KR101170004B1 - 적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송방법 - Google Patents

적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송 방법은 인프라가 데이터를 전송하는 목적차량을 스케줄링하고, 목적차량의 통신상태를 판단한 결과에 따라 목적차량에 데이터를 직접 전송하는 직접 전송하거나 다른 차량 중에서 선택된 릴레이 차량를 통해 데이터를 목적차량에 전송하는 멀티홉 전송한다. 릴레이 차량은 인프라의 서비스 영역내에 있고 스케줄링이 되지 않은 차량으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

Description

적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송방법{Adaptive Beam based Communication System and Multi-hop Relay Transmission Method Thereof}
본 발명은 적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주변의 장애물 또는 다른 차량에 의하여 인프라와의 채널 상태가 양호하지 않은 차량에 대해서는 릴레이 차량을 통한 멀티홉 전송을 통해서 채널용량을 증대시키되, 주변 차량과의 간섭을 고려하여 최적의 릴레이 차량을 선택하고 그 자원을 할당함으로써 통신시스템의 전체적인 성능 및 효율을 최대화할 수 있는 적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송방법을 제공하기 위한 것이다.
최근 텔레매틱스/ITS에서 당면하고 있는 과제는 차량 및 운전자의 안전과 교통 흐름의 개선을 위하여 긴급한 상황에 처한 차량 또는 주변 차량이 유효하고 적절한 정보를 송수신할 수 있는 통신기술의 요구사항을 만족시키는 것이며, 이를 위하여 여러 가지 방식의 통신기술이 개발 및 적용되고 있다.
이 중 대표적인 것이 노변장치와 같은 인프라(infrastructure)가 무선통신에 의해 차량에 대하여 다양한 정보 및 서비스를 제공하는 V2I(Vehicle to infrastructure) 통신시스템과, 차량들 사이에 무선통신을 통하여 정보 및 서비스를 송수신하는 V2V(Vehicle to Vehicle) 통신시스템이다.
이들 통신시스템의 경우 종래에는 전방향 안테나를 이용한 무선통신 방식을 이용하였으나, 근래에는 수신 차량의 배치위치 및 이동속도를 고려하여 생성된 적응성 빔을 통해 정보를 제공함으로써 불필요한 통신 자원의 낭비를 방지하여 통신시스템의 용량을 최대화하는 적응성 빔 기반의 빔분할다중접속(BDMA,Beam Division Multiple Access) 방식이 적용되고 있다.
그러나, 상기 V2I 통신시스템은 인프라와 차량과의 상대속도가 크기 때문에 차량과 인프라의 접속시간이 매우 제한적일 뿐만 아니라, 접속중에도 큰 상대속도에 의한 도플러 효과, 인프라와의 거리, 주변의 장애물 또는 다른 차량들로 인하여 통신채널의 상태가 양호하지 못한 차량이 발생하게 되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여 인프라와 수신 차량 사이를 중계하는 릴레이 차량을 통하여 멀티홉 전송방식을 이용하는 방안을 고려할 수 있으나, 이 경우에도 차량의 고속 이동성으로 인하여 최적의 릴레이 차량을 선택하는 것이 용이하지 않기 때문에 릴레이 차량을 잘못 선택할 경우 도리어 통신시스템의 용량을 더욱 저감시키게 되는 문제점이 있다.
한편, 상기 V2V 통신시스템의 경우에도 차량의 빠른 이동속도로 인하여 네트워크의 토폴로지가 빠르게 변하고 인프라와 같은 중심노드가 없기 때문에 차량이 많을 경우 경로가 지나치게 다양하여, 상기 V2I 통신에서와 마찬가지로 릴레이 차량을 이용한 멀티홉(multi-hop)전송에서 최적의 루트(route)를 선정하기 어렵다는 단점이 있다.
또한, 상기 V2V 통신시스템의 경우 차량이 긴급 메시지를 주변 차량에 브로드캐스트하기 때문에 중복된 메시지의 플러딩(flooding)으로 통신이 단절되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 동일한 데이터의 전송에 자원을 낭비하기 때문에 통신시스템의 용량을 저하시키게 되는 문제점도 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 BDMA 방식의 적응성 빔 기반 통신시스템에서 인프라의 서비스 커버리지(coverage) 내에 V2I 통신과 V2V 통신이 공존하는 통신방식(이하, 'V2V2I 통신'이라 한다.)을 적용하여 상기 인프라와의 통신 채널 상태가 좋지 않은 목적 차량의 경우에는 인프라가 릴레이 차량을 통한 멀티홉 전송방식(V2I 통신과 V2V 통신을 이용함)으로 상기 목적 차량에 데이터를 전송함으로써 통신시스템의 용량을 제고할 수 있는 적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 릴레이 차량을 이용하여 목적 차량에 데이터를 전송하는 경우 인프라와 V2I 통신을 하는 다른 목적 차량과의 간섭을 고려하여 최적의 릴레이 차량과 그 전송파워를 선택함으로써 통신시스템의 용량을 최대화할 수 있는 적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 적응성 빔 기반 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법은, 빔분할다중접속 방식을 이용한 적응성 빔 기반의 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법에 있어서, 인프라가 데이터를 전송하는 목적차량을 스케줄링하는 제1단계;와 상기 목적차량의 통신상태를 판단하고, 상기 판단결과에 따라 인프라가 상기 목적차량에 데이터를 직접 전송하는 직접 전송, 또는 상기 인프라가 다른 차량 중에서 선택된 릴레이 차량에게 데이터를 전송(이하, '제1전송')하고 상기 선택된 릴레이 차량이 수신한 데이터를 목적차량에 전송(이하, '제2전송')하는 멀티홉 전송 중 어느 하나에 의해 상기 목적차량에 데이터를 전송하는 제2단계를 포함하되, 상기 선택된 릴레이 차량은 상기 인프라의 서비스 영역내에 있고 상기 제1단계에서 스케줄링이 되지 않은 차량 j인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2단계는, 데이터를 전송하고자 하는 목적차량인 차량 i에 대하여, 상기 직접 전송시 차량 i의 채널용량인 Ci D와, 각각의 상기 차량 j를 통한 멀티홉 전송시 차량 i의 채널용량인 Cij M을 구하는 제2-1단계; 상기 차량 j 중 Cij M이 Ci D보다 큰 차량인 릴레이 후보차량을 구하는 제2-2단계; 상기 차량 i에 직접 전송시 통신시스템 전체의 용량인 CD와 상기 차량 i에 멀티홉 전송시 통신시스템 전체의 용량인 CM을 상기 릴레이 후보차량 각각에 대하여 구하는 제2-3단계; 상기 릴레이 후보차량 중 CM이 CD보다 큰 차량이 있는 경우, 상기 CM이 가장 큰 릴레이 후보차량을 상기 차량 i의 릴레이 차량으로 선택하는 제2-4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량 i를 제외한 나머지 목적 차량은 직접 전송에 의해 데이터를 전송받는 제1그룹과 멀티홉 전송에 의해 데이터를 전송받는 제2그룹으로 구성되고, 상기 Ci D는, 제2그룹의 제1전송 단계에서 상기 차량 i가 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제1전송으로부터 받는 간섭을 포함하는 SINRi D1을 이용하여 구한 Ci D1과, 제2그룹의 제2전송 단계에서 상기 차량 i가 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제2전송으로부터 받는 간섭을 포함하는 SINRi D2를 이용하여 구한 Ci D2의 합이고, 상기 Cij M은, 차량 i가 제1전송 단계에서 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제1전송으로부터 받는 간섭을 포함하는 SINRij M1을 이용하여 구한 Cij M1과, 차량 i가 제2전송 단계에서 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제2전송으로부터 받는 간섭을 포함하는 SINRij M2를 이용하여 구한 Cij M2 중 작은 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2-1단계에서 Cij M을 구하는 경우 차량 j에 대한 SINRij M1 및 Cij M1을 구한 후 상기 SINRij M1이 SINRij M2와 동일한 경우의 상기 차량 j의 전송파워를 계산하고, 상기 계산된 전송파워가 미리 설정된 차량 j의 최대 전송파워 이하인 경우에는 상기 SINRij M2 및 Cij M2를 각각 SINRij M1 및 Cij M1 과 동일하게 두고 그렇지 않은 경우이면 상기 차량 j의 전송파워가 상기 최대 전송파워일 때의 SINRij M2 및 Cij M2를 구하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2-1단계에서 계산된 전송파워가 미리 설정된 차량 j의 최대 전송파워 이하인 경우에는 상기 차량 j의 전송파워를 계산된 전송파워로 할당하고, 그렇지 않은 경우이면 상기 차량 j의 전송파워를 상기 최대 전송파워로 할당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2-3단계에서 상기 CD와 CM은 각각 차량 i의 채널용량과 나머지 목적차량의 채널용량의 합이고, 상기 나머지 목적차량 중 직접 전송인지 멀티홉 전송인지 정해지지 않은 목적차량에 대해서는 직접 전송인 경우의 채널용량으로 계산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2-2단계에서 릴레이 후보차량이 없는 경우이거나, 상기 제2-4단계에서 릴레이 후보차량 중 CM이 CD보다 큰 차량이 없는 경우에는 직접 전송으로 상기 차량 i에게 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 적응성 빔 기반 통신시스템은, 빔분할다중접속 방식을 이용하여 인프라와 차량 사이의 통신이나 차량간 통신을 수행하는 적응성 빔 기반 통신시스템에 있어서, 상기 차량은 상기 인프라의 서비스 영역내에 있거나 상기 서비스 영역에 진입하거나 상기 서비스 영역 밖으로 빠져나가는 적어도 하나의 목적차량과, 상기 인프라의 서비스 영역내에 있는 적어도 하나의 릴레이 차량을 포함하고, 상기 인프라는 데이터를 전송하기 위해 스케줄링된 상기 목적 차량의 통신 상태에 따라 해당하는 상기 목적 차량에 데이터를 직접 전송하거나 상기 릴레이 차량에게 전송(이하, '제1전송')하고 상기 릴레이 차량이 수신한 데이터를 해당하는 상기 목적 차량에 전송(이하, '제2전송')하되, 상기 인프라는 상기 데이터를 전송하기 위한 목적차량으로 스케줄링이 되지 않은 다른 차량 중에서 멀티홉 전송에 동원되는 릴레이 차량을 선택하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인프라는 상기 목적차량에 데이터를 직접 전송시 해당하는 상기 목적차량의 제1채널용량(Ci D)과 상기 릴레이 차량을 통한 멀티홉 전송시 해당하는 상기 목적차량의 제2채널용량(Cij M)을 각각 구하고, 상기 릴레이 차량 중 제2채널용량(Cij M)이 제1채널용량(Ci D)보다 큰 차량인 릴레이 후보 차량을 구하며, 해당하는 상기 목적차량에 데이터를 직접 전송시 통신시스템 전체의 제1시스템용량(CD)과 해당하는 상기 목적차량에 데이터를 멀티홉 전송시 통신시스템 전체의 제2시스템용량(CM)을 릴레이 후보 차량에 대해 구하고, 상기 릴레이 후보 차량 중 제2시스템용량(CM)이 제1시스템용량(CD) 보다 큰 차량이 있는 경우 상기 제2시스템용량(CM)이 가장 큰 릴레이 후보 차량을 해당하는 상기 목적차량의 릴레이 차량으로 선택하는 것을 특징으로 한다.
또한, 해당하는 상기 목적 차량을 제외한 나머지 목적차량은 직접 전송에 의해 데이터를 전송받는 제1그룹과 멀티홉 전송에 의해 데이터를 전송받는 제2그룹으로 구성하고, 상기 인프라는 제2그룹의 제1전송 단계에서 해당하는 상기 목적차량이 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제1전송으로부터 받는 간섭을 고려하여 제3채널용량(Ci D1)을 구하고 제2그룹의 제2전송 단계에서 해당하는 상기 목적차량이 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제2전송으로부터 받는 간섭을 고려하여 제4채널용량(Ci D2)을 구하고, 상기 제3채널용량(Ci D1)과 상기 제4채널용량(Ci D2)의 합을 상기 제1채널용량(CD)으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 해당하는 상기 목적 차량을 제외한 나머지 목적차량은 직접 전송에 의해 데이터를 전송받는 제1그룹과 멀티홉 전송에 의해 데이터를 전송받는 제2그룹으로 구성하고, 상기 인프라는 해당하는 상기 목적차량의 제1전송 단계에서 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제1전송으로부터 받는 간섭을 고려하여 제5채널용량(Cij M1)을 구하고, 해당하는 상기 목적차량의 제2전송 단계에서 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제2전송으로부터 받는 간섭을 고려하여 제6채널용량(Cij M2)을 구하고, 상기 제5채널용량(Cij M1)과 제6채널용량(Cij M2) 중 작은 값을 상기 제2채널용량으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1시스템용량과 상기 제2시스템용량은 각각 해당하는 상기 목적차량의 채널용량과 해당하는 상기 목적차량을 제외한 스케줄링된 나머지 목적차량의 채널용량의 합이고, 상기 인프라는 상기 나머지 목적차량 중 직접 전송인지 멀티홉 전송인지 정해지지 않은 목적차량에 대해서는 직접 전송인 경우의 채널용량으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인프라는 상기 릴레이 후보 차량이 없는 경우이거나 상기 릴레이 후보 차량 중 제2시스템용량이 제1시스템용량보다 큰 차량이 없는 경우에는 해당하는 상기 목적차량에 대해 직접 전송으로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 적응성 빔 기반 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법 및 이를 이용한 통신시스템은 릴레이 차량을 사용하지 않는 경우와 사용하는 경우의 채널용량 및 통신시스템 용량을 비교하여 인프라와의 통신 채널 상태가 좋지 않은 목적 차량의 경우에는 인프라가 릴레이 차량을 통한 멀티홉 전송방식으로 상기 목적 차량에 데이터를 전송함으로써 통신시스템의 용량을 제고할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 본 발명에 따른 멀티홉 릴레이 전송방법 및 이를 이용한 통신시스템은 릴레이 차량을 이용하여 목적 차량에 데이터를 전송하는 경우 인프라와 V2I 통신을 하는 다른 목적 차량과의 간섭을 고려하여 최적의 릴레이 차량과 그 전송파워를 선택함으로써 통신시스템의 용량을 증대시킴으로써 통신시스템의 성능 및 효율을 최대화할 수 있다는 장점이 있다.
도1은 본 발명에 따른 적응성 빔 기반의 통신시스템에 적용된 빔분할다중접속 기술의 개념을 도시한 도면,
도2와 도2b는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 통신시스템에 멀티홉 릴레이 전송방식을 적용한 서로 다른 적용예를 도시한 도면,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 통신시스템에서 이루어질 수 있는 직접 전송과 멀티홉 릴레이 전송의 예를 도시한 도면,
도4는 도3에 도시한 각 전송방식의 자원사용을 비교한 도면,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 통신시스템에서 각 통신의 채널모델을 나타낸 도면,
도6에는 도5의 채널모델에서 θ 3dB = 70°일 때의 안테나이득을 dB 단위로 나타낸 그래프,
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 통신시스템에서 멀티홉 통신의 채널환경을 나타낸 도면,
도8은 도7에 도시한 멀티홉 통신에서의 간섭모델을 나타낸 도면, 및
도9는 본 발명의 일실시예에 따른 통신시스템에서 적용한 멀티홉 릴레이 전송방법을 설명하기 위한 흐름도이다
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 통신시스템을 구성하는 단말이 차량인 경우에 대하여 일예로서 설명하나 이에 한정되지 아니하며, 상기 단말들이 아이패드나 휴대폰과 같은 휴대용 통신단말기인 경우에도 적용될 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 통신시스템에서 적용하는 빔분할다중접속(BDMA) 방식은 인프라(또는 기지국)가 단말(본 실시예의 경우에는 차량)의 위치에 따라 안테나 빔을 분할하여 단말들이 다중접속(multiple access)하도록 함으로써 통신시스템의 용량을 획기적으로 증가시키는 방식이며, 상기 빔분할다중접속은 위상배열안테나(phase array antenna)를 이용한 빔포밍(beam forming)을 통해서 특정 위치로 향하는 빔 패턴을 갖는 적응성 빔들을 만듦으로써 구현할 수 있다.
이때, 각각의 단말들은 종래의 TDMA, FDMA, CDMA, OFDMA 등의 다중접속 기술을 적용하여 다중접속하게 되는데, 본 실시예에서는 일예로서 TDMA 방식을 이용하여 다중접속하는 것으로 구성한다.
도1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 통신시스템은 각각의 차량(20)들이 기지국과 같은 인프라(10)로부터 서로 다른 각도의 위치에 존재하는 경우, 상기 인프라(10)는 각기 다른 각도로 향하는 빔을 전송하여 동시에 여러 차량(20)에게 데이터를 전송한다.
이때, 상기 인프라(10)는 이동하고 있는 차량(20)의 속도와 방향(또는 위치)를 고려하여 빔을 업데이트하게 되는데, 상기 빔을 업데이트하는 방법으로는 도1에 도시한 바와 같이 빔폭적응법(BWA, Beam Width Adaptation), 빔트래킹법(BT, Beam Tracking) 및 이 둘을 혼합한 혼합법(BWAT, Beam Width Adaptation and Tracking) 중 어느 한가지 방법을 이용한다.
상기 빔폭적응법(BWA)은 차량(20)의 속도에 따라 빔폭을 가변하여 차량(20)의 이동성을 지원하는 방식으로서 차량(20)의 속도가 빠르면 넓은 빔폭을 할당하고 차량(20)의 속도가 느리면 좁은 빔폭을 할당하여 차량(20)의 이동시 차량(20)의 정확한 위치를 알지 못해도 계속 통신서비스를 지원할 수 있도록 하기 때문에, 차량(20)의 위치 및 속도 정보의 피드백양이 적어도 되는 장점이 있다.
또한, 상기 빔트래킹법(BT)은 차량(20)의 이동에 따라 빔의 방향을 가변하는 방법으로서 차량(20)이 이동함에 따라 차량의 정확한 위치정보를 인프라(10)에게 피드백해야 하는 단점이 있지만, 빔폭이 일정하므로 빔 관리가 용이하다는 장점이 있다.
또한, 상기 혼합법(BWAT)은 전술한 빔폭적응법(BWA)과 빔트래킹법(BT)의 장점을 혼합한 방식으로서 차량(20)의 속도에 따라 빔의 폭과 방향을 동시에 가변시킨다.
이와 같이, 본 발명에 따른 통신시스템은 차량(20)의 통신환경에 맞추어 빔(beam)의 위치, 개수 및 빔 폭(beam width)을 적응적으로 쉽게 변화시킬 수 있기 때문에 다변하는 이동통신 환경에 신속하게 대응할 수 있음은 물론, 통신자원의 사용효율을 제고함으로써 통신시스템의 용량을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 도2와 도2b는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 통신시스템에 멀티홉 릴레이 전송(이하, '멀티홉 전송'이라 한다.)방식을 적용한 서로 다른 적용예를 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 통신시스템은 상술한 BDMA 방식을 기반으로 하되, 상기 인프라(10)의 서비스 커버리지 영역내에서 인프라와 차량 사이의 통신(즉, V2I 통신)과 함께 차량들 사이의 통신(즉, V2V 통신)도 동시에 이루어지는 V2V2I 통신 방식으로 구성된다.
또한, 상기 통신시스템은 후술하는 바와 같이 V2I 통신의 채널 상태에 따라 인프라가 목적(destination) 차량에 직접 데이터를 전송하는 방법과 릴레이 차량을 통한 멀티홉 전송방식을 이용하여 전송하는 방식 중 어느 하나를 선택하도록 구성되는데, 이 경우 상기 인프라와 목적 차량 또는 릴레이 차량 사이에는 V2I 통신이 이루어지고 릴레이 차량과 목적 차량 사이에는 V2V 통신이 이루어지게 된다.
먼저, 도2a는 본 실시예에 따른 통신시스템에 멀티홉 전송방법을 적용하여 통신시스템의 전체 용량을 증대시키는 경우를 나타낸 도면이다.
본 실시예에서 적용하고 있는 V2V2I 통신 시스템에서는 차량의 고속 이동성으로 인하여 인프라와 차량 사이의 통신 채널인 V2I 채널에서 큰 도플러 효과에 의한 영향을 받게 되는데, 이러한 도플러 효과에 의한 영향은 차량의 속도가 빠를수록 더 심해져 차량의 수신 신호 세기를 낮추기 때문에 차량의 QoS 를 만족시키지 못할 수도 있다.
그러나, 차량과 차량 사이의 통신 채널인 V2V 채널의 경우에는 차량들이 같은 방향으로 이동하고 있기 때문에 상대적인 속도가 V2I 채널의 경우보다 작아서 도플러 효과에 의한 영향도 상대적으로 작게 된다.
일예로서, 도2a 에서 두 번째 차선(일예로서, 일반 차선)에서 70 km/h의 비교적 고속으로 움직이는 차량(일예로서, 승용차)(20a)에게 데이터를 전송하려고 하면 인프라(10)와 차량(20a) 사이의 채널은 차량의 높은 이동 속도 때문에 도플러 효과의 영향이 크다.
반면에, 첫 번째 차선 (일예로서, 버스 전용차선)에서 40 km/h의 비교적 저속으로 움직이는 차량(일예로서, 버스)(20b)는 인프라(10)에 상대적으로 가까이 위치하여 해당 차량(20b)을 릴레이로 이용하여 멀티홉 전송을 하게 되면 상대 속도가 낮고 경로 손실(path-loss)로 인한 신호의 감쇄효과도 적기 때문에 더 좋은 채널을 통해 전송을 할 수 있게 된다.
이와 같이, 상대속도가 낮은 릴레이 차량(20b)을 이용하여 멀티홉 전송을 하게 되면 통신시스템의 용량을 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.
다만, 상기 릴레이 차량(20b)을 선택하는 과정에서 목적 차량(20a)보다 인프라(10)와의 거리가 더 먼 차량을 릴레이 차량(20b)으로 선택할 경우에는 경로손실이 증가하여 오히려 시스템의 성능이 저하될 가능성이 있으므로 이를 고려한 최적의 릴레이 차량(20b)을 선택하는 방법이 요구된다.
다음으로, 도2b는 본 실시예에 따른 통신시스템에 멀티홉 릴레이 전송방법을 적용하여 인프라의 서비스 커버리지 영역을 확대시키는 경우를 나타낸 도면이다.
일반적으로 인프라에서 전송한 신호는 인프라에서 거리가 멀어짐에 따라 그 세기가 감소하게 되므로, 상기 인프라의 커버리지 영역에는 신호가 약하게 도달하는 음영 지역이 존재할 수 있다.
상기 음영 지역은 인프라 커버리지 영역의 경계 부분에서 주로 나타나고 커버리지 밖의 영역에서는 수신 신호의 세기가 너무 약해서 신호를 제대로 수신할 수 없게 된다.
또한, V2I 통신에서는 차량이 인프라의 커버리지 내에 존재할 때에만 차량과 인프라 간의 통신이 이루어 질 수 있는데, 일반적으로 차량의 속도가 빠르기 때문에 차량이 인프라의 커버리지 내에 머무르는 시간은 매우 제한적이어서 V2I 통신이 제대로 이루어지지 않게 된다.
상기와 같은 경우들에 있어서 릴레이 차량을 이용한 멀티홉 전송을 하게 되면 인프라의 제한된 커버리지 영역을 확장하는 효과를 가져 올 수 있고, 이로 인하여 차량이 인프라에 접속되어 있는 시간이 증가되어 차량과 인프라가 더 많은 데이터를 주고받을 수 있기 때문에 통신시스템의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
도2b는 상술한 바와 같이 멀티홉 릴레이 전송방식을 사용함으로써 인프라의 커버리지를 증가시키는 예를 보여주고 있다.
먼저, 인프라(10)의 커버리지 밖에서 커버리지 안쪽으로 진입하려고 하는 차량(20a)에 대해서는 커버리지 내에 있는 릴레이 차량(20b)을 통해 멀티홉 전송을 함으로써 인프라(10)로의 접속을 도와주고, 인프라(10)의 커버리지를 빠져나가는 차량(20a')에 대해서는 커버리지 내에 존재하는 릴레이 차량(20b')을 통해 멀티홉 전송을 함으로써 인프라(10)와의 접속을 연장시키는 방식으로 상기 인프라(10)의 커버리지 영역을 확장할 수 있게 된다.
이와 같이, 멀티홉 릴에이 전송방식을 통하여 인프라(10)의 커버리지 영역을 확장하기 위해서는 인프라(10)의 커버리지 영역 근처에 릴레이 차량(20b,20b')이 존재해야 하기 때문에, 이 경우에도 도2a에서 설명한 것과 마찬가지로 적정한 릴레이 차량(20b,20b')을 선택하기 위한 방법이 요구된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 통신시스템은 적응성 빔 기반의 V2V2I 통신시스템의 용량을 제고하기 위해 멀티홉 릴레이 전송방식을 이용한 것으로서, 통신시스템의 용량을 최대화하기 위하여 릴레이 차량을 이용하는 해당 V2I 통신과 다른 V2I 통신과의 간섭을 고려하여 최적의 릴레이 차량을 선택하고 그 자원을 할당할 수 있도록 하는 멀티홉 릴레이 전송방법을 적용하였다.
이하에서는 구체적인 예를 통하여 본 실시예에 따른 적응성 빔 기반의 V2V2I통신시스템에 적용되는 멀티홉 릴레이 전송방법을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 설명의 편의를 위하여 본 실시예에 따른 통신시스템에 대하여 다음과 같은 사항을 가정하기로 한다.
(V2V2I 통신시스템의 서비스 환경에 관한 가정)
[가정 1] 상기 인프라는 기존의 셀룰러 네트워크(cellular network) 또는 장거리 광대역 네트워크(long-range broadband network, e.g. IEEE 802.16 standard)에서 사용하는 BS(Base Station)를 가정한다.
[가정 2] 상기 인프라와 차량은 모두 적응적으로 빔을 형성할 수 있는 BDMA 안테나를 장착하였다고 가정한다.
[가정 3] 모든 차량은 루프탑(rooftop)에 안테나를 장착하고 일정한 속력으로 이동한다고 가정한다.
(V2V2I 통신시스템의 서비스 시나리오에 관한 가정)
[가정 4] 모든 차량은 GPS를 탑재하여 자신의 위치, 속도 및 방향을 포함하고 있는 차량 정보 메시지를 주기적으로 인프라에 전송하여 인프라가 차량의 위치에 관한 정보를 알고 채널 상태를 추정할 수 있다고 가정한다.
[가정 5] V2V 통신에서는 V2V slot을 사용해 차량끼리 주기적으로 제어 메시지를 주고받기 때문에 차량 사이의 채널을 추정할 수 있다고 가정한다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 통신시스템에서 이루어질 수 있는 직접 전송과 멀티홉 릴레이 전송의 예를 도시한 도면이고, 도4는 도3에 도시한 각 전송방식의 자원사용을 비교한 도면이다.
본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 인프라가 존재하고 그 인프라의 커버리지 영역 내에 다수의 차량이 존재하는 단일 셀(single cell) V2V2I 통신시스템을 고려한다.
또한, 상기 통신시스템은 일예로서 TDMA 방식으로 동작하며, 매 타임슬롯(time slot)마다 인프라에서 스케줄링을 통해 서비스를 제공할 목적 차량을 선택하고, 상기 스케줄링된 목적 차량에 대해 적절한 릴레이 차량 및 그 자원할당을 선택함으로써 통신시스템의 용량을 최대화하게 된다.
도3에 도시한 바와 같이 본 실시예에서는 멀티홉 릴레이 전송방식으로서 한 대의 릴레이 차량(20b)을 이용하여 전송하는 이중 홉 릴레이(two-hop relay) 전송방식을 일예로서 적용하였다.
또한, 본 실시예에서는 인프라(10)가 멀티홉 통신으로 데이터를 전송하는 경우 릴레이 차량(20b)은 인프라(10)로부터 수신한 신호를 디코딩(decoding)하여 목적 차량(20a)으로 전송하는 DF(decode and forward)방식을 일예로서 사용하며, 이때 상기 릴레이 차량(20b)은 인프라(10)로부터 전송되는 신호를 항상 정확하게 디코딩할 수 있다고 가정한다.
또한, 이하에서는 상기 인프라(10)에서 목적 차량(20a)으로 데이터를 직접 전송하는 경우를 '직접 전송'이라 하고 그 때의 통신을 '직접 V2I 통신'이라고 정의하며, 릴레이 차량(20b)을 이용하는 경우에는 인프라(10)에서 릴레이 차량(20b)으로의 전송 과정과 릴레이 차량(20b)에서 목적 차량(20a)으로의 전송 과정을 각각 '제1전송' 및 '제2전송'이라 하고 그 때의 통신을 각각 '멀티홉 제1통신' 및 '멀티홉 제2통신'이라고 정의한다.
또한, 본 실시예에서 적용하고 있는 BDMA 기반의 V2V2I 통신 시스템에서는 전술한 바와 같이 일예로서 TDMA 방식을 사용하기 때문에, 멀티홉 전송으로 데이터를 전송할 경우 하나의 타임슬롯을 멀티홉 제1통신과 멀티홉 제2통신에서 나누어 사용하게 된다.
즉, 도4에 도시한 바와 같이 인프라(10)가 릴레이 차량(20b)을 사용하지 않고 목적 차량(20a)에 직접 데이터를 전송하는 경우(즉, 직접 V2I 통신일 경우)에는 하나의 타임슬롯을 전부 사용하는 것에 반하여, 인프라(10)가 릴레이 차량(20b)을 사용하여 멀티홉 전송으로 목적 차량(20a)에 데이터를 전송하는 경우에는 하나의 타임슬롯을 인프라(10)와 릴레이 차량(20b)이 나눠서 사용하게 된다.
이때, 인프라(10)가 릴레이 차량(20b)으로의 전송에 사용하는 타임슬롯의 비율을 α라고 하면 릴레이 차량(20b)이 목적 차량(20a)으로의 전송에 사용하는 타임슬롯의 비율은 1-α가 된다.
상기 α의 값은 통신환경을 고려하여 설정되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 일예로서 α=0.5의 값을 사용하여 멀티홉 전송 시에 인프라(10)가 사용하는 자원의 양과 릴레이 차량(20b)이 사용하는 자원의 양이 같도록 설정하였다(즉, 직접 전송 시 인프라가 사용하는 타임슬롯 자원의 절반).
또한, 임의의 타임슬롯 t 에서 인프라(10)의 커버리지 영역 내에 존재하는 차량들 중에서 인프라(10)에 의해 스케줄링 된 목적 차량(20a)은 총 V개 존재하며 그 집합을 V(t) = {1,...,V} 라고 정의하기로 한다.
반면에, 상기 타임슬롯 t 에서 인프라(10)의 커버리지 영역 내에 존재하지만 인프라에 의해 스케줄링 되지 않은 차량은 총 R개 존재하며 그 집합을 R(t) = {1,...,R} 라고 정의하기로 한다.
이때, 집합 R(t)은 집합 V(t)에 포함된 차량의 릴레이 차량(20b)으로 사용될 수 있는 릴레이 차량 후보의 집합이며, 집합 V(t)와 집합 R(t)에 포함된 차량은 각각 i 와 j 를 인덱스로 사용하여 표시하기로 한다.
한편, 상기 인프라(10)에서 최대로 형성 가능한 빔의 갯수는 안테나 갯수와 인프라의 전송파워에 의해 제한될 뿐만 아니라, 인프라(10)가 형성하는 빔의 개수가 너무 많으면 빔 사이의 간섭이 심해지기 때문에 빔의 개수를 계속 늘릴 수는 없다.
따라서, 본 실시예에서는 인프라(10)가 하나의 타임슬롯에서 동시에 형성 가능한 빔의 개수를 B개로 제한하고, 인프라(10)와 차량의 최대 전송 파워를 각각 P와 Pv로 정의하기로 한다.
이때, 인프라(10)가 타임슬롯 t 에 스케줄링된 차량에 형성하는 빔의 전송파워는 p(t)로 동일하게 할당하였으며, 따라서 하나의 타임슬롯에서 빔의 개수를 최대로 형성할 경우 각각의 빔에 대한 전송파워 p(t) = P/B가 된다.
또한, 본 실시예에 따른 통신시스템에서 목적 차량의 릴레이 차량이 정해지면 해당 릴레이 차량(20b)은 멀티홉 제1통신을 통해 인프라로부터 받은 데이터를 멀티홉 제2통신을 통해 목적 차량(20a)에게 전달해주어야 한다.
이때, 상기 릴레이 차량(20b)의 전송파워를 p(t) = pi j(t) 라고 정의하는데, 상기 pi j(t) 는 목적 차량 i에 대한 릴레이 차량 j(20b)의 전송파워를 의미한다.
한편, 상기 집합 V(t)에 포함된 각각의 목적 차량(20a)은 채널 상황에 따라서 인프라(10)로부터 직접 V2I 통신을 통해 데이터를 수신할 수도 있고, 릴레이 차량(20b)을 통해서 멀티홉 전송으로 서비스를 수신할 수도 있다.
따라서, 상기 목적 차량(20a)이 릴레이 차량(20b)을 통해서 데이터를 수신한다면 복수의 목적 차량(20a) 중 어떤 목적 차량(20a)이 어떤 릴레이 차량(20b)을 통해서 멀티홉 전송으로 서비스를 수신하는지를 나타내야 한다.
이를 위해서 본 실시예에서는 릴레이 이용 표시 행렬(relay usage indicator matrix) A(t) = (ai,j(t)) 를 정의하였는데(상기 A(t)는 V×R의 크기를 갖는다.), 이 경우 상기 집합 R(t)에 포함된 차량 j가 목적 차량 i의 릴레이 차량으로 할당되면 ai,j(t) 는 1의 값을 갖고 그렇지 않은 경우이면 0의 값을 갖는다.
위에서 정의한 릴레이 차량(20b)의 전송 파워 pi j(t) 와 릴레이 이용표시 행렬 ai,j(t)는 아래의 [수식 1] 내지 [수식 3]과 같은 구속조건을 만족해야 한다.
Figure 112010079792324-pat00001
------------- [수식 1]
Figure 112010079792324-pat00002
------------- [수식 2]
Figure 112010079792324-pat00003
------------- [수식 3]
상기 [수식 1]은 릴레이 차량(20b)에서 사용하는 전송파워에 대한 구속조건으로서, 집합 R(t)에 포함된 차량 j가 목적 차량 i의 릴레이 차량으로 선택되지 않았다면 pi j(t)는 0의 값을 가져야 하고, 차량 j가 릴레이 차량으로 선택되었다면 pi j(t) 는 0보다 크고 릴레이 차량에서 사용할 수 있는 최대 전송파워 Pv 보다 작아야 한다는 것이다.
또한, 상기 [수식 2]는 하나의 목적 차량 i는 릴레이 차량을 최대 하나만 사용될 수 있다는 구속조건으로서, 각각의 목적 차량 i에 두 대 이상의 릴레이 차량이 할당될 수 없다는 것이다.
또한, 상기 [수식 3]은 하나의 릴레이 차량 j는 최대 하나의 목적 차량에 데이터를 전송해야 한다는 구속조건으로서, 각각의 릴레이 차량 j는 두 대 이상의 목적 차량에게 동시에 데이터를 전송할 수 없다는 것이다.
도5는 본 실시예에 따른 V2V2I 멀티홉 통신시스템에서 각 통신의 채널모델을 나타낸 도면으로서, 인프라(10)와 목적 차량(20a), 인프라(10)와 릴레이 차량(20b), 릴레이 차량(20b)과 목적 차량(20a) 간의 채널이득은 각각 hi(t), hj(t), hi j(t)로 정의하였다.
본 실시예에서는 상기 인프라(10)와 차량(목적 차량(20a) 및 릴레이 차량(20b)) 사이의 채널이득인 hi(t)와 hj(t)는 차량으로부터 주기적으로 전송되는 업링크 피드백(uplink feedback)을 통해서 인프라(10)가 알 수 있고, 목적 차량 i(20a)와 릴레이 차량 j(20b) 사이의 채널인 hi j(t)는 주기적인 V2V 통신을 통해 추정 가능하며 해당 정보를 인프라(10)에 보고하는 것으로 구성하였다.
따라서, 상기 인프라(10)는 인프라와 차량 사이의 채널 정보와 차량 사이의 채널 정보를 다 알고 있는 상태라고 가정하며, 위에서 언급한 세 가지의 채널이득 h(t)는 경로손실모델(path-loss model)과 안테나모델(antenna mode)을 동시에 고려하였다.
일반적으로 경로손실모델은 아래의 [수식 4]와 같이 표현된다.
Figure 112010079792324-pat00004
------------------ [수식 4]
이때, 상기 l은 신호가 생성된 지점으로부터 경로손실을 측정하고자 하는 지점까지의 거리이고, l 0 는 안테나 원역장(antenna far-field)에 대한 기준 거리이며, 상기
Figure 112010079792324-pat00005
는 경로손실지수(path-loss exponent)이고, 상기 K는 상수이다.
또한, BDMA 전송 기술에서 안테나모델은 아래의 [수식 5]와 같이 표현된다.
Figure 112010079792324-pat00006
------------- [수식 5]
이때, θ는 빔 방향과 차량 방향의 각도, θ 3dB 는 신호가 3dB 감쇠되는 빔폭(beam-width), A m 은 최대 감쇠값, 그리고 G A 는 안테나 이득을 나타내는데, 상기 최대 감쇠값 A m 은 아래의 [수식 5-1]로 나타낼 수 있다.
한편, 상기 [수식 5]의 우변의 첫 번째 항은 정규화(normalization)된 값이고 이 값을 원래 값으로 보상해주는 안테나 이득 G A 는 아래의 [수식 5-2]로 표현된다.
따라서, 안테나모델의 이득은 빔 방향과 차량 방향 사이의 각도인 θ에 따라 결정되며, 도6에는 일예로서 θ 3dB = 70°일 때의 안테나이득을 dB 단위로 나타낸 그래프이다.
Figure 112010079792324-pat00007
----------------- [수식 5-1]
Figure 112010079792324-pat00008
----------------- [수식 5-2]
도7은 본 실시예에 따른 V2V2I 멀티홉 통신시스템에서 멀티홉 통신의 채널환경을 나타낸 도면이고, 도8은 도7에 도시한 멀티홉 통신에서의 간섭모델을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 통신시스템에서는 전술한 바와 같이 기존의 셀룰러 또는 장거리 광대역 네트워크의 BS를 인프라(10)로 사용하기 때문에, 상기 인프라(10)는 차량(20a,20b) 보다 높은 위치에 설치되지만 일반적으로 도로에서 멀리 떨어져 있다.
따라서, 인프라(10)와 목적 차량(20a) 사이에는 산이나 건물, 주변 차량 등의 장애물이 존재할 수 있고, 인프라(10)와 목적 차량(20a) 사이의 거리가 멀어서 NLOS(non-line of sight) 환경이 형성되어 채널 상황이 좋지 않은 차량이 존재할 수 있다.
반면에, 차량과 차량 사이는 비교적 거리가 가깝고 주변 장애물이 적은 LOS(line of sight) 환경이 형성되기 때문에 채널 상황이 비교적 좋다.
이를 고려하기 위하여 본 실시예에서는 도7에 도시한 바와 같이 인프라(10)와 거리가 멀거나 주변 장애물 등에 의해서 채널 상황이 좋지 않은 목적 차량(20a)에 대해서는 인프라(10)와의 채널을 NLOS로 가정하였다.
특히, 승용차의 경우에는 차량의 높이가 낮아서 안테나의 위치도 비교적 낮기 때문에 인프라(10)와의 채널이 NLOS일 확률이 더 크다. 따라서 NLOS 채널 환경인 목적 차량(20a)이 인프라(10)로부터 직접 데이터를 수신할 경우에는 목적 차량(20a)에서의 수신 신호의 강도가 약해진다.
반면에, 인프라(10)와의 거리가 비교적 가깝고 안테나의 위치가 높은 차량 (예를 들면 버스나 트럭)의 경우에는 인프라(10)와 LOS 채널이 보장될 수 있는데, 이러한 LOS 채널 환경의 차량이 NLOS 채널 환경의 목적 차량(20a)과 가까이 있는 경우에는 두 차량 사이의 채널은 LOS 환경이 보장될 수 있다.
따라서, 인프라(10)가 LOS 채널 환경의 차량을 릴레이 차량(20b)으로 선택하여 NLOS 채널 환경의 목적 차량(20a)에게 멀티홉 전송으로 데이터를 전송을 하게 되면 멀티홉 제1통신에서와 멀티홉 제2통신에서의 전파손실(propagation loss)을 줄일 수 있기 때문에 목적 차량(20a)의 수신 신호의 세기가 증가하게 되는 효과를 얻을 수 있다.
그러나, 이 경우에도 릴레이 차량(20b)을 이용한 멀티홉 통신과 다른 V2I 통신과의 간섭을 고려하여 최적의 릴레이 차량(20b)을 선택하여 자원을 할당함으로써 통신시스템의 용량을 최대화할 것이 요구된다.
이하에서는 본 실시예에 따른 V2V2I 멀티홉 통신시스템에서 고려할 수 있는 간섭모델을 먼저 설명한 후, 최적의 릴레이 차량 선택 및 그 자원할당 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 통신시스템에서 고려하는 간섭모델에서는 도8에 도시한 바와 같이 인프라(10)가 목적 차량(20a) i 에게 직접 전송하는 경우에 상기 직접 V2I 통신이 다른 목적 차량(20a)에 미치는 간섭을 I i 로 정의한다.
또한, 인프라(10)가 목적 차량(20a) i 에게 멀티홉 전송으로 데이터를 전송하는 경우에 제1전송이 다른 목적 차량(20a)에 미치는 간섭을 I i 1 로 정의하고, 제2전송이 다른 목적 차량(20a)에 미치는 간섭을 I i 2 로 정의한다.
이때, 상기 간섭들은 전술한 채널모델을 이용하여 각각의 간섭채널을 모델링하는 것에 의하여 구해질 수 있는 것이기 때문에 여기에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 BDMA 기반의 V2V2I 멀티홉 릴레이 통신시스템에서는 하나의 타임슬롯에서 인프라(10)에 의해 스케줄링된 목적 차량(20a)들이 결정되면 인프라(10)는 동시에 다수의 빔을 형성하여 해당 목적 차량(20a)들에게 데이터를 전송하게 되는데, 이때 빔 사이에 발생되는 간섭으로 인하여 각 목적 차량(20a)의 수신하는 신호의 신호대잡음간섭비(SINR)가 감소하게 됨으로써 전체 시스템의 용량이 저하될 수 있다.
따라서, 릴레이 차량(20b)의 사용 여부를 판단할 때에는 인프라(10)와 목적 차량(20a)의 통신 사이에 서로 미치는 간섭을 고려하여 인프라(10)와 목적 차량(20a)의 통신에서 얻을 수 있는 채널용량을 최대화되도록 하는 방법이 필요하다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상술한 간섭모델을 바탕으로 하여 멀티홉 통신을 하는 해당 목적 차량(20a)의 통신이 다른 목적 차량(20a)의 통신으로부터 받는 간섭과 상기 해당 목적 차량(20a)의 통신이 다른 목적 차량(20a)에게 미치는 간섭을 모두 고려하여 최적의 릴레이 차량(20b)을 선택하게 되는데 그 방법은 크게 다음과 같은 네 단계로 구성된다.
1) 직접 V2I 통신을 통한 전송 시 채널 용량 계산
2) 멀티홉 통신을 통한 전송 시 채널 용량 계산
3) 사용가능한 릴레이 차량 후보 집합을 계산
4) 최적의 릴레이 차량 선택
즉, 먼저 인프라(10)에서 해당 목적 차량(20a)에 직접 V2I 통신으로 데이터를 전송하는 경우에 얻을 수 있는 채널용량과 릴레이 차량(20b)을 사용하여 멀티홉으로 전송하는 경우에 얻을 수 있는 채널용량을 계산한다.
이때, 상기 인프라(10)는 멀티홉 통신에 의한 채널용량을 구하는 경우에는 사용된 릴레이 차량(20b)의 전송파워도 함께 결정되어 할당되도록 한다.
그리고, 상기 계산결과 멀티홉으로 전송하는 경우의 채널용량이 더 높을 경우에는 상기 인프라(10)는 릴레이 차량(20b)을 사용하여 멀티홉 전송으로 해당 목적 차량(20a)에 데이터를 전송하고, 그렇지 않으면 직접 V2I 통신으로 전송한다.
또한, 상기 인프라(10)는 릴레이 차량(20b)을 사용하여 멀티홉 통신으로 전송하는 경우, 사용가능한 릴레이 차량(20b) 중에서 가장 높은 채널용량을 달성할 수 있는 차량을 릴레이 차량(20b)으로 선택하게 된다.
본 발명의 보다 구체적인 설명을 위하여 이하에서는 목적 차량(20a) i 에 대해서 최적의 릴레이 차량(20b)을 선택하는 방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
(제1단계) 직접 V2I 통신을 통한 전송시의 채널용량 계산
제1단계로 상기 인프라(10)는 목적 차량(20a) i와 직접 V2I 통신을 하는 경우에 상기 목적 차량(20a) i 의 채널용량(C i D )을 계산한다.
이를 위하여, 인프라(10)는 먼저 아래의 [수식 6] 및 [수식 7]을 이용하여 목적 차량(20a) i가 다른 목적 차량(20a)들로부터 받는 간섭을 고려한 SINR(signal to intereference plus noise ratio)을 제1전송과 제2전송으로 나누어 계산한다.
Figure 112010079792324-pat00009
------------ [수식 6]
Figure 112010079792324-pat00010
------------ [수식 7]
이때, 목적 차량(20a) i가 다른 목적 차량(20a) l(l∈ V(t) )의 통신으로부터 받는 간섭은 인프라(10)가 차량 l에게 직접 V2I 통신으로 전송할 때와 릴레이 차량(20b)을 통한 멀티홉 통신으로 전송할 때를 모두 고려해야 하는데, 인프라(10)가 목적 차량(20a) i에게는 직접 V2I 통신으로 전송하면서 동시에 차량 l에게는 멀티홉 통신으로 전송하는 경우에는 차량 l의 제1전송과 제2전송으로부터 목적 차량(20a) i가 받는 간섭이 각각 다르기 때문이다.
즉, 목적 차량(20a) i가 제1전송에서 받는 전체 간섭은 인프라(10)가 다른 목적 차량(20a)에게 직접 V2I 통신으로 전송하는 경우 상기 다른 차량의 직접 V2I 통신으로부터 받는 간섭(상기 [수식 6]에서 분모의 첫 번째 항)과, 인프라(10)가 다른 목적 차량(20a)에게 멀티홉 통신을 통해 전송하는 경우 상기 다른 차량의 멀티홉 제1통신으로부터의 간섭 (상기 [수식 6]에서 분모의 두 번째 항)의 합이다.
또한, 목적 차량(20a) i가 제2전송에서 받는 전체 간섭은 인프라(10)가 다른 목적 차량(20a)에게 직접 V2I 통신으로 전송하는 경우 상기 다른 차량의 직접 V2I 통신으로부터 받는 간섭(상기 [수식 7]에서 분모의 첫 번째 항)과, 인프라(10)가 다른 목적 차량(20a)에게 멀티홉 통신을 통해 전송하는 경우 상기 다른 차량의 멀티홉 제2통신으로부터의 간섭 (상기 [수식 7]에서 분모의 두 번째 항)의 합이다.
따라서, 상기 [수식 6]과 [수식 7]에서 구한 목적 차량(20a) i의 SINRi D1과 SINRi D2를 이용하여 목적 차량(20a) i의 제1전송에 대응되는 채널용량 Ci D1과 제2전송에 대응되는 채널용량 Ci D2를 아래의 [수식 8]과 [수식 9]와 같이 계산할 수 있다(S100,S110).
Figure 112010079792324-pat00011
-------------- [수식 8]
Figure 112010079792324-pat00012
-------------- [수식 9]
또한, 이를 이용하여 인프라(10)가 목적 차량(20a) i에게 직접 V2I 통신으로 전송할 때의 채널용량 Ci D는 아래의 [수식 10]과 같이 제1전송과 제2전송의 채널용량의 합으로 나타낼 수 있다(S120).
Figure 112010079792324-pat00013
-------------------------- [수식 10]
(제2단계) 멀티홉 전송시의 채널 용량 계산
제2단계로 상기 인프라(10)는 릴레이 차량(20b) j를 통해서 목적 차량(20a) i에게 멀티홉 통신으로 데이터를 전송하는 경우에 상기 목적 차량(20a) i의 채널용량(C ij M )을 계산하고, 동시에 릴레이 차량(20b) j의 전송파워를 할당한다.
인프라(10)가 목적 차량(20a) i로 멀티홉 전송을 할 때 사용할 수 있는 릴레이 차량(20b)은 집합 R(t)에 포함되어 있는 차량 중의 하나인데, 이들 중 목적 차량(20a) i와의 거리가 임계거리(예를 들어, D)이상인 차량들은 목적 차량(20a) i와의 거리가 멀어서 멀티홉 제2통신에서의 전파손실이 크며, 이들 중에는 인프라(10)와의 거리도 멀어서 멀티홉 제1통신의 전파손실도 크게 될 수 있다.
따라서, 목적 차량(20a) i와의 거리가 임계거리 이상인 차량들을 릴레이 차량(20b)으로 선택할 경우에는 멀티홉 통신을 하는 이득이 없기 때문에 본 실시예에서는 집합 R(t)에 포함된 차량 중에서 목적 차량(20a) i 와의 거리가 임계거리 이하인 차량들만 선택하여 목적 차량(20a) i의 릴레이 차량 후보 집합 Ri(t)를 계산한다(S130).
이때, 상기 임계거리는 본 발명을 적용하고자 하는 통신시스템의 V2I 통신과 V2V통신의 통신환경 및 전파특성을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.
다음으로, 아래의 [수식 11]과 [수식 12]를 이용하여 릴레이 차량(20b) j를 선택하였을 때에 목적 차량(20a) i가 다른 목적 차량(20a)들으로부터 받는 간섭을 고려한 SINR을 제1전송과 제2전송으로 나누어 계산한다.
Figure 112010079792324-pat00014
----------- [수식 11]
Figure 112010079792324-pat00015
------------ [수식 12]
이때, 목적 차량(20a) i가 다른 목적 차량(20a) l의 통신으로부터 받는 간섭은 인프라(10)가 차량 l에게 직접 V2I 통신으로 전송할 때와 릴레이 차량(20b)을 통해 멀티홉으로 전송할 때를 모두 고려해야 한다.
즉, 목적 차량(20a) i의 멀티홉 제1통신에서 릴레이 차량(20b) j가 받는 전체 간섭은 인프라(10)가 다른 목적 차량(20a)에게 직접 전송하는 경우 상기 다른 목적 차량(20a)의 직접 V2I 통신으로부터 받는 간섭(상기 [수식 11]에서 분모의 첫 번째 항)과, 인프라(10)가 다른 목적 차량(20a)에게 멀티홉 전송을 통해 전송하는 경우 상기 다른 목적 차량의 멀티홉 제1통신으로부터 받는 간섭(상기 [수식 11]에서 분모의 두 번째 항)의 합이다.
또한, 목적 차량(20a) i의 멀티홉 제2통신에서 목적 차량(20a) i가 받는 전체 간섭은 인프라(10)가 다른 목적 차량(20a)에게 직접 전송하는 경우 상기 다른 목적 차량의 직접 V2I 통신으로부터 받는 간섭(상기 [수식 12]에서 분모의 첫 번째 항)과, 인프라(10)가 다른 목적 차량(20a)에게 멀티홉 전송을 통해 전송하는 경우 상기 다른 목적 차량의 멀티홉 제2통신으로부터 받는 간섭(상기 [수식 12]에서 분모의 두 번째 항)의 합이다.
따라서, 상기 [수식 11]과 [수식 12]에서 구한 목적 차량(20a) i의 SINR ij 1 과 SINR ij 2 를 이용하여 목적 차량(20a) i의 제1전송에 대응되는 채널용량 C ij 1 과 제2전송에 대응되는 채널용량 C ij 2 를 아래의 [수식 13]과 [수식 14]와 같이 계산할 수 있다(S150).
Figure 112010079792324-pat00016
-------------- [수식 13]
Figure 112010079792324-pat00017
------------- [수식 14]
한편, 인프라(10)가 릴레이 차량(20b)을 통해서 목적 차량(20a)에게 데이터를 전송하는 경우의 채널용량 C ij M 은 인프라(10)가 목적 차량(20a) i 에게 직접 전송으로 전송할 때의 채널용량 C i D 와는 다르게 계산된다.
그 이유는 멀티홉 전송의 경우에는 제1전송과 제2전송의 채널용량 중 더 작은 값을 갖는 통신링크가 병목(bottleneck)이 되어 단말대단말(end-to-end) 채널용량은 멀티홉 제1통신과 멀티홉 제2통신의 두 채널용량 중에서 최소값이 되기 때문이다.
따라서, 인프라(10)가 목적 차량(20a) i에게 멀티홉으로 데이터를 전송할 때의 채널용량 C ij M 은 아래의 [수식 15]를 이용하여 계산할 수 있다(S200).
Figure 112010079792324-pat00018
----------------- [수식 15]
본 실시예에서는 상기 제2단계를 수행함에 있어서 목적 차량(20a) i의 제1전송에 대한 SINR(SINR ij 1 )을 먼저 계산한 후(S150), 상기 목적 차량(20a) i의 제2전송에 대한 SINR(SINR ij 2 )이 SINR ij 1 = SINR ij 2 가 만족되도록 하여 릴레이 차량(20b) j의 전송파워를 결정한다(S160).
왜냐하면, 전술한 바와 같이 멀티홉 전송에서 발생되는 제1전송에 대한 채널용량(C ij 1) 과 제2전송에 대한 채널용량(C ij 2 )의 병목현상으로 인하여 상기 제1,2전송에 대한 채널용량이 서로 동일할 때 전체 채널용량(C ij M )이 가장 크기 때문이다.
이때, 상기 결정된 릴레이 차량(20b) j의 전송파워가 차량의 최대 전송파워(Pv) 보다 클 경우에는 릴레이 차량(20b) j의 전송파워를 Pv로 설정하여 상기 SINR ij 2 및 Cij 2를 계산한다(S170,S190).
반면에, 상기 결정된 릴레이 차량(20b) j의 전송파워가 Pv 보다 크지 않을 경우에는 결정된 전송파워를 상기 릴레이 차량(20b) j에게 할당하고 SINR ij 2 및 Cij 2는 먼저 계산한 SINR ij 1 및 Cij 2과 동일하게 둔다(S170,S180).
이는 릴레이 차량(20b) j에서 더 많은 전송파워를 사용하여 멀티홉 제2통신의 채널용량이 멀티홉 제1통신의 채널용량보다 크게 되더라도(즉, Cij 1 < Cij 2) 목적 차량 i의 단말대단말 멀티홉 통신의 채널용량은 전술한 바와 같은 병목현상으로 인하여 채널용량이 더 적은 멀티홉 제1통신의 채널용량으로 제한되기 때문에 불필요한 자원의 낭비를 방지하기 위함이다.
또한, 릴레이 차량(20b) j가 멀티홉 제2통신에서 전송파워를 많이 사용할 경우 다른 차량에게 미치는 간섭이 그 만큼 더 커지게 됨으로써 전체 통신시스템의 용량을 저하시키는 것을 방지하기 위한 것이다.
따라서, 본 실시예에서는 상술한 바와 같은 자원할당을 통하여 릴레이 차량(20b)의 불필요한 전송파워의 낭비를 방지할 수 있음은 물론, 다른 차량에 미치는 간섭도 최소화하여 통신시스템의 용량 저하를 방지함으로써 전체적인 통신시스템의 성능을 최대화할 수 있게 된다.
(제3단계) 사용가능한 릴레이 차량 후보집합 계산
상기 제2단계가 완료되면, 인프라(10)는 릴레이 차량(20b) j를 통해서 목적 차량(20a) i에게 멀티홉으로 전송할 경우의 채널용량(C ij M )이 인프라(10)가 목적 차량(20a) i에게 직접 전송으로 데이터를 전송할 경우의 채널용량(C i D ) 보다 큰 경우에는 릴레이 차량(20b) j를 목적 차량(20a) i의 사용가능한 릴레이 차량 후보의 집합인 Ri A(t)에 포함시킨다(S210 내지 S230).
한편, 전술한 제2단계와 제3단계는 집합 Ri(t)에 속하는 모든 릴레이 차량 후보들에 대하여 순차적으로 반복하여 수행한다(S240,S250).
(제4단계) 최적의 릴레이 차량 선택
상기 제3단계가 완료되면, 인프라(10)는 목적 차량(20a) i의 사용가능한 릴레이 차량 후보의 집합인 Ri A(t) 중에서 최적의 릴레이 차량(20b)을 선택하기 위해서 먼저 목적 차량(20a) i에게 직접 전송으로 전송할 때의 시스템 용량 C D 를 다음과 같이 계산한다(S270).
즉, 목적 차량(20a) i의 채널용량은 제1단계에서 결정된 C i D 이고, 다른 목적 차량(20a)의 채널용량은 인프라(10)가 해당 목적 차량(20a)에게 직접 전송으로 전송하는지 멀티홉 전송으로 전송하는지에 따라서 계산한다.
만약, 인프라(10)가 해당 목적 차량에게 직접 전송으로 전송할지 멀티홉 전송으로 전송할지 아직 결정하지 않았다면 해당 목적 차량의 채널용량은 직접 전송으로 전송하였을 때의 채널용량을 계산한다.
따라서, 모든 목적 차량에 대한 채널용량이 구해지면 이들의 합으로서 시스템 용량 C D 를 계산한다.
이때, 상기 제3단계에서 구한 목적 차량(20a) i의 사용가능한 릴레이 차량 후보의 집합 Ri A(t) 가 공집합일 경우에는 인프라(10)는 더 이상의 다음 단계를 수행하지 않고 목적 차량(20a) i에게 직접 전송을 하게 되며, 이 경우 시스템 용량은 상기 C D 가 된다(S260,S300).
다음으로 상기 인프라(10)는 집합 Ri A(t)에 속하는 각각의 릴레이 후보 차량 j에 대해서 릴레이 차량(20b)을 통해 목적 차량(20a) i에게 멀티홉 전송으로 전송할 때의 시스템 용량 C M 을 계산한다(S270).
이때, 목적 차량(20a) i의 채널용량은 상기 제2단계에서 결정된 C ij M 이고 다른 목적 차량의 채널용량은 인프라(10)가 해당 목적 차량에게 직접 전송으로 전송하는지 멀티홉 전송으로 전송하는지에 따라서 계산한다.
만약, 인프라(10)가 다른 목적 차량에게 직접 전송으로 전송할지 멀티홉 전송으로 전송할지 아직 결정하지 않았다면 해당 목적 차량의 채널용량은 직접 전송으로 전송하였을 때의 채널용량을 계산한다.
따라서 모든 목적 차량의 채널 용량이 구해지면 이들의 합으로서 시스템 용량 C M 을 계산한다.
다음으로, 인프라(10)는 릴레이 차량(20b) 후보 중에서 가장 큰 시스템 용량 C M 을 달성하는 차량을 목적 차량(20a) i에 대한 최적의 릴레이 차량(20b)으로 선택하고, 해당 릴레이 차량(20b)에게 상기 제2단계에서 결정된 전송파워를 할당한다(S280,S290).
반면에, 상기 집합 Ri A(t)에 포함된 모든 릴레이 차량 후보들에 대해서 CM ＞ CD를 만족하지 않을 경우이면 인프라(10)는 목적 차량(20a) i에게 직접 전송으로 데이터를 전송하게 된다(S280,S300).
10 : 인프라 20a : 목적 차량
20b : 릴레이 차량

Claims (13)

  1. 빔분할다중접속 방식을 이용한 적응성 빔 기반의 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법에 있어서,
    인프라가 데이터를 전송하는 목적차량을 스케줄링하는 제1단계;와
    상기 목적차량의 통신상태를 판단하고, 상기 판단결과에 따라 인프라가 상기 목적차량에 데이터를 직접 전송하는 직접 전송, 또는 상기 인프라가 다른 차량 중에서 선택된 릴레이 차량에게 데이터를 전송(이하, '제1전송')하고 상기 선택된 릴레이 차량이 수신한 데이터를 목적차량에 전송(이하, '제2전송')하는 멀티홉 전송 중 어느 하나에 의해 상기 목적차량에 데이터를 전송하는 제2단계를 포함하되,
    상기 릴레이 차량은 멀티홉 전송시의 상기 목적차량의 채널용량 및 통신시스템 전체의 용량이 각각 직접 전송시의 상기 목적차량의 채널용량 및 통신시스템 전체의 용량 보다 큰 차량으로 선택되고,
    상기 목적차량의 채널용량은 해당 목적차량이 다른 차량의 통신으로부터 받는 간섭을 고려하여 구하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계는,
    데이터를 전송하고자 하는 목적차량인 차량 i에 대하여, 상기 직접 전송시 차량 i의 채널용량인 Ci D와, 상기 릴레이 차량인 차량 j를 통한 멀티홉 전송시 차량 i의 채널용량인 Cij M을 구하는 제2-1단계;
    상기 차량 j 중 Cij M이 Ci D보다 큰 차량인 릴레이 후보차량을 구하는 제2-2단계;
    상기 차량 i에 직접 전송시 통신시스템 전체의 용량인 CD와 상기 차량 i에 멀티홉 전송시 통신시스템 전체의 용량인 CM을 상기 릴레이 후보차량 각각에 대하여 구하는 제2-3단계;
    상기 릴레이 후보차량 중 CM이 CD보다 큰 차량이 있는 경우, 상기 CM이 가장 큰 릴레이 후보차량을 상기 차량 i의 릴레이 차량으로 선택하는 제2-4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차량 i를 제외한 나머지 목적 차량은 직접 전송에 의해 데이터를 전송받는 제1그룹과 멀티홉 전송에 의해 데이터를 전송받는 제2그룹으로 구성되고,
    상기 Ci D는, 제2그룹의 제1전송 단계에서 상기 차량 i가 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제1전송으로부터 받는 간섭을 포함하는 SINRi D1을 이용하여 구한 Ci D1과, 제2그룹의 제2전송 단계에서 상기 차량 i가 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제2전송으로부터 받는 간섭을 포함하는 SINRi D2를 이용하여 구한 Ci D2의 합이고,
    상기 Cij M은, 차량 i가 제1전송 단계에서 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제1전송으로부터 받는 간섭을 포함하는 SINRij M1을 이용하여 구한 Cij M1과, 차량 i가 제2전송 단계에서 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제2전송으로부터 받는 간섭을 포함하는 SINRij M2를 이용하여 구한 Cij M2 중 작은 값인 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2-1단계에서 Cij M을 구하는 경우 차량 j에 대한 SINRij M1 및 Cij M1을 구한 후 상기 SINRij M1이 SINRij M2와 동일한 경우의 상기 차량 j의 전송파워를 계산하고, 상기 계산된 전송파워가 미리 설정된 차량 j의 최대 전송파워 이하인 경우에는 상기 SINRij M2 및 Cij M2를 각각 SINRij M1 및 Cij M1 과 동일하게 두고 그렇지 않은 경우이면 상기 차량 j의 전송파워가 상기 최대 전송파워일 때의 SINRij M2 및 Cij M2를 구하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2-1단계에서 계산된 전송파워가 미리 설정된 차량 j의 최대 전송파워 이하인 경우에는 상기 차량 j의 전송파워를 계산된 전송파워로 할당하고, 그렇지 않은 경우이면 상기 차량 j의 전송파워를 상기 최대 전송파워로 할당하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2-3단계에서 상기 CD와 CM은 각각 차량 i의 채널용량과 나머지 목적차량의 채널용량의 합이고,
    상기 나머지 목적차량 중 직접 전송인지 멀티홉 전송인지 정해지지 않은 목적차량에 대해서는 직접 전송인 경우의 채널용량으로 계산하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제2-2단계에서 릴레이 후보차량이 없는 경우이거나, 상기 제2-4단계에서 릴레이 후보차량 중 CM이 CD보다 큰 차량이 없는 경우에는 직접 전송으로 상기 차량 i에게 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신시스템의 멀티홉 릴레이 전송방법.
  8. 빔분할다중접속 방식을 이용하여 인프라와 차량 사이의 통신이나 차량간 통신을 수행하는 적응성 빔 기반 통신시스템에 있어서,
    상기 차량은 상기 인프라의 서비스 영역내에 있거나 상기 서비스 영역에 진입하거나 상기 서비스 영역 밖으로 빠져나가는 적어도 하나의 목적차량과, 상기 인프라의 서비스 영역내에 있는 적어도 하나의 릴레이 차량을 포함하고,
    상기 인프라는 데이터를 전송하기 위해 스케줄링된 상기 목적 차량의 통신 상태에 따라 해당하는 상기 목적 차량에 데이터를 직접 전송하는 직접 전송을 하거나, 또는 상기 릴레이 차량에게 데이터를 전송(이하, '제1전송')하고 상기 릴레이 차량이 수신한 데이터를 해당하는 상기 목적 차량에 전송(이하, '제2전송')하는 멀티홉 전송을 하되,
    상기 인프라는 멀티홉 전송시의 상기 목적차량의 채널용량 및 통신시스템 전체의 용량이 각각 직접 전송시의 상기 목적차량의 채널용량 및 통신시스템 전체의 용량 보다 큰 차량 중에서 멀티홉 전송에 동원되는 릴레이 차량을 선택하고,
    상기 목적차량의 채널용량은 해당 목적차량이 다른 차량의 통신으로부터 받는 간섭을 고려하여 구하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인프라는 상기 목적차량에 데이터를 직접 전송시 해당하는 상기 목적차량의 제1채널용량(Ci D)과 상기 릴레이 차량을 통한 멀티홉 전송시 해당하는 상기 목적차량의 제2채널용량(Cij M)을 각각 구하고, 상기 릴레이 차량 중 제2채널용량(Cij M)이 제1채널용량(Ci D)보다 큰 차량인 릴레이 후보 차량을 구하며, 해당하는 상기 목적차량에 데이터를 직접 전송시 통신시스템 전체의 제1시스템용량(CD)과 해당하는 상기 목적차량에 데이터를 멀티홉 전송시 통신시스템 전체의 제2시스템용량(CM)을 릴레이 후보 차량에 대해 구하고, 상기 릴레이 후보 차량 중 제2시스템용량(CM)이 제1시스템용량(CD) 보다 큰 차량이 있는 경우 상기 제2시스템용량(CM)이 가장 큰 릴레이 후보 차량을 해당하는 상기 목적차량의 릴레이 차량으로 선택하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    해당하는 상기 목적 차량을 제외한 나머지 목적차량은 직접 전송에 의해 데이터를 전송받는 제1그룹과 멀티홉 전송에 의해 데이터를 전송받는 제2그룹으로 구성하고,
    상기 인프라는 제2그룹의 제1전송 단계에서 해당하는 상기 목적차량이 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제1전송으로부터 받는 간섭을 고려하여 제3채널용량(Ci D1)을 구하고 제2그룹의 제2전송 단계에서 해당하는 상기 목적차량이 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제2전송으로부터 받는 간섭을 고려하여 제4채널용량(Ci D2)을 구하고, 상기 제3채널용량(Ci D1)과 상기 제4채널용량(Ci D2)의 합을 상기 제1채널용량으로 결정하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    해당하는 상기 목적 차량을 제외한 나머지 목적차량은 직접 전송에 의해 데이터를 전송받는 제1그룹과 멀티홉 전송에 의해 데이터를 전송받는 제2그룹으로 구성하고,
    상기 인프라는 해당하는 상기 목적차량의 제1전송 단계에서 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제1전송으로부터 받는 간섭을 고려하여 제5채널용량(Cij M1)을 구하고, 해당하는 상기 목적차량의 제2전송 단계에서 제1그룹의 직접 전송 및 제2그룹의 제2전송으로부터 받는 간섭을 고려하여 제6채널용량(Cij M2)을 구하고, 상기 제5채널용량(Cij M1)과 제6채널용량(Cij M2) 중 작은 값을 상기 제2채널용량으로 결정하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1시스템용량과 상기 제2시스템용량은 각각 해당하는 상기 목적차량의 채널용량과 해당하는 상기 목적차량을 제외한 스케줄링된 나머지 목적차량의 채널용량의 합이고,
    상기 인프라는 상기 나머지 목적차량 중 직접 전송인지 멀티홉 전송인지 정해지지 않은 목적차량에 대해서는 직접 전송인 경우의 채널용량으로 결정하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 인프라는 상기 릴레이 후보 차량이 없는 경우이거나 상기 릴레이 후보 차량 중 제2시스템용량이 제1시스템용량보다 큰 차량이 없는 경우에는 해당하는 상기 목적차량에 대해 직접 전송으로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 적응성 빔 기반 통신시스템.
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