KR101827013B1 - 차량 간 통신에서 신뢰도 향상 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치 - Google Patents

차량 간 통신에서 신뢰도 향상 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치 Download PDF

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Abstract

차량 간 통신에서 신뢰도 향상 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치가 개시되어 있다. 차량 간 통신 방법은 채널의 혼잡 여부를 판단하는 단계와 채널이 혼잡한 경우 운행 환경 정보를 판단하여 운행 환경 정보에 기초하여 전송 파워를 결정하여 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 채널 혼잡 여부에 따라 차량 운행 환경을 고려한 전송 방법을 결정하여 차량 간 통신에서 데이터 신뢰도를 높일 수 있다.

Description

차량 간 통신에서 신뢰도 향상 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치{METHOD OF IMPROVING RELIABILITY OF V2V COMMUNICATION AND APPARATUS FOR USING THE SAME}
본 발명은 통신 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 간 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
VANET (Vehicular Ad hoc Networks)는 다수의 차량들이 무선통신을 이용하여 차량과 차량(V2V) 또는 차량과 도로 상의 기지국간(V2I)의 네트워킹을 자율적으로 형성하는 차세대 네트워킹 기술이다. VANET의 특징으로 각각의 노드가 고속으로 이동하여, 네트워크 토폴로지 및 노드 밀도의 급격한 변화, 이로 인한 잦은 네트워크 단절, 짧은 링크 연결 시간, 높은 패킷 손실률, 무선채널의 불안정성 등이 있다.
VANET(Vehicular Ad Hoc Mobile Networks)의 최종적인 목적은 운전자와 차량의 안전 보호에 있다. 이를 위해 도로 상의 급작스러운 차량 사고를 후방에 전달하여, 추가적인 사고를 미연에 방지하거나, 도로 및 주변 교통 정보를 모니터링하여, 교통의 흐름을 원활하게 유지한다. 그러므로 VANET은 실시간으로 정확하게, 운전자, 차량, 도로 및 교통의 상태를 다른 차량에 전송하여, 위험을 미리 대비할 수 있도록 해야 한다. 이와 동시에 외부 네트워크 및 인터넷과의 연결을 지원하여, 멀티미디어 서비스 등을 사용할 수 있어야 한다.
VANET의 구현은 IEEE 802.11기반의 WiFi 뿐만 아니라 WiBro, 스마트 안테나 및 MIMO, SDR 기술 등 다양한 무선 통신 기술과 접목되어 다양한 서비스 및 응용분야를 창출할 수 있는 새로운 네트워킹 기술이라고 할 수 있다. 특히, VANET의 높은 이동성을 수용하기 위해 멀티홉 라우팅 및 자동 구성(auto-configuration), 자동 복구 (auto-healing), 멀티홉 인터넷 게이트웨이 등과 같은 여러 기술들의 융합은 VANET의 실현에 매우 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 이러한 높은 가능성을 가진 VANET의 모든 조건을 만족시키는 기술은 부분적으로 개발이 되어 있거나 아직 개발이 되어 있지 않아서 많은 부분 재설계가 필요한 상황이다. 대부분이 기존의 MANET(Mobile Ad hoc Networks) 네크워크 프로토콜을 응용하여 구현하고 있으나, MANET의 네트워크 프로토콜은 처음부터 VANET의 특성이 고려되지 않았기 때문에, 위험 상태를 전송하는 실시간 정보 전송 및 차량의 이동성 관리에 적합하지 않다.
차량들이 고속 이동 또는 서행 및 정차 중에도, 신뢰적인 네트워크 연결을 보장 할 수 있는 새로운 VANET용 V2I, V2V 프로토콜의 개발이 필요하며, 이러한 네트워크 프로토콜 중 MAC 프로토콜 및 라우팅 프로토콜은 차량 간의 실시간 위험정보 전송시간을 직접적으로 결정하는 중요한 프로토콜로, 이 프로토콜들의 성능 향상이 VANET 전체 성능향상으로 연결된다.
공개특허번호 제 10-2010-0117861(2010.11.04)
본 발명의 목적은 채널 상황이 혼잡한 경우 차량 간 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 채널 상황이 혼잡한 경우 차량 간 통신 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 차량 간 통신 방법은 채널의 혼잡 여부를 판단하는 단계와 상기 채널이 혼잡한 경우 운행 환경 정보를 판단하여 상기 운행 환경 정보에 기초하여 전송 파워를 결정하여 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 채널의 혼잡 여부를 판단하는 단계는 상기 채널의 물리 계층에서 채널 접근 시간이 임계치보다 큰지 여부를 판단하는 단계와 상기 채널의 맥(Medium Access Control) 계층에서 큐에 저장된 데이터의 크기가 임계치보다 큰지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 차량 간 통신 방법은 차량의 전송 전력과 주변 차량의 전송 전력을 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 채널이 혼잡한 경우 운행 환경 정보를 판단하여 상기 운행 환경 정보에 기초하여 전송 파워를 결정하여 데이터를 전송하는 단계는 차량이 운행되는 도로의 차선 수 정보, 교차로 정보, 합류 도로 지점 정보 중 적어도 하나의 운행 환경 정보를 판단하는 단계와 상기 운행 환경 정보를 기초로 전송 파워 파라메터를 설정하여 전송되는 데이터의 전송 도달 범위를 전송 방향에 따라 적응적으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 운행 환경 정보를 기초로 전송 파워 파라메터를 설정하여 전송되는 데이터의 전송 도달 범위를 전송 방향에 따라 적응적으로 설정하는 단계는 상기 차량의 운행 방향을 기준으로 종 방향의 전송 범위를 횡 방향의 전송 범위보다 길게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 차량 간 통신 장치는 채널의 혼잡 여부를 판단하는 채널 혼잡 여부 판단부, 상기 채널 혼잡 여부 판단부를 통해 판단한 결과 상기 채널이 혼잡한 경우 운행 환경 정보를 판단하여 전송 파워를 결정하는 전송 전력 설정부와 상기 전송 전력 설정부에서 결정된 전송 파워를 사용하여 데이터를 전송하는 데이터 송수신부를 포함할 수 있다. 상기 채널 혼잡 여부 판단부는 상기 채널의 물리 계층에서 채널 접근 시간이 임계치보다 큰지 여부를 판단하고 상기 채널의 맥(Medium Access Control) 계층에서 큐에 저장된 데이터의 크기가 임계치보다 큰지 여부를 판단하여 채널 혼잡한지 여부를 판단하도록 구현될 수 있다. 상기 차량 간 통신 장치는 차량의 전송 전력과 주변 차량의 전송 전력을 비교하도록 구현되는 전송 파워 판단부를 더 포함할 수 있다. 상기 전송 전력 설정부는 차량이 운행되는 도로의 차선 수 정보, 교차로 정보, 합류 도로 지점 정보 중 적어도 하나의 운행 환경 정보를 판단하고 상기 운행 환경 정보를 기초로 전송 파워 파라메터를 설정하여 전송되는 데이터의 전송 도달 범위를 전송 방향에 따라 적응적으로 설정하도록 구현될 수 있다. 상기 전송 전력 설정부는 차량의 운행 방향을 기준으로 종 방향의 전송 범위를 횡 방향의 전송 범위보다 길게 설정하도록 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량 간 통신에서 신뢰도 향상 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치에서는 채널의 혼잡 여부를 판단하고 상기 채널이 혼잡한 경우 운행 환경 정보를 판단하여 상기 운행 환경 정보에 기초하여 전송 파워를 결정하여 데이터를 전송할 수 있다. 따라서, 채널 환경 및 운행 환경을 고려하여 차량 간 통신을 수행함으로서 발생되는 PER(packet per error)를 낮출 수 있다.
도 1은 차량 수에 따른 데이터 송수신 환경의 변화를 나타낸 개념도이다.
도 2는 차량의 증가에 따른 데이터 손실을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량간 통신에 사용되는 통신 프로토콜인 WAVE의 계층별 아키텍쳐를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 채널 혼잡 상황을 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전송 파워 파라메터를 기초로한 데이터 도달 범위 조정 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 간 통신 신뢰도를 높이기 위한 장치를 나타낸 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
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.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 이열 주차 시 안전 유지 방법에서는 차량의 운행자가 부득이한 사정으로 이열 주차를 했을 시, 타인에 의하여 차량이 밀려 이동 시, 근처의 장애물을 판단하여 더 이상 밀리지 않도록 차량을 제어하는 방법을 개시한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 이열 주차 시 안전 유지 방법에서는 일정 시간이 지난 후 다시 원래의 정차 위치로 돌아오게 하는 시스템에 대해 제안한다.
도 1은 차량 수에 따른 데이터 송수신 환경의 변화를 나타낸 개념도이다.
도 1의 (A)는 실시간 교통 환경에서 차량에서 발생되는 무선 신호를 나타내는 개념도이다. V2V 통신은 달리는 차량 사이의 송신이므로 차량의 이동에 따른 도플러 효과, 다른 차량의 무선 신호의 간섭 등이 통신의 신뢰성을 결정하는데 중요한 역할을 한다.
즉 차량간 통신을 수행함에 있어서 이러한 특별한 통신 환경을 고려해주어야 한다.
도 1의 (B)는 차량 증가 에 따른 데이터 손실을 나타낸 개념도이다.
도 1의 (B)를 참조하면 차량이 증가할 경우, 차량간의 데이터 손실이 일어날 수 있다. 경쟁 기반의 접속 방법을 사용하는 경우 차량이 증가하면 그만큼 차량 간 통신을 수행하기 위해 경쟁하는 차량이 증가한다. 따라서 차량이 많아질 경우 차량 간의 접속이 어려울 수 있고 각 데이터 사이에 충돌이 일어날 경우 데이터 손실이 증가할 수 있다.
도 2는 차량의 증가에 따른 데이터 손실을 나타낸 그래프이다.
도 2에서는 차량이 30대에서 180대로 증가하는 경우에 있어 축적된 패킷 에러율(PER, packet error rate)에 대해 개시한다.
도 2를 참조하면 차량의 개수가 증가할수록 에러율이 지수적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.
이러한 현상을 막기 위해 전송 전력 제어 알고리즘을 이용하는 방법으로 무선 채널 활용도를 평가하여 전송 전력을 제어하는 방법, 동적인 데이터 전송률을 제어하여 무선 채널 활용도를 평가하여 데이터 전송률을 제어하는 방법 등 다양한 방법을 사용하여 차량간 통신 방법을 사용하여 왔다.
하지만, 기존의 방식의 경우 차량 간 통신이 수행되는 도로라는 특수한 환경을 고려하지 않은 기존의 통신 프로토콜의 개념에서 접근한 방법으로서 빠른 속도로 이동하는 차량 및 도로 환경을 고려하지 못하였다 .따라서 본 발명의 실시예에서는 이러한 도로 정보와 차량의 운행 환경을 고려하여 차량 간 통신 신뢰도를 높이는 방법에 대해 개시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량간 통신에 사용되는 통신 프로토콜인 WAVE의 계층별 아키텍쳐를 나타낸다.
V2I, V2V의 통신 표준을 정의하는 WAVE는 IEEE 1609.1, 1609.2, 1609.3 및 1609.4와 IEEE 802.11p로 구성된다. IEEE 1609.1은 OSI 7계층에서 응용 계층 및 세션에 대응되는 부분으로, ITS에 관한 여러 가지 서비스 및 응용에 대한 표준을 정의하고 있다. IEEE 1602는 V2I, V2V의 무선 통신에서 발생할 수 있는 여러 가지 보안 문제에 대해 정의하며, IEEE1609.3은 전송계층과 네트워크 계층에 대응되는 부분으로 addressing과 네트워킹 서비스에대한 정의를 하고 있다.
IEEE 1609.4는 멀티채널 컨트롤, IEEE 802.11p는 물리계층의 멀티채널 및 OFDM과 CSMA 기반의 MAC계층에 대한 정의를 하고 있다. 구체적으로5.850~5.925GHz의 대역폭을 10MHz 씩 7개의 채널로 나누고, 각각을 하나의 control채널과 6개의 service 채널로 사용한다. 그러나 표준에서는 멀티 수신 안테나와 단일 수신 안테나 모두 허용하기 때문에 서로 다른 채널을 동시에 사용하지 못한다.
대신 WAVE 디바이스는 시간에 따라, control 채널, service 채널, 다시 control 채널,service채널의 순서로 채널이 변경한다. 각각의 service 채널 사이에 control 채널이 반복적으로 들어가는 이유는 충돌 경고와 같은 실시간 전송 메시지를 시간 내에 전송하기 위해서이며, 시간적 제약이 덜한 응용 서비스의 메시지는 service채널을 통해 전송된다. 또, 각 채널은 메시지를 우선순위에 따라 차등 전송하기 위해, IEEE 802.11e의 원리를 적용하여, 메시지의 클래스를 4개로 나누고, 상위 클래스로 갈수록 contention window를 작은 값으로 하위 클래스로 갈수록 contention window를 큰 값으로 설정한다. MAC 알고리즘은 기존의 802.11의 CSMA/CA를 동일하게 사용하고 있다.
V2I의 경우, 차량의 고속 이동을 지원하기 위해, 기존의 Infrastructure 모드 및 Ad hoc 모드와 달리, 별로의 WAVE 모드를 정의하고 있다. WAVE 모드에서는 BSS의 설정이 적용되지 않으며, WAVE BSS (WBSS) 설정만으로 WAVE 디바이스간 통신이 가능하다. WBSS는 WAVE 모드로 동작하는 하나의 WAVE 서비스 제공자와 복수의 WAVE 서비스 사용자로 구성되며, authentication과 association과정 없이, join과정만으로 WBSS의 서비스 사용이 가능하다. authentication과 association이 과정이 생략되어 있으므로, fast handoff가 가능하여, 차량의 고속 이동 지원에 용의하다. WBSS 모드에서는 WAVE advertisement에 사용되는 beacon, RTS/CTS 및 데이터 프레임 등이 사용되며, beacon은 필요시에만 생성된다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 간 통신 방법에서는 위와 같은 V2V 통신 프로토콜, 정밀 네비게이션 (ADAS MAP) 및 안테나를 기반으로 차량 간 통신을 수행할 수 있다. V2V 통신 프로토콜의 물리 계층에서 채널 접근 시간 정보 및 MAC 계층의 데이터 전송 부하 상태를 사용하여 현재 차량 간 통신을 수행하는 채널의 혼잡도를 판단할 수 있다. 통신 프로토콜을 기초로 한 차량 간 혼잡도를 판단한 후 정밀 네비게이션 (ADAS MAP)의 도로종류(국도, 고속도로), 차선 수를 판단한다. 정밀 네비게이션을 기초로 판단된 도로종류(국도, 고속도로), 차선 수를 기초로 차량 수(채널 혼잡도) 및 도로 정보에 따른 전력 제어(Power control)를 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 통신 프로토콜을 기초로 채널이 혼잡 상황인지 여부를 판단하고, 판단 결과를 기초로 차량 간 통신을 수행하는 방법에 대해 좀 더 상세히 개시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 채널 혼잡 상황을 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, HV 데이터의 물리 계층 접근 시간을 판단한다(단계 S400).
HV 데이터의 PHY 계층 접근 시간을 기초로 현재 채널 상황이 혼잡한지 여부를 판단할 수 있다. 현재 채널 상황이 혼잡한 경우 물리 계층에 접근하기 위한 접근 시간이 오래 걸리고 채널 상황이 혼잡하지 않은 경우 물리 계층에 접근하기 위한 접근 시간이 오래 걸리지 않을 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 채널 상황이 혼잡한 경우 HV(host vehicle) 데이터가 물리 계층에서 일정 시간 내에 접속이 가능한지 여부에 대해 판단한다.
채널 상황이 혼잡한지 여부를 판단하기 위해 사용되는 물리 계층에 접근하기 위한 시간은 임의의 값으로 미리 설정된 값이거나 사용자의 설정에 의해 선택된 값이 될 수 있다.
물리 계층에 접근하기 위한 접근 시간이 일정한 임계 값 이상이 걸리지 않는 경우 차량의 전송 전력 도달 범위를 조정하지 않고 그대로 사용하여 차량 간 통신을 수행한다.
물리 계층에 접근하기 위한 접근 시간이 일정한 임계 값 이상이 걸리는 경우 추가적으로 맥 계층에 저장된 큐에 일정한 데이터가 쌓여있는지 여부를 판단할 수 있다(단계 S410).
맥 계층에서 데이터가 각 계층으로 전달되지 못하는 경우, 맥 계층의 큐에 데이터가 누적될 수 있다. 맥 계층의 큐에 누적된 데이터의 량이 임계치보다 큰 경우 현재 채널 상황을 복잡한 상태로 판단할 수 있다.
반대로 맥 계층의 큐에 누적된 데이터의 량이 임계치보다 작거나 같은 경우 현재 채널 상황을 복잡하지 않은 상태로 판단할 수 있다. 채널 상황이 복잡하지 않은 경우 기존의 전력 전송 방법을 그대로 사용하여 데이터를 전송할 수 있다.
전술한 물리 계층 및 맥 계층의 판단 결과 현재 채널이 혼잡한 것으로 판단되는 경우 HV(Host Vehicle)와 RV(Remote vehicle)의 전송 파워를 체크한다(단계 S420).
HV(Host Vehicle) 전송 파워와 RV(Remote vehicle)의 전송 파워를 비교하여 HV 전송 파워가 작거나 같은 경우 HV(Host Vehicle) 전송 파워를 조정할 수 있다. 전송 전력을 조정하는 단계는 하나의 임의의 단계로서 수행되지 않고 후술할 단계 S430을 통해 운행 상황 정보를 판단하는 것도 가능하고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
HV(Host Vehicle) 전송 파워와 RV(Remote vehicle)의 전송 파워를 비교하여 HV 전송 파워가 더 큰 경우, 운행 환경 정보를 판단한다(단계 S430).
단계 S430에서 운행 상황 정보는 네비게이션을 사용하여 수행될 수 있다. 네비게이션에서 현재 차량이 진행되는 운행 환경 정보(예를 들어, 차선 수, 도로 정보)를 체크할 수 있다. 이러한 운행 환경 정보는 차량에서 전송시 사용할 전송 전력의 파워 파라메터를 세팅하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 차량간 통신 신뢰도 향상 방법에서는 채널이 혼잡한지 여부를 판단하고 채널이 혼잡한 경우, 현재 차량이 운행되는 운행 환경을 체크하여 해당 운행 환경에 맞도록 데이터 전송을 수행하기 위한 전송 전력의 파라메터를 조정할 수 있다.
운행 상황 정보에 기초하여 전송 파워 파라메터를 설정한다(단계 S440).
운행 상황 정보에 기초하여 예를 들어, 데이터의 전송 범위를 서로 다르게 조정할 수 있다. 예를 들어, 종 방향 또는 횡 방향이 서로 다른 데이터 전송 범위를 가지도록 전송 안테나 파라메터를 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전송 파워 파라메터를 기초로한 데이터 도달 범위 조정 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5의 (A)는 채널이 혼잡하지 않을 경우 데이터 전송 범위를 나타낸 개념도이다. 채널이 혼잡하지 않을 경우 따로 방향성을 두지 않고 동일한 전송 전력으로 데이터를 전송할 수 있다.
도 5의 (B)는 채널이 혼잡할 경우 데이터 전송 범위를 나타낸 개념도이다. 채널이 혼잡한 경우 데이터를 전송함에 있어서 방향성을 둘 수 있다. 예를 들어, 종 방향과 횡방향을 분리하여 종방향은 길게 설정하고 횡방향은 좁게 설정하여 사용할 수 있다. 예를 들어 주행 방향에 해당하는 종 방향의 경우 범위를 넓게 설정하고 횡방향의 경우 차선폭에 한차선을 더한 정도의 범위로 조정하여 종 방향으로 도달 범위가 더 넓게 되도록 조정할 수 있다. 이러한 방법을 사용함으로서 불 필요하게 넓은 데이터 도달 범위로 인해 타 차량의 통신을 방해하지 않을 수 있어 채널 혼잡도를 막을 수 있다.
하지만, 교차로나 합류 지점과 같이 다른 운행 환경이 변하는 경우 이러한 운행 상황 변화 정보를 네비게이션으로부터 받아서 데이터 전송 범위를 조정할 수 있다. 네비게이션으로부터 받은 운행 상황 정보 및 채널 혼잡 상황 정보를 기초로 데이터의 도달 범위를 결정하기 위한 알고리즘은 미리 설정될 수 있고 차량 내부에 존재하는 프로세서에 의해 이러한 입력된 운행 상황 정보 및 채널 혼잡 상황 정보에 기초하여 적응적인 데이터 도달 범위를 가지도록 전송 파워를 설정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 간 통신 신뢰도를 높이기 위한 장치를 나타낸 개념도이다.
도 6을 참조하면, 차량 간 통신 신뢰도를 높이기 위한 장치는 채널 혼잡 여부 판단부(600), 전송 파워 판단부(610), 운행 환경 판단부(620), 전송 전력 설정부(630), 데이터 송수신부(640)를 포함할 수 있다.
위와 같은 구성부는 설명의 편의상 각 구성부의 기능을 기초로 분리하여 설명한 것으로 각각의 구성부는 복수의 구성부로 나뉘거나 각각의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부를 이룰 수도 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
채널 혼잡 여부 판단부(600)는 현재 데이터를 송신 및 수신하는 채널의 상황이 혼잡한지 여부를 판단할 수 있다. 채널 혼잡 여부를 판단하기 위해 전술한 바와 같이 물리 계층과 맥 계층에서 송신 및 수신되어야할 데이터가 지연되는지 여부를 판단할 수 있다. 하지만, 이러한 판단 방법은 채널 상황의 복잡도를 판단하기 위한 하나의 예로서 채널 상황의 복잡도를 판단하기 위한 다른 방법을 사용할 수도 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
전송 파워 판단부(610)는 현재 차량의 전송 전력과 다른 차량의 전송 전력의 평균을 비교할 수 있다. 즉 현재 차량의 전송 전력이 다른 차량의 전송 전력에 비해 작은 경우 현재 차량의 전송 전력을 조정할 수 있다. 전송 전력이 임의값으로 모두 고정된 경우 따로 전송 전력을 조정하는 전송 파워 판단부는 포함되지 않을 수 있다.
운행 환경 판단부(620)는 운행 환경을 판단하기 위해 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 차량간 통신 신뢰도 향상 방법에서는 차량의 운행 환경 정보를 기초로 전송 파워 파라메터를 설정하게 되는데 이러한 전송 파워 파라메터를 설정하기 위한 입력값을 산출하기 위해 구현될 수 있다. 운행 환경 판단부()는 예를 들어 네비게이션과 같은 장치가 될 수 있으며, 차선 수나 도로 정보, 교차로 정보, 차량 합류 지점 정보등 전송 파워 파라메터를 변경하기 위해 사용되는 운행 환경과 관련된 정보를 산출할 수 있다.
전송 전력 설정부(630)는 운행 환경 판단부(620)로부터 전송된 운행 환경 정보에 기초하여 어떠한 전송 전력으로 무선 전력을 송신할지 여부에 대해 결정할 수 있다. 예를 들어, 차량 환경이 복잡한 경우 차량이 운행되는 종 방향으로의 전력을 집중하여 전송하여 도달 범위가 넓도록 설정하고 횡방향의 경우 전력 도달 범위가 작도록 조정할 수 있다. 이러한 전송 전력 설정 방법은 하나의 예시로서 다양한 전송 전력 설정 방법이 미리 저장되어 운행 상황에 맞도록 전송 전력을 조정할 수 있다.
데이터 송수신부(640)는 전송 전력 설정부(630)로부터 설정된 데이터를 통해 데이터를 송수신하기 위한 RF(radio frequency)단일 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 차량 간 통신 방법에 있어서,
    채널의 물리 계층의 채널 접근 시간 및 맥(Medium Access Control) 계층의 큐에 누적된 데이터의 크기에 따라 상기 채널의 혼잡 여부를 판단하는 단계;
    상기 채널이 혼잡한 것으로 판단되는 경우 차량의 전송 전력과 주변 차량의 전송 전력을 비교하는 단계; 및
    상기 차량의 전송 전력이 상기 주변 차량의 전송 전력보다 작거나 같으면 상기 차량의 전송 전력을 조정하고, 그렇지 않으면 상기 차량의 운행 환경 정보를 판단하고 상기 운행 환경 정보를 기초로 데이터의 전송 방향별 데이터 전송 범위를 조정하여 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 차량 간 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채널의 혼잡 여부를 판단하는 단계는,
    상기 채널의 물리 계층에서 채널 접근 시간이 임계치보다 큰지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 채널의 맥 계층에서 큐에 저장된 데이터의 크기가 임계치보다 큰지 여부를 판단하는 단계를 포함하며,
    상기 물리 계층의 채널 접근 시간이 임계치 보다 크고, 상기 맥 계층의 큐에 누적된 데이터의 크기가 임계치 보다 크면 상기 채널이 혼잡한 것으로 판단하는 차량 간 통신 방법
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 데이터를 전송하는 단계는,
    상기 차량의 전송 전력이 상기 주변 차량의 전송 전력보다 크면 상기 차량이 운행되는 도로의 차선 수 정보, 교차로 정보, 합류 도로 지점 정보 중 적어도 하나의 운행 환경 정보를 판단하는 단계; 및
    상기 운행 환경 정보를 기초로 데이터의 전송 방향별 데이터 전송 범위가 서로 달라지도록 전송 파워 파라메터를 설정하는 단계를 포함하는 차량 간 통신 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전송 파워 파라메터를 설정하는 단계는,
    상기 차량의 운행 방향을 기준으로 종 방향의 데이터 전송범위를 횡 방향의 데이터 전송 범위보다 길게 설정하는 단계를 포함하는 차량 간 통신 방법.
  6. 차량 간 통신 장치에 있어서, 상기 장치는,
    채널의 물리 계층의 채널 접근 시간 및 맥(Medium Access Control) 계층의 큐에 누적된 데이터의 크기에 따라 상기 채널의 혼잡 여부를 판단하는 채널 혼잡 여부 판단부;
    상기 채널 혼잡 여부 판단부를 통해 판단한 결과 상기 채널이 혼잡한 경우 상기 차량의 전송 전력과 주변 차량의 전송 전력을 비교하는 전송 파워 판단부; 및
    상기 차량의 전송 전력이 상기 주변 차량의 전송 전력보다 작거나 같으면 상기 차량의 전송 전력을 조정하고, 그렇지 않으면 상기 차량의 운행 환경 정보를 판단하고 상기 운행 환경 정보를 기초로 데이터의 전송 방향별 데이터 전송 범위를 조정하는 전송 전력 설정부; 및
    상기 전송 전력 설정부에서 결정된 전송 전력을 사용하여 데이터를 전송하는 데이터 송수신부를 포함하는 차량 간 통신 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 채널 혼잡 여부 판단부는,
    상기 채널의 물리 계층에서 채널 접근 시간이 임계치보다 큰지 여부를 판단하고 상기 채널의 맥(Medium Access Control) 계층에서 큐에 저장된 데이터의 크기가 임계치보다 큰지 여부를 판단하여 상기 물리 계층의 채널 접근 시간이 임계치 보다 크고, 상기 맥 계층의 큐에 누적된 데이터의 크기가 임계치 보다 크면 상기 채널이 혼잡한 것으로 판단하는 차량 간 통신 장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 전송 전력 설정부는,
    상기 차량의 전송 전력이 상기 주변 차량의 전송 전력보다 크면 상기 차량이 운행되는 도로의 차선 수 정보, 교차로 정보, 합류 도로 지점 정보 중 적어도 하나의 운행 환경 정보를 판단하고 상기 운행 환경 정보를 기초로 데이터의 전송 방향별 데이터 전송 범위가 서로 달라지도록 전송 파워 파라메터를 설정하는 차량 간 통신 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전송 전력 설정부는,
    차량의 운행 방향을 기준으로 종 방향의 데이터 전송 범위를 횡 방향의 데이터 전송 범위보다 길게 설정하도록 구현되는 차량 간 통신 장치.
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