KR102502769B1 - 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

도로변 장치 컨트롤러로부터 도로변 장치가 포함된 포그 셀 내의 적어도 하나의 차량에 대한 데이터를 수신하는 단계, 적어도 하나의 차량에 대한 데이터를 기초로 데이터 맵을 생성하는 단계, 클라우드 컴퓨팅 센터로부터 수신한 규칙 데이터 및 데이터 맵을 기초로 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 생성하는 단계 및 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 도로변 장치 컨트롤러로 송신하는 단계를 포함하는 도로변 장치 컨트롤러 및 클라우드 컴퓨팅 센터와 연결된 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러의 데이터 송수신 방법이 개시된다.

Description

지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DATA TRANSMISSION IN INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEM}
본 발명은 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 5G 이동 통신 기술 및 소프트웨어 정의 네트워킹 기술을 이용하여 지능형 교통 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 무인 차량의 출현으로 인해 이를 관리 및/또는 통제하기 위한 교통 관리 시스템 및 차량 네트워크에 대한 관심이 커지고 있다. 다만, 기존 교통 관리 시스템의 차량 네트워크는 확장성이 낮고, 용량이 낮으며, 간헐적인 연결성 등의 문제점이 있다. 무인 차량은 긴박한 교통 상황을 고려하여 전송 지연이 매우 중요하므로, 기존 교통 관리 시스템의 차량 네트워크는 무인 차량의 관리 및/또는 통제에 적합하지 않은 문제가 있다.
따라서, 기존 교통 관리 시스템의 문제점을 극복하기 위해 지능형 교통 시스템(Intelligent Transportation Systems, ITS) 및 차량 네트워크에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 지능형 교통 시스템은 무인 차량에 적합하도록 1 ms 미만의 전송 지연을 엄격히 요구하고 있다.
다만, 기존의 통신 시스템으로는 지능형 교통 시스템의 엄격한 요구 사항을 만족하기 어렵다. 이에 따라 최근 급부상 중인 5G 이동 통신 기술 및 소프트웨어 정의 네트워킹 기술 등을 이용하여 상술한 엄격한 요구 사항을 만족하기 위해 연구가 지속되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 도로변 장치 컨트롤러 및 클라우드 컴퓨팅 센터와 연결된 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러의 데이터 송수신 방법은, 도로변 장치 컨트롤러로부터 도로변 장치가 포함된 포그 셀 내의 적어도 하나의 차량에 대한 데이터를 수신하는 단계, 적어도 하나의 차량에 대한 데이터를 기초로 데이터 맵을 생성하는 단계, 클라우드 컴퓨팅 센터로부터 수신한 규칙 데이터 및 데이터 맵을 기초로 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 생성하는 단계 및 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 도로변 장치 컨트롤러로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 도로변 장치 컨트롤러 및 클라우드 컴퓨팅 센터와 연결된 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러는, 프로세서(processor) 및 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고, 적어도 하나의 명령은, 도로변 장치 컨트롤러로부터 도로변 장치가 포함된 포그 셀 내의 적어도 하나의 차량에 대한 데이터를 수신하도록 실행될 수 있고, 적어도 하나의 차량에 대한 데이터를 기초로 데이터 맵을 생성하도록 실행될 수 있고, 클라우드 컴퓨팅 센터로부터 수신한 규칙 데이터 및 데이터 맵을 기초로 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 생성하도록 실행될 수 있고, 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 도로변 장치 컨트롤러로 송신하도록 실행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 인프라 대 차량(Infrastructure-to-Vehicle, I2V) 통신 및 차량 대 차량(Vehicle-to-Vehicle, V2V) 통신 사이의 시너지를 활용하여 무인 차량의 네트워크의 엄격한 성능 요건을 충족시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 미래의 지능형 쿄통 시스템 및 미래의 무인 차량을 위해 높은 유연성 및 호환성을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다중 홉 중계 네트워크를 사용하는 포그 셀에 의해 도로변의 장치와 차량 간의 핸드 오버 횟수를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신을 수행하는 네트워크의 토폴로지 구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신을 수행하는 네트워크의 논리 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포그 셀에서의 차량 통신 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로변 장치 컨트롤러의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신 방법을 나타낸 순서도이다.
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 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 설명에서 포그 컴퓨팅(fog computing)은 방대한 양의 데이터를 먼 곳에 있는 커다란 데이터 서버에 저장하지 않고, 데이터 발생 지점 근처에서 처리하는 기술을 의미할 수 있으며, 데이터에 빠르게 반응할 수 있다는 장점이 있다. 예를 들어, 포그 컴퓨팅은 도로에서 구급차가 감지되면 신호등을 즉각적으로 초록불로 바꿔주는 스마트 교통 신호 등에 사용될 수 있다.
포그 셀(fog cell)은 포그 컴퓨팅을 수행하는 구역을 의미할 수 있으며, 포그 컴퓨팅 클러스터(fog computing cluster)는 복수의 포그 셀을 포함하는 포그 셀 집합을 의미할 수 있다.
본 발명의 설명에서는 포그 컴퓨팅 클러스터는 제1 포그 셀, 제2 포그 셀 및 제3 포그 셀을 포함할 수 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 포그 컴퓨팅 클러스터에 포함되는 포그 셀의 개수는 3개에 한정되지 않으며, 포그 컴퓨팅 클러스터에 포함되는 포그 셀의 개수는 증감될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신을 수행하는 네트워크의 토폴로지 구조를 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신은 클라우드 컴퓨팅 센터, 소프트웨어 정의 네트워크(Software-Defined Network, SDN) 컨트롤러, 도로변 장치 컨트롤러, 도로변 장치, 기지국 및 차량 간에 수행될 수 있다.
여기서, 복수의 도로변 장치 컨트롤러 간, 도로변 장치 컨트롤러와 도로변 장치 간 및 도로변 장치 컨트롤러와 기지국 간에는 인프라 대 인프라 (Infrastructure-to-Infrastructure, I2I) 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있으며, 도로변 장치 및 차량 간에는 차량 대 인프라(Vehicle-to-Infrastructure, V2I) 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있고, 복수의 차량 간에는 차량 대 차량 (Vehicle-to-Vehicle, V2V) 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 기지국 및 차량은 이동 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있으며, 이동 통신은 5G 이동 통신을 의미할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템을 제공하는 구역은 제1 포그 셀, 제2 포그 셀 및 제3 포그 셀로 분류 및 구분될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 각 포그 셀은 차량 및 도로변 장치를 포함할 수 있으며, 차량에 대한 신속한 대응을 지원하기 위해 네트워크의 가장자리에 위치할 수 있고, 각 포그 셀은 분산되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러는 적어도 하나의 도로변 장치 컨트롤러로부터 포그 셀의 정보를 수신할 수 있으며, 수신한 포그 셀의 정보를 클라우드 컴퓨팅 센터로 송신할 수 있다. 또한, 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러는 플로우 차트 등의 제어 정보를 적어도 하나의 도로변 장치 컨트롤러로 송신할 수 있으며, 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러와 클라우드 컴퓨팅 센터는 데이터 전달 및 자원 할당을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 도로변 장치 컨트롤러는 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러로부터 제어 정보를 수신할 수 있으며, 이를 기초로 도로변 장치를 제어할 수 있다. 도로변 장치는 자신의 커버리지 영역 내에 위치하는 차량과 데이터를 송수신할 수 있으며, 도로변 장치와 데이터를 송수신하는 차량은 주변의 차량과 데이터를 송수신할 수 있으며, 주변의 차량은 다시 다른 주변의 차량과 데이터를 송수신할 수 있다. 다시 말해, 포그 셀 내의 복수의 차량은 차량 간의 데이터를 송수신할 수 있으며, 차량 간에 송수신한 데이터는 도로변 장치와 데이터를 송수신하는 차량에 의해 도로변 장치로 전달될 수 있다. 여기서, 도로변 장치와 데이터를 송수신하는 차량을 게이트웨이 차량이라 지칭할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 기지국은 도로변 장치 컨트롤러 및 차량과 통신을 수행할 수 있다. 기지국은 LTE(Long Term Evolution) 주파수로 무선 신호를 전송할 수 있으며, 차량에 대한 광범위한 커버리지를 제공할 수 있다. 이에 따라 차량은 우선 도로변 장치에 액세스할 수 있으나, 도로변 장치가 무선 액세스에 충분한 리소스를 제공할 수 없는 경우, 기지국에 액세스할 수 있다.
밀리미터파 링크는 차량 간의 무선 중계 통신에 사용될 수 있으며, 밀리미터파의 전체 대역폭은 포그 셀의 모든 차량에 의해 공유될 수 있다. 모든 차량은 도시 도로에서 규칙적인 방식으로 움직이므로, 총 차량 그룹은 포그 셀의 밀리미터파 링크 내의 전체 통신 단위로 가정할 수 있다. 차량 그룹의 차량 중 하나가 도로변 장치와 연결되어 있는 경우, 포그 셀의 전체 차량 그룹이 도로변 장치와 연결될 수 있다. 이로 인해 본 발명의 일 실시예는 포그 셀 내의 차량 및 도로변 장치에서의 잦은 핸드 오버를 피할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 데이터를 송수신하는 보다 상세한 설명은 도 2와 함께 후술하겠다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신을 수행하는 네트워크의 논리 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신을 수행하는 네트워크는 데이터 평면(data plane), 제어 평면(control plane) 및 애플리케이션 평면(application plane)으로 구분하여 설명할 수 있다.
데이터 평면은 도로변 장치, 기지국 및 차량을 포함할 수 있으며, 도로변 장치, 기지국 및 차량은 각각 데이터 수집 모듈 및 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 장치별로 데이터를 수집하여 양자화하고, 이를 제어 평면에 전달할 수 있다.
도로변 장치의 데이터 수집 모듈은 카메라 및 속도 측정 센서 등과 같은 적어도 하나의 센서들과 연결되어 차량의 속도, 교통 상황 및 도로 상태 등에 대한 데이터를 수집할 수 있다. 도로변 장치의 통신 모듈은 도로변 장치 컨트롤러 및 차량과 통신을 수행할 수 있으며, 도로변 장치의 데이터 수집 모듈이 수집한 데이터를 도로변 장치 컨트롤러로 전달할 수 있으며, 도로변 장치 컨트롤러로부터 수신한 제어 데이터를 기초로 차량에 적절한 데이터를 전달할 수 있고, 제어할 수도 있다.
기지국의 통신 모듈은 차량 및 도로변 장치 컨트롤러와 통신을 수행할 수 있으며, 데이터 수집 모듈은 통신 수행 시 발생하는 데이터를 수집할 수 있다. 다시 말해, 기지국은 기존 LTE 주파수로 무선 신호를 전송할 수 있으며, 차량에 대한 광범위한 커버리지를 제공할 수 있다. 여기서, 차량은 일반적으로 도로변 장치에 액세스할 수 있으나, 도로변 장치가 무선 액세스에 충분한 리소스를 제공할 수 없는 경우, 기지국에 액세스할 수 있다.
차량의 데이터 수집 모듈은 차량 상태 정보 모듈 및 차량 위치 정보 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 차량 상태 정보 모듈은 적어도 하나의 센서와 연결되어 차량의 속도, 방향 및 유형에 대한 정보와 인접한 차량의 수, 차량의 사용자 수 및 차량의 밑 도로 환경 등의 정보를 수집할 수 있다.
차량 위치 정보 모듈은 차량의 독립 위치 정보 및 종속 위치 정보를 수집할 수 있다. 독립 위치 정보는 지구의 경도 및 위도에서 차량의 상세한 위치를 제공하는 GPS(Global Positioning System)에 의해 수집될 수 있고, 종속 위치 정보는 인접 차량 간의 거리를 제공하는 차량의 센서에 의해 수집될 수 있따. 차량 위치 정보 모듈은 독립 위치 정보 및 종속 위치 정보를 모두 수집할 수 있으므로, 독립 위치 정보만을 수집하는 경우보다 높은 위치 정밀도를 제공할 수 있다.
차량의 통신 모듈은 도로변 장치와 통신을 수행하기 위한 V2I 통신 모듈 및 다른 주변의 차량과 통신을 수행하기 위한 V2V 통신 모듈을 포함할 수 있다.
제어 평면은 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러 및 도로변 장치 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러는 네트워크 상태 모니터링 모듈, 클라우드 컴퓨팅 모듈 및 정보 수집 모듈을 포함할 수 있고, 도로변 장치 컨트롤러는 핫 캐싱 모듈, 포그 컴퓨팅 모듈 및 정보 저장 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 도로변 장치 컨트롤러는 포그 셀에 자원을 할당하고 높은 전송 효율을 유지하도록 제어하는 포그 셀 제어 센터를 의미할 수 있고, 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러는 포그 셀 사이에 자원을 할당하는 총 제어 센터를 의미할 수 있다.
소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러의 정보 수집 모듈은 차량의 신속한 이동성과 도로변 장치 및 차량 간의 거대한 무선 트래픽을 고려하여 도로변 장치와 차량 간의 무선 통신에서 잦은 핸드 오버는 피해야 한다. 이 문제를 해결하기 위해 포그 셀은 고성능 5G 소프트웨어 정의 차량 네트워크용으로 고안될 수 있다.
포그 셀은 차량 및 도로변 장치를 포함할 수 있고, 밀리미터파 링크는 차량 간의 무선 중계 통신에 사용될 수 있으며, 밀리미터파의 전체 대역폭은 포그 셀의 모든 차량에 의해 공유될 수 있다. 모든 차량은 도시 도로에서 규칙적인 방식으로 움직이므로 총 차량 그룹은 포그 셀의 밀리미터파 링크 내의 전체 통신 단위로 가정할 수 있다. 차량 그룹의 차량 중 하나가 도로변 장치와 연결되는 경우 포그 셀의 전체 차량 그룹이 도로변 장치와 연결될 수 있다. 이로 인해 본 발명의 일 실시예는 포그 셀 내의 차량 및 도로변 장치에서의 잦은 핸드 오버를 피할 수 있다.
소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러의 정보 수집 모듈은 데이터 평면의 데이터 정보를 기반으로 데이터 맵을 생성할 수 있다. 여기서, 데이터 맵은 글로벌 데이터 맵이라 지칭할 수도 있다. 네트워크 상태 모니터링 모듈은 도로변 장치 및 차량 간 및 도로변 장치 및 도로변 장치 컨트로러 간 등의 모든 연결 상태를 모니터링할 수 있다. 클라우드 컴퓨팅 모듈은 데이터 맵, 연결 상태 및 연결된 클라우드 컴퓨팅 센터로부터 수신한 규칙 데이터 등을 기초로 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 생성할 수 있다.
도로변 장치 컨트롤러의 정보 저장 모듈은 데이터 평면의 데이터 정보를 저장할 수 있으며, 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러의 정보 수집 모듈이 생성한 데이터 맵을 저장할 수 있다. 핫 캐싱 모듈은 사용자의 요청이 많은 콘텐츠를 선별하여 도로변 장치 컨트롤에 별도로 저장하고, 이를 사용자에게 곧바로 전송할 수 있다. 핫 캐싱 모듈은 빠른 데이터 전송을 지원하여 차량 애플리케이션의 전송 지연을 줄일 수 있다. 포그 컴퓨팅 모듈은 각 포그 셀 내에서 차량 및 도로변 장치 간에 수행될 수 있는 포그 컴퓨팅을 제어할 수 있다.
애플리케이션 평면은 보안 서비스 모듈, 효율 서비스 모듈, 엔터테인먼트 서비스 모듈 및 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러 인터페이스를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
애플리케이션 평면은 사용자 및 차량의 다양한 애플리케이션 요구 사항을 직접 처리할 수 있다. 사용자 및 차량의 애플리케이션의 요구 사항에 따라 규칙 데이터 및/또는 전략 데이터 등은 애플리케이션 평면에서 생성될 수 있으며, 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러 인터페이스를 통하여 제어 평면으로 전달될 수 있다. 일반적으로 애플리케이션 평면은 보안 서비스 모듈, 서비스 효율성 모듈 및 엔터테인먼트 서비스 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 데이터 평면에서 데이터를 수집하고, 제어 평면에서 제어 데이터를 생성 및 전달하며, 애플리케이션 평면에서 규칙 데이터 및/또는 전략 데이터를 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포그 셀에서의 차량 통신 방법을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 점선으로 구성된 원은 도로변 장치의 커버리지 영역을 의미할 수 있다. 우선, 도로변 장치는 차량 a와 연결되어 있을 수 있으며, 차량 a는 포그 셀 내의 다른 차량들과 연결되어 있을 수 있다. 여기서, 포그 셀 내의 다른 차량들은 서로 인접한 차량들과 연결되어 있을 수 있으며, 도로변 장치와 연결된 차량 a를 게이트웨이 차량이라 지칭할 수 있다.
다시 말해, 각 차량은 서로 인접한 차량과 연결되어 있으며, 게이트웨이 차량인 차량 a를 통해 포그 셀 내의 모든 차량은 도로변 장치와 연결될 수 있다.
여기서, 게이트웨어 차량이 도로변 장치의 커버리지 영역을 벗어나는 경우, 도로변 장치는 커버리지 영역 내의 다른 차량인 차량 b와 연결을 수행할 수 있으며, 커버리지 영역을 벗어난 차량 a와는 직접적인 통신을 수행하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 차량 b는 새로운 게이트웨어 차량이 될 수 있으며, 포그 셀 내의 모든 차량은 차량 b를 통해 도로변 장치와 연결될 수 있다.
다시 말해, 커버리지 영역을 벗어난 차량 a는 도로변 장치와 더 이상 직접적으로 연결되지 않으며, 인접한 차량을 통해 도로변 장치와 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러(400)는 적어도 하나의 프로세서(410), 메모리(420) 및 저장 장치(430)를 포함할 수 있다.
프로세서(410)는 메모리(420) 및/또는 저장 장치(430)에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(410)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(420)와 저장 장치(430)는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(420)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)로 구성될 수 있다.
메모리(420)는 프로세서(410)를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하고 있을 수 있다. 적어도 하나의 명령은 도로변 장치 컨트롤러로부터 도로변 장치가 포함된 포그 셀 내의 적어도 하나의 차량에 대한 데이터를 수신하는 명령, 적어도 하나의 차량에 대한 데이터를 기초로 데이터 맵을 생성하는 명령, 클라우드 컴퓨팅 센터로부터 수신한 규칙 데이터 및 데이터 맵을 기초로 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 생성하는 명령 및 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 도로변 장치 컨트롤러로 송신하는 명령을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도로변 장치 컨트롤러도 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러(400)와 마찬가지로 적어도 하나의 프로세서, 메모리 및 저장 장치를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 데이터 송수신 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 교통 시스템에서 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러는 도로변 장치, 기지국 및 차량으로부터 데이터를 수집할 수 있다(S510). 여기서, 수집한 데이터는 도로변 장치, 기지국 및 차량의 데이터 수집 모듈에 의해 수집된 데이터를 의미할 수 있다.
소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러는 수집한 데이터를 기초로 데이터 맵을 생성할 수 있다(S520). 여기서, 데이터 맵은 글로벌 데이터 맵이라 지칭할 수도 있으며, 도로 상황 및 차량의 상태에 대한 모든 정보를 종합한 데이터를 의미할 수 있다.
소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러는 클라우드 컴퓨팅 센터로부터 수신한 규칙 데이터 및 생성한 데이터 맵을 기초로 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 생성할 수 있고(S530), 생성한 제어 데이터를 도로변 장치 컨트롤러에 전달할 수 있다(S540). 제어 데이터를 전달받은 도로변 장치 컨트롤러는 이를 기초로 도로변 장치를 제어할 수 있으며, 도로변 장치를 통해 각 차량에게 적합한 데이터를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 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.
400: 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러 410: 프로세서
420: 메모리 430: 저장 장치

Claims (8)

  1. 도로변 장치 컨트롤러 및 클라우드 컴퓨팅 센터와 연결된 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러의 데이터 송수신 방법으로서,
    상기 도로변 장치 컨트롤러로부터 도로변 장치가 포함된 포그 셀 내의 적어도 하나의 차량에 대한 데이터를 수신하는 단계;
    상기 적어도 하나의 차량에 대한 데이터를 기초로 데이터 맵을 생성하는 단계;
    상기 클라우드 컴퓨팅 센터로부터 수신한 규칙 데이터 및 상기 데이터 맵을 기초로 상기 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 도로변 장치에 대한 제어 데이터를 상기 도로변 장치 컨트롤러로 송신하는 단계를 포함하며,
    상기 포그 셀 내의 차량들은 상기 도로변 장치에 액세스 하고,
    상기 도로변 장치가 무선 액세스에 충분할 리소스를 제공할 수 없는 경우에 상기 포그 셀 내의 차량들은 기지국에 액세스하며, 상기 기지국은 상기 도로변 장치 컨트롤러 및 상기 차량들과 통신을 수행하는, 데이터 송수신 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러는 복수의 도로변 장치 컨트롤러들과 연결되고, 상기 복수의 도로변 장치 컨트롤러들 각각은 하나 이상의 도로변 장치들의 동작을 제어하는, 데이터 송수신 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 도로변 장치 컨트롤러는 상기 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러로부터 수신된 상기 제어 데이터에 기초하여 상기 도로변 장치 컨트롤러에 연결된 상기 도로변 장치를 제어하는, 데이터 송수신 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 차량에 대한 데이터는 상기 포그 셀 내의 상기 차량들 간에 송수신 되며, 상기 차량들 간에 송수신한 상기 데이터는 게이트웨이 차량에 의해 상기 도로변 장치로 전달되는, 데이터 송수신 방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 도로변 장치는 상기 게이트웨이 차량이 상기 도로변 장치의 커버리지 영역을 벗어나는 경우, 상기 커버리지 영역 내의 다른 차량과 연결되는, 데이터 송수신 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러는 상기 도로변 장치 컨트롤러에 대한 데이터 전달 및 자원 할당을 수행하는, 데이터 송수신 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 차량에 대한 데이터는 차량 속도, 차량 방향, 차량 유형, 인접 차량 수, 차량에 탑승한 사용자의 수, 및 도로 환경 정보 중에서 하나 이상을 포함하는, 데이터 송수신 방법.
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