KR101262326B1 - Message transmission apparatus and method for transmitting message thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전송 노드의 차량 메시지 전송 방법에 관한 것이다. 본 발명의 전송 노드의 메시지 전송 방법은 메시지 송신을 위한 초기 메시지를 브로드캐스팅하는 단계, 이웃 노드들로부터의 수신 신호들 각각에 대한 신호 대 잡음비의 최저값이 다른 이웃 노드들의 신호 대 잡음비의 최저값에 비해 상대적으로 높은 이웃 노드들 중 적어도 하나의 이웃 노드를 릴레이 노드로 선택하는 단계, 및 수신 신호들에 근거하여 선택된 타겟 노드로 선택된 적어도 하나의 릴레이 노드와 함께 초기 메시지에 포함된 전송 패턴을 갖는 메시지를 송신하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for transmitting a vehicle message of a transmitting node. In the message transmission method of the transmitting node of the present invention, the method comprises: broadcasting an initial message for transmitting a message, the lowest value of the signal-to-noise ratio for each of the received signals from the neighboring nodes compared to the lowest value of the signal-to-noise ratio of the other neighboring nodes; Selecting at least one neighbor node among the relatively high neighbor nodes as a relay node, and receiving a message having a transmission pattern included in the initial message together with the at least one relay node selected as the selected target node based on the received signals. Transmitting.
Description
본 발명은 통신 네트워크에 관한 것으로, 특히 차량 애드-혹 통신 네트워크에서 전송 노드 및 그것의 메시지 전송 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a communication network, and more particularly, to a transmitting node and a method for transmitting a message thereof in a vehicle ad-hoc communication network.
통신 네트워크 중에서 일예로, 차량용 통신 네트워크에서 사용되는 차량 메시지는 대부분 차량의 안전 주행을 위한 정보들을 포함한다.In one example of a communication network, a vehicle message used in a vehicle communication network includes information for safe driving of a vehicle.
차량 통신용 네트워크에서 사용되는 차량 메시지는 대부분 차량의 안전 주행을 위한 정보들을 포함한다. 그러므로 차량 메시지는 전송에 따른 높은 신뢰성을 필요로 한다.Vehicle messages used in a vehicle communication network mostly contain information for safe driving of a vehicle. Therefore, the vehicle message needs high reliability in accordance with the transmission.
현재 차량 메시지는 차량들 간에 브로드캐스팅 방식을 통해 전송된다. 브로드캐스팅되는 차량 메시지는 무선 페이딩(wireless fading)으로 인해서 메시지 전송의 신뢰성이 저하된다. 이를 위해 각 차량들은 차량 메시지들을 재전송함으로서 메시지 전송의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 하지만, 차량 메시지의 재전송으로 무선 페이딩으로 인한 전송 신호의 감쇄를 해결하는데 한계가 있었다. 이로 인해, 일정 수준 이상의 신뢰성 확보를 위한 차량 메시지의 재전송에 소요되는 시간이 증가하는 문제점이 있었다.Current vehicle messages are transmitted between vehicles via a broadcast scheme. Broadcasting vehicle messages are less reliable in message transmission due to wireless fading. To this end, each vehicle can improve the reliability of message transmission by retransmitting vehicle messages. However, there is a limit in solving the attenuation of the transmission signal due to radio fading by retransmission of the vehicle message. Therefore, there is a problem that the time required for retransmission of the vehicle message for securing a certain level or more of reliability increases.
본 발명의 목적은 차량 메시지 전송의 신뢰성을 향상시키는 전송 노드 및 그것의 메시지 전송 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a transmission node and a message transmission method thereof which improve the reliability of vehicle message transmission.
본 발명의 전송 노드의 메시지 전송 방법은 메시지 송신을 위한 초기 메시지를 브로드캐스팅하는 단계, 이웃 노드들로부터의 수신 신호들 각각에 대한 신호 대 잡음비의 최저값이 다른 이웃 노드들의 신호 대 잡음비의 최저값에 비해 상대적으로 높은 이웃 노드들 중 적어도 하나의 이웃 노드를 릴레이 노드로 선택하는 단계, 및 상기 수신 신호들에 근거하여 선택된 타겟 노드로 상기 선택된 적어도 하나의 릴레이 노드와 함께 상기 초기 메시지에 포함된 전송 패턴을 갖는 메시지를 송신하는 단계를 포함한다.In the message transmission method of the transmitting node of the present invention, the method comprises: broadcasting an initial message for transmitting a message, the lowest value of the signal-to-noise ratio for each of the received signals from the neighboring nodes compared to the lowest value of the signal-to-noise ratio of the other neighboring nodes; Selecting at least one neighbor node among relatively high neighbor nodes as a relay node, and transmitting a transmission pattern included in the initial message together with the selected at least one relay node to a selected target node based on the received signals; Sending a message having the same.
이 실시예에 있어서, 상기 수신 신호들 각각에 대한 수신 신호 확률에 근거하여 상기 타겟 노드의 개수를 선택하는 단계를 더 포함한다.In this embodiment, the method may further include selecting the number of the target nodes based on a received signal probability for each of the received signals.
이 실시예에 있어서, 상기 타겟 노드를 선택하는 단계는 상기 신호 대 잡음비가 다른 이웃 노드들에 비해 상대적으로 작은 이웃 노드를 타겟 노드로 선택하는 단계를 포함한다.In this embodiment, selecting the target node includes selecting a neighbor node as a target node whose signal-to-noise ratio is relatively smaller than other neighbor nodes.
이 실시예에 있어서, 상기 메시지는 상기 전송 노드에서 발생된 응급 상황의 발생을 통보하기 위한 메시지이다.In this embodiment, the message is a message for notifying occurrence of an emergency situation occurring at the transmitting node.
이 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 릴레이 노드를 선택하는 단계는 상기 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 파일롯 신호들을 수신하면, 상기 파일롯 신호들에 대응되는 파일롯 신호의 송신을 통해 릴레이 노드의 선택을 완료하는 단계를 포함한다.In this embodiment, the step of selecting at least one relay node, when receiving pilot signals from all the selected relay nodes, completing the selection of the relay node through the transmission of a pilot signal corresponding to the pilot signals Steps.
이 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 릴레이 노드를 선택하는 단계는 상기 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 파일롯 신호들을 수신하지 못하면, 상기 초기 메시지를 브로드캐스팅하는 단계를 포함한다.In this embodiment, selecting the at least one relay node comprises broadcasting the initial message if no pilot signals are received from all selected relay nodes.
본 발명의 전송 노드는 이웃 노드들의 수신 신호들로부터 이웃 노드 정보를 수집하는 노드 정보 수집부, 상기 이웃 노드들로의 전송을 위한 메시지를 생성하고, 상기 이웃 노드 정보를 사용하여 상기 메시지의 전송 오류 가능성이 있는 타겟 노드와 상기 메시지의 협력 전송을 위한 릴레이 노드를 선택하는 메시지 처리부, 및 상기 수신 신호들을 상기 이웃 노드들로부터 수신하고, 상기 메시지를 상기 릴레이 노드와 함께 상기 타겟 노드로 협력 전송하는 송수신부를 포함하고, 상기 메시지 처리부는 상기 수신 신호들 각각에 대한 신호 대 잡음비의 최저값이 다른 이웃 노드들의 신호 대 잡음비의 최저값에 비해 상대적으로 높은 이웃 노드들 중 적어도 하나의 이웃 노드를 상기 릴레이 노드로 선택한다.The transmitting node of the present invention generates a node information collecting unit that collects neighbor node information from received signals of neighbor nodes, a message for transmission to the neighbor nodes, and a transmission error of the message using the neighbor node information. A message processing unit for selecting a potential target node and a relay node for cooperative transmission of the message, and transmission and reception for receiving the received signals from the neighboring nodes and cooperatively transmitting the message to the target node together with the relay node. And the message processing unit selects at least one neighboring node among the neighboring nodes of which the lowest value of the signal-to-noise ratio for each of the received signals is higher than the lowest value of the signal-to-noise ratio of other neighboring nodes as the relay node. do.
이 실시예에 있어서, 상기 메시지 처리부는 상기 수신 메시지들 각각의 신호 대 잡음비와 상기 수신 메시지들 각각의 수신 오류 확률에 근거하여 타겟 노드를 선택한다.In this embodiment, the message processor selects a target node based on a signal-to-noise ratio of each of the received messages and a reception error probability of each of the received messages.
이 실시예에 있어서, 상기 메시지 처리부는 상기 타겟 노드의 개수를 상기 수신 오류 확률에 근거하여 설정하는 단계를 포함한다.In this embodiment, the message processing unit includes the step of setting the number of the target node based on the reception error probability.
이 실시예에 있어서, 상기 메시지 처리부는 상기 신호 대 잡음비가 다른 이웃 노드들에 비해 상대적으로 작은 이웃 노드를 타겟 노드로 선택하는 단계를 포함한다.In this embodiment, the message processing unit includes selecting a neighboring node having a relatively small signal-to-noise ratio compared to other neighboring nodes as a target node.
이 실시예에 있어서, 상기 송수신부는 상기 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 파일롯 신호들을 수신하면, 상기 파일롯 신호에 대응되는 파일롯 신호를 송신한다.In this embodiment, when the transceiver receives pilot signals from all the selected relay nodes, the transceiver transmits a pilot signal corresponding to the pilot signal.
이 실시예에 있어서, 상기 송수신부는 상기 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 파일롯 신호를 수신하지 못하면, 상기 초기 메시지를 브로드캐스팅한다.In this embodiment, if the transceiver does not receive the pilot signal from all the selected relay nodes, broadcasts the initial message.
이 실시예에 있어서, 상기 송수신부는 상기 메시지들을 시공간 부호화 방식으로 부호화한다.In this embodiment, the transceiver unit encodes the messages by a space-time encoding scheme.
이 실시예에 있어서, 상기 송수신부는 미리 설정된 시간 구간들을 통해 미리 설정된 회수로 상기 릴레이 노드와 함께 메시지를 반복 전송한다.In this embodiment, the transceiver repeatedly transmits a message with the relay node a predetermined number of times over a predetermined time interval.
이 실시예에 있어서, 상기 전송 노드는 차량의 응급 상황을 감지하는 센서부를 더 포함한다.In this embodiment, the transmitting node further comprises a sensor unit for detecting an emergency situation of the vehicle.
이 실시예에 있어서, 상기 메시지 생성부는 상기 응급 상황 감지에 따른 응급 상황을 통보하기 위한 메시지를 생성한다.In this embodiment, the message generator generates a message for notifying the emergency situation according to the emergency situation detection.
본 발명에 의하면, 전송 노드는 릴레이 노드와 차량 메시지의 협력 전송을 통해 타겟 노드에서 다이버시티를 획득할 수 있도록 함으로서 차량 메시지 전송에 따른 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the transmitting node can improve the reliability according to the vehicle message transmission by allowing the relay node to obtain diversity at the target node through cooperative transmission of the vehicle message.
도 1은 본 발명에 따른 차량 애드-혹 통신 네트워크를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 전송 노드를 도시한 도면,
도 3은 도 2에 도시된 노드 정보 수집부를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량 메시지 전송 동작을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전송 노드의 차량 메시지 전송 동작을 도시한 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 차량 메시지를 릴레이하는 릴레이 노드를 선택을 위한 이웃 노드들의 신호 대 잡음비를 도시한 도면, 및
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량 메시지를 송신하는 차량의 타겟 영역을 도시한 도면이다.1 illustrates a vehicle ad-hoc communication network in accordance with the present invention;
2 is a diagram illustrating a transmission node according to the present invention;
3 is a view showing the node information collecting unit shown in FIG.
4 is a diagram illustrating a vehicle message transmission operation according to the present invention;
5 is a flowchart illustrating a vehicle message transmission operation of a transmitting node according to an embodiment of the present invention;
6 illustrates a signal-to-noise ratio of neighboring nodes for selecting a relay node for relaying a vehicle message according to the present invention; and
7 illustrates a target area of a vehicle for transmitting a vehicle message according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish it, will be described with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. The embodiments are provided so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention to those skilled in the art.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.In the drawings, embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown and are exaggerated for clarity. In addition, parts denoted by the same reference numerals throughout the specification represent the same components.
본 발명은 통신 네트워크에 관한 것으로, 일예로, 차량 애드-혹 통신 네트워크에서 메시지 전송에 따른 높은 신뢰성을 갖는 전송 노드 및 그것의 메시지 전송 방법을 제공한다. 일예로, 차량 애드-혹 통신 네트워크에서 송수신되는 차량 메시지를 기준으로 설명하기로 한다. 하지만, 본 발명에서 제안된 차량 메시지 전송 방법은 다른 애드-혹 통신 네트워크의 메시지 전송에 사용될 수 있다.The present invention relates to a communication network, for example, to a transmitting node having a high reliability according to message transmission in a vehicle ad-hoc communication network and a method for transmitting the message thereof. As an example, description will be made based on vehicle messages transmitted and received in a vehicle ad-hoc communication network. However, the vehicle message transmission method proposed in the present invention can be used for message transmission in other ad-hoc communication networks.
한편, 본 발명에서 제안된 차량 메시지 송수신을 위한 통신 방식은 일예로, IEEE 802.11의 통신 방식을 이용할 수 있다. 또한, IEEE 802.11 방식은 일예로 설명된 것으로 다른 통신 방식을 사용하여 통신할 수 있다.Meanwhile, the communication scheme for transmitting and receiving a vehicle message proposed in the present invention may use, for example, a communication scheme of IEEE 802.11. In addition, the IEEE 802.11 method is described as an example and may communicate using another communication method.
도 1은 본 발명에 따른 차량 애드-혹 통신 네트워크을 도시한 도면이다.1 illustrates a vehicle ad-hoc communication network in accordance with the present invention.
도 1을 참조하면, 차량 애드-혹 통신 네트워크는 타겟 노드(10), 릴레이 노드(20), 및 전송 노드(30)를 포함한다. 여기서, 각 노드들(10, 20, 30)은 하나의 차량으로 간주될 수 있다.Referring to FIG. 1, a vehicle ad-hoc communication network includes a
타겟 노드(10)는 차량 메시지(또는 메시지)를 수신하지 못할 위험이 있는 노드이다. 차량 메시지는 차량들 간에 안전 주행을 위한 다양한 정보, 일예로, 차량 식별자 정보, 차량 속도 정보, 및 응급 상황 발생 정보 등을 포함한다. 여기서, 응급 상황은 차량의 충돌 상황, 차량의 충돌 에상 상황, 차량의 고장 상황, 차량의 긴급 정지 상황 등을 포함한다.The
릴레이 노드(20)는 전송 노드(30)에서 타겟 노드로(10)로 전송되는 차량 메시지를 릴레이하는 노드이다. 릴레이 노드(20)는 전송 노드(30)와 함께 차량 메시지의 협력 전송을 위해 경쟁 기반의 분산 알고리즘에 따라 일예로, 전송 노드(30)에 의해 선택된다.The
전송 노드(30)는 차량 메시지를 전송하는 노드이다. 전송 노드(30)는 차량 메시지를 생성할 수 있다.The transmitting
한편, 본 발명에서 제안된 차량 메시지 전송 방법은 초기 브로드캐스팅 동작, 릴레이 노드 선택 동작, 및 협력 전송 동작을 포함한다.Meanwhile, the vehicle message transmission method proposed in the present invention includes an initial broadcasting operation, a relay node selection operation, and a cooperative transmission operation.
초기 브로드캐스팅 동작에서, 전송 노드(30)는 반복 전송을 위한 차량 메시지를 포함한 초기 차량 메시지를 브로드캐스팅한다. 이때, 전송 노드(30)는 이웃 차량들로부터 수신된 비콘 신호(beacon signal)들을 사용하여 타겟 노드(10)의 개수를 선택할 수 있다. 비콘 신호는 이웃한 차량들 상호 간에 주기적으로 송수신되는 신호이다. 전송 노드(30)는 신호 대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)(비콘 신호의)가 다른 이웃 노드들의 신호 대 잡음비에 비해 상대적으로 낮은 이웃 차량을 타겟 노드(10)로 선택한다.In an initial broadcasting operation, the transmitting
릴레이 노드 선택 동작에서, 전송 노드(30)는 차량 메시지를 협력 전송하기 위한 릴레이 노드들을 선택한다. 릴레이 노드(20)는 타겟 노드(10)와 가장 좋은 채널 상태를 보장할 수 있는 이웃 노드들 중에서 전송 노드(30)에 의해 선택된다. 이를 위해, 전송 노드(30)는 비콘 신호들을 사용하여 릴레이 노드(20)를 선택한다. 전송 노드(30)는 비콘 신호를 통해 획득한 신호 대 잡음비의 최저값이 다른 이웃 노드들의 신호 대 잡음비의 최저값에 비해 상대적으로 높은 이웃 노드를 릴레이 노드(20)로 선택한다.In the relay node selection operation, the transmitting
협력 전송 동작에서, 전송 노드(30)는 미리 설정된 시구간에서 차량 메시지를 전송한다. 이때, 릴레이 노드(20)는 미리 설정된 시구간에서 전송 노드(30)와 함께 차량 메시지를 전송한다. 이를 통해 전송 노드(30)는 동일한 차량 메시지를 미리 설정된 시구간에서 릴레이 노드(20)와 협력하여 타겟 노드(10)로 전송한다.In the cooperative transmission operation, the transmitting
전송 노드(30)와 릴레이 노드(20)에서 협력 전송되는 차량 메시지는 초기 차량 메시지에 포함된다.The vehicle message cooperatively transmitted by the transmitting
여기서는 설명의 편의를 위하여 하나의 타겟 노드(10)와 하나의 릴레이 노드(20)를 기준으로 설명하였다. 하지만, 차량 메시지 전송을 위해 두 개 이상의 타겟 노드(10)와 릴레이 노드(20)가 사용될 수도 있다.For convenience of explanation, the description is made based on one
결국, 본 발명에서 전송 노드(30)는 릴레이 노드(20)와 함께 차량 메시지를 타겟 노드(10)로 협력하여 전송한다. 이를 통해, 타겟 노드(10)에서 다이버시티 이득을 획득함으로서 차량 메시지를 수신하지 못할 확률이 감소한다. 따라서 본 발명에서 제안된 전송 노드(30)는 차량 메시지 전송에 따른 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
As a result, in the present invention, the transmitting
도 2는 본 발명에 따른 전송 노드를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a transmission node according to the present invention.
도 2를 참조하면, 전송 노드(30)는 송수신부(110), 노드 정보 수집부(120), 센서부(130), 및 메시지 생성부(140)를 포함한다. 여기서, 전송 노드(30)는 하나의 차량이 될 수 있고, 주변에 위치한 이웃 노드(즉, 이웃 차량)들과 통신한다.Referring to FIG. 2, the transmitting
송수신부(110)는 안테나를 포함하고, 타겟 영역 내에 위치한 이웃 노드들과 차량 메시지를 송수신한다. 타겟 영역은 전송 노드(30)를 중심으로 하는 영역이고, 전송 노드(30)에서 전송되는 차량 메시지의 수신 가능 영역이다. 송수신부(110)는 안테나를 통해 수신된 차량 메시지를 노드 정보 수집부(120)로 출력하고, 메시지 생성부(140)로부터의 차량 메시지를 안테나를 통해 전송한다.The
노드 정보 수집부(120)는 송수신부(110)를 통해 수신된 차량 메시지(일예로, 비콘 신호)를 통해 이웃 노드(이웃 차량)의 정보를 수집한다. 이를 위해, 노드 정보 수집부(120)는 비콘 신호의 신호 세기를 측정할 수 있다. 여기서, 신호 세기는 채널 상태를 나타내는 정보이고, 일예로 신호 대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)를 포함한다. 또한, 노드 정보 수집부(120)는 비콘 신호의 신호 수신 확률을 측정할 수 있다. 여기서, 신호 수신 확률은 비콘 신호의 수신 성공 확률을 나타내는 정보로서, 일예로, 비콘 수신 확률(BRR: Beacon Reception Ratio)을 포함한다.The node
노드 정보 수집부(120)는 이웃 노드들 각각에 대해 신호 세기(SNR)와 신호 수신 확률(BRR) 등의 이웃 노드 정보를 수집할 수 있다. 노드 정보 수집부(120)는 이웃 노드 정보를 메시지 생성부(140)로 제공한다.The
센서부(130)는 응급 상황을 감지한다. 센서부(130)는 충돌을 감지하는 충돌 센서, 전후좌우 영상을 촬영하는 영상 센서, 차량의 속도를 측정하는 속도 센서, 및 차량의 위치를 측정하는 위치 센서 등과 같은 다양한 센서를 포함할 수 있다. 센서를 통해 응급 상황을 감지하면, 센서부(130)는 감지된 응급 상황 발생 정보를 메시지 생성부(140)로 출력한다.The
메시지 생성부(140)는 이웃 노드 정보, 일예로 신호 수신 확률에 근거하여 타겟 노드의 개수를 선택할 수 있다. 메시지 생성부(140)는 타겟 노드의 개수인 ()를 하기의 수학식 1을 이용하여 계산할 수 있다.The
여기서, 는 타겟 영역에 존재하는 노드(일예로, 차량)들의 개수이고, ABRR(Average Beacon Reception Rate)은 타겟 영역에 존재하는 차량들에 대한 신호 수신 확률의 평균이다. 메시지 생성부(140)는 ABBR(평균 신호 수신 확률)을 일예로, 하기의 수학식 2를 통해 계산할 수 있다.here, Is the number of nodes (eg, vehicles) present in the target area, and Average Beacon Reception Rate (ABRR) is an average of signal reception probabilities for vehicles existing in the target area. The
한편, 메시지 생성부(140)는 이웃 노드들로부터 수신한 수신 신호들을 통해서 채널 상태, 일예로 신호 대 잡음비가 가장 작은 차량부터 순차적으로 타겟 노드로 선택한다. 메시지 생성부(140)는 신호 대 잡음비가 가장 작은 차량부터 개의 타겟 노드를 선택할 수 있다.Meanwhile, the
메시지 생성부(140)는 차량 메시지를 생성한다. 메시지 생성부(140)는 차량 메시지를 통해 차량에서 발생된 응급 상황을 통보할 수 있다. 이때, 메시지 생성부(140)는 차량 메시지를 센서부(130)로부터 수신된 응급 상황 정보에 근거하여 생성할 수 있다.The
메시지 생성부(140)는 타겟 노드 정보와 차량 메시지의 반복 전송을 위한 전송 패턴, 즉 차량 메시지를 포함한 초기 차량 메시지를 생성할 수 있다. 여기서, 차량 메시지는 차량 메시지의 수명 시간(lifetime)() 내에서 k번 반복 전송된다.The
메시지 생성부(140)는 차량 메시지를 송신하기 위한 전체 시간 구간을 복수개의 단위 시간 구간(L)들로 분할한다. 하나의 단위 시간 구간(L)은 초기 브로드캐스팅 동작 시간, 릴레이 노드 선택 시간, 및 협력 전송 동작 수행 시간을 모두 포함한다.The
메시지 생성부(140)는 차량 메시지 수명 시간()을 분할된 단위 시간 구간(L)으로 나누어 최대 반복 전송 가능한 시간 구간의 개수()를 계산할 수 있다. 메시지 생성부(140)는 차량 메시지 수명 시간() 내에서 k번 반복 전송되도록 차량 메시지를 송수신부(110)로 출력한다. 메시지 생성부(140)는 릴레이 노드와 함께 반복 시간 구간(P)마다 차량 메시지를 반복 전송한다. 반복 시간 구간(P)은 하기의 수학식 3으로 계산될 수 있다.
메시지 생성부(140)는 반복 전송 회수(k), 반복 시간 구간(P), 및 분할된 시간 구간(L)에 대한 정보를 포함한 차량 메시지를 생성할 수 있다. 메시지 생성부(140)는 차량 메시지를 송수신부(110)로 출력한다.The
메시지 생성부(140)는 타겟 노드로 차량 메시지의 협력 전송을 위한 릴레이 노드를 선택할 수 있다. 메시지 생성부(140)는 릴레이 노드 선택을 위해 신호 세기(일예로, 신호 대 잡음비(SNR))를 사용할 수 있다. 메시지 생성부(140)는 이웃 차량들 각각에 대한 신호 세기의 최소값이 가장 큰 차량부터 순차적으로 릴레이 노드를 선택한다. 이를 통해 메시지 생성부(140)는 차량 메시지 협력 전송을 위해 양호한 채널 상태를 갖는 릴레이 노드를 선택할 수 있다.The
메시지 생성부(140)는 초기 차량 메시지 송신에 따라 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 파일롯 메시지를 수신하면, 릴레이 노드 선택을 완료하는 파일롯 신호를 송수신부(110)로 출력한다.When the
또한, 메시지 생성부(140)는 비콘 신호를 생성하고 비콘 신호를 일정 주기를 간격으로 생성한다. 비콘 신호는 일예로, 차량을 구분하기 위한 차량 식별자 정보와 수신 성공 확률 계산을 위한 시퀀스 번호를 포함한다. 이때, 시퀀스 번호는 연속되는 번호들 중 하나로 구성될 수 있다. 또한, 비콘 신호는 차량의 속도를 나타내는 차량 속도 정보, 차량의 위치를 나타내는 차량 위치 정보를 포함할 수도 있다. 메시지 생성부(140)는 비콘 신호를 송수신부(110)로 출력한다.In addition, the
본 발명의 전송 노드(30)는 신호 세기의 최소값에 근거하여 채널 상태가 가장 양호한 차량부터 순차적으로 릴레이 노드를 선택한다. 전송 노드(30)는 차량 메시지를 높은 다이버시티 이득을 갖는 릴레이 노드와 함께 송신한다. 이에 따라, 전송 노드(30)는 보다 높은 다이버시티 이득을 갖도록 차량 메시지를 타겟 노드로 송신할 수 있다.The
도 3은 도 2에 도시된 노드 정보 수집부를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a node information collecting unit illustrated in FIG. 2.
도 3을 참조하면, 노드 정보 수집부(120)는 신호 세기 측정부(121), 신호 수신 확률 측정부(122), 및 이웃 노드 정보 관리부(123)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the node
신호 세기 측정부(121)는 신호 세기(채널 상태)를 측정한다. 일예로, 신호 세기 측정부(121)는 수신된 신호, 일예로 비콘 신호를 사용하여 신호 대 잡음비를 측정한다. 신호 세기 측정부(121)는 측정된 신호 세기를 이웃 노드 정보 관리부(123)로 출력한다.The signal
신호 수신 확률 측정부(122)는 비콘 신호의 시퀀스 번호를 이용하여 비콘 신호의 수신 성공 확률을 계산한다. 신호 수신 확률 측정부(122)는 미리 결정된 개수의 비콘 신호들 중에서 손실된 비콘 신호의 개수를 확인함으로서 비콘 수신 확률을 계산할 수 있다. 일예로, 열 개의 비콘 신호들 중에서 네 개의 비콘 신호를 수신하지 못한 경우, 신호 수신 확률 측정부(122)는 0.6(비콘 신호를 모두 수신한 경우를 '1'로 가정)의 신호 수신 확률을 획득할 수 있다.The signal reception
이웃 노드 정보 관리부(123)는 각 노드별로 측정된 신호 세기와 비콘 수신 확률을 이웃 노드 정보 테이블 등을 통해 관리한다. 이웃 노드 정보 관리부(123)는 신호 세기와 비콘 수신 확률을 메시지 생성부(140)로 제공할 수 있다.The neighbor
도 4는 본 발명에 따른 차량 메시지 전송 동작을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a vehicle message transmission operation according to the present invention.
도 4를 참조하면, 제 1 타임 슬롯(210)과 제 P 타임 슬롯(250)이 도시된다. 제 1 타임 슬롯(210)은 제 1 구간(T1), 제 2 구간(T2), 및 제 3 구간(T3)을 포함한다.Referring to FIG. 4, a first time slot 210 and a P time slot 250 are shown. The first time slot 210 includes a first section T1, a second section T2, and a third section T3.
제 1 구간(T1)은 초기 브로드캐스팅 구간이다. 제 1 구간(T1)은 전송 노드에서 초기 차량 메시지를 브로드캐스팅하는 구간이다. 초기 차량 메시지는 타겟 노드들의 식별자 목록과 반복 전송되는 차량 메시지(또는, 차량 메시지의 전송 패턴)를 포함한다. 전송 노드는 동일한 차량 메시지 전송을 위해서 초기 차량 메시지 브로드캐스팅을 수행할 때마다 초기 차량 메시지의 전송 회수인 을 1씩 증가시킨다. 은 초기 차량 메시지 전송을 시작할 때 '0'으로 초기화되고, 동일 차량 메시지 전송을 위해 반복 송신된 초기 차량 메시지의 브로드캐스팅 횟수(즉, 초기 차량 메시지 전송 횟수)를 나타낸다. 그러므로 초기 차량 메시지(또는 차량 메시지)는 을 포함할 수 있다.The first section T1 is an initial broadcasting section. The first section T1 is a section in which the transmitting node broadcasts an initial vehicle message. The initial vehicle message includes a list of identifiers of target nodes and a vehicle message (or transmission pattern of the vehicle message) repeatedly transmitted. Each time a transmitting node performs initial vehicle message broadcasting for the same vehicle message transmission, Increase by 1. Is initialized to '0' at the beginning of initial vehicle message transmission and indicates the number of broadcasts (ie, initial vehicle message transmission) of the initial vehicle message repeatedly transmitted for the same vehicle message transmission. Therefore, the initial vehicle message (or vehicle message) . ≪ / RTI >
제 2 구간(T2)은 릴레이 노드 선택 구간이다. 제 2 구간(T2)은 초기 차량 메시지를 수신한 릴레이 노드들에서 파일롯 톤을 송신하는 구간이다. 전송 노드는 이웃 노드들 각각의 신호 대 잡음비의 최소값()을 릴레이 노드 선택을 위한 기준으로 이용할 수 있다. 신호 대 잡음비의 최소값()은 전송 노드가 제공할 수 있는 신호 품질의 최대값을 나타낸다.The second section T2 is a relay node selection section. The second section T2 is a section in which the pilot tones are transmitted by the relay nodes receiving the initial vehicle message. The transmitting node is the minimum value of the signal-to-noise ratio of each of the neighboring nodes ( ) Can be used as a criterion for selecting a relay node. Minimum value of signal to noise ratio ( ) Represents the maximum value of signal quality that a transmitting node can provide.
예를 들어, 제 i 릴레이 노드는 자신의 이웃 노드 정보를 관리하는 이웃 노드 정보 테이블을 통해 신호 대 잡음비의 최소값()을 획득한다. 제 i 릴레이 노드에서 파일롯 톤의 송신을 위한 시구간()은 하기의 수학식 4에 나타내었다.For example, the i-th relay node uses a neighbor node information table that manages its neighbor node information to determine the minimum value of the signal-to-noise ratio ( ). Time period for transmission of a pilot tone in the i th relay node ) Is shown in Equation 4 below.
여기서, 는 최대 타임아웃(timeout) 구간이다. 은 제 i 릴레이 노드의 신호 대 잡음비이고, 는 최대 신호 대 잡음비 값이다.here, Is the maximum timeout period. Is the signal-to-noise ratio of the i th relay node, Is the maximum signal-to-noise ratio value.
여기서, 최대 타임아웃 구간()은 하기의 수학식 5에 나타내었다.Where the maximum timeout interval ( ) Is shown in Equation 5 below.
여기서, 는 파일롯 톤 전송 시간이고, 일예로, 32일 수 있다. 여기서, c는 시스템 파라미터로서 미리 설정되는 값이다. 제 i 릴레이 노드는 시구간()에 대응되는 타이머를 구동시킨다.here, Is the pilot tone transmission time, for example, 32 Lt; / RTI > Here, c is a value preset as a system parameter. The i relay node has a time period ( The timer corresponding to) is driven.
제 i 릴레이 노드는 타이머의 구동 만료 전에 다른 노드들로부터 개의 파일롯 톤을 수신한 제 i 릴레이 노드는 메시지의 수신을 대기하는 리스닝 모드로 동작한다. 하지만, 제 i 릴레이 노드는 타이머의 구동 만료 전에 다른 노드들로부터 개의 파일롯 톤을 수신하지 않고 만료되면, 릴레이 노드 선택에 따른 파일롯 신호를 송신한다.The i-th relay node may be disconnected from other nodes before the timer expires. The i-th relay node which has received 10 pilot tones operates in a listening mode waiting for reception of a message. However, the i th relay node may be disconnected from other nodes before the timer expires. When the pilot tones expire without receiving the pilot tones, a pilot signal according to the relay node selection is transmitted.
또한, 제 2 구간(T2)은 선택된 모든 릴레이 노드들의 파일롯 톤을 수신한 전송 노드에서 릴레이 노드 선택 완료에 따른 파일롯 톤을 송신하는 구간이다. 이때, 전송 노드는 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 모든 파일롯 톤을 수신하면, 릴레이 노드의 선택을 성공으로 판단한다. 이후, 전송 노드는 자신의 파일롯 톤을 릴레이 노드 선택 구간의 마지막에 송신한다. 여기서 전송 노드는 개의 릴레이 노드를 선택할 수 있다.In addition, the second section T2 is a section in which a pilot tone is transmitted according to completion of relay node selection in a transmitting node that receives pilot tones of all selected relay nodes. At this time, when the transmitting node receives all pilot tones from all selected relay nodes, the transmitting node determines that the selection of the relay node is successful. Thereafter, the transmitting node transmits its pilot tone at the end of the relay node selection interval. Where the transport node is Relay nodes can be selected.
만약, 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 파일롯 톤을 수신하지 못하면, 전송 노드는 차량 메시지를 브로드캐스팅하는 동작 모드인 초기 브로드캐스팅 모드로 대기한다. 그리고 전송 노드는 다음 차량 메시지의 반복 전송 구간에서 초기 차량 메시지를 브로드캐스팅한다. 즉, 전송 노드는 초기 브로드캐스팅 동작을 다시 수행한다. 릴레이 노드를 성공적으로 선택하면, 전송 노드는 차량 메시지의 협력 전송을 k-번 반복 수행할 수 있다.If no pilot tone is received from all selected relay nodes, the transmitting node waits in the initial broadcasting mode, which is an operation mode for broadcasting a vehicle message. The transmitting node broadcasts the initial vehicle message in the repetitive transmission interval of the next vehicle message. That is, the transmitting node performs the initial broadcasting operation again. Upon successful selection of the relay node, the transmitting node k-coordinates the cooperative transmission of vehicle messages. Can be repeated once.
제 3 구간(T3)은 차량 메시지 협력 전송 구간이다. 제 3 구간(T3)에서 전송 노드와 릴레이 노드는 협력하여 차량 메시지를 타겟 노드로 송신한다. 제 3 구간(T3)은 제 4 구간(T4)과 제 5 구간(T5)을 포함한다.The third section T3 is a vehicle message cooperative transmission section. In the third section T3, the transmitting node and the relay node cooperate to transmit the vehicle message to the target node. The third section T3 includes a fourth section T4 and a fifth section T5.
제 4 구간(T4)은 차량 메시지 송신을 위한 보호 구간이다. 제 4 구간(T4)은 근거리 인터 프레임 간격(SIFS: Short Inter Frame Space)이라 칭할 수 있다. 제 4 구간(T4)은 파일롯 톤을 전송 노드에서 송신 완료한 시점부터 전송 차량 및 릴레이 노드들의 차량 메시지 협력 전송을 시작하는 시점까지의 보호 구간이다.The fourth section T4 is a guard section for vehicle message transmission. The fourth section T4 may be referred to as a short inter frame space (SIFS). The fourth section T4 is a guard interval from the completion of transmission of the pilot tone at the transmitting node to the start of cooperative transmission of vehicle messages between the transmitting vehicle and the relay nodes.
제 5 구간(T5)은 차량 메시지 협력 전송 구간이다. 제 5 구간(T5)에서 전송 노드와 릴레이 노드는 타겟 노드를 위한 차량 메시지를 협력하여 전송한다. 제 5 구간(T5)은 전송 노드와 릴레이 노드 각각에서 부호화된 동일한 차량 메시지를 전송한다. 이때, 전송 노드와 릴레이 노드에서 송신되는 차량 메시지들 각각은 시공간부호화(STBC: Space-Time Block Coding) 방식으로 부호화된 것일 수 있다.The fifth section T5 is a vehicle message cooperative transmission section. In the fifth section T5, the transmitting node and the relay node cooperatively transmit a vehicle message for the target node. The fifth section T5 transmits the same vehicle message encoded in each of the transmitting node and the relay node. In this case, each of the vehicle messages transmitted from the transmitting node and the relay node may be encoded by a space-time block coding (STBC) scheme.
제 P 타임 슬롯(250)은 제 2 구간(T2)과 제 3 구간(T3)을 포함한다. 제 P 타임 슬롯(250)은 제 1 타임 슬롯(210)을 통해 성공적으로 릴레이 노드를 선택한 이후의 타임 슬롯이다.The P time slot 250 includes a second section T2 and a third section T3. The P time slot 250 is a time slot after successfully selecting a relay node through the first time slot 210.
제 P 타임 슬롯(250)은 전송 노드와 릴레이 노드 간에 미리 설정된 주기의 시간 구간으로 차량 메시지가 반복 전송되는 구간이다. 여기서, 전송되는 차량 메시지는 초기 차량 메시지에 포함된 차량 메시지이다.The P th time slot 250 is a section in which the vehicle message is repeatedly transmitted in a time section of a preset period between the transmitting node and the relay node. Here, the transmitted vehicle message is a vehicle message included in the initial vehicle message.
제 2 구간(T2)은 채널 상태에 대한 정보를 획득하기 위해 전송 노드와 릴레이 노드는 상호 간에 파일롯 톤을 전송한다. 이때, 전송 노드와 릴레이 노드는 차량 메시지의 협력 전송을 수행하기 전에 k값을 1만큼 감소시킨다. 이때, 전송 노드와 릴레이 노드는 k값이 보다 작은 경우에만 협력 전송을 수행한다.In the second period T2, the transmitting node and the relay node transmit pilot tones to each other to obtain information on the channel state. At this time, the transmitting node and the relay node reduce the value of k by 1 before performing the cooperative transmission of the vehicle message. At this time, the transmitting node and the relay node have a value of k Only cooperative transmission is performed if smaller.
차량 메시지를 성공적으로 수신한 전송 노드의 이웃 노드들은 네트워크 할당 벡터(NAV: Network Allocation Vector)를 설정하고, 모든 반복 전송이 끝날 때까지 메시지 전송을 연기한다. 네트워크 할당 벡터(NAV)의 기간은 응급 메시지를 성공적으로 수신한 송신자의 이웃 노드들은 메시지의 잔류 수명()으로 설정한다. 메시지의 잔류 수명()은 하기의 수학식 6에 나타내었다.Neighboring nodes of the transmitting node that have successfully received the vehicle message establish a network allocation vector (NAV) and delay the message transmission until all repeated transmissions are completed. The duration of the network allocation vector (NAV) indicates that the neighboring nodes of senders that successfully receive an emergency message are Set to). The remaining life of the message ( ) Is shown in Equation 6 below.
P, k, , L은 차량 메시지에 포함되어 있다. 전송 노드, 릴레이 노드, 네트워크 할당 벡터가 설정된 전송 노드와 릴레이 노드의 이웃 노드를 제외하고, 파일롯 톤을 수신한 노드는 제 2 구간과 제 3 구간에 소요되는 시간을 네트워크 할당 벡터에 적용한다. 여기서 네트워크 할당 벡터는 차량 메시지들 간의 충돌 방지를 위해 노드에 설정되는 벡터값이다.P, k, , L is included in the vehicle message. Except for the transmitting node, the relay node, and the transmitting node to which the network allocation vector is set and the neighboring nodes of the relay node, the node that receives the pilot tone applies the time required for the second and third intervals to the network allocation vector. Here, the network allocation vector is a vector value set in the node to prevent collision between vehicle messages.
여기서, 제 3 구간(T3)에 대한 상세한 설명은 제 1 타임 슬롯(210)의 설명을 참조하기로 한다.Here, a detailed description of the third section T3 will be described with reference to the description of the first time slot 210.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전송 노드의 차량 메시지 전송 동작을 도시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a vehicle message transmission operation of a transmitting node according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 송수신부(110)는 타겟 영역 내 위치한 이웃 차량들로부터 비콘 신호들을 수신한다(S110단계). 송수신부(110)는 수신된 비콘 신호들을 이웃 노드 정보 수집부(120)로 출력한다.Referring to FIG. 5, the
노드 정보 수집부(120)는 수신된 비콘 신호들을 사용하여 이웃 차량들 각각에 대해 신호 세기와 신호 수신 확률을 측정한다(S120단계). 노드 정보 수집부(120)는 이웃 노드 정보 테이블을 통해 이웃 차량들 각각의 신호 세기와 신호 수신 확률을 관리한다. 노드 정보 수집부(120)는 변화되는 신호 세기와 신호 수신 확률을 일정 주기를 간격으로 업데이트한다. 노드 정보 수집부(120)는 이웃 노드 정보 테이블을 통해 관리되는 이웃 노드 정보를 메시지 생성부(140)로 제공한다.The node
메시지 생성부(140)는 이웃 노드 정보를 사용하여 타겟 차량을 선택한다(S130단계). 메시지 생성부(140)는 타겟 노드 선택을 위해 이웃 노드 정보 중에서 신호 수신 확률을 사용하여 타겟 노드를 선택한다.The
센서부(130)는 차량에 부착된 복수개의 센서들을 통해 센싱된 센싱 정보로부터 차량에서 응급 상황이 발생하였는지를 판단한다(S140단계). S140단계의 판단결과 응급 상황이 발생하지 않으면, 센서부(130)는 S110단계로 진행한다.The
S140단계의 판단결과 응급 상황이 발생하면, 센서부(130)는 S150단계로 진행한다. 이때, 센서부(130)는 응급 상황 발생에 따른 응급 상황 발생 정보를 메시지 생성부로 출력한다.If the emergency situation occurs in the determination of step S140, the
메시지 생성부(140)는 응급 상황 발생 정보에 따른 차량 메시지를 초기 방송한다(S150단계).The
메시지 생성부(140)는 이웃 노드 정보를 사용하여 릴레이 노드를 선택한다(S160단계). 메시지 생성부(140)는 이웃 노드 정보 중에서 일예로, 신호 세기(신호 대 잡음비)의 최소값을 기준으로 다이버시티 이득을 획득할 수 있는 릴레이 노드를 선택한다.The
메시지 생성부(140)는 선택된 릴레이 노드들로부터 파일롯 톤을 수신한다(S170단계).The
메시지 생성부(140)는 선택된 모든 릴레이 노드들 개수에 대응되는 개의 파일롯 톤을 송수신부(110)를 통해 수신하였는지 판단한다(S180단계). S180단계의 판단결과 미리 설정된 일정 시구간 내에서 개의 파일롯 톤을 모두 수신하지 못하면, 메시지 생성부(140)는 S150단계로 진행한다.The
S180단계의 판단결과 미리 설정된 일정 시구간 내에서 개의 파일롯 톤을 모두 수신하면, 메시지 생성부(140)는 S190단계로 진행한다.As a result of the determination in step S180, within a predetermined time period. If all of the pilot tones are received, the
송수신부(110)는 미리 설정된 일정 시구간에서 선택된 릴레이 노드들과 함께 차량 메시지를 타겟 노드들로 송신한다(S190단계). 이때, 송수신부(110)는 메시지 생성부(140)에서 생성된 차량 메시지를 송신하고, 초기 차량 메시지에 포함된 차량 메시지이다. 송수신부(110)는 미리 설정된 복수개의 시구간들 각각에서 미리 설정된 횟수로 차량 메시지를 릴레이 노드들과 함께 협력 전송할 수 있다.The transmitter /
송수신부(110)는 차량 메시지 전송을 종료한다.The
도 6은 본 발명에 따른 차량 메시지를 릴레이하는 릴레이 노드를 선택을 위한 이웃 노드들의 신호 대 잡음비를 도시한 도면이다.6 illustrates a signal-to-noise ratio of neighbor nodes for selecting a relay node for relaying a vehicle message according to the present invention.
도 6을 참조하면, 전송 노드(30)는 복수개의 노드들(제 1 노드, 제 2 노드, 및 제 3 노드) 각각으로부터 수신되는 신호를 사용하여 신호 세기, 즉 신호 대 잡음비를 측정한다.Referring to FIG. 6, the transmitting
이때, 전송 노드(30)는 일정 시구간 내에서 복수개의 노드들 각각의 신호 대 잡음비의 최소값()을 측정한다. 여기서, 은 전송 노드와 복수개의 차량들 각각 간의 채널 상태를 나타낸다. 또한, 은 타겟 노드에게 차량 메시지 전송을 위해 보장되는 신호 품질의 최소값이다.At this time, the transmitting
일예로, 선택된 릴레이 노드의 개수()를 2라고 가정하면, 전송 노드(30)는 의 최소값이 큰 제 2 노드와 제 1 노드를 릴레이 노드로 선택할 수 있다.For example, the number of selected relay nodes ( Assuming 2, the transmitting
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량 메시지를 송신하는 차량의 타겟 영역을 도시한 도면이다.7 illustrates a target area of a vehicle for transmitting a vehicle message according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 타겟 영역(310)은 제 1 차량(311)을 중심으로 하는 영역이다. 타겟 영역(310)은 제 1 차량(311), 제 2 차량(312), 제 3 차량(313), 제 4 차량(314), 제 5 차량(315), 제 6 차량(316), 제 7 차량(317), 및 제 8 차량(318)을 포함한다. 이때, 차량들(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318) 각각은 도로 상에 위치한 차선(320)을 기준으로 주행한다. 각 차량들의 주행 방향(300)이 도시되어 있다.Referring to FIG. 7, the
타겟 영역(310)은 제 1 차량(311)의 차량 메시지(또는, 차량 메시지)의 전송에 따른 차량 메시지 수신 가능 영역이다. 그러므로 제 1 차량(311)은 타겟 영역 내에 위치한 모든 이웃 차량들(312, 313, 314, 315, 316, 317, 318)에게 차량 메시지를 전송할 수 있다.The
한편, 제 1 차량(311) 내지 제 8 차량(318) 각각은 상호 간에 주기적으로 메시지를 송신 또는 수신한다. 주기적으로 송수신되는 메시지는 비콘(beacon) 메시지(또는 비콘 신호)이다.Meanwhile, each of the first to
제 1 차량(311)은 전송 노드에 대응된다. 즉, 제 1 차량(311)은 차량 메시지를 송신하는 전송 노드이다. 제 1 차량(311)은 다른 차량들로부터 비콘 신호들을 수신할 수 있다. 제 1 차량(311)은 비콘 신호들을 사용하여 이웃 차량들(312, 313, 314, 315, 316, 317, 318) 중에서 차량 메시지 전송 오류 가능성이 있는 타겟 노드를 선택한다. 즉, 타겟 노드는 차량 메시지 수신 실패 확률이 높은 차량으로 차량 메시지 전송에 따른 신뢰성을 보장하기 어려운 차량이다. 이때, 타겟 노드를 제 4 차량(314)과 제 5 차량(315)이라 가정한다.The
제 1 차량(311)은 차량 메시지를 생성한다. 차량 메시지는 일예로, 제 1 차량(311)의 응급 상황 발생을 통보하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 제 1 차량(311)은 차량 메시지를 브로드캐스팅한다. 이때, 차량 메시지는 타겟 노드(314, 315)에 대한 식별자 정보와 협력 전송을 위해 반복 송신될 차량 메시지의 전송 패턴을 포함한다.The
제 1 차량(311)은 타겟 노드들(314, 315)로 차량 메시지 협력 전송을 위한 릴레이 노드를 선택할 수 있다. 제 1 차량(311)은 이웃 차량들(312, 313, 314, 315, 316, 317, 318) 중에서 신호 대 잡음비의 최소값이 가장 큰 순서로 릴레이 노드를 선택할 수 있다. 이때, 선택된 릴레이 노드는 제 2 차량(312), 제 3 차량(313), 및 제 6 차량(316)이라고 가정한다.The
릴레이 노드들(312, 313, 316)의 선택이 완료되면, 제 1 차량(11)은 릴레이 노드들과 협력하여 미리 결정된 전송 패턴의 차량 메시지를 송신한다. 이후, 제 1 차량(11)은 미리 설정된 회수로 릴레이 노드들(312, 313, 316)과 함께 미리 설정된 시구간을 통해 차량 메시지를 반복하여 전송한다.When the selection of the
이를 통해 타겟 노드들은 제 1 차량(311)과 릴레이 차량들을 통해 동일한 차량 메시지를 중복 수신함에 따라 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.As a result, the target nodes may obtain a diversity gain by receiving the same vehicle message repeatedly through the
여기서, 제 1 차량(311)은 본 발명의 전송 노드에 대응될 수 있고, 나머지 이웃 차량들(312, 313, 314, 315, 316, 317, 318)은 이웃 노드들이 될 수 있다.Here, the
즉, 본 발명의 전송 노드는 메시지 전송의 신뢰성 향상을 위해 채널 품질의 최소값이 우수한 릴레이 노드를 선택하고, 선택된 릴레이 노드와 협력하여 메시지를 반복 전송한다. 이를 통해 메시지 수신 실패 확률이 높은 타겟 노드들은 다이버시티 이득을 획득할 수 있다.That is, the transmitting node of the present invention selects a relay node having a high minimum of channel quality in order to improve the reliability of message transmission, and repeatedly transmits a message in cooperation with the selected relay node. Through this, target nodes having a high probability of failing to receive a message may obtain a diversity gain.
본 발명에서 제안된 전송 노드는 일예로, 차량 메시지 전송을 위한 차량을 일예로 설명하나 차량 이외의 다른 장치들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 메시지 전송 방식은 차량 메시지 전송뿐만 아니라 다른 메시지의 전송에 사용될 수 있다.As an example, the transmission node proposed in the present invention describes a vehicle for vehicle message transmission as an example, but may be applied to devices other than the vehicle. Therefore, the message transmission scheme of the present invention can be used not only for vehicle message transmission but also for transmission of other messages.
10: 타겟 노드 20: 릴레이 노드
30: 전송 노드
110: 송수신부 120: 노드 정보 수집부
121: 신호 세기 측정부 122: 신호 수신 확률 측정부
123: 이웃 노드 정보 관리부 130: 센서부
140: 메시지 송수신부
311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318: 차량들10: target node 20: relay node
30: transport node
110: transceiver 120: node information collector
121: signal strength measurement unit 122: signal reception probability measurement unit
123: neighbor node information management unit 130: sensor unit
140: message transceiver
311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318: vehicles
Claims (16)
메시지 송신을 위한 초기 메시지를 브로드캐스팅하는 단계;
이웃 노드들로부터의 수신 신호들 각각에 대한 신호 대 잡음비의 최저값이 다른 이웃 노드들의 신호 대 잡음비의 최저값에 비해 높은 이웃 노드들 중 적어도 하나의 이웃 노드를 릴레이 노드로 선택하는 단계;
상기 수신 신호들에 근거하여 선택된 타겟 노드로 상기 선택된 적어도 하나의 릴레이 노드와 함께 상기 초기 메시지에 포함된 전송 패턴을 갖는 메시지를 송신하는 단계; 및
상기 수신 신호들 각각에 대한 신호 수신 확률에 근거하여 상기 타겟 노드의 개수를 선택하는 단계를 포함하는 메시지 전송 방법.In the message transmission method of the transmitting node,
Broadcasting an initial message for message transmission;
Selecting at least one neighboring node among the neighboring nodes as the relay node, wherein the lowest value of the signal-to-noise ratio for each of the received signals from the neighboring nodes is higher than the lowest value of the signal-to-noise ratio of the other neighboring nodes;
Transmitting a message having a transmission pattern included in the initial message together with the selected at least one relay node to a selected target node based on the received signals; And
Selecting the number of target nodes based on a signal reception probability for each of the received signals.
상기 타겟 노드를 선택하는 단계는
상기 신호 대 잡음비가 다른 이웃 노드들에 비해 작은 이웃 노드를 타겟 노드로 선택하는 단계를 포함하는 메시지 전송 방법.The method of claim 2,
The step of selecting the target node
Selecting a neighbor node as a target node having a smaller signal-to-noise ratio than other neighbor nodes.
상기 메시지는 상기 전송 노드에서 발생된 응급 상황의 발생을 통보하기 위한 메시지인 메시지 전송 방법.The method of claim 2,
And the message is a message for notifying occurrence of an emergency situation occurring at the transmitting node.
메시지 송신을 위한 초기 메시지를 브로드캐스팅하는 단계;
이웃 노드들로부터의 수신 신호들 각각에 대한 신호 대 잡음비의 최저값이 다른 이웃 노드들의 신호 대 잡음비의 최저값에 비해 높은 이웃 노드들 중 적어도 하나의 이웃 노드를 릴레이 노드로 선택하는 단계;
상기 수신 신호들에 근거하여 선택된 타겟 노드로 상기 선택된 적어도 하나의 릴레이 노드와 함께 상기 초기 메시지에 포함된 전송 패턴을 갖는 메시지를 송신하는 단계;
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 릴레이 노드를 선택하는 단계는
상기 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 파일롯 신호들을 수신하면, 상기 파일롯 신호들에 대응되는 파일롯 신호의 송신을 통해 릴레이 노드의 선택을 완료하는 단계를 포함하는 메시지 전송 방법.In the message transmission method of the transmitting node,
Broadcasting an initial message for message transmission;
Selecting at least one neighboring node among the neighboring nodes as the relay node, wherein the lowest value of the signal-to-noise ratio for each of the received signals from the neighboring nodes is higher than the lowest value of the signal-to-noise ratio of the other neighboring nodes;
Transmitting a message having a transmission pattern included in the initial message together with the selected at least one relay node to a selected target node based on the received signals;
Including,
Selecting the at least one relay node
And upon receiving pilot signals from all selected relay nodes, completing selection of the relay node by transmitting a pilot signal corresponding to the pilot signals.
메시지 송신을 위한 초기 메시지를 브로드캐스팅하는 단계;
이웃 노드들로부터의 수신 신호들 각각에 대한 신호 대 잡음비의 최저값이 다른 이웃 노드들의 신호 대 잡음비의 최저값에 비해 높은 이웃 노드들 중 적어도 하나의 이웃 노드를 릴레이 노드로 선택하는 단계; 및
상기 수신 신호들에 근거하여 선택된 타겟 노드로 상기 선택된 적어도 하나의 릴레이 노드와 함께 상기 초기 메시지에 포함된 전송 패턴을 갖는 메시지를 송신하는 단계;
를 포함하고
상기 적어도 하나의 릴레이 노드를 선택하는 단계는
상기 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 파일롯 신호들을 수신하지 못하면, 상기 초기 메시지를 브로드캐스팅하는 단계를 포함하는 메시지 전송 방법.In the message transmission method of the transmitting node,
Broadcasting an initial message for message transmission;
Selecting at least one neighboring node among the neighboring nodes as the relay node, wherein the lowest value of the signal-to-noise ratio for each of the received signals from the neighboring nodes is higher than the lowest value of the signal-to-noise ratio of the other neighboring nodes; And
Transmitting a message having a transmission pattern included in the initial message together with the selected at least one relay node to a selected target node based on the received signals;
Including
Selecting the at least one relay node
If not receiving pilot signals from all selected relay nodes, broadcasting the initial message.
상기 이웃 노드들로의 전송을 위한 메시지를 생성하고, 상기 이웃 노드 정보를 사용하여 상기 메시지의 전송 오류 가능성이 있는 타겟 노드와 상기 메시지의 협력 전송을 위한 릴레이 노드를 선택하는 메시지 처리부; 및
상기 수신 신호들을 상기 이웃 노드들로부터 수신하고, 상기 메시지를 상기 릴레이 노드와 함께 상기 타겟 노드로 협력 전송하는 송수신부를 포함하고,
상기 메시지 처리부는 상기 수신 신호들 각각에 대한 신호 대 잡음비의 최저값이 다른 이웃 노드들의 신호 대 잡음비의 최저값에 비해 높은 이웃 노드들 중 적어도 하나의 이웃 노드를 상기 릴레이 노드로 선택하고,
상기 수신 메시지들 각각의 신호 대 잡음비와 상기 수신 메시지들 각각의 수신 오류 확률에 근거하여 타겟 노드를 선택하는 전송 노드.A node information collector configured to collect neighbor node information from received signals of the neighbor nodes;
A message processing unit which generates a message for transmission to the neighbor nodes and selects a target node having a possibility of transmission error of the message and a relay node for cooperative transmission of the message using the neighbor node information; And
And a transceiver configured to receive the received signals from the neighbor nodes and cooperatively transmit the message to the target node with the relay node.
The message processor selects, as the relay node, at least one neighboring node among the neighboring nodes whose minimum value of the signal-to-noise ratio for each of the received signals is higher than a minimum value of the signal-to-noise ratio of other neighboring nodes.
And selecting a target node based on a signal-to-noise ratio of each of the received messages and a reception error probability of each of the received messages.
상기 메시지 처리부는 상기 타겟 노드의 개수를 상기 수신 오류 확률에 근거하여 설정하는 단계를 포함하는 전송 노드.The method of claim 8,
And the message processing unit sets the number of the target nodes based on the reception error probability.
상기 메시지 처리부는 상기 신호 대 잡음비가 다른 이웃 노드들에 비해 작은 이웃 노드를 타겟 노드로 선택하는 단계를 포함하는 전송 노드.The method of claim 9,
And the message processing unit selects a neighbor node having a smaller signal-to-noise ratio than other neighbor nodes as a target node.
상기 송수신부는 상기 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 파일롯 신호들을 수신하면, 상기 파일롯 신호에 대응되는 파일롯 신호를 송신하는 전송 노드.The method of claim 8,
And the transmitting and receiving unit transmits a pilot signal corresponding to the pilot signal when receiving the pilot signals from all the selected relay nodes.
상기 송수신부는 상기 선택된 모든 릴레이 노드들로부터 파일롯 신호를 수신하지 못하면, 상기 메시지를 브로드캐스팅하는 전송 노드.The method of claim 11,
And the transmitting / receiving unit broadcasts the message if it does not receive a pilot signal from all the selected relay nodes.
상기 송수신부는 상기 메시지들을 시공간 부호화 방식으로 부호화하는 전송 노드.The method of claim 8,
The transmitting and receiving unit is a transmission node for encoding the messages by a space-time encoding method.
상기 송수신부는 미리 설정된 시간 구간들을 통해 미리 설정된 회수로 상기 릴레이 노드와 함께 메시지를 반복 전송하는 전송 노드.The method of claim 8,
The transmitting and receiving unit transmits the message repeatedly with the relay node a predetermined number of times over a predetermined time interval.
상기 전송 노드는
차량의 응급 상황을 감지하는 센서부를 더 포함하는 전송 노드.The method of claim 8,
The transmitting node
Transmission node further comprising a sensor unit for detecting an emergency of the vehicle.
상기 메시지 생성부는 상기 응급 상황 감지에 따른 응급 상황을 통보하기 위한 메시지를 생성하는 전송 노드.The method of claim 15,
The message generator is a transmission node for generating a message for notifying the emergency situation according to the emergency situation detection.
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