KR101089826B1 - 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법 - Google Patents

지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법 Download PDF

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Abstract

지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법이 제공된다. 본 발명에 따른 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법은 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 WAVE 서비스를 제공하는 제1 노변기지국(Road Side Equipment)에 전송하고, 제1 노변기지국의 서비스 영역에 존재하되, 상기 WAVE와 서로 다른 이종(heterogeneous) 통신을 이용하는 이종 OBE에 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하고, 제1 노변기지국과 인접하는 제2 노변기지국에 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 본 발명에 따르면 WAVE 이외의 이종 단말기에도 WAVE 기반의 단말이 전송하는 긴급메시지를 전송할 수 있다.
차량용 블랙박스, WAVE(Wireless Access for Vehicular Environment)

Description

지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법{PROPAGATION METHOD OF EMERGENCY MESSAGES BY HETEROGENEOUS NETWORK ROAD-SIDE WQUIPMENT IN INTELLIGENT TRANSPORT SYSTEM}
본 발명은 블랙박스 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 WAVE 시스템에서의 지능형 블랙박스 시스템에 관한 것이다.
WAVE(Wireless Access for Vehicular Environment) 기술은 차세대 ITS의 선도 기술로써 현재 연구 및 개발, 표준화가 진행되고 있으며, USDOT(U.S Department of Transportation)에서 진행되고 있는 ITS 표준 개발 그룹 중, DSRC(Dedicate Short Range Communication) 표준 그룹 내의 “ DSRC at 5.9GHz Standards Group” 에서 표준화 작업이 진행되고 있다. WAVE 표준은 ASTM E2213-03, IEEE 802.11p, IEEE1609.0~5를 포함한다. 각 표준 문서의 내용을 요약하면 다음과 같다.
ASTM E2213-03
2003년 제정된 표준으로써, 5GHz RF 대역에서 OFDM 통신 기술을 이용하여 차량 환경에 적합한 통신 메커니즘을 정의하고 있으며, 이 후 IEEE 802.11p 에서 계 속적으로 표준화 작업이 진행되고 있다.
IEEE 802.11p
현재 Draft 7.0까지 나온 상태이며, 네트워크 계층 중 MAC(Media Access Control) 및 PHY(Physical Layer)계층을 정의하고 있다.
PHY 계층은 IEEE 802.11 - 2007 표준에 기술된 5GHz OFDM PHY를 사용하도록 정의하고, 5.850~5.925GHz RF 대역에서 10/20MHz의 채널 대역폭을 사용하여 통신을 수행하도록 정의한다. 또한 차량 환경에서 통신이 잘 수행될 수 있도록 동작 온도 범위, 수신기 성능 요구 사항, 파워 레벨, 주파수 채널 대역, 스펙트럼 마스크 등을 정의하고 있다.
MAC 계층은 기존의 IEEE 802.11 기술에서 발생하는 통신 지연을 줄임으로써 즉각적인 통신이 가능하도록 정의하고 있다. 기존의 IEEE 802.11 WLAN에서 노드 간 통신을 위해서는 스캐닝(scanning), 인증(authentication), 결합(asso 절차를 거쳐야 통신이 가능하므로, 실제 통신을 수행하기 전에 긴 지연이 소요되였다. 하지만 802.11p에서는 이러한 절차를 생략하고 통신을 수행할 수 있도록 하는 Outside Context of BSS(OCB) 통신을 정의하고 있다.
도 1은 IEEE 802.11에서 BSS에 가입한 디바이스들 간의 통신과정을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면 기존의 IEEE 802.11 통신은 STA(통신단말)간 통신(Ad-hoc 모드) 혹은 AP(기지국)/STA(통신단말)간 통신(Infrastructure 모드)을 위해서는 하나의 디바이스가 비컨을 전송하고 이를 수신한 디바이스가 해당 디바이스를 인지하여 두 디바이스 간의 인증 및 결합 절차를 통해 해당 BSS에 가입하는 것이다.
기본 IEEE 802.11 통신에서 각 STA, AP를 거쳐 유선망(백본망-Distributed System)을 통해 데이터 통신을 수행하지 않는 이상 동일 BSS에 가입한 디바이스끼리만 통신이 가능하다. 그러나, 고속으로 차량이 이동하는 환경에서 디바이스 간 데이터 메시지를 보내기 위해 인증, 결합 절차를 수행하여 BSS에 가입하는 것은 지연 시간이 길어서 적합하지 않다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 WAVE 통신을 지원하지 않는 이종 OBE 에게도 WAVE OBE의 긴급메시지를 전달할 수 있는 지능형 교통시스템에의 복합기지국의 긴급메시지 전달방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법은 WAVE 통신을 지원하는 WAVE 차량탑재장치(On Board Equipment : OBE)가 장착된 차량인 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 WAVE 서비스를 제공하는 제1 노변기지국(Road Side Equipment)에 전송하는 단계와, 제1 노변기지국의 서비스 영역에 존재하되, 상기 WAVE와 서로 다른 이종(heterogeneous) 통신을 이용하는 이종통신 차량(이하 '이종 OBE'라 함)에 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하는 단계 및 제1 노변기지국과 인접하는 제2 노변기지국에 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
상기 제1 노변기지국은 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 IEEE 802.11p에서 정의되는 OBC 통신(Outside Context of BSS)을 이용하여 상기 이종 OBE에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 노변기지국 서비스 영역내에 존재하는 제2 WAVE OBE에 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하는 단계를 더 포함한다.
상기 노변기지국은 WAVE 통신모뎀, Wibro 통신모뎀, WLAN 통신모뎀 또는 DSRG 통신모뎀을 포함하는 복합기지국인 것을 특징으로 한다.
상기 노변기지국은 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 상기 Wibro 통신, WLAN 통신 또는 DSRG 통신에서 지원하는 QoS 를 이용하여 최상위 우선순위로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 노변기지국은 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 브로드캐스트 방법으로 상기 이종 OBE에게 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 노변기지국은 제어채널(CCH)을 지원하는 제어채널 모뎀; 및 상기 제어모뎀과 분리되어 서비스채널(SCH)을 지원하는 서비스채널 모뎀을 포함한다.
상기 제1 WAVE OBE가 서비스채널 구간을 사용하고 있는 경우, 상기 제1 노변기지국에서 제공되는 제어채널로 채널 스위칭하는 단계와 상기 제어채널을 통해 상기 제1 노변기지국으로 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
상기 제어채널을 통해 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송받은 제1 노변기지국은 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 서비스채널를 통해 서비스채널구간에 접속된 WAVE OBE들에게 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, WAVE 이외의 이종 단말기에도 WAVE 기반의 단말이 전송하 는 긴급메시지를 전송할 수 있다.
본 발명에 따르면, 노변기지국의 확장을 통해 WAVE 기반의 단말이 전송하는 긴급메시지를 효율적으로 전송할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 노변기지국에서 제공되는 제어채널과 서비스채널 구간을 도시한 도면이다.
IEEE 1609.4는 WAVE 네트워크 프로토콜 스택 중 MAC 계층, 네트워크 계층, 어플리케이션 계층, 보안 등을 정의하고 있다. 특히 IEEE 1609.4는 제어채널(CCH)과 서비스 채널(SCH)을 정의하여 각각 다른 주파수 채널을 할당하고 각 채널구간을 반복하여 스위칭한다.
제어채널은 서비스 광고를 위한 관리메시지와 WSM(WAVE Short Message)가 전송되며, SCH로는 데이터 서비스 메시지가 전송된다. 여기서 제어채널 구간과 서비 스채널의 구간은 설정에 의해 변경될 수 있다.서비스 측면에서 노변기지국(RSE)과 상기 노변기지국의 셀 영역 내에 존재하는 OBE(On Board Equipment)는 서비스를 제공하는 노변기지국에 동기되어 노변기지국의 스위칭 주기에 맞추어 채널 스위칭을 수행한다.
또한, 원래 IEEE 802.11 프레임 헤더에는 MAC 주소 영역이 네 개가 있는데, 이중 Address4 영역은 무선 백본 망을 쓰는 경우 등 특수한 상황에만 사용되며, 일반적으로 세 개의 주소 영역이 사용된다.
이중 하나의 영역이 BSSID를 나타내는 영역으로 사용되는 데 OCB통신에서는 BSSID에 가입하지 않은 상태에서 데이터 프레임을 전송하므로 이 값이 wildcard BSSID(all 1)로 채워진다.
도 3은 본 발명에 따른 지능형 교통시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 지능형 교통시스템은 노변기지국(RSE)(100,200,300), WAVE 시스템 지원이 가능한 차량단말을 장착한 WAVE OBE(110,120,130), WAVE 통신과는 서로 다른 이종 통신 기술에서 지원하는 서비스를 제공받는 이종 OBE(150)를 포함한다. 또한 제어채널(CCH)을 지원하는 제어채널 모뎀; 및 상기 제어모뎀과 분리되어 서비스채널(SCH)을 지원하는 서비스채널 모뎀을 포함하여 WAVE용 통신모듈 두 개를 포함한다. WAVE용 통신모뎀을 두개 가지고 있으므로 노변기지국은 채널 스위칭을 수행하지 않고, OBE 들만 채널 스위칭을 수행하면 된다.
따라서, 제1 노변기지국(100)에의 서비스 영역에 존재하며, 위급상황을 감지한 제1 WAVE OBE(110)가 현재, 제어채널 구간을 사용하고 있는 경우, 제어채널로 긴급메시지를 전송한다. 주변의 WAVE OBE들(120,130)도 제어채널 구간에 있을 것이므로 모두 제 WAVE OBE(110)의 긴급메시지를 수신할 수 있다. 또한 노변기지국(100)은 항상 제어채널을 모니터링 하므로 제1 WAVE OBE(110)가 전송하는 긴급메시지를 수신할 수 있다.
다만, 제1 WAVE OBE(110)가 현재 서비스채널 구간을 사용하고 있는 경우에는 노변기지국에서 채널의 스위칭을 수행할 필요없이 차량단말기 스스로 노변기지국의 통신모듈을 스위칭함으로써 자신이 접속해 있는 서비스채널을 제어채널로 스위칭한다. 따라서 제어채널을 통해 긴급 메시지를 노변기지국에 전송한다. 노변기지국은 현재 서비스 중인 서비스 채널을 통해 긴급메시지를 OBE들 에게 전달한다. 전술한 방식으로 현재 서비스 채널을 사용하고 있는 OBE들 에게도 긴급메시지를 전달할 수 있게된다.
노변기지국(100,200,300)은 WAVE 통신모뎀, Wibro 통신모뎀, WLAN 통신모뎀 또는 DSRG 통신모뎀을 포함하는 복합기지국이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법을 이용하여 인접하는 노변기지국으로 긴급메시지를 확장하는 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달과정을 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 차량간 통신(V2V: Vehicle to Vehicle) 및 차량 대 노변기지국(RSU: Road Side Unit) 간의 통신(V2I:Vehicle to Infrastructure)을 지원하는 WAVE 시스템에서 긴급메시지를 전달함에 있어서,
WAVE 통신을 지원하는 WAVE 차량탑재장치(On Board Equipment : OBE)가 장착된 차량인 제1 WAVE OBE(110)의 긴급메시지를 WAVE 서비스를 제공하는 제1 노변기지국(Road Side Equipment)(100)에 전송한다. 이 때 노변기지국(100) 뿐 아니라 다른 차량(120)에게도 긴급메시지를 전달한다. 즉, 제1 노변기지국(100) 서비스 영역내에 존재하는 제2 WAVE OBE에 상기 제1 WAVE OBE(110)의 긴급메시지를 전송한다.
그리고, 본 발명에 따르면 제1 WAVE OBE(110)의 긴급메시지는 제1 노변기지국의 서비스 영역에 존재하되, WAVE와 서로 다른 이종(heterogeneous) 통신을 이용하는 이종 OBE(150)에도 전달된다. 특히, IEEE802.11p에서는 OCB통신을 정의하여 BSS에 가입하지 않은 상태에서도 디바이스 간 통신이 가능하도록 한 것이므로, 제1 노변기지국(100)은 제1 WAVE OBE(110)의 긴급메시지를 IEEE 802.11p에서 정의되는 OBC 통신(Outside Context of BSS)을 이용하여 이종 OBE(150)에 전송한다.
결국, 제1 WAVE OBE(110)는 V2V 통신을 이용하여 제2 WAVE OBE(120)에 긴급메시지를 전송하고 V2I 통신을 이용하여 제1 노변기지국(100)에 긴급 메시지를 전송할 수 있다. 나아가, 제1 노변기지국은 복합기지국인 관계로 WAVE 외의 통신 수단을 사용하는 이종 OBE(150)들에게는 상기 이종 OBE(150)가 채택하고 있는 통신기술을 이용하여 제1 WAVE OBE(100)의 긴급메시지를 전달할 수 있다.
이와같은 과정을 제1 노변기지국(100)에서 제2 노변기지국(200), 제3 노변기지국(300)으로 확장해갈 수 있다.
한편, 도 4를 계속해서 참조하면 제1 노변기지국(100)은 브로드캐스트 방법을 통해 이종 OBE(150)에게 긴급메시지를 전송할 수 있으며, 또한 기지국에 저장된 접속 OBE들의 리스트 내에 OBE들에 대한 유니캐스트 일 수도 있다.
또한, 긴급메시지는 최대한 신속하게 전달해야 하므로 노변기지국(100,200,300)은 이종 OBE들에게 긴급 메시지를 보낼 때 각 통신 기술에서 지원하는 QoS 매커니즘을 이용하여 긴급 메시지를 최상위 우선순위로 전송할 수 있도록 한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 IEEE 802.11에서 BSSdp 가입한 디바이스들 간의 통신과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 노변기지국에서 제공되는 제어채널과 서비스채널 구간을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 지능형 교통시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법을 이용하여 인접하는 노변기지국으로 긴급메시지를 확장하는 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달과정을 도시한 도면이다.
《도면의 주요부호에 대한 설명》
100: 제1 노변기지국 110,120,130,210: WAVE OBE
150,250: 이종 OBE 200: 제2 노변기지국

Claims (10)

  1. WAVE 통신을 지원하는 WAVE 차량탑재장치(On Board Equipment : OBE)가 장착된 차량인 제1 WAVE OBE가, 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 WAVE 서비스로 제공하는 제1 노변기지국(Road Side Equipment)에 전송하는 단계;
    상기 제1 WAVE OBE가, 상기 제1 노변기지국의 서비스 영역에 존재하되, 상기 WAVE와 서로 다른 이종(heterogeneous) 통신을 이용하는 이종통신 차량(이하 '이종 OBE'라 함)에 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 제1 노변기지국이, 인접하는 제2 노변기지국에 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하는 단계
    포함하는 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 노변기지국은
    상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 IEEE 802.11p에서 정의되는 OBC 통신(Outside Context of BSS)을 이용하여 상기 이종 OBE에 전송하는 것을 특징으로 하는 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 노변기지국 서비스 영역내에 존재하는 제2 WAVE OBE에 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 노변기지국의 서비스 영역에 존재하는 제3 WAVE OBE에 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 노변기지국은
    WAVE 통신모뎀, Wibro 통신모뎀, WLAN 통신모뎀 또는 DSRG 통신모뎀을 포함하는 복합기지국인 것을 특징으로 하는 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 노변기지국은
    상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 상기 Wibro 통신, WLAN 통신 또는 DSRG 통신에서 지원하는 QoS 를 이용하여 최상위 우선순위로 전송하는 것을 특징으로 하는 지능형 교통시스템에서의 복합기지국의 긴급메시지 전달방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 노변기지국은
    상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 브로드캐스트 방법으로 상기 이종 OBE에게 전송하는 것을 특징으로 하는 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 노변기지국은
    제어채널(CCH)을 지원하는 제어채널 모뎀; 및
    상기 제어채널 모뎀과 분리되어 서비스채널(SCH)을 지원하는 서비스채널 모뎀
    을 포함하는 것인 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 WAVE OBE가 서비스채널 구간을 사용하고 있는 경우,
    상기 제1 노변기지국에서 제공되는 제어채널로 채널 스위칭하는 단계; 및
    상기 제어채널을 통해 상기 제1 노변기지국으로 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는 것인 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어채널을 통해 상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 전송받은 제1 노변 기지국은
    상기 제1 WAVE OBE의 긴급메시지를 서비스채널를 통해 서비스채널구간에 접속된 WAVE OBE들에게 전송하는 단계
    를 더 포함하는 것인 지능형 교통시스템에서 복합기지국의 긴급메시지 전달방법.
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논문, 차량안전통신을 위한 줄기와 가지 구조를 이용한 긴급 메시지 전파방법
논문,Mobility pattern aware routing for heterogeneous vehicular networks

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