KR101919442B1

KR101919442B1 - Wave 망의 cch/sch 조정 방식에 따른 mac 운용 방법

Info

Publication number: KR101919442B1
Application number: KR1020170159264A
Authority: KR
Inventors: 류정규
Original assignee: 류정규
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2018-11-19

Abstract

본 발명은 WAVE 망에서 CCH 구간 및 SCH 구간으로 Superframe을 구성하고, CCH 구간에서 TDM 방식을 적용하여 각 단말별로 전달되는 traffic의 전달 안정성과 지연 최소화를 보장하고, SCH 구간에서 CSMA/CA 방식을 적용하여 서비스 관점에서의 자율성은 그대로 제공하며, 기지국(RSU) 없이 V2V 통신시 여러 통신단말의 congestion 상황에서도 delay를 보장하면서 통신 가능하게 할 수 있는 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법에 관한 발명이다.

Description

WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법{METHOD FOR OPERATING MAC ALONG WITH CCH/SCH COORDINATION FORM OF WAVE NET}

본 발명은 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IEEE Std. 1609.4에서 정의한 WAVE 망에서 CCH 구간 및 SCH 구간으로 Superframe을 구성하고, CCH 구간에서 TDM 방식을 적용하여 각 단말별로 전달되는 traffic의 전달 안정성과 지연 최소화를 보장하며, SCH 구간에서 CSMA/CA 방식을 사용하는 구간을 적용하여 서비스 관점에서의 자율성은 그대로 제공하고, 나아가 기지국(RSU) 없이 V2V 통신시 여러 통신단말의 congestion 상황에서도 delay를 보장하면서 통신 가능하게 할 수 있는 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법에 관한 것이다.

일반적으로 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)의 MAC/PHY(Medium Access Control / Physical Layer) 표준은 IEEE802.11p를 채택하고 있고, IEEE802.11p는 매체접근제어방식으로 무선랜과 동일하게 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) algorithm을 채택하고 있다.

IEEE Std.(Institute of Electrical and Electronics Engineers Standard] 1609.4는 서비스 구간을 CCH(Control Channel) 및 SCH(Service Channel)로 구분하여 동작할 수 있도록 정의하고 있으며, 예를 들면 응급 데이터 등의 중요한 정보들은 CCH에서 처리하도록 하고, 교차로 CCTV 영상정보, 신호등 정보, 교통 소통 정보 등과 같은 서비스 정보들은 SCH에서 처리하도록 하고 있다.

그런데, IEEE Std. 1609.4에서 정의한 CCH 및 SCH 구간은 모두 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)의 경쟁방식을 사용하므로 다량의 단말을 통해 congestion(경쟁)이 발생할 경우 과도한 경쟁으로 지연을 동반한 성능 열화를 초래하는 문제점을 안고 있다.

이러한 Congestion으로 인하여 많은 Packet Loss 및 큰 Jitter(Packet Delay의 표준편차) 변화가 발생하여 원활한 차량간 또는 차량-인프라간 서비스를 저해하는 문제점을 일으킨다.

결국, 기존 WAVE 표준의 경쟁기반 MAC 운용 방식으로는 혼잡 통신 상황에서의 지연 보장이 불가능하고, Service에 따라 나누고 있는 CCH/SCH channel간 용도 차이에 따라서 traffic QoS(Quality of Service)의 관점이 서로 상이하여, 본 발명에서는 현재 WAVE 망에서 추구하고 있는 서비스의 제약이 없으면서 특정 delay에 민감한 service 성능을 보장하고자 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 제안하고자 한다.

대한민국 공개특허공보 제2013-0015629호; WAVE 통신 시스템 및 핸드오버 방법

본 발명의 목적은 IEEE Std. 1609.4에서 정의한 WAVE 망에서 CCH 구간 및 SCH 구간으로 Superframe을 구성하고, CCH 구간에서 TDM 방식을 적용하여 각 단말별로 전달되는 traffic의 전달 안정성과 지연 최소화를 보장하며, SCH 구간에서 CSMA/CA 방식을 적용하여 서비스 관점에서의 자율성은 그대로 제공하고, 나아가 기지국(RSU) 없이 V2V 통신시 여러 통신단말의 congestion 상황에서도 delay를 보장하면서 통신 가능하게 할 수 있는 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법은,

IEEE Std. 1609.4에서 정의한 Alternating Mode를 사용하여 CCH와 SCH를 switching하는 방식을 적용한 Superframe을 구성하며,

상기 CCH 구간은 TDM 방식의 contention free service(비경쟁 서비스) 구간으로 구동하고,

상기 SCH 구간은 CSMA/CA 방식의 contention based service(경쟁 서비스) 구간으로 구동하는 것을 그 기술적 방법상의 기본 특징으로 한다.

본 발명은 IEEE Std. 1609.4에서 정의한 WAVE 망에서 CCH 구간 및 SCH 구간으로 Superframe을 구성하고, CCH 구간에서 TDM 방식을 적용하여 각 단말별로 전달되는 traffic의 전달 안정성과 지연 최소화를 보장하며, SCH 구간에서 CSMA/CA 방식을 적용하여 서비스 관점에서의 자율성은 그대로 제공하고, 나아가 기지국(RSU) 없이 V2V 통신시 여러 통신단말의 congestion 상황에서도 delay를 보장하면서 통신 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 현재 미국에서 추진 중인 WAVE 망의 channel 구성을 나타내는 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 현재 미국에서 추진 중인 WAVE 망의 Channel 별 특성을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 IEEE Std. 1609.4에서 정의하고 있는 Channel Coordination 방법을 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 Alternating Mode의 운용방법을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 IEEE Std. 1609.4에서 정의하고 있는 Alternating Mode로 동작하는 경우의 CCH 및 SCH 구간의 시간 배분을 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법에 적용된 Superframe의 구조를 나타내는 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 SCH 구간의 확장을 통한 변형 구조를 나타내는 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 Superframe을 구성하고 있는 CCH frame의 구성을 나타내는 그래프.
도 9는 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 SI(Sub-frame Information timeslot) 및 US(User Sub-frame timeslot)을 나타내는 그래프.
도 10은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 High MAC에서 전달되는 frame을 Low MAC 또는 PHY로 전달하는 과정을 나타내는 그래프.

본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법에서는 IEEE Std. 1609.4에서 정의하는 multi-channel coordination 방식 중에서 Alternating Mode를 활용하여 Superframe을 구성하고, 해당 Superframe의 구성에 유연성을 가미하여 기존 망과의 호환이 가능한 구조를 갖도록 제안한다.

도 1은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 현재 미국에서 추진 중인 WAVE 망의 channel 구성을 나타내는 그래프이고, 도 2는 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 현재 미국에서 추진 중인 WAVE 망의 Channel 별 특성을 나타내는 그래프이며, 도 3은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 IEEE Std. 1609.4에서 정의하고 있는 Channel Coordination 방법을 나타내는 그래프이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 Channel Coordination 방법으로 임의의 두 channel을 CCH 및 SCH로 완전히 분리해서 사용할 경우, 도 3의 Continuous Mode를 사용하도록 정의하고 있으며, 이러한 Continuous Mode인 경우에는 별도의 RF를 구성하여야만 CCH 및 SCH를 동시에 사용할 수 있다.

그런데, RSU(Road Side Unit)의 경우 Continuous Mode와 같은 방법의 사용이 가능하나, OBU(On Board Unit)의 경우는 장치[예를 들어 모뎀 등의 추가)의 크기 등을 감안할 때 Continuous Mode의 사용이 어려워지는 한계가 있다.

결국, OBU는 도 3에 도시된 바와 같이 Alternating Mode를 기반으로 동작하는 것이 상용성 측면에서 더욱 효과적임을 확인할 수 있다.

이때, Immediate, Extended mode는 모두 Alternating Mode의 확장이라고 정의할 수 있으므로 이러한 Alternating Mode의 구성이 매우 중요함을 알 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 Alternating Mode의 운용방법을 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 IEEE Std. 1609.4에서 정의하고 있는 Alternating Mode로 동작하는 경우의 CCH 및 SCH 구간의 시간 배분을 나타내는 그래프이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 CCH 구간은 WSA(WAVE Service Advertisement)나 WSM(WAVE Short Message)이 전달되는 통로로 이용되도록 정의되고, 이들은 100ms 내에 전달되도록 하고 있다. 나머지 Service 관련된 traffic들은 SCH 구간에서 전달된다.

이렇게 시간적인 제한조건을 가진 WSA, WSM 같은 경우, 정해진 시간 내에 전달되어야 한다. 하지만, CCH를 사용하는 여러 장치들이 동일 시간대에 많은 정보를 송신하게 된다면 CSMA/CA Algorithm 특성상 단말기 수의 증가에 따른 기하급수적인 지연 증가를 초래하게 된다. 이를 극복할 방안이 필요하다는 전제 하에 CCH 구간의 매체 접속 제어 방법을 도 6과 같이 변경 설계할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법에 적용된 Superframe의 구조를 나타내는 그래프이다.

도 6에 도시된 바와 같이 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법에 적용된 Superframe은 CCH 구간 및 SCH 구간을 Alternating Mode 기반으로 구성함을 특징으로 한다.

본 발명에서는 종래의 100ms delay 조건 보다 더 빠른 통신을 요하는 V2X[Vehicle to Everything; 차량과 차량간 통신(V2V), 차량과 인프라간 통신(V2I), 차량과 이동단말간 통신(V2P)을 총칭하는 차량을 중심으로 유무선망을 통해정보를 제공하는 기술] 통신기반을 마련하기 위해 10ms delay 조건을 만족시킬 수 있도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 10ms 조건을 만족하기 위해서 10ms 간격의 CCH/SCH switching time을 정의하고 이를 synchronization interval에서 superframe으로 명명한 것이다.

Superframe은 10ms 간격으로 반복하는 구조를 갖고 있으며, 기준시간은 GPS(Global Positioning System)의 PPS(Puls Per Second)를 사용하여 10ms 간격을 유지시킨다.

이때, 10ms tick은 Low MAC에서 interrupt를 이용하여 전달하도록 정의한다.

Superframe 내부구조는 Alternating Mode에서 정의한 방법과 같이 10ms를 동일하게 5ms 간격으로 나누어 CCH/SCH 채널이 나뉘어 사용하도록 구성된다.

다만, time critical 구간인 CCH는 congestion 상황에서도 10ms delay를 보장하기 위해 TDM(Time Division Multiplexing) 방식을 적용하며, SCH 구간은 time critical하지 않기 때문에 기존의 CSMA/CA 방식을 그대로 사용하도록 정의한 것을 본 발명의 핵심 기술로 한다.

이렇게 정의함으로써 Media가 제공하는 전체 throughput을 CCH구간에서는 모두 사용할 수는 없겠지만 많은 단말들이 CCH 구간에서 보장된 메시지 전달이 가능하게 된다. 또한, SCH 구간을 기존방식과 동일하게 구성함으로써 이전 version의 WAVE 망과 일부 호환이 가능하도록 구성할 수 있다.

이러한 Superframe의 구성을 5ms 간격에 국한하지 않고 CCH 구간과 SCH 구간의 길이를 가변으로 정의할 수 있도록 하여 구성 환경에 따라서 망의 운용을 유연하게 가져갈 수 있음은 물론이다.

즉, 전체 Superframe 구간을 SCH로 정의하면 Full throughput을 사용할 수 있는 환경이 되고, 전체 Superframe 구간을 CCH로 정의하여 모든 구간을 time critical service로 정의할 수 있음은 물론인 것이다.

한편, CCH와 SCH 중간의 Guard Time Interval(각각의 개별적인 전송이 다른 전송과 간섭을 일으키지 않도록 하기 위해서 사용되는 휴지구간)이 존재해야 한다.

이는 떨어진 거리 및 각종 delay로 인한 CCH와 SCH 간의 간섭을 없애기 위해 존재하는 구간이다. IEEE Std. 1609.4에서 정의하고 있는 기존 망의 Guard Time Interval은 400㎲이다.

이를 감안하고, 빨라진 속도를 고려하여 본 발명에서는 Guard Time Interval을 200㎲로 정의하고, CCH 구간의 timeslot의 할당구간을 최대한 보장하기 위해 SCH 구간 양쪽 끝에 Guard time을 정의하도록 한다. 이때, 해당 구간의 길이는 200㎲로 정의한다.

그리고, Superframe을 구성하는 CCH와 SCH 구간을 frame으로 정의한다. 즉, Superframe은 CCH frame과 SCH frame으로 구성하는 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 SCH 구간의 확장을 통한 변형 구조를 나타내는 그래프이다.

본 발명의 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 변형된 Superframe 설계할 수 있다.

즉, Superframe의 형태를 가변으로 운용할 수 있도록 할 수 있는 것이다.

IEEE Std. 1609.4에서 정의하는 전체 Channel Coordination 방식을 정의하지는 못하지만 기존 WAVE 망과의 최대한의 호환을 제공하기 위한 방법을 제시하고자 위에서 정의한 Alternating Mode와 더불어 SCH 구간의 확장을 통한 기존 WAVE 망의 구조를 그대로 활용할 수 있는 방안을 제공코자 도 7에 도시된 바와 같이 SCH 구간을 확장하여 사용할 수 있도록 하는 것이다.

도 7과 같이 SCH 구간을 확장하여 구성하면 CCH 구간이 없어지고 전체 구간을 SCH 구간으로 설정하여 기존 WAVE 망과의 호환을 보장하게 된다.

이와 같은 기능을 제공함으로써 PHY에서 제공하는 waveform에 대해서 전체throughput을 측정할 수 있도록 하는 기능을 확보할 수 있다.

그리고, CCH frame은 TDM 방식으로 구성된다. TDM으로 고속 통신을 수행하기 위해 timing 관련처리는 Low MAC에서 수행한다. Low MAC에서는 각 timeslot에 대한 tick 정보를 S/W로 interrupt를 이용하여 전달해주며, 이를 High MAC에서 수신하여 CCH frame 내부를 구성하게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 Superframe을 구성하고 있는 CCH frame의 구성을 나타내는 그래프이다.

CCH frame을 통해 수용 가능한 user를 100개 이상으로 정의할 때, 100개의 단말 이상이 망에 접속하여 데이터 송/수신이 가능한 구조를 제공하여야 한다.

즉, CCH frame 내에 100개 이상의 timeslot이 존재하여야 한다는 의미가 된다. 그래서, CCH frame을 5개의 Sub-frame으로 구분하여 사용하도록 정의한다.

TDM 망을 구성하는 각 단말들이 망에 접속하여 timeslot을 할당받아 사용할 수 있으려면 Sub-frame을 임의로 사용할 수는 없다. 이들 Sub-frame을 어떻게 할당할 수 있으며, 현재 할당받아 사용하고 있는 단말이 있는지, 있으면 어떤 단말이 사용하고 있는지를 표시해서 알릴 수 있어야 한다.

이를 위해 Sub-frame 하나를 할당하여 해당정보를 전파하도록 정의한다. 이를 CCH frame의 맨 앞에 있는 Sub-frame에 할당하고 이를 SI(Sub-frame Information) timeslot으로 정의한다.

SI timeslot은 다시 4개의 Sub-frame information field로 각각 구성되고, 하나의 Sub-frame information field는 32개의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Sub-frame으로 구성되어 총 128개의 Sub-frame information을 포함하게 된다.

이렇게 SI timeslot의 각 정보들은 뒤에 이어오는 US(User Sub-frame) timeslot의 정보를 담을 수 있게 되는 것이다.

즉, [SI] 영역은 [US] 영역의 개수 만큼에 해당하는 작은 크기의 OFDMA sub-frame으로 구성되고, [US] 영역은 WAVE 망 제어 및 응급 데이터 전달을 위한 큰 크기의 OFDMA sub-frame group으로 각각 구성되고, [SI] 영역 및 [US] 영역을 1:1 mapping 가능한 구조를 제공하여 [SI] 영역의 특정 OFDMA sub-frame 점유를 통해 [US] 영역의 OFDMA sub-frame 사용 권한을 획득토록 하는 것이다.

도 9는 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 SI(Sub-frame Information timeslot) 및 US(User Sub-frame timeslot)을 나타내는 그래프이다.

Low MAC에서 제공하는 각 4개의 US timeslot은 32개의 OFDMA sub-frame으로 구성되어 128개의 통신단말이 사용할 수 있는 sub-frame을 제공하게 된다. 각sub-frame 간의 중간에는 gap interval 구간이 존재하며, 이 길이는 104㎲에 해당하여 실제 sub-frame의 길이는 896㎲에 해당한다.

Gap time에 해당하는 104㎲ 시간은 ranging 처리를 수행하지 않기 위해 통신 가능거리 반경 1Km의 제한을 두고 서로 간섭이 일어나지 않는 최대시간을 gap time으로 환산한 시간이다. 즉, ranging 절차가 없을 경우 발생할 수 있는 거리에 의한 propagation delay에 의한 송/수신단말간 delay를 없애고자 ranging 대신에 gap time으로 간섭을 없앤 것이다.

이렇게 처리한 이유는 system을 간소화하고자 하는 목적이 있으며, 더불어 반경 1Km라는 통신반경을 고려한 설계사항이다. 그래서, 본 발명에서는 ranging 절차가 별도로 없다.

물론 gap time을 최소화하고 좀 더 효율적인 무선자원을 사용하기 위해서는 ranging 절차가 포함되어있는 것이 옳으나, 본 발명에서는 기지국을 중심으로 기지국이 timeslot을 할당하는 방식이 아니기 때문에 이와 같은 방법으로 ranging 절차를 없앨 수 있는 것이다.

도 10은 본 발명에 따른 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법을 설명하기 위한 High MAC에서 전달되는 frame을 Low MAC 또는 PHY로 전달하는 과정을 나타내는 그래프이다.

한편, Sub-frame 송신을 위한 Low-MAC interface를 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

High MAC에서 Low MAC으로 전달한 frame이 실제 RF로 송신되는 시점은 CCH와 SCH 간에 차이를 보인다.

SCH의 경우, High MAC에서 전달되는 시점에 바로 backoff를 수행하고 frame 송신의 기회가 주어지면 송신을 수행하는 절차를 취한다. 이는IEEE802.11p에서 정의하는 방식 그대로 수행을 하는 것이다.

CCH의 경우, PHY 입장에서 CCH frame의 구성이 필요하다. High MAC에서 전달되는 frame을 Low MAC 또는 PHY로 전달하게 되면, 이를 하나의 CCH frame으로 구성하고 다음에 도래하는 CCH 구간에서 실제 RF를 통해 송신이 이루어짐을 알 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 설명에 따라 IEEE Std. 1609.4에서 정의한 Alternating Mode를 사용하여 CCH와 SCH를 switching 하는 구조를 지원하고, CCH 구간은 time critical 영역으로 기존에는 contention based service 구간이었으나 이를 contention free service 구간으로 구동 방식을 변경하는 것이며, SCH 구간은 여러 user들이 차량간/차량-인프라 간 서비스를 위해 선점형 경쟁이 가능하도록 기존과 동일하게 contention based service 구간으로 사용케 한 것이다.

이와 같이 TDM 방식을 사용하는 구간을 통해 각 단말별로 전달되는 traffic의 전달 안정성과 지연 최소화를 보장할 수 있고, CSMA/CA 방식을 적용하여 서비스 관점에서의 자율성은 그대로 제공할 수 있으며, 기지국(RSU) 없이 V2V 통신시 여러 통신단말의 congestion 상황에서도 delay를 보장하면서 통신 가능하게 된다.

그리고, IEEE Std. 1609.4에서는 alternating channel coordination 방식에 따라 한 channel을 공유하거나 또는 multi-channel을 switching하는 방법을 정의함을 알 수 있고, 해당 규격에는 CCH는 망 제어와 응급 데이터의 전송을, SCH에서는 그 이외 서비스와 관련된 내용들을 전송하도록 정의함을 알 수 있다.

그리고 WAVE 망 제어 및 최소한의 delay를 요하는 서비스들을 CCH 구간에 배치하고, 나머지 서비스를 SCH에 배치할 수 있게 된다.

CCH 구간의 특성을 감안하여 congestion 상황에서 전송 delay를 최소화하기 위해 기존 IEEE802.11p에서 정의하는 CSMA/CA 방식이 아닌 TDM 방식으로 MAC을 구동시킴으로써 각 단말 또는 기지국의 전송 기회 보장 및 delay를 최소화할 수 있게 된다.

나아가, 통신 영역에 포함되는 모든 단말들은 망에 접속할 수 있으며, 이를 위해 [SI(Sub-Frame Information)] 영역을 monitoring할 수 있다.

해당 구간은 [US(User Sub-Frame)] 구간의 점유 단말 정보를 포함하고 있으며, 도 8 및 도 9의 [SI] 영역 또한 시분할로 매우 짧은 정보만을 송신할 수 있도록 정의할 수 있다.

특정 [SI] 구간을 점유한 단말은 [US] 구간에 망 제어 및 응급 데이터를 송신할 수 있는 권한을 획득하게 된다.

그리고, SCH 구간은 IEEE802.11p에 정의된 CSMA/CA 방식을 그대로 활용한다.

CCH와 SCH 구간의 길이는 가변 가능하도록 정의하여 기존 단말과의 호환성이 필요한 지역에서는 CCH 구간 전체를 SCH로 설정함으로써 CSMA/CA를 사용하는 기존 망과 호환 가능한 구조를 지원할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 차량과 차량간 통신(V2V), 차량과 인프라간 통신(V2I), 차량과 이동단말간 통신(V2P)을 총칭하는 차량을 중심으로 유무선망을 통해 정보를 제공코자 하는 산업분야에 이용될 수 있다.

WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)
V2X(Vehicle to Everything)
CCH(Control channel)
SCH(Service channel)
TDM(Time Division Multiplex)
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)

Claims

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IEEE Std. 1609.4에서 정의한 Alternating Mode를 사용하여 CCH와 SCH를 switching하는 방식을 적용한 Superframe을 구성하며, 상기 CCH 구간은 TDM 방식의 contention free service(비경쟁 서비스) 구간으로 구동하고, 상기 SCH 구간은 CSMA/CA 방식의 contention based service(경쟁 서비스) 구간으로 구동하고, 상기 CCH 구간은 TDM 방식으로 구동하여 traffic의 전달 안정성과 지연 최소화를 보장케 하고, 상기 SCH 구간은 CSMA/CA 방식으로 구동하여 자율성을 보장케 하는 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법에 있어서,
상기 CCH 구간은 [SI] 영역 및 [US] 영역으로 나뉘고,
상기 [SI] 영역은 모니터링을 통하여 상기 [US] 영역의 점유 단말 정보를 파악하면서 상기 [US] 영역에 망 제어 및 응급 데이터를 송신할 수 있는 권한을 획득할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법.
제3항에 있어서,
상기 [SI] 영역은 상기 [US] 영역의 개수 만큼에 해당하는 크기의 OFDMA sub-frame으로 구성되고,
상기 [US] 영역은 WAVE 망 제어 및 응급 데이터 전달을 위한 크기의 OFDMA sub-frame group으로 각각 구성되고,
상기 [SI] 영역 및 [US] 영역을 1:1 mapping 가능한 구조를 제공하여 상기 [SI] 영역의 특정 OFDMA sub-frame 점유를 통해 상기 [US] 영역의 OFDMA sub-frame 사용 권한을 획득토록 하는 것을 특징으로 하는 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법.
제3항에 있어서,
상기 CCH 구간의 timeslot의 할당구간을 보장하는 대신 상기 SCH 구간 양쪽 끝에 Guard Time Interval을 부여하는 것을 특징으로 하는 WAVE 망의 CCH/SCH 조정 방식에 따른 MAC 운용 방법.