using a multi-channel wireless communication-based high speed handover support method as described above. The same result was obtained.
140㎞로 주행하고 있는 차량탑재장치(OBE)가 주변의 노변장치(RSE)와 무선통신을 위해 접속하는데 27㎳ 내지 28㎳ 소요되는 것으로 측정되었고, 노변장치(RSE)는 대당 84대 이상의 차량탑재장치(OBE)와 동시에 접속할 수 있는 것으로 측정되었다. It is estimated that the OBE, which is traveling at 140 km, takes 27㎳ to 28㎳ to connect to the surrounding RSE for wireless communication, and the RSE has more than 84 vehicles per vehicle. It was measured that the device (OBE) can be connected simultaneously.
주행중인 차량탑재장치(OBE)가 노변장치(RSE)들과 핸드오버하는데 있어서, 총 48회의 핸드오버 중 46번이 기준을 만족하여 96%의 성공률을 보였다. On-going vehicle-mounted vehicle (OBE) handovers with roadside units (RSEs) resulted in a 96% success rate, with 46 out of 48 handovers meeting the criteria.
또한, 실시간 영상전송 시험에 있어서는 웹 카메라 영상이 기지국 서버와 후미차량으로 동시에 실시간으로 전송되는 것으로 확인됨으로써 데이터, 즉 영상 데이터의 끊김 없는 전송을 확인하였다. In addition, in the real-time image transmission test, it was confirmed that the web camera image is simultaneously transmitted in real time to the base station server and the rear vehicle, thereby confirming the seamless transmission of the data, that is, the image data.
상기와 같은 실험 결과는 다음과 같은 테스트를 통해 보다 정확하게 확인할 수 있었다. The experimental results as described above could be more accurately confirmed through the following test.
도 3은 종래기술과 본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 사용되는 알고리즘이 적용된 전송률을 보여주는 그래프이고, 도 4는 종래기술과 본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 사용되는 알고리즘이 적용된 응답시간을 보여주는 그래프이다. 3 is a graph illustrating a transmission rate to which an algorithm used in a conventional method and a method for supporting high-speed handover based on multi-channel wireless communication according to the present invention is applied, and FIG. 4 is a high-speed based on multi-channel wireless communication according to the prior art and the present invention. This graph shows the response time to which the algorithm used in the handover support method is applied.
본 실험은 시뮬레이션 프로그램(Chariot)을 설치하여 서버와 통신하도록 하고, 시뮬레이터를 통해서 노변장치(RSE)의 출력을 제어하여 핸드오프가 지속적으로 발생할 수 있도록 한 후, 프로그램을 통해 데이터를 측정하였다. In this experiment, a simulation program (Chariot) was installed to communicate with the server, and the output of the roadside device (RSE) was controlled through the simulator so that handoff could be continuously generated, and then data was measured through the program.
실험 순서는 종래기술과 본 발명에 따른 알고리즘을 적용한 차량탑재장치(OBE)의 데이터를 측정하여 그 값을 통해 성능을 비교할 수 있도록 하였다. 핸드오프 성능을 확인하기 위한 시험에 앞서 두 장치가 핸드오프가 발생하지 않는 일반적인 상태에서 실험을 수행한 후 핸드오프 성능을 확인하기 위해서 노변장치(RSE)의 출력을 조정할 수 있도록 한 후에 두 장치 간의 전송률과 응답시간을 비교 시험하였다. Experimental procedure was to measure the data of the vehicle-mounted device (OBE) applying the algorithm according to the prior art and the present invention to compare the performance through the value. Prior to testing for handoff performance, the two devices should perform an experiment under normal conditions without handoff, and then allow the output of the roadside equipment (RSE) to be adjusted to verify handoff performance. The data rate and response time were compared and tested.
데이터의 측정은 10분간 진행하였으며, 평균 20초 마다 핸드오프가 발생하도록 설정하였다. 컴퓨터에 설치된 프로그램은 두 엔드포인트(endpoint) 사이에서 일정 시간 동안 데이터의 송수신이 발생하지 않으면 데이터 통신을 중단시키게 된다. 즉, 송신 패킷에 대한 응답을 일정 시간 안에 보내지 않게 되면 타임아웃(timeout)이 발생하여 테스트를 종료하도록 설정되어 있다. The measurement of the data was performed for 10 minutes, and the handoff was set to occur every 20 seconds on average. A program installed in a computer stops data communication if data transmission and reception do not occur for a certain period of time between two endpoints. That is, if the response to the transmission packet is not sent within a predetermined time, a timeout occurs and the test is terminated.
도 3의 (a)를 참조하면, 세 번의 핸드오프가 발생한 후 약 1분 26초 후에는 링크가 단절되어 핸드오프가 정상적으로 이루어지지 않았으며, 링크 단절이 발생하였기 때문에 타임아웃(timeout)이 발생하여 테스트 진행 도중 프로그램이 종료되었다. 또한, 링크 단절이 생긴 후 다시 링크가 연결되어 통신을 재개할 수 있을 때까지 많은 시간이 소요되었다. Referring to (a) of FIG. 3, after about 1 minute and 26 seconds after three handoffs, the link is disconnected and the handoff is not normally performed, and a timeout occurs because the link is disconnected. The program was terminated during the test. In addition, it took a lot of time until the link was connected again and communication could be resumed after the link disconnection occurred.
도 3의 (b)를 참조하면, 차량탑재장치(OBE)에서는 테스트가 진행되는 10분 동안 약 20초마다 정상적으로 핸드오프가 수행되었다.Referring to FIG. 3B, in the on-vehicle device OBE, the handoff was normally performed every 20 seconds for 10 minutes during the test.
시험 결과에 따르면, 핸드오프가 이루어지는 시점에서 짧은 단절이 생겼으나, 핸드오프가 신속하게 이루어져 전송률의 손실이 훨씬 줄어든 것을 알 수 있었다. According to the test results, a short disconnect occurred at the time of handoff, but the handoff was rapid and the loss of transmission rate was much reduced.
도 4의 (a)를 참조하면, 종래기술에서는 도 3의 (a)에서 처럼 통신 단절이 생겨 테스트 시간인 10분간의 테스트가 진행되지 않았으며, 응답시간 또한 100ms가 넘어서는 상태를 보여주고 있다. Referring to Figure 4 (a), in the prior art as shown in Figure 3 (a) there is a communication disconnection did not proceed the test of the test time of 10 minutes, the response time also shows a state over 100ms.
그러나 도 4의 (b)를 참조하면, 본 발명에 따른 알고리즘이 적용된 차량탑재장치(OBE)에서는 10분간의 정상적인 테스트가 진행되고 있으며, 응답시간이 도 4의 (a)에 비해 향상된 결과를 보여주고 있다. 또한, 최대 핸드오프 지연시간인 150ms 내에 응답을 줌으로써 끊김이 없는 서비스가 가능함을 알 수 있었다. However, referring to FIG. 4 (b), a normal test for 10 minutes is performed in the vehicle-mounted device (OBE) to which the algorithm according to the present invention is applied, and the response time is improved compared to FIG. 4 (a). Giving. In addition, it can be seen that seamless service is possible by giving a response within 150ms, the maximum handoff delay time.
상술한 바와 같이 전송률과 응답시간 두 가지 항목에 대한 비교를 통해서 본 발명에 따른 알고리즘이 핸드오프 시 성능을 향상시킴을 알 수 있었고, 이를 통해 연속적인 서비스를 제공할 수 있는 적합한 방안이 될 수 있음을 확인할 수 있었다. As described above, it can be seen that the algorithm according to the present invention improves the performance at the handoff through a comparison of the two items such as the transmission rate and the response time. Thus, it can be a suitable method for providing a continuous service. Could confirm.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be defined by the appended claims and equivalents thereof.
도 1은 본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법을 설명하기 위한 순서도.1 is a flowchart illustrating a method for supporting fast handover based on multi-channel wireless communication according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 있어서 노변장치와 차량탑재장치 간에 무선통신을 수행하기 위한 인증과정을 보여주는 도면. 2 is a view showing an authentication process for performing wireless communication between a roadside device and a vehicle-mounted device in a multi-channel wireless communication-based fast handover support method according to the present invention.
도 3은 종래기술과 본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 사용되는 알고리즘이 적용된 전송률을 보여주는 그래프.3 is a graph showing a transmission rate to which the algorithm used in the conventional method and the method for supporting high-speed handover based on multi-channel wireless communication according to the present invention are applied.
도 4는 종래기술과 본 발명에 따른 다채널 무선 통신 기반의 고속 핸드오버 지원방법에 사용되는 알고리즘이 적용된 응답시간을 보여주는 그래프. 4 is a graph showing a response time to which an algorithm used in a conventional method and a method for supporting high-speed handover based on multi-channel wireless communication according to the present invention are applied.
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