KR101565707B1 - Method of Data Transmitting/Receiving for Vehicular terminal - Google Patents

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KR101565707B1 KR1020140111604A KR20140111604A KR101565707B1 KR 101565707 B1 KR101565707 B1 KR 101565707B1 KR 1020140111604 A KR1020140111604 A KR 1020140111604A KR 20140111604 A KR20140111604 A KR 20140111604A KR 101565707 B1 KR101565707 B1 KR 101565707B1
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한동석
이희창
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Abstract

The present invention relates to a data transmission and reception method of a vehicle terminal wherein when transmitting and receiving data based on the vehicle communications protocol standard IEEE 802.11p/WAVE (Wireless Access Vehicular Environments), if an amount of data to be transmitted by a vehicle terminal is greater than a predetermined amount, data is transmitted and received by being additionally allocated with a TXOP (Transmission Opportunity) limit interval. To this end, by using an Access Category (AC) concept that differentiates data-based priorities and depending on whether each access category-based data is saturated or not, data corresponding to a saturated access category is transmitted and received through an additional TXOP limit interval.

Description

차량 단말기의 데이터 송수신 방법{Method of Data Transmitting/Receiving for Vehicular terminal}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a data transmission /

본 발명은 차량 단말기의 데이터 송수신 방법에 관한 것으로, 차량통신 프로토콜 표준인 IEEE 802.11p/WAVE(Wireless Access Vehicular Environments)에 기반하여 데이터 송수신시 차량 단말기가 송신하고자 하는 데이터의 양이 일정 이상인 경우, 추가적으로 TXOP(Transmission Opportunity) 리미트 구간을 할당받아 데이터를 송수신하는 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 데이터별 우선 순위를 구분하는 접근 범주(Access Category, AC) 개념을 활용하며, 각 접근 범주별 데이터의 포화 여부에 기반하여 포화 상태인 접근 범주에 해당되는 데이터를 추가적인 TXOP 리미트 구간을 통해 송수신하는 것을 특징으로 한다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a data transmission / reception method of a vehicle terminal, and more particularly, to a vehicular communication system, in which, when data to be transmitted by a vehicle terminal is equal to or greater than a predetermined value during data transmission / reception based on IEEE 802.11p / WAVE TXOP (Transmission Opportunity) Limit section, and transmitting / receiving data. For this purpose, the concept of access category (AC) to distinguish priority by data is utilized. Based on the saturation of data by each access category, data corresponding to a saturated access category is transmitted through an additional TXOP limit section And transmits and receives the data.

차량 애드 혹 네트워크(vehicular ad-hoc network: VANET)는 기존의 모바일 애드 혹 네트워크(mobile ad hoc network: MANET)의 한 형태로서 고속으로 이동하는 차량에 적용하기 위한 통신기술이다. 차량 애드 혹 네트워크는 차량과 차량 사이의 통신인 V2V (vehicle-to-Vehicle)와 차량과 노변장치 사이의 통신인 V2I (vehicle-to-infrastructure)를 통하여 충돌 방지, 사고 경보와 같은 운전자 안전 정보 서비스를 제공할 뿐만 아니라 웹 브라우징, 미디어 스트리밍, 실시간 교통정보 등의 다양한 인포테인먼트(infotainment) 서비스를 제공할 수 있다. 그러나 일반적으로 차량 애드 혹 네트워크는 차량단말기(on-board unit: OBU)의 이동속도가 매우 빠르고, 토폴로지의 변화가 매우 빈번하게 일어나며, 요구되는 통신 지연시간이 짧으며, 간섭에 취약하기 때문에 기존의 무선통신기술들로는 차량 애드 혹 네트워크에 적용하는 데 한계를 지니고 있다.Vehicular ad hoc network (VANET) is a type of mobile ad hoc network (MANET) that is a communication technology for application to high-speed moving vehicles. A vehicle ad hoc network is a vehicle-to-vehicle (V2V) communication between a vehicle and a vehicle and a vehicle-to-infrastructure (V2I) But also various infotainment services such as web browsing, media streaming, and real time traffic information. However, in general, a vehicle ad hoc network has a problem in that the moving speed of the on-board unit (OBU) is very fast, the topology changes very frequently, the required communication delay time is short, Wireless communication technologies have limitations in application to vehicle ad hoc networks.

따라서 차량 애드 혹 네트워크를 위한 새로운 표준 제정의 필요성이 대두되었고, IEEE(institute of electrical and electronics engineers)에서 제정한 IEEE 802.11p/WAVE(wireless access in vehicular environments)가 현재 차량 통신 국제 표준으로 사용되고 있다. Therefore, the necessity of establishing a new standard for a vehicle ad hoc network has emerged, and the IEEE 802.11p / WAVE (wireless access in vehicular environments) established by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) is currently used as an international standard for vehicle communication.

IEEE 802.11p/WAVE는 물리계층과 MAC(medium access control)계층을 규정한 IEEE 802.11p와 그 외 상위 계층을 규정한 IEEE 1609로 구성되어 있다. IEEE 802.11p/WAVE의 주요특징으로는 다중경로에 의한 간섭의 영향을 줄이기 위한 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 변조기법 및 10MHz의 채널대역폭을 가지는 7개의 채널, 빈번한 토폴로지의 변화 특성을 고려한 WBSS(WAVE basic Service Set), 차량단말기의 이동속도를 고려한 최대 1km의 전송범위 및 최대 200km/h의 차량 속도 지원 등이 있다. IEEE 802.11p / WAVE consists of IEEE 802.11p that defines the physical layer and MAC (medium access control) layer and IEEE 1609 that defines the upper layer. Key features of IEEE 802.11p / WAVE include orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation technique to reduce the influence of multipath interference, 7 channels with 10MHz channel bandwidth, WBSS (WAVE with consideration of frequent topology change characteristics) basic Service Set), transmission range of up to 1km considering the moving speed of vehicle terminal, and support of vehicle speed up to 200km / h.

그러나 이러한 장점에도 불구하고 도로 상의 차량 단말기의 수가 많아지게 되고 전송하고자 하는 데이터의 양이 늘어나게 되면 네트워크 안의 데이터 간 충돌이 증가하여 전체 네트워크의 처리량이 감소하고 데이터의 지연이 늘어나게 되는 단점을 가지고 있다. 특히 IEEE 802.11p/WAVE 시스템에서는 다른 차량 단말기 간의 데이터 충돌을 회피하기 위하여 사용하는 최소 경쟁윈도우(minimum contention window: CWmin)의 값들이 작아 기존의 무선랜 표준보다 차량단말기의 수가 증가할 때 데이터 충돌 확률이 높다. 또한, 차량 애드 혹 네트워크에서는 차량단말기의 속도가 매우 빠르기 때문에 운전자의 안전을 보장하기 위하여 요구되는 지연시간이 짧은 특성을 가지기 때문에 충돌 확률을 줄이는 것이 매우 중요하다. 따라서 기존의 여러 연구들에서 IEEE 802.11p/WAVE 표준의 시스템에서 차량의 수가 증가할 때 데이터 간 충돌 확률을 증가를 완화시키고자 하였다. However, despite these advantages, when the number of vehicle terminals on the road increases and the amount of data to be transmitted increases, there is a disadvantage that the collision between data in the network increases, the throughput of the entire network decreases, and the data delay increases. In particular, in the IEEE 802.11p / WAVE system, the minimum contention window (CW min ) used to avoid data collision between different vehicle terminals is small, There is a high probability. In addition, since the speed of the vehicle terminal is very fast in the vehicle ad hoc network, it is very important to reduce the collision probability because the delay time required to guarantee the safety of the driver is short. Therefore, several studies have tried to mitigate the increase of collision probability between data when the number of vehicles increases in IEEE 802.11p / WAVE standard system.

먼저 기존 IEEE 802.11p/WAVE에서는 채널접근 권한을 얻었을 때 일정시간동안 현재 차량단말기 안의 정보를 연속적으로 전송하는 TXOP(transmission opportunity) 기법을 사용한다. 이는 일정시간동안 채널에서 경쟁하지 않고 바로 데이터를 전송할 수 있기 때문에 충돌로 인한 데이터 지연의 증가를 줄일 수 있다. 그러나 표준에서는 연속적으로 전송할 수 있는 시간(TXOP limit)이 정해져 있기 때문에 특정 차량단말기에서 보낼 정보가 많을 경우에도 일정한 시간동안만 데이터를 전송할 수 있게 된다.First, in the existing IEEE 802.11p / WAVE, when the channel access right is obtained, the transmission opportunity (TXOP) technique for continuously transmitting information in the current vehicle terminal is used for a predetermined time. This can reduce the increase of data delay due to the collision because the data can be transmitted immediately without competing in the channel for a certain period of time. However, in the standard, since the time (TXOP limit) that can be continuously transmitted is determined, data can be transmitted for a predetermined time even when there is a lot of information to be transmitted from a specific vehicle terminal.

이와 같은 TXOP 기법에 따르게 되면 전체 시스템에서의 데이터간 충돌 확률을 완화시킬 수는 있으나, 현 시점에서 중요도가 떨어지는 데이터가 연속적으로 전송됨으로 인하여 중요도가 높아 빠른 송신이 필요한 데이터의 전달이 늦어지는 문제 및 이로 인해 차량간 중요 데이터 전달이 늦어지는 문제점이 있다.
According to the TXOP scheme, it is possible to mitigate the collision probability between data in the entire system. However, since the data having low importance is continuously transmitted at present, there is a problem that the transmission of data requiring fast transmission is delayed As a result, the transmission of important data between vehicles is delayed.

미국 등록특허 제 7,289,529호U.S. Patent No. 7,289,529

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차량 단말기 가 정해진 시간(TXOP limit) 동안에 하나의 접근범주(Access Category: AC)의 데이터 전송을 완료하고, 상기 차량 단말기의 다른 AC의 대기열에도 많은 데이터가 격납되어 있으면 해당 AC의 데이터를 연속적으로 전송할 수 있는 새로운 TXOP limit을 재할당함으로써 특정 AC의 데이터 전송을 위해 채널이 독점되는 것을 막을 수 있어 보다 유연한 데이터 송수신이 가능한 차량 단말기의 데이터 송수신 방법을 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a vehicle terminal that completes data transmission of one access category (AC) during a predetermined time (TXOP limit) If a large amount of data is stored, the new TXOP limit capable of continuously transmitting data of the corresponding AC is reallocated, thereby preventing a channel from being monopolized for data transmission of a specific AC, thereby enabling data transmission / reception of a vehicle terminal Method.

본 발명의 일 측면에 따른 차량 단말기의 데이터 송수신 방법은 차량 단말기가 통신 채널을 통해 제1 접근 범주(Access Category, AC)의 데이터를 상기 제1 접근 범주에 대응되는 TXOP 리미트(TXOP limit) 구간 동안 송신하는 (a) 단계; 상기 제1 접근 범주에 대응되는 TXOP 리미트(TXOP limit) 구간 동안 데이터 전송이 완료되면, 각 접근 범주별 대기열에 격납된 데이터의 양을 감지하고, 감지된 각 접근 범주별 대기열에 격납된 데이터 양이 각 접근 범주별 기준값 이상인지를 판별하여 대기열에 격납된 데이터 양이 기준값 이상인 제2 접근 범주를 선별하는 (b) 단계; 상기 (b) 단계를 통해 제2 접근 범주가 선별되면 이어지는 TXOP 리미트 구간 동안 전송할 데이터가 있다는 메시지를 송신하는 (c) 단계; 및 이어지는 TXOP 리미트 구간동안 상기 제2 접근 범주의 데이터를 송신하는 (d) 단계;를 포함한다.A method for transmitting / receiving data of a vehicle terminal according to an aspect of the present invention includes: transmitting data of a first access category (AC) through a communication channel to a vehicle terminal during a TXOP limit (TXOP limit) period corresponding to the first access category (A) transmitting; When the data transmission is completed during the TXOP limit (TXOP limit) corresponding to the first access category, the amount of data stored in the queue for each access category is detected, and the amount of data stored in the queue for each access category detected (B) selecting a second access category in which the amount of data stored in the queue is equal to or greater than a reference value by discriminating whether each access category is greater than or equal to a reference value; If the second access category is selected through the step (b), transmitting a message indicating that there is data to be transmitted during a subsequent TXOP limit interval; And (d) transmitting data of the second access category during a subsequent TXOP limit interval.

상기 차량 단말기는, IEEE 802.11p/WAVVE 통신 프로토콜에 기반하여 데이터를 송수신할 수 있다.The vehicle terminal can transmit and receive data based on the IEEE 802.11p / WAVVE communication protocol.

상기 (b) 단계는, 각 접근 범주별 대기열에 격납된 데이터에 대한 카운터를 카운팅하는 (b-1) 단계; 각 접근 범주별 대기열의 크기 정보 및 상기 카운터 정보를 이용하여 각 접근 범주의 평균 패킷 크기를 산출하는 (b-2) 단계; 산출된 각 접근 범주별 평균 패킷 크기 정보를 이용하여 TXOP 리미트 구간동안 전송 가능한 패킷의 수를 산출하는 (b-3) 단계; 각 접근 범주별 대기열에 격납된 데이터의 카운터가 각 접근 범주별 TXOP 리미트 구간동안 전송 가능한 패킷의 수 이상인지 여부를 판단하는 (b-4) 단계; 및 상기 (b-4) 단계를 통해 대기열에 격납된 데이터의 카운터가 TXOP 리미트 구간동안 전송 가능한 패킷의 수 이상인 제2 접근 범주를 선별하는 (b-5) 단계;를 포함할 수 있다.The step (b) includes: (b-1) counting a counter for data stored in a queue for each access category; (B-2) calculating an average packet size of each access category using size information of a queue for each access category and the counter information; (B-3) calculating the number of packets that can be transmitted during the TXOP limit period using the calculated average packet size information for each access category; (B-4) determining whether the counter of the data stored in the queue for each access category is equal to or greater than the number of packets that can be transmitted during the TXOP limit interval for each access category; And (b-5) selecting a second access category in which the counter of the data stored in the queue through the step (b-4) is greater than or equal to the number of packets that can be transmitted during the TXOP limit period.

상기 (c) 단계는, 이어지는 TXOP 리미트 구간동안 전송할 데이터가 있다는 메시지로써 RTS(Ready-to-Send) 메시지를 송신할 수 있다.The step (c) may transmit a Ready-to-Send (RTS) message as a message indicating that there is data to be transmitted during a subsequent TXOP limit interval.

이때, 상기 (c) 단계를 통해 RTS 메시지를 수신한 단말 장치는, 이에 대응하여 CTS(Clear-to-Send) 메시지를 한 번 이상 연속하여 송신할 수 있다.At this time, the terminal device receiving the RTS message through step (c) can continuously transmit a clear-to-send (CTS) message at least once.

상기 (d) 단계를 통해 상기 제2 접근 범주의 데이터 송신이 완료되면, 상기 통신 채널을 획득하기 위한 경쟁을 새로이 수행하는 (e) 단계;를 더 포함할 수 있다.
And (e) when the data transmission of the second access category is completed through the step (d), a competition for acquiring the communication channel is newly performed.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 단말기의 데이터 송수신 방법은 각 접근 범주(AC)별 대기열에 대해 카운터를 구비함으로써 주어진 TXOP 리미트 구간동안 대응되는 접근 범주(AC)의 데이터를 송신하였음에도 불구하고 특정 접근 범주(AC)의 대기열에 현재 격납된 데이터 양이 일정 이상인 경우 추가적으로 TXOP 리미트 구간을 할당받아 해당 접근 범주(AC)의 데이터를 송신하도록 함으로써 보다 유연한 데이터 송수신이 가능하다는 효과가 있다.A method of transmitting and receiving data of a vehicle terminal according to a preferred embodiment of the present invention includes transmitting a data of a corresponding access category (AC) during a given TXOP limit period by providing a counter for each access category (AC) When the amount of data currently stored in the queue of the category (AC) is equal to or more than a predetermined value, the TXOP limit section is further allocated and the data of the access category (AC) is transmitted, thereby enabling more flexible data transmission and reception.

또한, 본 발명에 따른 데이터 송수신 방법에 대한 시뮬레이션 결과를 통해 확인할 수 있듯이, IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격 기반의 종래 TXOP 기법보다 포화처리율 및 접근 지연 성능에 있어 향상된 성능을 갖는다는 효과가 있다.
Also, as can be seen from the simulation results of the data transmission / reception method according to the present invention, there is an effect of improving the saturation throughput and the access delay performance, as compared with the conventional TXOP technique based on the IEEE 802.11p / WAVE communication standard.

도 1은 IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격에 기반한 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 구조를 나타낸 도면,
도 2는 IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격에 기반한 EDCA 동작을 나타낸 도면,
도 3은 IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격에 기반한 TXOP 동작을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 단말기의 데이터 송수신 방법을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속적 TXOP 기법을 나타낸 도면,
도 6a 및 6b는 IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격에 기반한 네트워크에서 단말 수에 따른 충돌확률 및 평균 경쟁 윈도우 크기를 나타낸 그래프,
도 7은 종래의 데이터 송수신 기법과 본 발명에 따른 데이터 송수신 기법의 포화처리율 성능 비교를 나타낸 그래프,
도 8은 종래의 데이터 송수신 기법과 본 발명에 따른 데이터 송수신 기법의 접근지연 성능 비교를 나타낸 그래프이다.
1 illustrates an EDCA (Enhanced Distributed Channel Access) architecture based on the IEEE 802.11p / WAVE communication standard,
2 is a diagram illustrating an EDCA operation based on the IEEE 802.11p / WAVE communication standard,
3 illustrates a TXOP operation based on the IEEE 802.11p / WAVE communication specification,
4 is a diagram illustrating a data transmission / reception method of a vehicle terminal according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 illustrates a continuous TXOP scheme in accordance with an embodiment of the present invention;
6A and 6B are graphs showing collision probability and average contention window size according to the number of terminals in a network based on the IEEE 802.11p / WAVE communication standard,
FIG. 7 is a graph illustrating a comparison of the saturation throughput performance of the conventional data transmission / reception technique and the data transmission / reception technique according to the present invention,
FIG. 8 is a graph illustrating comparison of access delay performance between a conventional data transmission / reception technique and a data transmission / reception technique according to the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It should be understood, however, that it is not intended to be limited to the specific embodiments of the invention but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

IEEE 802.11p MAC은 기존의 IEEE 802.11 MAC과 동일하게 경쟁기반의 CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance) 채널 액세스 기법을 사용하며 QoS(quality of service)를 지원하기 위하여 IEEE 802.11e의 EDCA(enhanced distributed channel access) 방식을 사용한다.The IEEE 802.11p MAC uses a competition-based CSMA / CA channel access scheme similar to the existing IEEE 802.11 MAC and uses EDCA (IEEE 802.11e) in order to support quality of service enhanced distributed channel access).

CSMA/CA는 다수의 노드가 공유 무선 채널에 정보전송을 위해 접근을 시도할 경우에 발생할 수 있는 충돌을 회피하도록 고안된 방식이다. 이를 위해 각 전송 프레임 사이에 IFS(inter-frame space)라는 특정 시간 간격을 두어 채널의 유휴 상태를 확인한다. 그리고 채널 접근을 위하여 백 오프 스테이지 카운터(back-off stage counter, BSC)와 백 오프 카운터(back-off counter, BC)를 사용한다. 각 노드는 프레임을 전송하기 전에 BSC는 0, CW(contention window, 경쟁 윈도우 크기)는 CWmin으로, BC는 [0, CW] 범위 내의 임의의 값으로 초기화 한다. IFS 동안 채널의 유휴 상태이면 BC의 값을 1씩 감소하고 0이 되는 순간 프레임 전송을 시도한다. 이 때 프레임 전송이 실패하게 되면 BSC를 1씩 증가시키고 위 과정을 반복하면서 재전송을 시도하고 BSC가 임계값을 넘게 되면 전송을 포기한다. BSC가 증가할 때마다 CW의 값은 변경된다. 따라서 CSMA/CA 방식을 사용할 경우에 충돌을 어느 정도 회피할 수 있게 된다. 그러나 CSMA/CA 방식은 랜덤 액세스 방식이기 때문에 보다 중요한 정보가 덜 중요한 정보보다 늦게 도달하는 경우가 생기게 된다. 따라서 어플리케이션의 QoS를 지원하기 위하여 EDCA 기법을 이용하게 된다.
The CSMA / CA is a scheme designed to avoid collisions that may occur when multiple nodes attempt to access the shared radio channel for information transmission. To do this, a specific time interval called an inter-frame space (IFS) is provided between each transmission frame to check the idle state of the channel. A back-off stage counter (BSC) and a back-off counter (BC) are used for channel access. Before each node transmits a frame, BSC initializes it to 0, CW (contention window, contention window size) is CWmin, and BC is any value within [0, CW] range. If the channel is idle during IFS, the value of BC is decremented by 1 and the frame transmission is attempted at the moment of 0. In this case, if the frame transmission fails, the BSC is incremented by 1, the retransmission is attempted while repeating the above procedure, and if the BSC exceeds the threshold value, the transmission is abandoned. The value of CW is changed whenever BSC increases. Therefore, when using the CSMA / CA scheme, collision can be avoided to some extent. However, because the CSMA / CA scheme is a random access scheme, more important information may arrive later than less important information. Therefore, the EDCA method is used to support QoS of the application.

도 1은 IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격에 기반한 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 구조를 나타낸 도면, 도 2는 IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격에 기반한 EDCA 동작을 나타낸 도면, 도 3은 IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격에 기반한 TXOP 동작을 나타낸 도면으로, 이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 EDCA 기법에 대하여 상세히 설명한다.
FIG. 1 illustrates an EDCA (Enhanced Distributed Channel Access) structure based on the IEEE 802.11p / WAVE communication standard. FIG. 2 illustrates an EDCA operation based on the IEEE 802.11p / WAVE communication standard. FIG. 3 is a diagram illustrating a TXOP operation based on a communication standard. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an EDCA technique will be described in detail with reference to FIGS.

EDCA 기법에서는 도 1에 도시된 바와 데이터의 QoS에 따라 네 종류의 AC로 나누어 각각 다른 AIFS(arbitration inter frame spacing), 최소 경쟁윈도우, 최대 경쟁윈도우(maximum contention window: CWmin)를 할당하게 된다. 이 때 각 AC인 AC_VO(Voice), AC_VI(Video), AC_BE(Best Effect), 그리고 AC_BK(Background)에 각각 3, 2, 1, 그리고 0의 번호를 부여하여 각 AC의 파라미터를 도 1의 파라미터 표시와 같이 표기한다.
According to the EDCA technique, different types of ACs are allocated according to the QoS of data as shown in FIG. 1, and different arbitration inter frame spacing (AIFS), minimum contention window, and maximum contention window (CW min ) are allocated. In this case, the numbers of 3, 2, 1, and 0 are assigned to each of the ACs AC_VO (Voice), AC_VI (Video), AC_BE (Best Effect), and AC_BK Mark as shown.

따라서 EDCA 기법을 이용하면 도 2와 같이 전송을 위하여 채널에 접근할 때 우선순위가 높을수록 낮은 대기시간을 가진다. 또한 우선순위가 높을수록 더 작은 최소 경쟁윈도우와 최대 경쟁윈도우를 가지게 되기 때문에 평균적으로 백 오프 카운터의 값 또한 작아져 우선순위가 낮은 AC의 데이터보다 짧은 지연시간으로 보낼 가능성이 커지게 된다.
Therefore, when the EDCA technique is used, as shown in FIG. 2, when the channel is accessed for transmission, the higher the priority, the lower the waiting time. Also, the higher the priority, the smaller the minimum contention window and the maximum contention window, so that the value of the backoff counter also becomes smaller on average, and the possibility of sending the data with a shorter delay time than the data of the lower priority AC becomes larger.

또한 도 3과 같이 특정한 차량단말기에게 여러 프레임을 전송할 수 있는 시간을 할당하여 그 시간 내에서 같은 AC 안의 데이터를 연속해서 전송할 수 있게 하는 기간인 TXOP 리미트를 할당하여 확률적으로 중요한 정보가 보다 안정적이고 빠르게 전송될 수 있게 한다.
Also, as shown in FIG. 3, by assigning a time to transmit a plurality of frames to a specific vehicle terminal and allocating a TXOP limit, which is a period in which data in the same AC can be continuously transmitted within that time, stochastically important information is more stable To be transmitted quickly.

본 발명은 종래의 차량 네트워크 환경 하에서 특정 차량 네트워크의 전송범위 안에서 정보를 보내려고 하는 차량단말기의 수가 늘어날 경우 데이터 트래픽이 증가함에 따라 발생 가능한 문제점을 해결하고자 제안되었다. 이를 위해, 본 발명에서는 일정 TXOP 구간 내 같은 AC의 데이터만을 연속적으로 보내는 기존의 TXOP 기법을 개량하여 상기 차량 단말기가 전송하고자 하는 데이터 중 다른 AC의 데이터 또한 전송할 수 있도록 하는 연속적 TXOP 기법을 제안한다.The present invention has been proposed to solve the problem that can occur as the data traffic increases when the number of the vehicle terminals to transmit information within the transmission range of the specific vehicle network under the conventional vehicle network environment increases. To this end, the present invention proposes a continuous TXOP scheme that improves the existing TXOP scheme that continuously transmits only the same AC data within a predetermined TXOP interval so that the vehicle terminal can transmit data of another AC among data to be transmitted.

이를 구현하기 위하여 본 발명에서는 각 AC별로 전송하고자 하는 데이터의 수를 카운팅하는 별도의 카운터를 구비한다. 상기 카운터는 각 AC의 대기열 안에 있는 데이터의 수를 고려하기 위한 수단으로써 우선순위가 높은 AC의 큐잉 지연(queueing delay)이 높아질 경우 해당 AC에 해당되는 데이터를 추가적인 TXOP 리미트 구간을 통해 연속적으로 전송할 수 있도록 한다.
In order to realize this, the present invention has a separate counter for counting the number of data to be transmitted for each AC. The counter is a means for considering the number of data in a queue of each AC. When the queuing delay of a high priority AC increases, data corresponding to the corresponding AC can be continuously transmitted through an additional TXOP limit interval .

본 발명의 일 실시예에서는 AC_VO(voice) 및 AC_VI(video)에 해당되는 접근 범주의 대기열에 데이터 패킷의 수를 카운팅하는 카운터를 구비한다. 이는 현재 IEEE 802.11p 표준에서는 QoS를 보장하기 위하여 아래의 표 1과 같이 AC_VO와 AC_VI의 접근 범주에만 TXOP 기법을 지원하기 때문이다. 다만, 상기 실시예는 현재 IEEE 802.11p 표준에 적용하기 위해 특화된 예로 한정하여 설명하기 위한 것으로, 적용예에 따라 AC_BE, AC_BK에 해당되는 접근 범주의 대기열에 별도의 카운터를 추가적으로 구비할 수 있음은 물론이다. 이하, 본 발명에 대한 상세한 설명에서는 상기 실시예로 한정하여 설명하나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 카운터 구성이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
In an embodiment of the present invention, a counter for counting the number of data packets in a queue of an access category corresponding to AC_VO (voice) and AC_VI (video) is provided. This is because the IEEE 802.11p standard supports the TXOP scheme only in the access category of AC_VO and AC_VI as shown in Table 1 below in order to guarantee the QoS. It should be noted that the above embodiments are described only to be specific to the present IEEE 802.11p standard. According to the application example, a separate counter may be additionally provided in the queue of the access category corresponding to AC_BE and AC_BK to be. The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown. However, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It can be understood that

AC_VOAC_VO AC_VIAC_VI AC_BEAC_BE AC_BKAC_BK TXOP limitTXOP limit 1.504 ms1.504 ms 3.008 ms3.008 ms -- --

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 단말기의 데이터 송수신 방법을 나타낸 도면으로, 상기 도 4를 참조하여 본 발명의 기술적 특징에 대해 상세히 설명한다.
FIG. 4 illustrates a method of transmitting and receiving data of a vehicle terminal according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the technical features of the present invention will be described in detail.

먼저, 차량 단말기는 IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격에 기반한 경쟁을 통해 통신 채널을 할당받고, 해당 통신 채널을 통해 제1 접근 범주(AC)의 데이터를 송신한다(S410). 이때, 데이터의 송신이란 특정 목적지 단말로의 데이터 전송을 의미할 수도 있으며, 다수 단말기로의 데이터 브로드캐스팅(broadcasting)을 의미할 수도 있다.First, the vehicle terminal receives a communication channel through competition based on the IEEE 802.11p / WAVE communication standard, and transmits data of the first access category (AC) through the communication channel (S410). In this case, the transmission of data may mean data transmission to a specific destination terminal or may mean broadcasting data to a plurality of terminals.

상기 S410 단계에 있어, 상기 제1 접근 범주(AC)의 데이터는 IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격에 따라 정해진 TXOP 리미트 구간 동안에만 송신하게 된다. 일 예로, 제1 접근 범주(AC)의 종류에 따라 상기 표 1과 같이 정해진 시간 동안에만 데이터를 송신할 수 있다.
In step S410, the data of the first access category AC is transmitted only during the TXOP limit interval determined according to the IEEE 802.11p / WAVE communication standard. For example, according to the type of the first access category AC, data can be transmitted only for a predetermined time as shown in Table 1 above.

상기 S410 단계를 통해 제1 AC에 해당되는 데이터의 송신이 완료되면, 각 접근 범주(AC)별 대기열에 격납된 데이터의 양을 감지하고, 각 접근 범주별 대기열에 격납된 데이터 양이 기준값 이상인 제2 접근 범주를 선별한다(S420). 이를 위한 구체적인 방법은 다음과 같다.
When the transmission of the data corresponding to the first AC is completed through step S410, the amount of data stored in the queues for each access category (AC) is detected. If the amount of data stored in the queues for each access category exceeds the reference value 2 access category (S420). The concrete method for this is as follows.

먼저, 각 접근 범주(AC)별 대기열에 격납된 데이터에 대한 카운터를 카운팅한다. 설명의 편의를 위해, AC_VO, AC_VI에 대한 각 카운터의 수를 각각 N1, N2라고 한다.First, a counter is counted for data stored in queues for each access category (AC). For convenience of explanation, the numbers of counters for AC_VO and AC_VI are N 1 and N 2 , respectively.

상기와 같은 카운터 정보와 각 접근 범주별 대기열의 크기 정보를 이용하여 각 접근 범주의 평균 패킷 크기를 산출한다. AC_VO, AC_VI의 대기열의 크기를 각각 Q1, Q2로 정의하면, 각 접근 범주(AC)별 평균 패킷 크기(Li)는 아래의 수학식 1과 같이 산출할 수 있다.The average packet size of each access category is calculated by using the counter information and the size information of each access category queue. AC_VO, and AC_VI are respectively defined as Q 1 and Q 2 , the average packet size (L i ) for each access category (AC) can be calculated as shown in Equation (1) below.

Figure 112014081183246-pat00001
Figure 112014081183246-pat00001

이와 같은 방법을 통해 산출된 각 접근 범주(AC)별 평균 패킷 크기 정보를 이용하여 TXOP 리미트 구간동안 전송 가능한 패킷의 수를 산출한다.The number of packets that can be transmitted during the TXOP limit period is calculated using the average packet size information of each access category (AC) calculated through the above method.

일 예로, AC_VO, AC_VI의 현재 전송률을 각각 R1, R2라 하고, TACK를 ACK(acknowledge) 메시지를 보내는 데 걸리는 시간으로 정의하면 각 TXOP 리미트 안에서 한 데이터를 전송하는 데 걸리는 시간은 아래의 수학식 2와 같이 구할 수 있다. For example, if the current rates of AC_VO and AC_VI are defined as R 1 and R 2 , respectively, and T ACK is defined as the time taken to send an ACK (acknowledge) message, the time required to transmit one data within each TXOP limit is (2) " (2) "

Figure 112014081183246-pat00002
Figure 112014081183246-pat00002

여기서, Ttri-1, Ttri-2는 각각 AC_VO, AC_VI의 TXOP 리미트 안에서 한 데이터를 전송하는 데 걸리는 시간을 나타낸다. Here, T tri-1 and T tri-2 represent the time taken to transmit one data within the TXOP limit of AC_VO and AC_VI, respectively.

상기 표 1을 통해 각 접근 범주에 대응되는 TXOP 리미트 값을 알 수 있기 때문에 다음과 같이 해당 TXOP 리미트 값에서 Ttri-i을 나눔으로써 채널 접근 권한을 얻었을 경우 TXOP 리미터 안에서 전송할 수 있는 패킷의 수를 아래의 수학식 3을 통해 얻을 수 있다. Since the TXOP limit value corresponding to each access category can be known through Table 1, if the channel access right is obtained by dividing T tri-i by the corresponding TXOP limit value, the number of packets that can be transmitted in the TXOP limiter Can be obtained by the following equation (3).

Figure 112014081183246-pat00003
Figure 112014081183246-pat00003

여기서 TTXOP-1, TTXOP-2는 AC_VO, AC_VI의 TXOP 리미트 값을 나타내고, n1, n2는 AC_VO, AC_VI의 TXOP 리미트 안에서 전송할 수 있는 패킷의 수를 나타낸다.
Where T TXOP-1 and T TXOP-2 represent the TXOP limit values of AC_VO and AC_VI, and n 1 and n 2 represent the number of packets that can be transmitted within the TXOP limit of AC_VO and AC_VI.

상기와 같은 방법을 통해 산출된 TXOP 리미트 구간동안 전송 가능한 패킷의 수를 이용하여 각 접근 범주(AC)별 대기열에 격납된 데이터의 카운터가 각 접근 범주(AC)별 TXOP 리미트 구간동안 전송 가능한 패킷의 수 이상인지 여부를 판단한다. 이를 통해, 상기 차량 단말기가 이후 채널 경쟁을 통해 데이터 전송 권한을 획득한다 하여도 주어지는 TXOP 구간동안 모두 전송하지 못할 만큼의 데이터가 현재 대기열에 격납되어 있는지를 판단한다.
The counter of the data stored in the queue for each access category (AC) using the number of packets that can be transmitted during the TXOP limit period calculated through the above method is used for the transmission of the packets that can be transmitted during the TXOP limit interval for each access category Or more. Accordingly, even if the vehicle terminal obtains the data transmission right through the subsequent channel competition, it is determined whether or not enough data that can not be transmitted during the given TXOP interval is stored in the current queue.

상기와 같은 방법을 통해 채널 경쟁을 통해 채널 사용 권한을 획득한 차량 단말기가 제1 접근 범주(AC)에 해당되는 데이터를 정해진 TXOP 리미트 동안 송신하고, 제1 접근 범주(AC)를 포함하는 복수 개의 접근 범주의 각 대기열에 현재 격납되어 있는 데이터의 양을 감지하고, 이중 데이터의 양이 일정 이상(각 접근 범주에 대응되는 TXOP 리미트 구간동안 모두 전송 가능한 최대 양 이상)인 제2 접근 범주(AC)를 선별한다. 이때, 대기열에 현재 격납되어 있는 데이터의 양이 일정 이상인 접근 범주가 복수 개인 경우라면, 우선 순위가 높은 접근 범주(AC)를 제2 접근 범주(AC)로 선별할 수 있다.
The vehicle terminal that has acquired the channel use right through channel competition transmits data corresponding to the first access category (AC) during the predetermined TXOP limit, and transmits the data corresponding to the first access category (AC) Detects the amount of data currently stored in each queue of the access category and determines a second access category (AC), where the amount of duplicate data is greater than or equal to a certain amount (more than the maximum amount that can be transmitted for all of the TXOP limit periods corresponding to each access category) . At this time, if there are a plurality of access categories in which the amount of data currently stored in the queue is equal to or more than a certain level, the access category AC having a higher priority can be selected as the second access category AC.

제2 접근 범주(AC)가 선별되면, 이어지는 TXOP 리미트 구간동안 전송할 데이터가 있다는 메시지를 송신한다. 이하 도 5를 통해 상세히 설명한다.
If the second access category (AC) is selected, it sends a message that there is data to transmit during the subsequent TXOP limit interval. This will be described in detail with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속적 TXOP 기법을 나타낸 도면이다.
5 is a diagram illustrating a continuous TXOP scheme according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 이어지는 TXOP 리미트 구간동안 전송할 데이터가 있다는 메시지로써 RTS(Ready-to-Send) 메시지를 송신할 수 있다.
As shown in FIG. 5, it is possible to transmit a Ready-to-Send (RTS) message with a message that there is data to be transmitted during a subsequent TXOP limit interval.

이때 보낼 데이터에 대한 목적지가 다수일 경우에는 목적지인 차량단말기에서만 RTS 메시지에 대한 CTS(Clear-to-Send) 메시지를 연속으로 두 번 전송할 수 있다. 이는 목적지 근처의 차량단말기에서 수신하지 못하여 다음 TXOP 리미트 동안에 전송시도를 줄이기 위함이다.At this time, when there are a plurality of destinations for the data to be transmitted, the CTS (Clear-to-Send) message for the RTS message can be transmitted twice consecutively only at the destination vehicle terminal. This is because it can not be received at the vehicle terminal near the destination and thus reduces transmission attempts during the next TXOP limit.

이와 달리, 브로드캐스팅 되어야 하는 데이터인 경우 도로기반시설 또는 서비스를 제공하는 차량단말기(service provider)에서 RTS 메시지에 대한 CTS 메시지를 보내어 주위의 다른 차량단말기에서 다음 TXOP 리미트 동안 전송 시도하는 것을 미연에 차단할 수 있다. 이를 통해 다이나믹한 토폴로지 변화에 대처할 수 있다.
Alternatively, in the case of data to be broadcasted, a service provider providing a road infrastructure or service may send a CTS message for an RTS message to prevent transmission from attempting to be transmitted to another vehicle terminal around the next TXOP limit . This allows you to cope with dynamic topology changes.

이와 같은 방법을 통해 차량 단말기가 상기 제2 접근 범주의 데이터 송신이 완료하게 되면, 상기 통신 채널을 획득하기 위한 경쟁을 새로이 수행한다. 즉, 제2 접근 범주에 대해 주어진 TXOP 리미트 구간 동안의 데이터 전송이 끝나게 되면 각 접근 범주별 카운터 값에 상관없이 데이터 전송을 종료하고, 이후 데이터 전송을 위해서는 별도의 채널 경쟁을 수행하게 된다. 이는 하나의 차량단말기가 채널을 사용하는 시간이 길어져 다른 차량단말기의 데이터의 접근지연이 늘어나는 것이 막기 위함이다.
When the vehicle terminal completes the data transmission of the second access category through the above-described method, the vehicle terminal newly performs competition for acquiring the communication channel. That is, when data transmission for a given TXOP limit interval is completed for the second access category, the data transmission is terminated regardless of the counter value for each access category, and separate channel competition is performed for data transmission thereafter. This is to prevent an increase in access delay of data of other vehicle terminals due to a longer time for one vehicle terminal to use the channel.

이하, 본원 발명에 따른 차량 단말기의 데이터 송수신 방법에 대한 특성을 설명하기 위해 이에 대한 시뮬레이션 결과 및 관련하여 상세한 설명을 첨부한다.
Hereinafter, the characteristics of the data transmission and reception method of the vehicle terminal according to the present invention will be described in detail with reference to simulation results and a detailed description thereof.

시뮬레이션에 따른 네트워크 성능을 비교하기 위해 아래의 표 2와 같은 MAC 파라미터에 기반하여 시뮬레이션을 수행하였다.In order to compare the network performance according to the simulation, simulation was performed based on the MAC parameters as shown in Table 2 below.

ParameterParameter ValueValue AC_VO's average data number(n1)AC_VO's average data number (n 1 ) 44 AC_VI's average data number(n2)AC_VI's average data number (n 2 ) 66 AC_VO's average data size(L1)AC_VO's average data size (L 1 ) 300 byte300 bytes AC_VI's average data size(L2)AC_VI's average data size (L 2 ) 400 byte400 bytes AC_BK's average data size(L3)AC_BK's average data size (L 3 ) 450 byte450 bytes AC_BE's average data size(L4)AC_BE's average data size (L 4 ) 450 byte450 bytes Data rate(R)Data rate (R) 16 Mbps16 Mbps Time period for PHY/MAC header(Th)Time period for PHY / MAC header (T h ) 20 us20 us Time period for ACK message(TACK)Time period for ACK message (T ACK ) 50 us50 us Propagation delay(Tprop)Propagation delay (T prop ) 1 us1 us Slot time(Tslot)Slot time (T slot ) 13 us13 us Time period for RTS message(TRTS)Time period for RTS message (T RTS ) 120 us120 us Time period for CTS message(TCTS)Time period for CTS message (T CTS ) 120 us120 us SIFSSIFS 39 us39 us DIFSDIFS 65 us65 us

도 6a 및 6b는 IEEE 802.11p/WAVE 통신 규격에 기반한 네트워크에서 단말 수에 따른 충돌확률 및 평균 경쟁 윈도우 크기를 나타낸 그래프이다. 도 6a 및 도 6b에서는 IEEE 802.11p/ WAVE EDCA 표준 기반의 네트워크 안에 단말의 수가 증가함에서 따라 충돌확률(c)과 평균 경쟁 윈도우 크기(Wavg)의 값이 어떻게 증가하는지를 나타내는 그래프이다. 그래프에서 볼 수 있듯이 포화 네트워크 환경 하에서 전송시도를 하는 단말기의 수가 증가함에 따라 네트워크 내 충돌확률이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 그리고 충돌이 늘어남에 따라 재전송 횟수가 증가하여 평균 경쟁 윈도우의 크기 또한 증가함을 볼 수 있다.
6A and 6B are graphs showing collision probability and average contention window size according to the number of terminals in a network based on the IEEE 802.11p / WAVE communication standard. 6A and 6B are graphs showing how the values of the collision probability c and the average contention window size W avg increase as the number of terminals increases in the network based on the IEEE 802.11p / WAVE EDCA standard. As can be seen from the graph, it can be seen that the collision probability in the network increases as the number of terminals attempting to transmit under the saturated network environment increases. As the collision increases, the number of retransmissions increases and the size of the average contention window also increases.

도 7은 종래의 데이터 송수신 기법과 본 발명에 따른 데이터 송수신 기법의 포화처리율 성능 비교를 나타낸 그래프이다.
FIG. 7 is a graph illustrating a comparison of saturation throughput performance of a conventional data transmission / reception technique and a data transmission / reception technique according to the present invention.

도 7은 단말의 수가 증가할 경우 기존의 TXOP 기법과 본 발명에서 제안하는 데이터 송수신 방법의 포화처리량을 비교한 결과를 나타낸다. 도 8의 그래프에서 볼 수 있듯이 제안하는 데이터 송수신 방법의 포화처리량이 기존의 TXOP 기법보다 전 구간에서 더 높음을 확인할 수 있다. 이는 본 발명에서 제안하는 데이터 송수신 방법이 네트워크 내에서 경쟁 없이 전송할 수 있는 시간을 늘여줄 수 있기 때문에 경쟁으로 인한 충돌이 줄일 수 있기 때문이다. FIG. 7 shows a result of comparing the saturation throughput of the conventional TXOP scheme and the data transmission / reception scheme proposed in the present invention when the number of terminals increases. As can be seen from the graph of FIG. 8, the saturation throughput of the proposed data transmission / reception method is higher than that of the conventional TXOP technique. This is because the data transmission / reception method proposed by the present invention can increase the time that can be transmitted without competition in the network, so that the collision due to competition can be reduced.

또한 도 7의 그래프 안의 표식들은 표 2의 파라미터를 이용하여 NS-3 네트워크 시뮬레이터에서 수학적 모델을 검증한 결과를 나타낸다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 또한 기존의 TXOP 기법보다 제안하는 데이터 송수신 방법이 포화처리율 관점에서 더 높은 성능을 보임을 확인할 수 있다. 그러나 여기서 수학적 모델과 컴퓨터 시뮬레이션 사이에 약간의 차이를 보이는 이유는 수학적 모델과 달리 네트워크 시뮬레이터에서는 이전 Sinc (syncronization) 구간의 BSC 값을 유지하기 때문에 항상 모든 단말에서 Wavg값이 일정하다고 가정한 수학적 모델보다 경쟁으로 인한 충돌이 적기 때문이다. 그리고 포화처리량이 단말 수가 20 ~ 60개 사이일 때 급격히 감소하는 이유는 각 AC 안의 데이터 생성 비율이 동일하다고 가정하였기 때문에 최소 경쟁윈도우의 값이 작은 AC_VO와 AC_VI 안의 데이터들이 단말의 수가 20 ~ 60개 사이에서 급격히 충돌을 증가시키기 때문이다.
The markers in the graph of FIG. 7 also show the result of verifying the mathematical model in the NS-3 network simulator using the parameters in Table 2. Computer simulation results show that the proposed data transmission / reception method is superior to the conventional TXOP method in terms of saturation throughput. However, where the mathematical model and the reasons seems little difference between computer simulated mathematical model which always assumes that the W avg value constant at all terminals because it keeps the BSC value in contrast to the mathematical model, the network simulator before Sinc (syncronization) section This is because there are fewer conflicts due to competition. The reason that the saturation throughput decreases dramatically when the number of terminals is between 20 ~ 60 is because the data generation rate in each AC is assumed to be the same. Therefore, the data in AC_VO and AC_VI, Because the collision increases rapidly.

도 8은 종래의 데이터 송수신 기법과 본 발명에 따른 데이터 송수신 기법의 접근지연 성능 비교를 나타낸 그래프이다.
FIG. 8 is a graph illustrating comparison of access delay performance between a conventional data transmission / reception technique and a data transmission / reception technique according to the present invention.

도 8은 단말의 수가 증가할 경우 접근지연 성능 관점에서 두 기법을 비교한 결과를 나타낸다. 그래프에서 확인할 수 있듯이 수학적 모델링과 컴퓨터 시뮬레이션 모두 본 발명에 따른 데이터 송수신 방법이 기존 TXOP 기법보다 더 좋은 접근지연 성능을 가진다. 그러나 단말의 수가 20 ~ 60개 사이에서 기존 TXOP 기법이 더 짧은 접근을 가지는 이유는 단말의 수가 적을 경우 RTS/CTS 메시지에 의한 지연이 충돌감소로 인한 지연보다 크기 때문이다.
FIG. 8 shows a comparison of the two schemes in terms of access delay performance when the number of terminals increases. As can be seen from the graph, the data transmission / reception method according to the present invention has better access delay performance than the conventional TXOP technique in both mathematical modeling and computer simulation. However, the reason why the existing TXOP scheme has a shorter access between 20 and 60 terminals is because the delay due to the RTS / CTS message is larger than the delay due to collision reduction when the number of terminals is small.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims (6)

차량 단말기가 통신 채널을 통해 제1 접근 범주(Access Category, AC)의 데이터를 상기 제1 접근 범주에 대응되는 TXOP 리미트(TXOP limit) 구간 동안 송신하는 (a) 단계;
상기 제1 접근 범주에 대응되는 TXOP 리미트(TXOP limit) 구간 동안 데이터 전송이 완료되면, 각 접근 범주별 대기열에 격납된 데이터의 양을 감지하고, 감지된 각 접근 범주별 대기열에 격납된 데이터 양이 각 접근 범주별 기준값 이상인지를 판별하여 대기열에 격납된 데이터 양이 기준값 이상인 제2 접근 범주를 선별하는 (b) 단계;
상기 (b) 단계를 통해 제2 접근 범주가 선별되면 이어지는 TXOP 리미트 구간 동안 전송할 데이터가 있다는 메시지를 송신하는 (c) 단계; 및
이어지는 TXOP 리미트 구간동안 상기 제2 접근 범주의 데이터를 송신하는 (d) 단계;를 포함하는 차량 단말기의 데이터 송수신 방법.
(A) transmitting data of a first access category (AC) through a communication channel to a vehicle terminal during a TXOP limit (TXOP limit) period corresponding to the first access category;
When the data transmission is completed during the TXOP limit (TXOP limit) corresponding to the first access category, the amount of data stored in the queue for each access category is detected, and the amount of data stored in the queue for each access category detected (B) selecting a second access category in which the amount of data stored in the queue is equal to or greater than a reference value by discriminating whether each access category is greater than or equal to a reference value;
If the second access category is selected through the step (b), transmitting a message indicating that there is data to be transmitted during a subsequent TXOP limit interval; And
(D) transmitting data of the second access category during a subsequent TXOP limit interval.
제 1항에 있어서,
상기 차량 단말기는,
IEEE 802.11p/WAVVE 통신 프로토콜에 기반하여 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 차량 단말기의 데이터 송수신 방법.
The method according to claim 1,
The vehicle terminal,
And transmitting and receiving data based on the IEEE 802.11p / WAVVE communication protocol.
제 1항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
각 접근 범주별 대기열에 격납된 데이터에 대한 카운터를 카운팅하는 (b-1) 단계;
각 접근 범주별 대기열의 크기 정보 및 상기 카운터 정보를 이용하여 각 접근 범주의 평균 패킷 크기를 산출하는 (b-2) 단계;
산출된 각 접근 범주별 평균 패킷 크기 정보를 이용하여 TXOP 리미트 구간동안 전송 가능한 패킷의 수를 산출하는 (b-3) 단계;
각 접근 범주별 대기열에 격납된 데이터의 카운터가 각 접근 범주별 TXOP 리미트 구간동안 전송 가능한 패킷의 수 이상인지 여부를 판단하는 (b-4) 단계; 및
상기 (b-4) 단계를 통해 대기열에 격납된 데이터의 카운터가 TXOP 리미트 구간동안 전송 가능한 패킷의 수 이상인 제2 접근 범주를 선별하는 (b-5) 단계;를 포함하는 차량 단말기의 데이터 송수신 방법.
The method according to claim 1,
The step (b)
(B-1) counting a counter for data stored in a queue for each access category;
(B-2) calculating an average packet size of each access category using size information of a queue for each access category and the counter information;
(B-3) calculating the number of packets that can be transmitted during the TXOP limit period using the calculated average packet size information for each access category;
(B-4) determining whether the counter of the data stored in the queue for each access category is equal to or greater than the number of packets that can be transmitted during the TXOP limit interval for each access category; And
And (b-5) selecting a second access category in which a counter of data stored in the queue through the step (b-4) is greater than or equal to the number of packets that can be transmitted during a TXOP limit period .
제 1항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
이어지는 TXOP 리미트 구간동안 전송할 데이터가 있다는 메시지로써 RTS(Ready-to-Send) 메시지를 송신하는 차량 단말기의 데이터 송수신 방법.
The method according to claim 1,
The step (c)
And transmitting a Ready-to-Send (RTS) message as a message that there is data to be transmitted during a subsequent TXOP limit interval.
제 4항에 있어서,
상기 (c) 단계를 통해 RTS 메시지를 수신한 단말 장치는,
이에 대응하여 CTS(Clear-to-Send) 메시지를 한 번 이상 연속하여 송신하는 것을 특징으로 하는 차량 단말기의 데이터 송수신 방법.
5. The method of claim 4,
The terminal having received the RTS message through step (c)
And transmitting a clear-to-send (CTS) message one or more times in response thereto.
제 1항에 있어서,
상기 (d) 단계를 통해 상기 제2 접근 범주의 데이터 송신이 완료되면, 상기 통신 채널을 획득하기 위한 경쟁을 새로이 수행하는 (e) 단계;를 더 포함하는 차량 단말기의 데이터 송수신 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising: (e) performing competition for acquiring the communication channel when data transmission of the second access category is completed through step (d).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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