KR101509821B1 - 차량용 무선 다중접속 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 복수의 무선 채널을 형성하고 복수의 프로토콜을 통해 디지털 데이터를 송수신하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블루투스 시스템은 복수의 통신 기기로부터 식별자를 수신하는 무선 송수신 장치; 및 상기 식별자에 대응하는 복수의 무선 채널을 형성한 후 대응하는 프로토콜을 통해 상기 복수의 통신 기기와 다중 접속을 수행하는 단일 통신 제어 장치를 포함하고, 상기 다중접속은 블루투스 장치를 이용하여 기지국을 통한 무선 통신망과 차량의 위치에 인접한 블루투스 AP 통신망을 동시에 접속하는 것을 특징으로 한다.

다중 접속, 블루투스, AP

Description

차량용 무선 다중접속 통신 시스템{CAR COMMUNICATION SYSTEM OVER MULTI-ACCESS CHANNEL}

본 발명은 차량용 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 무선 통신 네트워크에 다중접속 채널을 통해 복수의 기기와 연결하여 디지털 데이터를 송수신하는 장치와 방법에 관한 것이다.

요즈음은 전자장치의 발달로 인하여 자동차의 성능향상을 위해 많은 부분에서 전자장치의 제어에 의존하고 있다. 특히 엔진의 성능향상을 위해 여러 가지의 센서가 사용되어 최적의 엔진 효율을 발생시키고 있어 차량의 신뢰도가 높아지고 있다. 또한, 이러한 전자장치의 발달은 실제적인 엔진구동뿐만 아니라 운전자의 안전을 도모하기 위한 안전장치나 운전의 편의를 위한 갖가지 부가장치, 주행장치 등에 적용되고 있다.

특히, 운전자의 편의와 쾌적한 운행상태를 위해 오디오시스템이 설치되어 방송국에서 송신되는 각종 정보나 음악 등을 청취하기 위한 라디오와, 카세트 테이프나 CD를 들을 수 있도록 카세트 테이프 레코더나 CD플레이어가 장착되고, 부가적으로 영상을 즐기기 위해 비디오나 TV등을 시청할 수 있도록 하거나 레이저 디스크 등을 시청할 수 있도록 하는 LD플레이어도 설치된다. 또한, 운전자가 운행상태에서도 자유롭게 통화할 수 있도록 개인휴대전화, 핸드폰 또는 셀룰러폰(이하 '휴대폰'이라 통칭함)과 관련된 편의 장치들이 확산되었다.

정보통신기술의 비약적인 발전과 더불어 여러 이동통신 기술이 차량내 사용을 목적으로 개발 및 응용되고 있으며, 대표적으로 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide band:초광대역무선통신), WLAN(Wi-Fi:Wireless LAN, 무선랜)등이 개발되고 있다. 특히, 최근에는 고급 차량내 블루투스 핸드프리 기술이 폭넓게 차량에 적용되고 있다. 또한, 최근 차량내 블루투스 진단 시스템을 이용하여 데이터를 송수신하는 유닛에 대한 개발이 진행되어 적용되고 있다.

이렇듯 최근에는 차량에 단순히 교통수단으로서의 기능 외에도 무선통신 기술을 이용한 여러가지 서비스가 제공된다. 특히, 블루투스 기술을 적용하여 차량을 진단하거나, 음성통신이 아닌 각종 데이터를 송수신할 수 있는 기술도 개발되었다. 구체적으로 살펴보면, 종래의 차량에 탑재된 통신 시스템을 살펴보면, 차량에 탑재된 블루투스 단말기 또는 CDMA 모뎀을 이용하거나 사용자 또는 운전자의 핸드폰과 연동시켜 원격 진단 관리, 긴급 출동 서비스, 실시간 지도 정보 업데이트, 차량 정보 제공, 사고 통보 등의 서비스들이 제공되고 있다. 하지만, 현재 블루투스 통신 시스템은 물리적 전파 채널을 1개만 형성하고 있어, 복수 개 이상의 프로토콜을 동시에 처리할 수 있는 처리장치도 차량에 탑재되지 않았다. 기존 단일 접속 프로토콜은 동시에 복수의 기기와 연결이 될 수 없는 구조이다. 그 결과, 운전자나 사용자는 각각의 서비스를 통합적으로 제공받거나 동시에 제공받기 어렵다.

본 발명의 목적은 차량용 무선 통신 시스템에서 복수의 프로토콜을 통해 디지털 데이터를 송수신하기 위한 것으로, 특히 복수의 무선 채널을 연결하여 차량용 무선 통신 시스템에 연결된 다양한 기기에 구분정보를 부여하고 서로 다른 프로토콜을 적용하여 운전자 및 사용자가 운행상태에서도 다양한 서비스를 복합적으로 제공받을 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블루투스 시스템은 복수의 통신 기기로부터 식별자를 수신하는 무선 송수신 장치; 및 상기 식별자에 대응하는 복수의 무선 채널을 형성한 후 대응하는 프로토콜을 통해 상기 복수의 통신 기기와 다중 접속을 수행하는 단일 통신 제어 장치를 포함하고, 상기 다중접속은 블루투스 장치를 이용하여 기지국을 통한 무선 통신망과 차량의 위치에 인접한 블루투스 AP 통신망을 동시에 접속하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 식별자는 상기 통신 기기들이 송신하는 클래스 정보인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 식별자는 상기 통신 기기들이 송신하는 클래스 정보 및 핸드폰 정보인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 프로토콜은 SPP, PAN, HFP, DUN, A2Dp, AVRCP, PBAP의 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 다중접속 시 차량 내 포함된 기억 장치에 저장된 정보를 공유하여 동시에 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 동시에 복수의 무선 채널을 연결할 수 있는 다중 접속 환경하에서 휴대폰의 정보와 다른 기기들의 데이터 정보를 구분하여 각각의 프로토콜에 맞게 송수신할 수 있어 운전자 및 사용자가 운행상태에서도 복수의 서비스를 제공받을 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 차량 내에 AP(access point) 통신을 지원하는 통신 모듈을 탑재함으로써 차량에 탑재된 복수의 기기들이 차량 외부의 블루투스 통신망 또는 AP 통신망과 각각 연결될 수 있어 서로 다른 서비스의 제공이나 연동하는데 충돌이나 제한이 없다.

본 발명은 복수 무선 채널(RF)을 유지하여, 다양한 기기들의 연결이 가능하며, 각 다른 기기의 프로토콜이 상이하므로, 무선 채널에 대하여 각기 다른 프로토콜을 적용하여야 한다. 또한, 1개의 무선 통신 내용 중에서도, 여러 개의 서로 다른 통신이 소프트웨어의 동작을 통해 가능하도록 설계한 후, 각기 다른 기기의 구분정보(COD: Class of Device)를 부여함으로써 어플리케이션(Application) 동작에 사용되는 소프트웨어를 종류를 판단할 수 있도록 한다. 즉, 하나의 RF 무선 채널 내에서 다중의 접속 소프트웨어를 동작시키기 위해, 통신 모듈을 제어하는 처리 장치(processor, CPU)가 가상 기계(Virtual Machine)를 이용하여 여러 소프트웨어 기 능을 분리하여 동작하게 한다. 본 발명의 일 실시예에서는 가상 기계의 기능은 일반적으로 기능 함수 호출(API : Application Program Interface)를 이용하여 사용되며, 다양한 기능 함수를 제공하는 반도체를 선정하여, 다중 접속 기능을 원활하게 지원할 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어 시스템을 제공한다.

종래의 차량용 무선 통신 시스템은 핸즈프리 또는 AP 통신을 위한 단일 통신 연결만을 진행하고 있지만, 통신 규약에서 지원하는 다중 접속 통신 기능을 이용한다면 다양한 장치와 여러 종류의 켄텐츠, 서비스, 정보제공 등의 기능을 소비자에게 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 차량의 이동성을 갖는 특성에 인프라의 통신인 AP와 소비자가 휴대하는 핸드폰 또는 노트북의 통신 시스템을 연계함으로써 AP의 통신망을 확대를 통해 소비자의 활용도를 높일 수 있다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 무선 통신 시스템을 설명하는 블록도이다.

도시된 바와 같이, 차량용 무선 통신 시스템은 메모리(110), 차량 내 전자장치와 연결하기 위한 CAN 통신망(120), 블루투스 기술을 이용하여 다중 접속이 가능한 블루투스 모듈(130), 및 메모리(110), CAN 통신망(120), 블루투스 모듈(130) 간의 데이터를 송수신 여부를 제어하기 위한 제어기(processor CPU, 140)을 포함한다. 차량용 무선 통신 시스템은 블루투스 모듈(130)을 통해 외부의 블루투스 통신 기기(150, 160, 170)와 데이터를 송수신하는 것이 특징이다.

도 2는 도 1에 설명된 차량용 무선 통신 시스템의 다중 접속을 보여주는 설 명도이다. 구체적으로, 차량용 무선 통신 시스템과 외부 블루투스 기기 사이의 송수신되는 데이터를 설명하고 있다.

도시된 바와 같이, CAN 통신망(120)을 통해 연결된 차량 내 전자장치들로부터 차량 정보가 메모리(110)에 저장된다.

제어기(140)가 다중 접속을 위해 블루투스 모듈(130)에 통신 연결 신호를 보내면, 블루투스 모듈(130)은 차량의 근처에 외부 블루투스 통신 기기(150, 160)에 접속을 시도한다. 이때, 블루투스 모듈(130)은 시리얼 포트 프로파일(Serial Port Profile, SPP)을 사용한다. 여기서, 시리얼 포트 프로파일(Serial Port Profile, SPP)은 가상 시리얼 포트들을 어떻게 설정할 것인지 및 두 개의 블루투스 접속이 가능한 기기를 어떻게 연결할 것인지를 정의한다. 최근 블루투스의 대표적인 어플리케이션인 랜 액세스 포인트의 기반이 되는 시리얼 포트 프로파일(Profile)에 RFCOMM이 사용이 되는데, RFCOMM은 스펙상으로 동시에 60개의 포트를 열 수 있는 다중 에뮬레이션(Multiple Emulation)을 지원하며 이러한 다중 에뮬레이션은 두 개의 블루투스 디바이스 사이에서 다중 시리얼 포트를 에뮬레이션 할 수도 있지만, 여러 개의 블루투스 디바이스와 다중 시리얼 포트 에뮬레이션을 하는 것도 가능하다. 시리얼 포트 프로파일(Serial Port Profile, SPP)을 통한 통신 접속에 대응하여, 외부의 블루투스 통신 기기(150, 160)들은 블루투스 주소와 클래스(Class of Device, CoD) 정보를 포함하는 응답 신호를 보낸다. 본 발명의 다른 실시예에서는 블루투스에서 주로 사용되는 데이터 전송용 프로파일인 PAN 프로파일(Personal Area Networking Profile)이나 HFP, DUN, A2Dp, AVRCP, PBAP 등의 프로파일을 사용 할 수도 있다.

블루투스 모듈(130)과 외부 블루투스 통신 기기(150, 160) 사이의 다중 접속 이후에는 각각에 접속된 프로토콜과 채널을 이용하여 데이터를 송수신하는데, 필요한 데이터의 경우 제어기(140)를 통해 메모리(110)에 저장하거나 저장된 데이터들을 조회한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 다중 접속 방법을 설명하는 순서도이다. 구체적으로, 도 3은 AP 통신 접속 시 클래스(CoD) 정보를 이용하여 다중 접속 기기를 구분하여 처리하는 기술을 설명한다.

도시된 바와 같이, 차량용 무선 통신 시스템의 대기 상태에서(S302) 통신 접속 요청을 확인한다(S304). 통신 접속 요청이 있으면, 통신 연결(S306) 후 연결된 통신 기기를 응답 신호에 포함된 클래스(Cod) 정보를 통해 구분한다(S308).

클래스 정보를 통해 일반적인 데이터 통신인 경우(S310), 데이터 통신을 수행한다. 데이터 통신의 종료 여부를 확인한 뒤(S312), 데이터 통신이 종료된 경우 해당되는 통신 프로세스를 종료시킨다(S314).

한편 다중접속을 지원하는 클래스인 경우(S316), 다중접속 통신을 준비한다(S318). 통신 접속여부를 확인한 후(S320), 확인되면 통신을 연결한다(S322). 통신이 연결되면 해당 클래스 정보를 통해 다중 접속 통신을 수행하고(S324), 데이터 통신의 종료 여부를 확인한 뒤(S326), 데이터 통신이 종료된 경우 해당되는 통신 프로세스를 종료시킨다(S314)

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 별도의 장치를 추가하지 않고 기존의 블루투스 통신 장치를 사용하여 통신 기기로부터 수신되는 클래스 정보만을 이용하여 일반적인 데이터 통신과 다중접속 지원 통신을 구분하여 프로세스를 진행하는 것이 특징이다. 별도의 장치를 추가하지 않고 데이터 통신이 가능한 장치를 사용하여 일반적인 데이터 통신과 다중접속 통신을 수행할 수도 있지만, 하나의 장치를 사용하여 다수의 통신 프로세스를 진행하는 경우 한계가 있을 수 있다.

도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 다중 접속 방법을 설명하는 순서도이다.

도시된 바와 같이, 차량용 무선 통신 시스템의 대기 상태에서(S402) 통신 접속 요청을 확인한다(S404). 통신 접속 요청이 있으면, 통신 연결(S406) 후 별도의 다중접속 기기를 구분하는 제어부에서 연결된 통신 기기를 응답 신호에 포함된 클래스(Cod) 정보를 통해 구분한다(S408).

이하에서는 클래스 정보에 따라, 일반적인 데이터 통신에 해당하는 경우(S410), 데이터 통신 연결이 이루어진다(S412). 또한, 다중접속 지원 통신 경우(S416) 다중접속 기기의 프로토콜을 적용하여 통신 연결이 이루어진다(S418). 일반적인 데이터 통신은 AP 통신 프로토콜(AAP, VMP 등)을 사용하는 통신 프로세스(S414)를 통해 수신된 데이터를 처리한다(S422). 다중접속 기기의 프로토콜을 적용한 경우, AAP, CAN 등의 데이터 프로토콜을 통해(S420), 블루투스폰과 같은 처리 장치를 통해 데이터를 처리한다(S424). 각각의 통신 연결을 개별적으로 종료 여부를 확인한 후(S426), 종료된 경우 통신 프로세스를 마친다(S428).

차량용 무선 통신 시스템에 다중접속 기기를 구분하는 제어부를 포함시켜 통 신 프로세스의 특징에 따라 별도의 프로토콜을 사용하여 각각 프로세스를 서로 독립적으로 수행할 수 있다. 하지만, 데이터 통신과정에서 통신 기기로부터 수신된 클래스 정보를 사용하는 경우, 차량의 주변에 위치한 통신 기기들의 클래스 정보를 자유롭게 설정하지 못하는 단점이 있다. 이하에서는, 이러한 단점을 극복하기 위해 클래스 정보 외에도 별도의 데이터를 전송하여 통신 기기 간의 프로세스를 명확히 구분할 수 있는 실시예를 설명한다.

도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 다중 접속 방법을 설명하는 순서도이다.

도시된 바와 같이, 차량용 무선 통신 시스템의 대기 상태에서(S502) 통신 접속 요청을 확인한다(S504). 통신 접속 요청이 있으면, 통신 연결(S506) 후 별도의 다중접속 기기를 구분하는 제어부에서 연결된 통신 기기를 응답 신호에 포함된 휴대폰 데이터의 수신 여부를 통해 구분한다(S508). 여기서, 휴대폰 데이터는 차량 내 무선 통신 시스템과 연결된 통신 기기가 다른 사용자의 휴대폰임을 알 수 있는 것으로, 차량의 주변에 위치한 다중접속 통신 기기들이 송신하는 정보들과는 구분될 수 있다.

이하에서는 클래스 정보에 따라, 휴대폰 데이터 통신에 해당하는 경우(S510), 휴대폰을 이용한 통신 연결이 이루어진다(S512). 또한, 다중접속 지원 통신 경우(S516) 다중접속 기기의 프로토콜을 적용하여 통신 연결이 이루어진다(S518). 휴대폰을 이용한 통신의 연결은 기존 무선통신망(CDMA, 3G 통신망 등)에서 사용하는 프로토콜을 사용하는 통신 프로세스(S514)를 통해 수신된 데이터를 처 리한다(S522). 다중접속 기기의 프로토콜을 적용한 경우, AP 프로토콜을 통해(S520) 데이터를 송수신하는 통신 기기를 통해 데이터를 처리한다(S524). 각각의 통신 연결을 개별적으로 종료 여부를 확인한 후(S526), 종료된 경우 통신 프로세스를 마친다(S528).

전술한 실시예를 통해, 차량의 블루투스 기기와 휴대폰 블루투스 기기의 초기 정보를 이용하여 외부 인프라 AP(Access Point)를 통한 프로세스와 기지국을 활용한 휴대폰 통신을 이용한 프로세스로부터 얻어지는 데이터를 구분하여 처리하는 것이 가능하다.

종래의 경우 전파 출력(CLASS 1, 2)의 차이뿐 아니라 접속 대상의 기기가 분리 운영되는 개념으로 개발되어 차량에 탑재되어 있다. 결국, 시스템의 특성이 여러 통신 대상을 개발한 것이 아니고 단일 접속 기능만을 위하여 개발됨에 따라, 하나의 차량에 동일 통신 모듈이 2개 이상 복수로 탑재되는 문제점이 있었다. 이러한 종래의 문제는 차량의 원가 상승과 중량/패키지 문제로 귀착되어, 신기술의 확대 적용 등의 소형차 상품성 향상에 큰 장애가 된다.

하지만, 본 발명은 응용 범위가 휴대폰을 중심으로 하는 기술에 비하여, AP라는 고정된 인프라 통신을 이용하여 자동차 유비쿼터스 시스템(Car Ubiquitous System)을 이용한다는 것이 특징이다. 또한, 본 발명에서는 일원화된 통신 시스템을 통해 다중접속 시 차량 내 포함된 기억 장치에 저장된 정보를 공유하여 동시에 사용할 수 있도록 함으로써 복수의 통신 연결을 통해 받을 수 있는 서비스의 효율을 높일 수도 있다. 특히, 본 발명의 다중접속 통신 시스템은 기존 2개 이상의 통 신 모듈을 차량 내에 일원화 하여, 다양한 서비스와 프로토콜을 물리적 전파 연결(RF)과 서비스 콘텐츠의 제어(CPU) 기능을 통하여, 물리적 채널을 복수로 형성한 뒤, 서비스 콘텐츠의 복수 프로토콜을 CPU(MCU)에서 통신 프로토콜에 해당하는 서비스/콘텐츠를 제공한다.

전술한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 무선 통신 시스템을 설명하는 블록도.

도 2는 도 1에 설명된 무선 통신 시스템의 다중 접속을 보여주는 설명도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 다중 접속 방법을 설명하는 순서도.

도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 다중 접속 방법을 설명하는 순서도.

도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 다중 접속 방법을 설명하는 순서도.

Claims (5)

1. 복수의 통신 기기로부터 클래스 정보 및 핸드폰 정보를 수신하는 무선 송수신 장치; 및

   상기 클래스 정보 및 상기 핸드폰 정보에 대응하는 복수의 무선 채널을 형성한 후 대응하는 프로토콜을 통해 상기 복수의 통신 기기와 다중 접속을 수행하는 단일 통신 제어 장치를 포함하고,

   상기 다중 접속은 블루투스 장치를 이용하여 기지국을 통한 무선 통신망과 차량의 위치에 인접한 블루투스 AP 통신망을 동시에 접속하는 것을 특징으로 하는 차량용 블루투스 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 프로토콜은 SPP, PAN, HFP, DUN, A2Dp, AVRCP, PBAP의 프로파일을 포함 하는 것을 특징으로 하는 차량용 블루투스 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 다중접속 시 차량 내 포함된 기억 장치에 저장된 정보를 공유하여 동시에 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 블루투스 시스템.

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