KR102655488B1 - 무선 통신 시스템에서 차량과 통신하는 방법 및 이를 위한 사용자 단말 - Google Patents
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Abstract
무선 통신 시스템에서 차량이 사용자 단말과 통신하는 방법이 제안된다. 상기 방법은 상기 사용자 단말의 사용자에게 발생한 이벤트를 감지하는 것, 상기 사용자의 안전 (safety)과 관련된 보조 (assistance)를 요청하는 메시지를 전송하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 보조를 요청하는 메시지는 상기 사용자에게 발생한 이벤트에 관한 정보 및 상기 보조의 지속 시간에 관한 정보를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에서 차량과 통신하는 방법 및 이를 위한 사용자 단말에 관한 것으로, 보다 구체적으로 사용자 단말이 차량과의 협력을 통해 사용자 안전과 관련된 지원을 제공하는 방법에 관한 것이다.
운전자가 아닌 도로 보행자, 예를 들면, 보행자, 자전거를 타는 사람, 오토바이 운전자 및 장애인과 같이 감소된 이동성 및 방향 감각을 갖는 사람을 취약한 도로 사용자(Vulnerable Road User, VRU)라고 한다. 특히, 차량이 저속으로 선회할 때 차량 운전자의 사각 지대 (blind spot) 내에 VRU가 존재하는 경우, 사고 위험이 있을 수 있다.
종래의 VRU 보조 장치들은 교통약자에 부착되어 안전한 서비스를 제공하는 기술이다. 이를 위해 VRU 장치에 V2X 통신 모듈과 배터리, GPS 등으로 구성된다. 이렇게 구성된 VRU 장치들은 주기적으로 VRU 메시지를 전송하여 주변 V2X 모듈을 장착한 차량이 VRU를 인지하여 안전한 교통상황을 만들어주는 역할을 한다. 예를 들면, 차량 제어 장치를 구비한 차량 및 차량의 제어방법에 관한 KR10-2017-0033336은 안전과 관련된 메시지를 송수신하도록 할당된 채널과 다른 채널을 통해 외부 서버로부터 안전과 관련된 메시지를 수신하도록 상기 통신장치를 제어하는 것을 개시한다. 또한, 호스트 차량 (host vehicle) 및 원격 차량 (remote vehicle)간의 안전 서비스에 관한 US 20130297195A1은 도로에서 발생한 이벤트와 관련하여 원격 차량으로부터 방송된 안전 경보 메시지에 기반하여, 이동 호스트 차량에 대한 원격 차량의 위치를 결정하는 자율적인 차량 위치 확인 시스템을 개시한다. 여기서, 호스트 차량의 통신 유닛은 원격 차량과의 통신을 통해 원격 차량으로부터 브로드캐스트 메시지를 수신할 수 있다.
하지만 전술한 두 선행 기술에서 개시하는 V2X 차량에 설치되는 안테나와 달리, VRU를 보조하는 V2X 장치의 안테나는 VRU의 바디 (body)로 인해 낮은 V2X 통신 성능을 갖게되고, 결과적으로 신호의 전송 커버리지를 충분히 보장할 수 없는 문제가 있다. 전술한 이유로, VRU를 보조하는 V2X 장치의 GPS 안테나의 성능이 낮아져 정확한 위치를 인지하지 못할 수 있다. 또한, VRU를 보조하는 V2X 장치는 배터리 소비 문제로 인해 높은 전력으로 신호를 전송하지 못하며, 위험시 소리 경고, LED 등을 주변 차량이 인지할 정도로 출력하지 못하는 문제가 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 문제를 해결하기 위해, VRU의 단말이 갖는 한계, 예를 들면 낮은 전송 전력, 낮은 GPS 성능, 외부 표출 장치의 부족 및 좁은 커버리지 영역을 극복하고자 주변의 차량을 이용하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선 통신 시스템에서 사용자 단말이 차량과 통신하는 방법은 상기 사용자 단말의 사용자에게 발생한 이벤트를 감지하는 것, 상기 사용자의 안전 (safety)과 관련된 보조 (assistance)를 요청하는 메시지를 상기 차량에게 전송하는 것을 포함할 수 있다. 상기 보조를 요청하는 메시지는 상기 사용자에게 발생한 이벤트에 관한 정보 및 상기 보조의 지속 시간에 관한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 상기 방법은 상기 발생한 이벤트를 상기 사용자의 비-응급 상황 (non-emergency)으로 감지하는 것에 기초하여, 페어링을 요청하는 메시지를 전송하는 것, 상기 페어링을 요청하는 메시지에 대한 응답을 복수의 차량으로부터 수신하는 것, 상기 복수의 차량 중 페어링될 하나의 차량을 선택하는 것을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 방법은 상기 발생한 이벤트를 상기 사용자의 응급 상황 (emergency) 으로 감지하는 것에 기초하여, 상기 보조를 요청하는 메시지를 주변 차량에 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 방법은 상기 지속 시간에 관한 정보에 포함된 카운터가 만료되기 전에 페어링 해제를 요청하는 메시지를 상기 페어링된 차량에 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
무선 통신 시스템에서 차량이 사용자 단말과 통신하는 방법은 상기 사용자 단말로부터 페어링을 요청하는 제 1 메시지를 수신하는 것, 상기 페어링된 사용자 단말로부터 상기 사용자 단말의 사용자의 안전 (safety)과 관련된 보조 (assistance)를 요청하는 제 2 메시지를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제 2 메시지는 상기 사용자에게 발생한 이벤트에 관한 정보 및 상기 보조의 지속 시간에 관한 정보를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 방법은 상기 이벤트에 관한 정보에 기반하여 상기 사용자 단말에게 상기 보조를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 상기 보조를 제공하는 것은 i) 구동 제어 장치를 통해 상기 차량의 속도를 제어하는 것, 또는 ii) 외부 출력 장치를 통해 상기 차량의 외부에 경고를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 상기 보조를 제공하는 것은 상기 제 2 메시지를 상기 차량의 통신 장치를 이용하여 상기 차량의 외부에 릴레이 (relay)시키는 것을 포함할 수 있다.
한편, 상기 방법은 상기 사용자 단말로부터 페어링 해제를 요청하는 제 3 메시지를 수신하는 것, 그리고 i) 상기 제 3 메시지를 수신하는 것 또는 ii) 상기 지속 시간에 관한 정보에 포함된 카운터가 만료되는 것에 기반하여 페어링을 해제하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 차량과 통신하는 방법은 VRU의 단말이 갖는 한계, 예를 들면 낮은 전송 전력, 낮은 GPS 성능, 외부 표출 장치의 부족 및 좁은 커버리지 영역을 극복할 수 있는 기술적 효과를 갖는다.
보다 구체적으로, VRU의 단말은 V2X 차량과 페어링을 통해 사용자 안전과 관련된 지원 (assistance for user safety)을 요청하는 메시지를 전송하고, V2X 차량은 상기 메시지 수신에 기반하여 다양한 사용자 보조 서비스를 제공할 수 있는 기술적 효과를 갖는다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제어 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 장치의 제어 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 신호 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 캐빈 시스템을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 7은 ITS (Intelligent Transport System) station의 참조 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에서 설명된 ITS station의 참조 구조를 기반으로 설계 및 적용 가능한 ITS station 예시 구조이다.
도 9는 applications 계층의 예시 구조를 나타낸다.
도 10은 facilities 계층의 예시 구조를 나타낸다.
도 11은 유럽 ITS network & transport 계층 기능에 대한 기술이다.
도 12는 WSMP에 따라 생성되는 WSM (WAVE Short Message)의 packet 구조를 나타낸다.
도 13은 IEEE 802.11p, Cellular-V2X (LTE-V2X, NR-V2X)에 적용되는 ITS access 계층을 나타낸다.
도 14는 IEEE 802.11p의 MAC sub-layer와 PHY layer의 주요 특징에 대한 구조이다.
도 15는 EDCA (Enhanced Dedicated Channel Access)의 구조를 나타낸다.
도 16은 Physical layer의 송신부 구조를 나타낸다.
도 17은 Cellular-V2X의 MAC 계층과 PHY 계층에서의 데이터 플로우를 나타낸다.
도 18은 상향링크 전송을 위한 프로세싱의 일례를 나타낸다.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다.
도 21은 본 발명이 적용될 수 있는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸다.
도 22는 본 발명이 적용될 수 있는 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 23은 본 발명이 적용될 수 있는 NG-RAN과 5GC 간의 기능적 분할을 나타낸다.
도 24는 본 발명이 적용될 수 있는 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 25는 본 발명이 적용될 수 있는 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 26은 본 발명이 적용될 수 있는 전송 자원이 선택되는 예를 나타낸다.
도 26은 본 발명이 적용될 수 있는 전송 자원이 선택되는 예를 나타낸다.
도 27은 본 발명이 적용될 수 있는 사이드링크 전송 모드 3 또는 4에서 PSCCH가 전송되는 예를 나타낸다.
도 28은 본 발명이 적용될 수 있는 전송 측에서 물리 계층 프로세싱의 일 예를 나타낸다.
도 29는 본 발명이 적용될 수 있는 수신 측에서 물리 계층 프로세싱의 일 예를 나타낸다.
도 30은 본 발명이 적용될 수 있는 V2X에서 동기화 소스(synchronization source) 또는 동기화 기준(synchronization reference)을 나타낸다.
도 31은 본 발명이 적용될 수 있는 BWP가 설정되는 시나리오의 일 예를 나타낸다.
도 32는 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 V2X 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 VRU를 보조하는 V2X 장치와 V2X 차량의 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 V2X 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 35 내지 도 37은 VRU의 V2X 장치가 V2X 차량과 협력을 통해 VRU에게 안전 서비스를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 38 내지 도 39는 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 방법의 메시지 운용 procedure를 설명하기 위한 도면이다.
도 40은 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU 메시지 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 41 내지 도 42는 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU 보조 시스템이 적용된 VRU의 V2X 장치와 V2X 차량의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 43 내지 도 44는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 나타낸다.
도 45 내지 도 46은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 송수신기를 나타낸다.
도 47은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이드링크 통신에 관련된 무선 장치의 동작을 나타낸다.
도 48은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이드링크에 관련된 네트워크 노드의 동작을 나타낸다.
도 49는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 장치 및 네트워크 노드의 구현을 나타낸다.
도 50은 본 발명에 일 실시 예에 따른 통신 시스템을 예시한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제어 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 장치의 제어 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 신호 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 캐빈 시스템을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 7은 ITS (Intelligent Transport System) station의 참조 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에서 설명된 ITS station의 참조 구조를 기반으로 설계 및 적용 가능한 ITS station 예시 구조이다.
도 9는 applications 계층의 예시 구조를 나타낸다.
도 10은 facilities 계층의 예시 구조를 나타낸다.
도 11은 유럽 ITS network & transport 계층 기능에 대한 기술이다.
도 12는 WSMP에 따라 생성되는 WSM (WAVE Short Message)의 packet 구조를 나타낸다.
도 13은 IEEE 802.11p, Cellular-V2X (LTE-V2X, NR-V2X)에 적용되는 ITS access 계층을 나타낸다.
도 14는 IEEE 802.11p의 MAC sub-layer와 PHY layer의 주요 특징에 대한 구조이다.
도 15는 EDCA (Enhanced Dedicated Channel Access)의 구조를 나타낸다.
도 16은 Physical layer의 송신부 구조를 나타낸다.
도 17은 Cellular-V2X의 MAC 계층과 PHY 계층에서의 데이터 플로우를 나타낸다.
도 18은 상향링크 전송을 위한 프로세싱의 일례를 나타낸다.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다.
도 21은 본 발명이 적용될 수 있는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸다.
도 22는 본 발명이 적용될 수 있는 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 23은 본 발명이 적용될 수 있는 NG-RAN과 5GC 간의 기능적 분할을 나타낸다.
도 24는 본 발명이 적용될 수 있는 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 25는 본 발명이 적용될 수 있는 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 26은 본 발명이 적용될 수 있는 전송 자원이 선택되는 예를 나타낸다.
도 26은 본 발명이 적용될 수 있는 전송 자원이 선택되는 예를 나타낸다.
도 27은 본 발명이 적용될 수 있는 사이드링크 전송 모드 3 또는 4에서 PSCCH가 전송되는 예를 나타낸다.
도 28은 본 발명이 적용될 수 있는 전송 측에서 물리 계층 프로세싱의 일 예를 나타낸다.
도 29는 본 발명이 적용될 수 있는 수신 측에서 물리 계층 프로세싱의 일 예를 나타낸다.
도 30은 본 발명이 적용될 수 있는 V2X에서 동기화 소스(synchronization source) 또는 동기화 기준(synchronization reference)을 나타낸다.
도 31은 본 발명이 적용될 수 있는 BWP가 설정되는 시나리오의 일 예를 나타낸다.
도 32는 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 V2X 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 VRU를 보조하는 V2X 장치와 V2X 차량의 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 V2X 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 35 내지 도 37은 VRU의 V2X 장치가 V2X 차량과 협력을 통해 VRU에게 안전 서비스를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 38 내지 도 39는 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 방법의 메시지 운용 procedure를 설명하기 위한 도면이다.
도 40은 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU 메시지 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 41 내지 도 42는 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU 보조 시스템이 적용된 VRU의 V2X 장치와 V2X 차량의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 43 내지 도 44는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 나타낸다.
도 45 내지 도 46은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 송수신기를 나타낸다.
도 47은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이드링크 통신에 관련된 무선 장치의 동작을 나타낸다.
도 48은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이드링크에 관련된 네트워크 노드의 동작을 나타낸다.
도 49는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 장치 및 네트워크 노드의 구현을 나타낸다.
도 50은 본 발명에 일 실시 예에 따른 통신 시스템을 예시한다.
이하 명세서에서, "/" 및 ","는 "및/또는"을 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"를 의미할 수 있다. 나아가, "A, B"는 "A 및/또는 B"를 의미할 수 있다. 나아가, "A/B/C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 어느 하나"를 의미할 수 있다. 나아가, "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 어느 하나"를 의미할 수 있다.
나아가, 이하 명세서에서, "또는"은 "및/또는"을 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, "A 또는 B"는 "오직 A", "오직 B", 및/또는 "A 및 B 모두"를 포함할 수 있다. 다시 말해, 이하 명세서에서 "또는"은 "부가적으로 또는 대안적으로"를 나타내는 것으로 해석되어야 한다.
1. 주행
(1) 차량 외관
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량(10)은, 도로나 선로 위를 주행하는 수송 수단으로 정의된다. 차량(10)은, 자동차, 기차, 오토바이를 포함하는 개념이다. 차량(10)은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량등을 모두 포함하는 개념일 수 있다. 차량(10)은 개인이 소유한 차량일 수 있다. 차량(10)은, 공유형 차량일 수 있다. 차량(10)은 자율 주행 차량일 수 있다.
(2) 차량의 구성 요소
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제어 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 차량(10)은, 사용자 인터페이스 장치(200), 오브젝트 검출 장치(210), 통신 장치(220), 운전 조작 장치(230), 메인 ECU(240), 구동 제어 장치(250), 자율 주행 장치(260), 센싱부(270) 및 위치 데이터 생성 장치(280)를 포함할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(210), 통신 장치(220), 운전 조작 장치(230), 메인 ECU(240), 구동 제어 장치(250), 자율 주행 장치(260), 센싱부(270) 및 위치 데이터 생성 장치(280)는 각각이 전기적 신호를 생성하고, 상호간에 전기적 신호를 교환하는 전자 장치로 구현될 수 있다.
1) 사용자 인터페이스 장치
사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량(10)과 사용자와의 소통을 위한 장치이다. 사용자 인터페이스 장치(200)는, 사용자 입력을 수신하고, 사용자에게 차량(10)에서 생성된 정보를 제공할 수 있다. 차량(10)은, 사용자 인터페이스 장치(200)를 통해, UI(User Interface) 또는 UX(User Experience)를 구현할 수 있다. 사용자 인터페이스 장치(200)는, 입력 장치, 출력 장치 및 사용자 모니터링 장치를 포함할 수 있다.
2) 오브젝트 검출 장치
오브젝트 검출 장치(210)는, 차량(10) 외부의 오브젝트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 오브젝트에 대한 정보는, 오브젝트의 존재 유무에 대한 정보, 오브젝트의 위치 정보, 차량(10)과 오브젝트와의 거리 정보 및 차량(10)과 오브젝트와의 상대 속도 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(210)는, 차량(10) 외부의 오브젝트를 검출할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(210)는, 차량(10) 외부의 오브젝트를 검출할 수 있는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(210)는, 카메라, 레이다, 라이다, 초음파 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(210)는, 센서에서 생성되는 센싱 신호에 기초하여 생성된 오브젝트에 대한 데이터를 차량에 포함된 적어도 하나의 전자 장치에 제공할 수 있다.
2.1) 카메라
카메라는 영상을 이용하여 차량(10) 외부의 오브젝트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 카메라는 적어도 하나의 렌즈, 적어도 하나의 이미지 센서 및 이미지 센서와 전기적으로 연결되어 수신되는 신호를 처리하고, 처리되는 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
카메라는, 모노 카메라, 스테레오 카메라, AVM(Around View Monitoring) 카메라 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 카메라는, 다양한 영상 처리 알고리즘을 이용하여, 오브젝트의 위치 정보, 오브젝트와의 거리 정보 또는 오브젝트와의 상대 속도 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 카메라는, 획득된 영상에서, 시간에 따른 오브젝트 크기의 변화를 기초로, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 카메라는, 핀홀(pin hole) 모델, 노면 프로파일링 등을 통해, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 카메라는, 스테레오 카메라에서 획득된 스테레오 영상에서 디스패러티(disparity) 정보를 기초로 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
카메라는, 차량 외부를 촬영하기 위해 차량에서 FOV(field of view) 확보가 가능한 위치에 장착될 수 있다. 카메라는, 차량 전방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 프런트 윈드 쉴드에 근접하게 배치될 수 있다. 카메라는, 프런트 범퍼 또는 라디에이터 그릴 주변에 배치될 수 있다. 카메라는, 차량 후방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 리어 글라스에 근접하게 배치될 수 있다. 카메라는, 리어 범퍼, 트렁크 또는 테일 게이트 주변에 배치될 수 있다. 카메라는, 차량 측방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서 사이드 윈도우 중 적어도 어느 하나에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라는, 사이드 미러, 휀더 또는 도어 주변에 배치될 수 있다.
2.2) 레이다
레이다는 전파를 이용하여 차량(10) 외부의 오브젝트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 레이다는, 전자파 송신부, 전자파 수신부 및 전자파 송신부 및 전자파 수신부와 전기적으로 연결되어, 수신되는 신호를 처리하고, 처리되는 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 레이다는 전파 발사 원리상 펄스 레이다(Pulse Radar) 방식 또는 연속파 레이다(Continuous Wave Radar) 방식으로 구현될 수 있다. 레이다는 연속파 레이다 방식 중에서 신호 파형에 따라 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)방식 또는 FSK(Frequency Shift Keyong) 방식으로 구현될 수 있다. 레이다는 전자파를 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다. 레이다는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
2.3) 라이다
라이다는, 레이저 광을 이용하여, 차량(10) 외부의 오브젝트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 라이다는, 광 송신부, 광 수신부 및 광 송신부 및 광 수신부와 전기적으로 연결되어, 수신되는 신호를 처리하고, 처리된 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 라이다는, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식으로 구현될 수 있다. 라이다는, 구동식 또는 비구동식으로 구현될 수 있다. 구동식으로 구현되는 경우, 라이다는, 모터에 의해 회전되며, 차량(10) 주변의 오브젝트를 검출할 수 있다. 비구동식으로 구현되는 경우, 라이다는, 광 스티어링에 의해, 차량을 기준으로 소정 범위 내에 위치하는 오브젝트를 검출할 수 있다. 차량(100)은 복수의 비구동식 라이다를 포함할 수 있다. 라이다는, 레이저 광 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다. 라이다는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
3) 통신 장치
통신 장치(220)는, 차량(10) 외부에 위치하는 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. 통신 장치(220)는, 인프라(예를 들면, 서버, 방송국), 타 차량, 단말기 중 적어도 어느 하나와 신호를 교환할 수 있다. 통신 장치(220)는, 통신을 수행하기 위해 송신 안테나, 수신 안테나, 각종 통신 프로토콜이 구현 가능한 RF(Radio Frequency) 회로 및 RF 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 통신 장치는 C-V2X(Cellular V2X) 기술을 기반으로 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. 예를 들어, C-V2X 기술은 LTE 기반의 사이드링크 통신 및/또는 NR 기반의 사이드링크 통신을 포함할 수 있다. C-V2X와 관련된 내용은 후술한다.
예를 들어, 통신 장치는 IEEE 802.11p PHY/MAC 계층 기술과 IEEE 1609 Network/Transport 계층 기술 기반의 DSRC(Dedicated Short Range Communications) 기술 또는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 표준을 기반으로 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. DSRC (또는 WAVE 표준) 기술은 차량 탑재 장치 간 혹은 노변 장치와 차량 탑재 장치 간의 단거리 전용 통신을 통해 ITS(Intelligent Transport System) 서비스를 제공하기 위해 마련된 통신 규격이다. DSRC 기술은 5.9GHz 대역의 주파수를 사용할 수 있고, 3Mbps~27Mbps의 데이터 전송 속도를 가지는 통신 방식일 수 있다. IEEE 802.11p 기술은 IEEE 1609 기술과 결합되어 DSRC 기술 (혹은 WAVE 표준)을 지원할 수 있다.
본 발명의 통신 장치는 C-V2X 기술 또는 DSRC 기술 중 어느 하나만을 이용하여 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. 또는, 본 발명의 통신 장치는 C-V2X 기술 및 DSRC 기술을 하이브리드하여 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다.
4) 운전 조작 장치
운전 조작 장치(230)는, 운전을 위한 사용자 입력을 수신하는 장치이다. 메뉴얼 모드인 경우, 차량(10)은, 운전 조작 장치(230)에 의해 제공되는 신호에 기초하여 운행될 수 있다. 운전 조작 장치(230)는, 조향 입력 장치(예를 들면, 스티어링 휠), 가속 입력 장치(예를 들면, 가속 페달) 및 브레이크 입력 장치(예를 들면, 브레이크 페달)를 포함할 수 있다.
5) 메인 ECU
메인 ECU(240)는, 차량(10) 내에 구비되는 적어도 하나의 전자 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
6) 구동 제어 장치
구동 제어 장치(250)는, 차량(10)내 각종 차량 구동 장치를 전기적으로 제어하는 장치이다. 구동 제어 장치(250)는, 파워 트레인 구동 제어 장치, 샤시 구동 제어 장치, 도어/윈도우 구동 제어 장치, 안전 장치 구동 제어 장치, 램프 구동 제어 장치 및 공조 구동 제어 장치를 포함할 수 있다. 파워 트레인 구동 제어 장치는, 동력원 구동 제어 장치 및 변속기 구동 제어 장치를 포함할 수 있다. 샤시 구동 제어 장치는, 조향 구동 제어 장치, 브레이크 구동 제어 장치 및 서스펜션 구동 제어 장치를 포함할 수 있다. 한편, 안전 장치 구동 제어 장치는, 안전 벨트 제어를 위한 안전 벨트 구동 제어 장치를 포함할 수 있다.
구동 제어 장치(250)는, 적어도 하나의 전자적 제어 장치(예를 들면, 제어 ECU(Electronic Control Unit))를 포함한다.
구종 제어 장치(250)는, 자율 주행 장치(260)에서 수신되는 신호에 기초하여, 차량 구동 장치를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어 장치(250)는, 자율 주행 장치(260)에서 수신되는 신호에 기초하여, 파워 트레인, 조향 장치 및 브레이크 장치를 제어할 수 있다.
7) 자율 주행 장치
자율 주행 장치(260)는, 획득된 데이터에 기초하여, 자율 주행을 위한 패스를 생성할 수 있다. 자율 주행 장치(260)는, 생성된 경로를 따라 주행하기 위한 드라이빙 플랜을 생성 할 수 있다. 자율 주행 장치(260)는, 드라이빙 플랜에 따른 차량의 움직임을 제어하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 자율 주행 장치(260)는, 생성된 신호를 구동 제어 장치(250)에 제공할 수 있다.
자율 주행 장치(260)는, 적어도 하나의 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 기능을 구현할 수 있다. ADAS는, 적응형 크루즈 컨트롤 시스템(ACC : Adaptive Cruise Control), 자동 비상 제동 시스템(AEB : Autonomous Emergency Braking), 전방 충돌 알림 시스템(FCW : Foward Collision Warning), 차선 유지 보조 시스템(LKA : Lane Keeping Assist), 차선 변경 보조 시스템(LCA : Lane Change Assist), 타겟 추종 보조 시스템(TFA : Target Following Assist), 사각 지대 감시 시스템(BSD : Blind Spot Detection), 적응형 하이빔 제어 시스템(HBA : High Beam Assist), 자동 주차 시스템(APS : Auto Parking System), 보행자 충돌 알림 시스템(PD collision warning system), 교통 신호 검출 시스템(TSR : Traffic Sign Recognition), 교통 신호 보조 시스템(TSA : Trafffic Sign Assist), 나이트 비전 시스템(NV : Night Vision), 운전자 상태 모니터링 시스템(DSM : Driver Status Monitoring) 및 교통 정체 지원 시스템(TJA : Traffic Jam Assist) 중 적어도 어느 하나를 구현할 수 있다.
자율 주행 장치(260)는, 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로의 전환 동작 또는 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로의 전환 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 자율 주행 장치(260)는, 사용자 인터페이스 장치(200)로부터 수신되는 신호에 기초하여, 차량(10)의 모드를 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하거나 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환할 수 있다.
8) 센싱부
센싱부(270)는, 차량의 상태를 센싱할 수 있다. 센싱부(270)는, IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 한편, IMU(inertial measurement unit) 센서는, 가속도 센서, 자이로 센서, 자기 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
센싱부(270)는, 적어도 하나의 센서에서 생성되는 신호에 기초하여, 차량의 상태 데이터를 생성할 수 있다. 차량 상태 데이터는, 차량 내부에 구비된 각종 센서에서 감지된 데이터를 기초로 생성된 정보일 수 있다. 센싱부(270)는, 차량 자세 데이터, 차량 모션 데이터, 차량 요(yaw) 데이터, 차량 롤(roll) 데이터, 차량 피치(pitch) 데이터, 차량 충돌 데이터, 차량 방향 데이터, 차량 각도 데이터, 차량 속도 데이터, 차량 가속도 데이터, 차량 기울기 데이터, 차량 전진/후진 데이터, 차량의 중량 데이터, 배터리 데이터, 연료 데이터, 타이어 공기압 데이터, 차량 내부 온도 데이터, 차량 내부 습도 데이터, 스티어링 휠 회전 각도 데이터, 차량 외부 조도 데이터, 가속 페달에 가해지는 압력 데이터, 브레이크 페달에 가해지는 압력 데이터 등을 생성할 수 있다.
9) 위치 데이터 생성 장치
위치 데이터 생성 장치(280)는, 차량(10)의 위치 데이터를 생성할 수 있다. 위치 데이터 생성 장치(280)는, GPS(Global Positioning System) 및 DGPS(Differential Global Positioning System) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 위치 데이터 생성 장치(280)는, GPS 및 DGPS 중 적어도 어느 하나에서 생성되는 신호에 기초하여 차량(10)의 위치 데이터를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 위치 데이터 생성 장치(280)는, 센싱부(270)의 IMU(Inertial Measurement Unit) 및 오브젝트 검출 장치(210)의 카메라 중 적어도 어느 하나에 기초하여 위치 데이터를 보정할 수 있다. 위치 데이터 생성 장치(280)는, GNSS(Global Navigation Satellite System)로 명명될 수 있다.
차량(10)은, 내부 통신 시스템(50)을 포함할 수 있다. 차량(10)에 포함되는 복수의 전자 장치는 내부 통신 시스템(50)을 매개로 신호를 교환할 수 있다. 신호에는 데이터가 포함될 수 있다. 내부 통신 시스템(50)은, 적어도 하나의 통신 프로토콜(예를 들면, CAN, LIN, FlexRay, MOST, 이더넷)을 이용할 수 있다.
(3) 자율 주행 장치의 구성 요소
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 장치의 제어 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 자율 주행 장치(260)는, 메모리(140), 프로세서(170), 인터페이스부(180) 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
메모리(140)는, 프로세서(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(140)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 프로세서(170)에서 처리된 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 메모리(140)는 프로세서(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 자율 주행 장치(260) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 프로세서(170)와 일체형으로 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 메모리(140)는, 프로세서(170)의 하위 구성으로 분류될 수 있다.
인터페이스부(180)는, 차량(10) 내에 구비되는 적어도 하나의 전자 장치와 유선 또는 무선으로 신호를 교환할 수 있다. 인터페이스부(280)는, 오브젝트 검출 장치(210), 통신 장치(220), 운전 조작 장치(230), 메인 ECU(240), 구동 제어 장치(250), 센싱부(270) 및 위치 데이터 생성 장치(280) 중 적어도 어느 하나와 유선 또는 무선으로 신호를 교환할 수 있다. 인터페이스부(280)는, 통신 모듈, 단자, 핀, 케이블, 포트, 회로, 소자 및 장치 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.
전원 공급부(190)는, 자율 주행 장치(260)에 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(190)는, 차량(10)에 포함된 파워 소스(예를 들면, 배터리)로부터 전원을 공급받아, 자율 주행 장치(260)의 각 유닛에 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(190)는, 메인 ECU(240)로부터 제공되는 제어 신호에 따라 동작될 수 있다. 전원 공급부(190)는, SMPS(switched-mode power supply)를 포함할 수 있다.
프로세서(170)는, 메모리(140), 인터페이스부(280), 전원 공급부(190)와 전기적으로 연결되어 신호를 교환할 수 있다. 프로세서(170)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
프로세서(170)는, 전원 공급부(190)로부터 제공되는 전원에 의해 구동될 수 있다. 프로세서(170)는, 전원 공급부(190)에 의해 전원이 공급되는 상태에서 데이터를 수신하고, 데이터를 처리하고, 신호를 생성하고, 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(170)는, 인터페이스부(180)를 통해, 차량(10) 내 다른 전자 장치로부터 정보를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 인터페이스부(180)를 통해, 차량(10) 내 다른 전자 장치로 제어 신호를 제공할 수 있다.
자율 주행 장치(260)는, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 포함할 수 있다. 메모리(140), 인터페이스부(180), 전원 공급부(190) 및 프로세서(170)는, 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결될 수 있다.
(4) 자율 주행 장치의 동작
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 신호 흐름도이다.
1) 수신 동작
도 4를 참조하면, 프로세서(170)는, 수신 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(170)는, 인터페이스부(180)를 통해, 오브젝트 검출 장치(210), 통신 장치(220), 센싱부(270) 및 위치 데이터 생성 장치(280) 중 적어도 어느 하나로부터, 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 오브젝트 검출 장치(210)로부터, 오브젝트 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 통신 장치(220)로부터, HD 맵 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 센싱부(270)로부터, 차량 상태 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 위치 데이터 생성 장치(280)로부터 위치 데이터를 수신할 수 있다.
2) 처리/판단 동작
프로세서(170)는, 처리/판단 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(170)는, 주행 상황 정보에 기초하여, 처리/판단 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(170)는, 오브젝트 데이터, HD 맵 데이터, 차량 상태 데이터 및 위치 데이터 중 적어도 어느 하나에 기초하여, 처리/판단 동작을 수행할 수 있다.
2.1) 드라이빙 플랜 데이터 생성 동작
프로세서(170)는, 드라이빙 플랜 데이터(driving plan data)를 생성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1700는, 일렉트로닉 호라이즌 데이터(Electronic Horizon Data)를 생성할 수 있다. 일렉트로닉 호라이즌 데이터는, 차량(10)이 위치한 지점에서부터 호라이즌(horizon)까지 범위 내에서의 드라이빙 플랜 데이터로 이해될 수 있다. 호라이즌은, 기 설정된 주행 경로를 기준으로, 차량(10)이 위치한 지점에서 기설정된 거리 앞의 지점으로 이해될 수 있다. 호라이즌은, 기 설정된 주행 경로를 따라 차량(10)이 위치한 지점에서부터 차량(10)이 소정 시간 이후에 도달할 수 있는 지점을 의미할 수 있다.
일렉트로닉 호라이즌 데이터는, 호라이즌 맵 데이터 및 호라이즌 패스 데이터를 포함할 수 있다.
2.1.1) 호라이즌 맵 데이터
호라이즌 맵 데이터는, 토폴로지 데이터(topology data), 도로 데이터, HD 맵 데이터 및 다이나믹 데이터(dynamic data) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 호라이즌 맵 데이터는, 복수의 레이어를 포함할 수 있다. 예를 들면, 호라이즌 맵 데이터는, 토폴로지 데이터에 매칭되는 1 레이어, 도로 데이터에 매칭되는 제2 레이어, HD 맵 데이터에 매칭되는 제3 레이어 및 다이나믹 데이터에 매칭되는 제4 레이어를 포함할 수 있다. 호라이즌 맵 데이터는, 스태이틱 오브젝트(static object) 데이터를 더 포함할 수 있다.
토폴로지 데이터는, 도로 중심을 연결해 만든 지도로 설명될 수 있다. 토폴로지 데이터는, 차량의 위치를 대략적으로 표시하기에 알맞으며, 주로 운전자를 위한 내비게이션에서 사용하는 데이터의 형태일 수 있다. 토폴로지 데이터는, 차로에 대한 정보가 제외된 도로 정보에 대한 데이터로 이해될 수 있다. 토폴로지 데이터는, 통신 장치(220)를 통해, 외부 서버에서 수신된 데이터에 기초하여 생성될 수 있다. 토폴로지 데이터는, 차량(10)에 구비된 적어도 하나의 메모리에 저장된 데이터에 기초할 수 있다.
도로 데이터는, 도로의 경사 데이터, 도로의 곡률 데이터, 도로의 제한 속도 데이터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 도로 데이터는, 추월 금지 구간 데이터를 더 포함할 수 있다. 도로 데이터는, 통신 장치(220)를 통해, 외부 서버에서 수신된 데이터에 기초할 수 있다. 도로 데이터는, 오브젝트 검출 장치(210)에서 생성된 데이터에 기초할 수 있다.
HD 맵 데이터는, 도로의 상세한 차선 단위의 토폴로지 정보, 각 차선의 연결 정보, 차량의 로컬라이제이션(localization)을 위한 특징 정보(예를 들면, 교통 표지판, Lane Marking/속성, Road furniture 등)를 포함할 수 있다. HD 맵 데이터는, 통신 장치(220)를 통해, 외부 서버에서 수신된 데이터에 기초할 수 있다.
다이나믹 데이터는, 도로상에서 발생될 수 있는 다양한 동적 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 다이나믹 데이터는, 공사 정보, 가변 속도 차로 정보, 노면 상태 정보, 트래픽 정보, 무빙 오브젝트 정보 등을 포함할 수 있다. 다이나믹 데이터는, 통신 장치(220)를 통해, 외부 서버에서 수신된 데이터에 기초할 수 있다. 다이나믹 데이터는, 오브젝트 검출 장치(210)에서 생성된 데이터에 기초할 수 있다.
프로세서(170)는, 차량(10)이 위치한 지점에서부터 호라이즌까지 범위 내에서의 맵 데이터를 제공할 수 있다.
2.1.2) 호라이즌 패스 데이터
호라이즌 패스 데이터는, 차량(10)이 위치한 지점에서부터 호라이즌까지의 범위 내에서 차량(10)이 취할 수 있는 궤도로 설명될 수 있다. 호라이즌 패스 데이터는, 디시전 포인트(decision point)(예를 들면, 갈림길, 분기점, 교차로 등)에서 어느 하나의 도로를 선택할 상대 확률을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 상대 확률은, 최종 목적지까지 도착하는데 걸리는 시간에 기초하여 계산될 수 있다. 예를 들면, 디시전 포인트에서, 제1 도로를 선택하는 경우 제2 도로를 선택하는 경우보다 최종 목적지에 도착하는데 걸리는 시간이 더 작은 경우, 제1 도로를 선택할 확률은 제2 도로를 선택할 확률보다 더 높게 계산될 수 있다.
호라이즌 패스 데이터는, 메인 패스와 서브 패스를 포함할 수 있다. 메인 패스는, 선택될 상대적 확률이 높은 도로들을 연결한 궤도로 이해될 수 있다. 서브 패스는, 메인 패스 상의 적어도 하나의 디시전 포인트에서 분기될 수 있다. 서브 패스는, 메인 패스 상의 적어도 하나의 디시전 포인트에서 선택될 상대적 확률이 낮은 적어도 어느 하나의 도로를 연결한 궤도로 이해될 수 있다.
3) 제어 신호 생성 동작
프로세서(170)는, 제어 신호 생성 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(170)는, 일렉트로닉 호라이즌 데이터에 기초하여, 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(170)는, 일렉트로닉 호라이즌 데이터에 기초하여, 파워트레인 제어 신호, 브라이크 장치 제어 신호 및 스티어링 장치 제어 신호 중 적어도 어느 하나를 생성할 수 있다.
프로세서(170)는, 인터페이스부(180)를 통해, 생성된 제어 신호를 구동 제어 장치(250)에 전송할 수 있다. 구동 제어 장치(250)는, 파워 트레인(251), 브레이크 장치(252) 및 스티어링 장치(253) 중 적어도 어느 하나에 제어 신호를 전송할 수 있다.
2. 캐빈
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 캐빈 시스템을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 차량용 캐빈 시스템(300)(이하, 캐빈 시스템)은 차량(10)을 이용하는 사용자를 위한 편의 시스템으로 정의될 수 있다. 캐빈 시스템(300)은, 디스플레이 시스템(350), 카고 시스템(355), 시트 시스템(360) 및 페이 먼트 시스템(365)을 포함하는 최상위 시스템으로 설명될 수 있다. 캐빈 시스템(300)은, 메인 컨트롤러(370), 메모리(340), 인터페이스부(380), 전원 공급부(390), 입력 장치(310), 영상 장치(320), 통신 장치(330), 디스플레이 시스템(350), 카고 시스템(355), 시트 시스템(360) 및 페이먼트 시스템(365)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 캐빈 시스템(300)은, 본 명세서에서 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
1) 메인 컨트롤러
메인 컨트롤러(370)는, 입력 장치(310), 통신 장치(330), 디스플레이 시스템(350), 카고 시스템(355), 시트 시스템(360) 및 페이먼트 시스템(365)과 전기적으로 연결되어 신호를 교환할 수 있다. 메인 컨트롤러(370)는, 입력 장치(310), 통신 장치(330), 디스플레이 시스템(350), 카고 시스템(355), 시트 시스템(360) 및 페이먼트 시스템(365)을 제어할 수 있다. 메인 컨트롤러(370)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
메인 컨트롤러(370)는, 적어도 하나의 서브 컨트롤러로 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 메인 컨트롤러(370)는, 복수의 서브 컨트롤러를 포함할 수 있다. 복수의 서브 컨트롤러는 각각이, 그루핑된 캐빈 시스템(300)에 포함된 장치 및 시스템을 개별적으로 제어할 수 있다. 캐빈 시스템(300)에 포함된 장치 및 시스템은, 기능별로 그루핑되거나, 착좌 가능한 시트를 기준으로 그루핑될 수 있다.
메인 컨트롤러(370)는, 적어도 하나의 프로세서(371)를 포함할 수 있다. 도 6에는 메인 컨트롤러(370)가 하나의 프로세서(371)를 포함하는 것으로 예시되나, 메인 컨트롤러(371)는, 복수의 프로세서를 포함할 수도 있다. 프로세서(371)는, 상술한 서브 컨트롤러 중 어느 하나로 분류될 수도 있다.
프로세서(371)는, 통신 장치(330)를 통해, 사용자 단말기로부터 신호, 정보 또는 데이터를 수신할 수 있다. 사용자 단말기는, 캐빈 시스템(300)에 신호, 정보 또는 데이터를 전송할 수 있다.
프로세서(371)는, 영상 장치에 포함된 내부 카메라 및 외부 카메 중 적어도 어느 하나에서 수신되는 영상 데이터에 기초하여, 사용자를 특정할 수 있다. 프로세서(371)는, 영상 데이터에 영상 처리 알고리즘을 적용하여 사용자를 특정할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(371)는, 사용자 단말기로부터 수신되는 정보와 영상 데이터를 비교하여 사용자를 특정할 수 있다. 예를 들면, 정보는, 사용자의 경로 정보, 신체 정보, 동승자 정보, 짐 정보, 위치 정보, 선호하는 컨텐츠 정보, 선호하는 음식 정보, 장애 여부 정보 및 이용 이력 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
메인 컨트롤러(370)는, 인공지능 에이전트(artificial intelligence agent)(372)를 포함할 수 있다. 인공지능 에이전트(372)는, 입력 장치(310)를 통해 획득된 데이터를 기초로 기계 학습(machine learning)을 수행할 수 있다. 인공지능 에이전트(372)는, 기계 학습된 결과에 기초하여, 디스플레이 시스템(350), 카고 시스템(355), 시트 시스템(360) 및 페이먼트 시스템(365) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다.
2) 필수 구성 요소
메모리(340)는, 메인 컨트롤러(370)와 전기적으로 연결된다. 메모리(340)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(340)는, 메인 컨트롤러(370)에서 처리된 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(340)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 메모리(340)는 메인 컨트롤러(370)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 캐빈 시스템(300) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(340)는, 메인 컨트롤러(370)와 일체형으로 구현될 수 있다.
인터페이스부(380)는, 차량(10) 내에 구비되는 적어도 하나의 전자 장치와 유선 또는 무선으로 신호를 교환할 수 있다. 인터페이스부(380)는, 통신 모듈, 단자, 핀, 케이블, 포트, 회로, 소자 및 장치 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.
전원 공급부(390)는, 캐빈 시스템(300)에 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(390)는, 차량(10)에 포함된 파워 소스(예를 들면, 배터리)로부터 전원을 공급받아, 캐빈 시스템(300)의 각 유닛에 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(390)는, 메인 컨트롤러(370)로부터 제공되는 제어 신호에 따라 동작될 수 있다. 예를 들면, 전원 공급부(390)는, SMPS(switched-mode power supply)로 구현될 수 있다.
캐빈 시스템(300)은, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 포함할 수 있다. 메인 컨트롤러(370), 메모리(340), 인터페이스부(380) 및 전원 공급부(390)는, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판에 실장될 수 있다.
3) 입력 장치
입력 장치(310)는, 사용자 입력을 수신할 수 있다. 입력 장치(310)는, 사용자 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 입력 장치(310)에 의해 전환된 전기적 신호는 제어 신호로 전환되어 디스플레이 시스템(350), 카고 시스템(355), 시트 시스템(360) 및 페이먼트 시스템(365) 중 적어도 어느 하나에 제공될 수 있다. 메인 컨트롤러(370) 또는 캐빈 시스템(300)에 포함되는 적어도 하나의 프로세서는 입력 장치(310)로부터 수신되는 전기적 신호에 기초한 제어 신호를 생성할 수 있다.
입력 장치(310)는, 터치 입력부, 제스쳐 입력부, 기계식 입력부 및 음성 입력부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 터치 입력부는, 사용자의 터치 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 터치 입력부는, 사용자의 터치 입력을 감지하기 위해 적어도 하나의 터치 센서를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 터치 입력부는 디스플레이 시스템(350)에 포함되는 적어도 하나의 디스플레이 와 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한, 터치 스크린은, 캐빈 시스템(300)과 사용자 사이의 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 함께 제공할 수 있다. 제스쳐 입력부는, 사용자의 제스쳐 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 제스쳐 입력부는, 사용자의 제스쳐 입력을 감지하기 위한 적외선 센서 및 이미지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제스쳐 입력부는, 사용자의 3차원 제스쳐 입력을 감지할 수 있다. 이를 위해, 제스쳐 입력부는, 복수의 적외선 광을 출력하는 광출력부 또는 복수의 이미지 센서를 포함할 수 있다. 제스쳐 입력부는, TOF(Time of Flight) 방식, 구조광(Structured light) 방식 또는 디스패러티(Disparity) 방식을 통해 사용자의 3차원 제스쳐 입력을 감지할 수 있다. 기계식 입력부는, 기계식 장치를 통한 사용자의 물리적인 입력(예를 들면, 누름 또는 회전)을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 기계식 입력부는, 버튼, 돔 스위치(dome switch), 조그 휠 및 조그 스위치 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 한편, 제스쳐 입력부와 기계식 입력부는 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 입력 장치(310)는, 제스쳐 센서가 포함되고, 주변 구조물(예를 들면, 시트, 암레스트 및 도어 중 적어도 어느 하나)의 일부분에서 출납 가능하게 형성된 조그 다이얼 장치를 포함할 수 있다. 조그 다이얼 장치가 주변 구조물과 평평한 상태를 이룬 경우, 조그 다이얼 장치는 제스쳐 입력부로 기능할 수 있다. 조그 다이얼 장치가 주변 구조물에 비해 돌출된 상태의 경우, 조그 다이얼 장치는 기계식 입력부로 기능할 수 있다. 음성 입력부는, 사용자의 음성 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 음성 입력부는, 적어도 하나의 마이크로 폰을 포함할 수 있다. 음성 입력부는, 빔 포밍 마이크(Beam foaming MIC)를 포함할 수 있다.
4) 영상 장치
영상 장치(320)는, 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있다. 영상 장치(320)는, 내부 카메라 및 외부 카메라 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 내부 카메라는, 캐빈 내의 영상을 촬영할 수 있다. 외부 카메라는, 차량 외부 영상을 촬영할 수 있다. 내부 카메라는, 캐빈 내의 영상을 획득할 수 있다. 영상 장치(320)는, 적어도 하나의 내부 카메라를 포함할 수 있다. 영상 장치(320)는, 탑승 가능 인원에 대응되는 갯수의 카메라를 포함하는 것이 바람직하다. 영상 장치(320)는, 내부 카메라에 의해 획득된 영상을 제공할 수 있다. 메인 컨트롤러(370) 또는 캐빈 시스템(300)에 포함되는 적어도 하나의 프로세서는, 내부 카메라에 의해 획득된 영상에 기초하여 사용자의 모션을 검출하고, 검출된 모션에 기초하여 신호를 생성하여, 디스플레이 시스템(350), 카고 시스템(355), 시트 시스템(360) 및 페이먼트 시스템(365) 중 적어도 어느 하나에 제공할 수 있다. 외부 카메라는, 차량 외부 영상을 획득할 수 있다. 영상 장치(320)는, 적어도 하나의 외부 카메라를 포함할 수 있다. 영상 장치(320)는, 탑승 도어에 대응되는 갯수의 카메라를 포함하는 것이 바람직하다. 영상 장치(320)는, 외부 카메라에 의해 획득된 영상을 제공할 수 있다. 메인 컨트롤러(370) 또는 캐빈 시스템(300)에 포함되는 적어도 하나의 프로세서는, 외부 카메라에 의해 획득된 영상에 기초하여 사용자 정보를 획득할 수 있다. 메인 컨트롤러(370) 또는 캐빈 시스템(300)에 포함되는 적어도 하나의 프로세서는, 사용자 정보에 기초하여, 사용자를 인증하거나, 사용자의 신체 정보(예를 들면, 신장 정보, 체중 정보 등), 사용자의 동승자 정보, 사용자의 짐 정보 등을 획득할 수 있다.
5) 통신 장치
통신 장치(330)는, 외부 디바이스와 무선으로 신호를 교환할 수 있다. 통신 장치(330)는, 네트워크 망을 통해 외부 디바이스와 신호를 교환하거나, 직접 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. 외부 디바이스는, 서버, 이동 단말기 및 타 차량 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 통신 장치(330)는, 적어도 하나의 사용자 단말기와 신호를 교환할 수 있다. 통신 장치(330)는, 통신을 수행하기 위해 안테나, 적어도 하나의 통신 프로토콜이 구현 가능한 RF(Radio Frequency) 회로 및 RF 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 통신 장치(330)는, 복수의 통신 프로토콜을 이용할 수도 있다. 통신 장치(330)는, 이동 단말기와의 거리에 따라 통신 프로토콜을 전환할 수 있다.
예를 들어, 통신 장치는 C-V2X(Cellular V2X) 기술을 기반으로 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. 예를 들어, C-V2X 기술은 LTE 기반의 사이드링크 통신 및/또는 NR 기반의 사이드링크 통신을 포함할 수 있다. C-V2X와 관련된 내용은 후술한다.
예를 들어, 통신 장치는 IEEE 802.11p PHY/MAC 계층 기술과 IEEE 1609 Network/Transport 계층 기술 기반의 DSRC(Dedicated Short Range Communications) 기술 또는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 표준을 기반으로 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. DSRC (또는 WAVE 표준) 기술은 차량 탑재 장치 간 혹은 노변 장치와 차량 탑재 장치 간의 단거리 전용 통신을 통해 ITS(Intelligent Transport System) 서비스를 제공하기 위해 마련된 통신 규격이다. DSRC 기술은 5.9GHz 대역의 주파수를 사용할 수 있고, 3Mbps~27Mbps의 데이터 전송 속도를 가지는 통신 방식일 수 있다. IEEE 802.11p 기술은 IEEE 1609 기술과 결합되어 DSRC 기술 (혹은 WAVE 표준)을 지원할 수 있다.
본 발명의 통신 장치는 C-V2X 기술 또는 DSRC 기술 중 어느 하나만을 이용하여 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. 또는, 본 발명의 통신 장치는 C-V2X 기술 및 DSRC 기술을 하이브리드하여 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다.
6) 디스플레이 시스템
디스플레이 시스템(350)은, 그래픽 객체를 표시할 수 있다. 디스플레이 시스템(350)은, 적어도 하나의 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 시스템(350)은, 공용으로 이용 가능한 제1 디스플레이 장치(410)와 개별 이용 가능한 제2 디스플레이 장치(420)를 포함할 수 있다.
6.1) 공용 디스플레이 장치
제1 디스플레이 장치(410)는, 시각적 컨텐츠를 출력하는 적어도 하나의 디스플레이(411)를 포함할 수 있다. 제1 디스플레이 장치(410)에 포함되는 디스플레이(411)는, 평면 디스플레이. 곡면 디스플레이, 롤러블 디스플레이 및 플렉서블 디스플레이 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있다. 예를 들면, 제1 디스플레이 장치(410)는, 시트 후방에 위치하고, 캐빈 내로 출납 가능하게 형성된 제1 디스플레이(411) 및 상기 제1 디스플레이(411)를 이동시키기 위한 제1 메카니즘를 포함할 수 있다. 제1 디스플레이(411)는, 시트 메인 프레임에 형성된 슬롯에 출납 가능하게 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 디스플레이 장치(410)는, 플렉서블 영역 조절 메카니즘을 더 포함할 수 있다. 제1 디스플레이는, 플렉서블하게 형성될 수 있고, 사용자의 위치에 따라, 제1 디스플레이의 플렉서블 영역이 조절될 수 있다. 예를 들면, 제1 디스플레이 장치(410)는, 캐빈내 천장에 위치하고, 롤러블(rollable)하게 형성된 제2 디스플레이 및 상기 제2 디스플레이를 감거나 풀기 위한 제2 메카니즘을 포함할 수 있다. 제2 디스플레이는, 양면에 화면 출력이 가능하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 디스플레이 장치(410)는, 캐빈내 천장에 위치하고, 플렉서블(flexible)하게 형성된 제3 디스플레이 및 상기 제3 디스플레이를 휘거나 펴기위한 제3 메카니즘을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 디스플레이 시스템(350)은, 제1 디스플레이 장치(410) 및 제2 디스플레이 장치(420) 중 적어도 어느 하나에 제어 신호를 제공하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함할 수 있다. 디스플레이 시스템(350)에 포함되는 프로세서는, 메인 컨트롤러(370), 입력 장치(310), 영상 장치(320) 및 통신 장치(330) 중 적어도 어느 하나로부터 수신되는 신호에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
제1 디스플레이 장치(410)에 포함되는 디스플레이의 표시 영역은, 제1 영역(411a) 및 제2 영역(411b)으로 구분될 수 있다. 제1 영역(411a)은, 컨텐츠를 표시 영역으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 제 1영역(411)은, 엔터테인먼트 컨텐츠(예를 들면, 영화, 스포츠, 쇼핑, 음악 등), 화상 회의, 음식 메뉴 및 증강 현실 화면에 대응하는 그래픽 객체 중 적어도 어느 하나를 표시할 수 있다. 제1 영역(411a)은, 차량(10)의 주행 상황 정보에 대응하는 그래픽 객체를 표시할 수 있다. 주행 상황 정보는, 주행 상황 정보는, 차량 외부의 오브젝트 정보, 내비게이션 정보 및 차량 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 차량 외부의 오브젝트 정보는, 오브젝트의 존재 유무에 대한 정보, 오브젝트의 위치 정보, 차량(300)과 오브젝트와의 거리 정보 및 차량(300)과 오브젝트와의 상대 속도 정보를 포함할 수 있다. 내비게이션 정보는, 맵(map) 정보, 설정된 목적지 정보, 상기 목적지 설정 따른 경로 정보, 경로 상의 다양한 오브젝트에 대한 정보, 차선 정보 및 차량의 현재 위치 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 차량 상태 정보는, 차량의 자세 정보, 차량의 속도 정보, 차량의 기울기 정보, 차량의 중량 정보, 차량의 방향 정보, 차량의 배터리 정보, 차량의 연료 정보, 차량의 타이어 공기압 정보, 차량의 스티어링 정보, 차량 실내 온도 정보, 차량 실내 습도 정보, 페달 포지션 정보 및 차량 엔진 온도 정보 등을 포함할 수 있다. 제2 영역(411b)은, 사용자 인터페이스 영역으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 제2 영역(411b)은, 인공 지능 에이전트 화면을 출력할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 영역(411b)은, 시트 프레임으로 구분되는 영역에 위치할 수 있다. 이경우, 사용자는, 복수의 시트 사이로 제2 영역(411b)에 표시되는 컨텐츠를 바라볼 수 있다. 실시예에 따라, 제1 디스플레이 장치(410)는, 홀로그램 컨텐츠를 제공할 수 있다. 예를 들면, 제1 디스플레이 장치(410)는, 복수의 사용자별로 홀로그램 컨텐츠를 제공하여 컨텐츠를 요청한 사용자만 해당 컨텐츠를 시청하게 할 수 있다.
6.2) 개인용 디스플레이 장치
제2 디스플레이 장치(420)는, 적어도 하나의 디스플레이(421)을 포함할 수 있다. 제2 디스플레이 장치(420)는, 개개의 탑승자만 디스플레이 내용을 확인할 수 있는 위치에 디스플레이(421)을 제공할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(421)은, 시트의 암 레스트에 배치될 수 있다. 제2 디스플레이 장치(420)는, 사용자의 개인 정보에 대응되는 그래픽 객체를 표시할 수 있다. 제2 디스플레이 장치(420)는, 탑승 가능 인원에 대응되는 갯수의 디스플레이(421)을 포함할 수 있다. 제2 디스플레이 장치(420)는, 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 제2 디스플레이 장치(420)는, 시트 조정 또는 실내 온도 조정의 사용자 입력을 수신하기 위한 그래픽 객체를 표시할 수 있다.
7) 카고 시스템
카고 시스템(355)은, 사용자의 요청에 따라 상품을 사용자에게 제공할 수 있다. 카고 시스템(355)은, 입력 장치(310) 또는 통신 장치(330)에 의해 생성되는 전기적 신호에 기초하여 동작될 수 있다. 카고 시스템(355)은, 카고 박스를 포함할 수 있다. 카고 박스는, 상품들이 적재된 상태로 시트 하단의 일 부분에 은닉될 수 있다. 사용자 입력에 기초한 전기적 신호가 수신되는 경우, 카고 박스는, 캐빈으로 노출될 수 있다. 사용자는 노출된 카고 박스에 적재된 물품 중 필요한 상품을 선택할 수 있다. 카고 시스템(355)은, 사용자 입력에 따른 카고 박스의 노출을 위해, 슬라이딩 무빙 메카니즘, 상품 팝업 메카니즘을 포함할 수 있다. 카고 시스템은(355)은, 다양한 종류의 상품을 제공하기 위해 복수의 카고 박스를 포함할 수 있다. 카고 박스에는, 상품별로 제공 여부를 판단하기 위한 무게 센서가 내장될 수 있다.
8) 시트 시스템
시트 시스템(360)은, 사용자에 맞춤형 시트를 사용자에게 제공할 수 있다. 시트 시스템(360)은, 입력 장치(310) 또는 통신 장치(330)에 의해 생성되는 전기적 신호에 기초하여 동작될 수 있다. 시트 시스템(360)은, 획득된 사용자 신체 데이터에 기초하여, 시트의 적어도 하나의 요소를 조정할 수 있다. 시트 시스템(360)은 사용자의 착좌 여부를 판단하기 위한 사용자 감지 센서(예를 들면, 압력 센서)를 포함할 수 있다. 시트 시스템(360)은, 복수의 사용자가 각각 착좌할 수 있는 복수의 시트를 포함할 수 있다. 복수의 시트 중 어느 하나는 적어도 다른 하나와 마주보게 배치될 수 있다. 캐빈 내부의 적어도 두명의 사용자는 서로 마주보고 앉을 수 있다.
9) 페이먼트 시스템
페이먼트 시스템(365)은, 결제 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다. 페이먼트 시스템(365)은, 입력 장치(310) 또는 통신 장치(330)에 의해 생성되는 전기적 신호에 기초하여 동작될 수 있다. 페이먼트 시스템(365)은, 사용자가 이용한 적어도 하나의 서비스에 대한 가격을 산정하고, 산정된 가격이 지불되도록 요청할 수 있다.
3. Vehicular Communications for ITS
Overview
V2X (Vehicle-to-Everything, 차량 통신)을 활용하는 ITS (Intelligent Transport System)는 주요하게 Access layer (접속 계층), Network & Transport layer (네트워킹 및 트랜스포트 계층), Facilities layer (퍼실리티 계층), Application layer (애플리케이션 계층), Security (보안)와 Management (관리) Entity (엔터티) 등으로 구성될 수 있다.
차량 통신은, 차량 간 통신 (V2V), 차량과 기지국 간 통신 (V2N, N2V), 차량과 RSU (Road-Side Unit) 간 통신(V2I, I2V), RSU 간 통신 (I2I), 차량과 사람 간 통신 (V2P, P2V), RSU와 사람 간 통신 (I2P, P2I) 등 다양한 시나리에 적용될 수 있다. 차량 통신의 주체가 되는 차량, 기지국, RSU, 사람 등은 ITS station이라고 지칭된다.
Architecture
도 7은 ISO 21217/EN 302 665에서 정의한 ITS station reference architecture (참조 구조) 로서, Access layer, Network & Transport layer, Facilities layer과 Security와 Management를 위한 Entity 및 최상위에는 Application layer으로 구성되어 있으며, 기본적으로 layered OSI (계층 OSI) 모델을 따른다.
다음은 도 7의 OSI 모델을 기반한 ITS station 참조 구조 특징을 설명한다. ITS station의 access 계층은 OSI 계층 1 (physical 계층)과 계층 2 (data link 계층)에 상응하며, ITS station의 network & transport 계층은 OSI 계층 3 (network 계층)과 계층 4 (transport 계층)에 상응하고, ITS station의 facilities 계층은 OSI 계층 5 (session 계층), 계층 6 (presentation 계층) 및 계층 7 (application 계층)에 상응한다.
ITS station의 최상위에 위치한 application 계층은 use-case를 실제 구현하여 지원하는 기능을 수행하며 use-case에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. Management entity는 ITS station의 communication 및 동작을 비롯한 모든 계층을 관리하는 역할을 수행한다. Security entity는 모든 계층에 대한 security service를 제공한다. ITS station의 각 계층은 상호 간 interface (인터페이스)를 통해 차량 통신을 통해 전송할 혹은 수신한 데이터 및 다양한 목적의 부가 정보들을 교환한다. 다음은 다양한 인터페이스에 대한 약어 설명이다.
MA: Interface between management entity and application layer
MF: Interface between management entity and facilities layer
MN: Interface between management entity and networking & transport layer
MI: Interface between management entity and access layer
FA: Interface between facilities layer and ITS-S applications
NF: Interface between networking & transport layer and facilities layer
IN: Interface between access layer and networking & transport layer
SA: Interface between security entity and ITS-S applications
SF: Interface between security entity and facilities layer
SN: Interface between security entity and networking & transport layer
SI: Interface between security entity and access layer
도 8은 도 7에서 설명된 ITS station의 참조 구조를 기반으로 설계 및 적용 가능한 ITS station 예시 구조이다. 도 7 구조의 주된 개념은 통신 네트워크로 구성된 두 개의 종단 차량/이용자 사이에서, 통신 처리를 각 계층이 가지고 있는 특별한 기능을 가지고 계층별로 나눌 수 있도록 하는 것이다. 즉, 차량 간 메시지가 생성되면, 차량 및 ITS 시스템 (또는 기타 ITS 관련 단말기/시스템)에서 한 계층씩 아래로 각 층을 통과하여 데이터가 전달되고, 다른 쪽에서는 메시지가 도착할 때 메시지를 받는 차량 또는 ITS (또는 기타 ITS 관련 단말기/시스템)는 한 계층씩 위로 통과하여 전달된다.
차량 통신 및 네트워크를 통한 ITS 시스템은, 다양한 use-case 지원을 위해 다양한 접속 기술, 네트워크 프로토콜, 통신 인터페이스 등을 고려하여 유기적으로 설계되며, 하기 기술된 각 계층의 역할 및 기능은 상황에 따라 변경될 수 있다. 다음은 각 계층별 주요 기능에 간략히 기술한다:
Applications layer
Application layer는 다양한 use-case를 실제 구현하여 지원하는 역할을 수행하며, 예로서 안전 및 효율적 교통정보, 기타 오락 정보 등을 제공한다.
도 9는 applications layer 예시 구조를 나타낸다. Application 계층은 application이 속한 ITS Station을 다양한 형태로 제어하거나, 하위의 access 계층, network & transport 계층, facilities 계층을 통해 서비스 메시지를 차량 통신을 통해 종단 차량/이용자/인프라 등에 전달하여 서비스를 제공한다. 이때 ITS application은 다양한 use case를 지원할 수 있으며, 일반적으로 이러한 use-case들은 road-safety, traffic efficiency, local services, 그리고 infotainment 등 other application으로 grouping 되어 지원될 수 있다. 도 9의 application classification, use-case등은 새로운 application 시나리오가 정의되면 update 될 수 있다. 도 9 에서 layer management는 application 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련 정보는 MA (interface between management entity and application 계층) 와 SA (interface between security entity and ITS-S applications) (또는 SAP: Service Access Point, 예 MA-SAP, SA-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Application 계층에서 facilities 계층으로의 request 또는 facilities 계층에서 application 계층으로의 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 FA (interface between facilities layer and ITS-S applications 또는 FA-SAP)를 통해 수행된다.
Facilities layer
Facilities layer는 상위 application 계층에서 정의된 다양한 use-case를 효과적으로 실현할 수 있도록 지원하는 역할을 수행하며, 예로서 application support, information support, session/communication support를 수행한다.
도 10은 facilities layer의 예시 구조를 나타낸다. Facility 계층은 기본적으로 OSI 모델의 상위 3개 계층, 예) session 계층, presentation 계층, application 계층, 기능을 지원한다. 구체적으로는, ITS를 위해 도 10에서 보이듯이 Application support, Information support, Session/communication support 등과 같은 facilities를 제공한다. 여기서 facilities는 기능 (functionality), 정보 (information), 데이터 (data)를 제공하는 컴포넌트 (component)를 의미한다.
[Application support facilities]: ITS application의 동작을 (주로 ITS 용 메시지 생성 및 하위계층과의 송수신, 및 그에 대한 관리) 지원하는 facilities로 CA (Cooperative Awareness) basic service, DEN (Decentralized Environmental Notification) basic service 등이 있다. 향후에는 CACC (Cooperative Adaptive Cruise Control), Platooning, VRU (Vulnerable Roadside User), CPS (Collective Perception Service) 등 새로운 서비스를 위한 facilities entity 및 관련된 메시지가 추가 정의될 수 있다.
[Information support facilities]: 다양한 ITS application에 의해 사용될 공통된 데이터 정보나 데이터베이스를 제공하는 facilities로 Local Dynamic Map (LDM) 등이 있다.
[Session/communication support facilities]: communications and session management를 위한 서비스를 제공하는 facilities로서 addressing mode와 session support 등이 있다.
또한 facilities는 도 10에서 보이듯이 common facilities와 domain facilities로 나뉠 수 있다.
[Common facilities]: 다양한 ITS application과 ITS station 동작에 필요한 공통적 서비스나 기능을 제공하는 facilities이며, 예로서 time management, position management, 그리고 services managements등이 있다.
[Domain facilities]: 일부 (하나 또는 복수의) ITS application에만 필요한 특별한 서비스나 기능을 제공하는 facilities이며, 예로서 Road Hazard Warning applications (RHW)를 위한 DEN basic service 등이 있다. Domain facilities는 optional 기능으로서 ITS station에 의해 지원되지 않으면 사용되지 않는다.
도 10에서 layer management는 facilities 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련정보는 MF (interface between management entity and facilities 계층) 와 SF (interface between security entity and facilities 계층) (또는 MF-SAP, SF-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Application 계층에서 facilities 계층으로의 request 또는 facilities 계층에서 application 계층으로의 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 FA (또는 FA-SAP)를 통해 이루어지며, facilities 계층과 하위 networking & transport 계층 간의 양방향 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 NF (interface between networking & transport 계층 and facilities 계층, 또는 NF-SAP)에 의해 이루어진다.
Network & Transport layer
다양한 트랜스포트 프로토콜과 네트워크 프로토콜의 지원을 통해 동종 (Homogenous) 또는 이종 (Heterogeneous) 네트워크 간 차량 통신을 위한 네트워크를 구성하는 역할을 수행한다. 예로서 TCP/UDP+IPv6 등 인터넷 프로토콜을 이용한 인터넷 접속, 라우팅 및 차량 네트워크를 제공하며, BTP (Basic Transport Protocol)와 GeoNetworking 기반 프로토콜을 이용하여 차량 네트워크를 형성할 수 있다. 이때 지리적 위치 정보 (Geographical position)를 활용한 네트워킹도 지원될 수 있다. 차량 네트워크 계층은 access layer에 사용되는 기술에 의존적으로 (access layer technology-dependent) 설계되거나 구성될 수 있으며, access layer에 사용되는 기술에 상관 없이 (access layer technology-independent, access layer technology agnostic) 설계되거나 구성될 수 있다.
도 11은 유럽 ITS network & transport 계층 기능에 대한 기술이다. 기본적으로 ITS network & transport 계층의 기능은 OSI 3 계층 (network 계층)와 4 계층 (transport 계층)과 유사 또는 동일하며 다음과 같은 특징을 지닌다.
[Transport layer]: transport layer는 상위 계층 (session 계층, presentation 계층, application 계층)과 하위 계층 (network 계층, data link 계층, physical 계층)에서 제공받은 서비스 메시지와 관련정보를 전달하는 연결 계층으로서, 송신 ITS station의 application이 보낸 데이터가 목적지로 하는 ITS station의 application process에 정확하게 도착하도록 관리하는 역할을 한다. 유럽 ITS에서 고려될 수 있는 transport 프로토콜은 예로서 도 11에서 보이듯 기존의 인터넷 프로토콜로 사용되는 TCP, UDP 등이 있으며, BTS 등 ITS 만을 위한 transport 프로토콜 등이 있다.
[Network layer]: Network layer는 논리적인 주소 및 패킷의 전달 방식/경로 등을 결정하고, transport 계층에서 제공받은 패킷에 목적지의 논리적인 주소 및 전달 경로/방식 등의 정보를 네트워크 계층의 헤더에 추가하는 역할을 한다. 패킷 방식의 예로서 ITS station 간 unicast (유니캐스트), broadcast (브로드캐스트), multicast (멀티캐스트) 등이 고려될 수 있다. ITS를 위한 networking 프로토콜은 GeoNetworking, IPv6 networking with mobility support, IPv6 over GeoNetworking 등 다양하게 고려 될 수 있다. GeoNetworking 프로토콜은 단순한 패킷 전송뿐만 아니라, 차량을 포함한 station의 위치정보를 이용한 forwarding (포워딩) 혹은 forwarding hop 개수 등을 이용한 forwarding 등의 다양한 전달 경로 혹은 전달 범위를 적용할 수 있다.
도 11에서 layer management는 network & transport 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련정보는 MN (interface between management entity and networking & transport 계층, 또는 MN-SAP) 와 SN (interface between security entity and networking & transport 계층, 또는 SN-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Facilities 계층과 networking & transport 계층 간의 양방향 서비스메시지 및 관련정보의 전달은 NF (또는 NF-SAP)에 의해 이루어지며, networking & transport 계층과 access 계층 간의 서비스메시지 및 관련정보의 교환은 IN (interface between access layer and networking & transport 계층, 또는 IN-SAP)에 의해 이루어진다.
북미 ITS network & transport 계층은, 유럽과 마찬가지로 기존의 IP 데이터를 지원하기 위해 IPv6 와 TCP/UDP를 지원하고 있으며, ITS만을 위한 프로토콜로는 WSMP (WAVE Short Message Protocol)를 정의하고 있다.
도 12는 WSMP에 따라 생성되는 WSM (WAVE Short Message)의 packet 구조를 도식화 한 것으로 WSMP Header 와 Message가 전송되는 WSM data로 구성된다. WSMP header 는 version, PSID, WSMP header extension field, WSM WAVE element ID, length로 구성된다.
Version 은 4bits 의 실제 WSMP 버전을 나타내는 WsmpVersion 필드와 4bits 의 reserved 필드로 정의 된다.
PSID 는 provider service identifier 로 상위 레이어에서 application 에 따라 할당 되며, 수신기 측에서 적절한 상위 계층을 결정하는데 도움을 준다.
Extension fields 는 WSMP header 를 확장하기 위한 필드로 channel number, data-rate, transmit power used 와 같은 정보들이 삽입된다.
WSMP WAVE element ID 는 전송되는 WAVE short message 의 타입을 지정하게 된다.
Lenth 는 12bits 의 WSMLemgth 필드를 통해 전송되는 WSM data 의 길이를 octets 단위로 지정해주게 되며, 나머지 4bits는 reserved 되어 있다.
LLC Header 는 IP data 와 WSMP data 를 구별하여 전송할 수 있게 해주는 기능을 하며, SNAP 의 Ethertype 을 통해 구별된다. LLC header 와 SNAP header 의 구조는 IEEE802.2 에서 정의 되어 있다. IP data 를 전송 하는 경우 Ethertype 은 0x86DD 로 설정하여 LLC header 를 구성한다. WSMP 를 전송하는 경우 Ethertype 은 0x88DC 로 설정하여 LLC header 를 구성한다. 수신기의 경우, Ethertype 을 확인 하고 0x86DD 인 경우 IP data path 로 packet 을 올려 보내고, Ethertype 이 0x88DC 인 경우 WSMP path로 올려 보내게 된다.
Access layer
Access layer는 상위 계층으로부터 받은 메시지나 데이터를 물리적 채널을 통해 전송하는 역할을 수행한다. Access layer 기술로서, IEEE 802.11p를 기반한 ITS-G5 차량 통신 기술, 위성/광대역 무선 이동 통신 기술, 2G/3G/4G (LTE (Long-Term Evolution)등)/5G 등 무선 셀룰러 (cellular) 통신 기술, LTE-V2X와 NR-V2X (New Radio)와 같은 cellular-V2X 차량 전용 통신 기술, DVB-T/T2/ATSC3.0등 광대역 지상파 디지털 방송 기술, GPS 기술 등이 적용될 수 있다.
도 13은 IEEE 802.11p, Cellular-V2X (LTE-V2X, NR-V2X)등에 보편적으로 적용되는 ITS access 계층의 구성으로서, 기능은 OSI 1 계층 (Physical 계층)와 2 계층 (Data Link 계층)과 유사 또는 동일하며 다음과 같은 특징을 지닌다.
Data Link layer
Data link layer는 일반적으로 잡음이 있는 인접 노드 간 (또는 차량 간) 물리적인 회선을 상위 네트워크계층이 사용할 수 있도록 전송 에러가 없는 통신 채널로 변환시키는 계층으로 3계층 프로토콜을 전송/운반/전달하는 기능, 전송할 데이터를 전송단위로서의 패킷(또는 프레임)으로 나누어 그룹화하는 프레이밍 (Framing) 기능, 보내는 측과 받는 측 간의 속도차를 보상하는 흐름제어 (Flow Control) 기능, (물리 전송 매체의 특징상 오류와 잡음이 랜덤하게 발생할 확률이 높으므로) 전송 오류를 검출하고 이것을 수정 또는 ARQ (Automatic Repeat Request)등의 방식으로 송신측에서 타이머와 ACK 신호를 통해 전송에러를 검출하고 정확하게 수신되지 않은 패킷들을 재전송하는 기능 등을 수행한다. 또한 패킷이나 ACK 신호를 혼동하는 것을 피하기 위해 패킷과 ACK 신호에 Sequence number (일련번호)를 부여하는 기능, 그리고 네트워크 Entity 간 데이터 링크의 설정, 유지, 단락 및 데이터 전송 등을 제어하는 기능 등도 수행한다. 도 13의 data link layer를 구성하는 LLC (Logical Link Control), RRC (Radio Resource Control), PDCP (Packet Data Convergence Protocol), RLC (Radio Link Control), MAC (Medium Access Control), MCO (Multi-channel Operation) 부계층 (sub-layer)에 대한 주요 기능은 다음과 같다.
LLC sub-layer: 여러 상이한 하위 MAC 부계층 프로토콜을 사용할 수 있게 하여 망의 토폴로지에 관계없는 통신이 가능토록 한다.
RRC sub-layer: 셀 내 모든 단말에게 필요한 셀 시스템 정보 방송, 페이징 메시지의 전달 관리, 단말과 E-UTRAN 간의 RRC 연결 관리 (설정/유지/해제), 이동성 관리 (핸드오버), 핸드오버 시의 eNodeB 간의 UE 컨텍스트 전송, 단말 (UE) 측정 보고와 이에 대한 제어, 단말 (UE) 능력 관리, UE로의 셀 ID의 일시적 부여, 키 관리를 포함한 보안 관리, RRC 메시지 암호화 등의 기능을 수행한다.
PDCP sub-layer: ROHC (Robust Header Compression) 등의 압축 방식을 통한 IP 패킷 헤더 압축 수행할 수 있고, 제어 메시지 및 사용자 데이터의 암호화 (Ciphering), 데이터 무결성 (Data Integrity), 핸드오버 동안에 데이터 손실 방지 등의 기능을 수행한다.
RLC sub-layer: 패킷의 분할(Segmentation)/병합(Concatenation)을 통해, 상위 PDCP 계층으로부터의 패킷을 MAC 계층의 허용 크기로 맞추어 데이터 전달하고, 전송 오류 및 재전송 관리를 통한 데이터 전송 신뢰성 향상, 수신 데이터들의 순서 확인, 재정렬, 중복확인 등을 수행한다.
MAC sub-layer: 여러 노드들의 공유 매체 사용을 위해, 노드 간 충돌/경합 발생 제어 및 상위계층에서 전달된 패킷을 Physical layer 프레임 포맷에 맞추는 기능, 송신단/수신단 주소의 부여 및 식별 기능, 반송파 검출, 충돌 감지, 물리매체 상의 장해를 검출하는 등의 역할을 수행한다.
MCO sub-layer: 복수개의 주파수 채널을 이용하여 다양한 서비스를 효과적으로 제공할 수 있도록 하며, 주요 기능은 특정 주파수 채널에서의 트래픽 가중 (traffic load)를 다른 채널로 효과적으로 분산하여 각 주파수 채널에서의 차량 간 통신 정보의 충돌/경합을 최소화한다.
Physical layer
ITS 계층 구조상의 최하위 계층으로 노드와 전송매체 사이의 인터페이스를 정의하고, data link 계층 Entity 간의 비트 전송을 위해 변조, 코딩, 전송채널을 물리 채널로의 매핑 등을 수행하며, 반송파 감지 (Carrier Sense), 빈 채널 평가 (CCA: Clear Channel Assessment) 등을 통해 무선매체가 사용 중인지 여부(busy 또는 idle)를 MAC 부계층에게 알리는 기능을 수행한다.
IEEE 802.11p MAC sub-layer/PHY layer 주요 특징
도 14는 IEEE 802.11p의 MAC sub-layer와 PHY layer의 주요 특징에 대한 구조이다. 도 14의 구조는, channel access가 정의되는 channel coordination 부분, PHY-MAC 간 전반적인 데이터 및 management 프레임의 동작 과정을 정의하는 channel routing 부분, 전송되는 프레임의 우선순위를 결정 및 정의하는 EDCA (Enhanced Dedicated Channel Access) 부분, 그리고 상위 계층에서 입력되는 프레임을 저장하는 data buffers (queues) 부분 등으로 이루어진다. 구조를 이루는 각 부분에 대한 설명은 다음과 같다:
Channel coordination: CCH (Control Channel)과 SCH (Service Channel)로 구분되어 channel access가 정의 될 수 있다.
Data buffers (queues): 상위 계층에서 입력되는 프레임을 정의된 AC (Access Category)에 따라 저장하는 기능을 수행하며, 도 14에서 보이듯이 AC 별로 각각의 데이터 버퍼를 가지고 있다.
Channel routing: 상위 계층에서 입력되는 데이터를 데이터 버퍼 (큐)에 전달하는 기능을 수행하며, 상위 계층의 송신 요구에 대하여 Channel Coordination, 프레임 전송을 위한 채널 번호, 송신 전력, 데이터율등의 전송 동작 파라미터를 호출하는 기능을 수행한다.
EDCA: 도 15는 EDCA 동작구조를 나타낸다. 기존 IEEE 802.11e MAC 계층에서 QoS를 보장하기 위한 방식으로 트래픽의 종류에 따라 4개의 AC(Access Category)로 구분해 각 카테고리 마다 차별화된 우선순위를 두고, AC별로 차별화된 파라미터를 할당하여 높은 우선순위의 트래픽에는 더 많은 전송 기회를 주도록 하는 경쟁 기반 매체 접근 방식이다. 우선순위를 포함하는 데이터 전송을 위해서 EDCA는 0-7까지 8개의 우선순위를 지정하고 우선순위에 따라 MAC 계층에 도착하는 데이터를 4개의 AC로 매핑한다. 모든 AC는 각각의 전송 큐와 AC 파라 미터를 가지게 되고 AC 간 우선 순위의 차이는 서로 다르게 설정된 AC 파라미터 값으로부터 결정된다. 서로 다르게 설정된 AC 파라미터 값에 백오프 (Back-off)에 연결되어서 서로 다른 채널 접근 순위를 가지게 된다. 프레임 전송 도중 스테이션 간 충돌이 발생 할 경우, 새로운 백오프 카운터를 생성한다. IEEE 802.11e MAC에 정의된 4개의 AC별 전송 큐는 도 15에서 보듯이 하나의 스테이션 내에서 무선 매체 접근을 위해서 개별적으로 서로 경쟁을 한다. 각각의 AC는 서로 독립적인 백오프 카운터를 가지고 있기 때문에 가상충돌(virtual collision)이 발생할 수 있다. 만약 동시에 백오프를 마친 AC가 두 개 이상 존재한다면 가장 높은 우선순위를 가진 AC에 데이터가 먼저 전송 되며, 다른 AC들은 CW 값을 증가시켜 다시 백오프 카운터를 갱신하게 된다. 이러한 충돌 해결 과정을 가상 충돌 처리 과정이라고 한다. 또한 EDCA는 전송 기회 (TXOP)를 통해서 데이터 전송 시 채널에 접속할 수 있도록 해준다. 만약 하나의 프레임이 너무 길어서 한 번의 TXOP 동안 다 전송할 수 없는 경우 작은 프레임으로 잘라서 전송할 수 있다.
도 16은 Physical layer의 송신부 구조를 나타낸다. 도 16은 IEEE 802.11p OFDM (orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 가정한 physical 계층의 신호 처리 블록도를 나타내며, scrambling, FEC (Forward Error Correction), interleaver, mapper, pilot insertion, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform), guard insertion, preamble insertion등으로 구성된 PLCP 부계층 기저대역 (baseband) 신호 처리 부분과 wave shaping (including In-phase/Quadrature-phase modulation), DAC (Digital Analog Converter)등으로 구성된 PMD 부계층 RF 대역 신호 처리 부분으로 구분될 수 있다. 각 블록에 대한 기능 설명은 다음과 같다.
Scrambler 블럭은 입력 bit stream을 PRBS (Pseudo Random Binary Sequence)로 XOR시켜서 randomize한다. 상기 블록은 생략되거나, 아니면 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
Scrambler 출력 비트열은 FEC (forward error coding) 과정을 통해 redundancy가 추가되어, 전송채널상의 오류를 수신단에서 정정할 수 있도록 한다. 상기 블록은 생략되거나, 아니면 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
(Bit) interleaver 블럭은 입력된 비트열을 interleaving rule에 의해서 interleaving하여 전송채널 중에 발생할 수 있는 burst error에 강인하도록 한다. QAM symbol에 deep fading 혹은 erasure가 가해진 경우, 각 QAM symbol에는 interleaved된 bit들이 mapping되어 있으므로 전체 codeword bit들 중에서 연속된 bit들에 오류가 발생하는 것을 막을 수 있다. 상기 블록은 생략되거나, 아니면 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
Constellation mapper 블럭은 입력된 bit word를 하나의 constellation에 할당하며, 상기 블록은 생략되거나, 아니면 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
Pilot insertion 블럭은 매 signal block마다 정해진 위치에 reference signal들을 삽입하고, 수신부에서 채널 추정 및 주파수 옵셋, 타이밍 옵셋등 채널 왜곡 현상을 추정하는데 사용된다. 상기 블록은 생략되거나, 아니면 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
Inverse waveform transform 블럭은 전송채널의 특성과 시스템 구조를 고려하여 전송효율 및 flexibility가 향상되는 방식으로 입력 신호를 transform하여 출력한다. 실시예로서 OFDM 시스템의 경우 Inverse FFT operation을 사용하여 주파수 영역의 신호를 시간 영역으로 변환하는 방식이 사용될 수 있다. Inverse waveform transform 블록은 single carrier system 같은 경우 사용되지 않을 수도 있다. 상기 블록은 생략되거나, 아니면 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
Guard sequence insertion 블럭은 전송채널의 delay spread에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접한 signal block 간에 guard interval을 두고, 필요한 경우 특정 sequence를 삽입함으로써 수신기의 동기나 채널추정을 용이하게 할 수 있도록 한다. 실시예로서 OFDM 시스템의 경우 OFDM symbol의 guard interval 구간에 cyclic prefix를 삽입하는 방식이 사용될 수 있다. 상기 블록은 생략되거나, 아니면 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
Preamble insertion 블록은 수신기가 target system signal을 빠르고 효율적으로 detection할 수 있도록 송수신기 간 약속된 known type의 signal을 전송신호에 삽입한다. 실시예로서 OFDM 시스템의 경우 여러 개의 OFDM symbol로 구성된 전송 frame을 정의하고, 매 전송 frame의 시작 부분에 preamble symbol을 삽입하는 방식이 사용될 수 있다. 상기 블록은 생략되거나, 아니면 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
Waveform processing 블록은 입력 baseband signal에 대해서 채널의 전송특성에 맞도록 waveform processing을 수행한다. 실시예로서 전송신호의 out-of-band emission의 기준을 얻기 위해 square-root-raised cosine (SRRC) filtering을 수행하는 방식이 사용될 수 있다. Waveform processing 블록은 multi-carrier system 같은 경우 사용되지 않을 수도 있다. 상기 블록은 생략되거나, 아니면 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
마지막으로 DAC 블럭은 입력 digital 신호를 analog 신호로 변환하여 출력하고, DAC 출력 신호는 (본 실시예의 경우) 출력 안테나로 전송된다. 상기 블록은 생략되거나, 아니면 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
LTE-V2X PHY/MAC 주요 특징
다음은 cellular-V2X (LTE-V2X, NR-V2X) 통신의 주요특징인 단말 간 직접 통신 (D2D; device-to-device communication) 방법에 대한 요소들을 설명한다.
cellular-V2X의 MAC 계층과 PHY 계층에서 데이터 플로우는 다음 도 17과 같이 구성될 수 있다.
도 17에서 "H"는 헤더들과 서브헤더들을 나타낸다. 무선 베어러(radio bearer)는 사용자 데이터 혹은 시그널링이 네트워크를 통과 할 때 사용하는, UE와 BS 간 경로(path)이다. 다시 말해, 무선 베어러는 UE와 BS 사이에서 사용자 데이터 혹은 시그널링을 나르는 파이프이다. 무선 베어러는 사용자 평면 데이터를 위한 데이터 무선 베어러(data radio bearer, DRB)들과 제어 평면 데이터를 위한 시그널링 무선 베어러(signaling radio bearer, SRB)들로 분류된다. 예를 들어, SRB들은 RRC 및 NAS 메시지들의 전송에만 사용되는 무선 베어러들이며, DRB들은 사용자 데이터를 나르는 데 사용된다.
UE가 전송단인 경우, 상기 UE의 어플리케이션(들)에서 생성된 사용자 데이터를 포함하는 패킷들이 NR의 레이어 2(즉, L2)에 제공된다. 상기 UE는 MTC 기기, M2M 기기, D2D 기기, IoT 기기, 차량, 로봇, 또는 AI 모듈일 수 있다. 본 명세의 구현들에서 UE의 어플리케이션에서 생성된 데이터를 포함하는 패킷은 인터넷 프로토콜(internet protocol, IP) 패킷, 주소 해결 프로토콜(address resolution protocol, ARP) 패킷(들) 또는 비-IP 패킷일 수 있다.
NR의 레이어 2는 다음 서브계층들로 쪼개진다: 매체 접속 제어(medium access control, MAC), 무선 링크 제어(radio link control, RLC), 패킷 데이터 수렴 프로토콜(packet data convergence protocol, PDCP) 및 서비스 데이터 적응 프로토콜(service data adaptation protocol, SDAP). LTE 시스템에는 없는 프로토콜 계층인 SDAP는 NGC에 QoS 플로우들을 제공한다. 예를 들어, SDAP는 QoS 플로우와 데이터 무선 베어러 간 맵핑을 지원한다. LTE 시스템에서는 IP 패킷을 포함하는 IP PDU가 PDCP 계층에서의 PDCP SDU가 될 수 있다. 본 명세의 구현들에서 PDCP는 무선 링크로부터의/로의 IP, ARP 및/또는 비-IP 패킷들의 효율적인 수송(transport)를 지원할 수 있다. RLC는 RLC PDU를 생성하여 상기 RLC PDU를 MAC에 제공한다. MAC 계층은 RLC 계층과, 레이어 1(즉, L1)인 물리 계층(PHY 계층) 사이에 위치한다. MAC 계층은 논리 채널들을 통해 상기 RLC 계층에 연결되고 수송 채널들을 통해 PHY 계층에 연결된다. MAC은 MAC PDU를 생성하여 PHY에 제공하며, 상기 MAC PDU는 PHY 계층에서 수송 블록에 해당한다. 상기 수송 블록은 신호 처리 과정을 거 물리 채널을 통해 전송된다.
수신단의 경우, 물리 채널을 통해 수신된 데이터에 대한 신호 처리 과정을 통해 얻어진 수송 블록이 PHY 계층에서 레이어 2로 전달된다. 상기 수신단은 UE 혹은 BS일 수 있다. 상기 수송 블록은 레이어 2의 MAC 계층에서는 MAC PDU이다. 상기 MAC PDU는 상기 레이어 2, 그리고 IP, ARP 혹은 비-IP 프로토콜을 거쳐 어플리케이션 계층에 제공된다.
3GPP 시스템에 무선 프로토콜 스택은 크게 사용자 평면을 위한 프로토콜 스택과 제어 평면을 위한 프로토콜 스택으로 구분된다. 사용자 평면은 데이터 평면이라고도 하며, 사용자 트래픽(즉, 사용자 데이터)를 전달하는 데 사용된다. 사용자 평면은 음성, 데이터와 같은 사용자 데이터를 처리한다. 이에 반해, 제어 평면은 UE와 UE 간 혹은 UE와 네트워크 노드 간 사용자 데이터가 아닌 제어 시그널링을 처리한다. LTE 시스템에서 NR 시스템에서 사용자 평면을 위한 프로토콜 스택은 PDCP, RLC, MAC 및 PHY를 포함하며, NR 시스템에서 사용자 평면을 위한 프로토콜 스택은 SDAP, PDCP, RLC, MAC 및 PHY를 포함한다. LTE 시스템 및 NR 시스템에서 제어 평면을 위한 프로토콜 스택은 네트워크 단에서는 BS에서 종결(terminate)되는 PDCP, RLC 및 MAC을 포함하며, 아울러, PDCP의 상위 계층인 무선 접속 제어(radio resource control, RRC)와 RRC의 상위 계층은 비-접속 층(non-access stratum, NAS) 제어 프로토콜을 포함한다. NAS 프로토콜은 네트워크 단에서는 코어 네트워크의 접속 및 이동성 관리 기능(access and mobility management function, AMF)에서 종결되며, 이동성 관리 및 베어러 관리를 수행한다. RRC는 NAS 시그널링의 전달을 지원하며, 무선 자원들의 효율적 관리과 요구되는 기능들을 수행한다. 예를 들어, RRC는 다음 기능들을 지원한다: 시스템 정보의 브로드캐스팅; UE와 BS 간 RRC 연결의 수립(establishment), 유지(maintenance) 및 해제(release); 무선 베어러의 수립, 설정, 유지 및 해제; UE 측정 보고 및 보고의 제어; 무선 링크 실패의 검출(decection) 및 복구(recovery); UE의 NAS로의/로부터의 NAS 메시지 수송(transfer).
본 명세에서 BS에 의한 혹은 BS로부터의 RRC 메시지/시그널링은 BS의 RRC 계층이 UE의 RRC 계층에게 보내는 RRC 메시지/시그널링이다. UE는 BS로부터의 RRC 메시지/시그널링에 포함된 파라미터(들) 혹은 파라미터(들)의 세트인 정보 요소(information element, IE)를 기반으로 설정되거나 동작한다.
도 18은 상향링크 전송을 위한 프로세싱의 일례를 나타낸다.
도 18에 도시된 블록들 각각은 전송 장치의 물리 계층 블록 내 각 모듈에서 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 18에서의 상향링크 신호 처리는 본 명세에서 기재하는 UE/BS의 프로세서에서 수행될 수 있다. 도 18을 참조하면, 상향링크 물리 채널 프로세싱은 스크램블링(scrambling), 변조 매핑(modulation mapping), 레이어 매핑(layer mapping), 트랜스폼 프리코딩(transform precoding), 프리코딩(precoding), 자원 요소 매핑(resource element mapping), SC-FDMA 신호 생성 (SC-FDMA signal generation)의 과정을 거쳐 수행될 수 있다. 위의 각 과정은 전송 장치의 각 모듈에서 별도로 또는 함께 수행될 수 있다. 상기 트랜스폼 프리코딩은 파형(waveform)의 피크-to-평균 전력 비율(peak-to-average power ratio, PAPR)을 감소시키는 특별한 방식으로 UL 데이터를 스프레드하는 것이며, 이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform, DFT)의 일종이다. DFT 스프레딩을 수행하는 트랜스폼 프리코딩과 함께 CP를 사용하는 OFDM을 DFT-s-OFDM이라 하고, DFT 스프레딩없이 CP를 사용하는 OFDM을 CP-OFDM이라 한다. NR 시스템에서 UL에 대해 가능화(enable)되면 트랜스폼 프리코딩이 선택적으로(optionally) 적용될 수 있다. 즉, NR 시스템은 UL 파형을 위해 2가지 옵션을 지원하며, 그 중 하나는 CP-OFDM이고, 다른 하나는 DFT-s-OFDM이다. UE가 CP-OFDM을 UL 전송 파형으로 사용해야 하는지 아니면 DFT-s-OFDM을 UL 전송 파형으로 사용해야 하는지는 RRC 파라미터들을 통해 BS로부터 UE에게 제공된다. 도 18은 DFT-s-OFDM을 위한 상향링크 물리 채널 프로세싱 개념도이며, CP-OFDM의 경우에는 도 18의 프로세스들 중 트랜스폼 프리코딩이 생략된다.
위의 각 과정에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 전송 장치는 하나의 코드워드에 대해, 코드워드 내 부호화된 비트(coded bits)를 스크램블링 모듈에 의해 스크램블링한 후 물리 채널을 통해 전송할 수 있다. 여기서 코드워드는 수송 블록을 인코딩하여 얻어진다. 스크램블된 비트는 변조 매핑 모듈에 의해 복소 값 변조 심볼로 변조된다. 상기 변조 매핑 모듈은 상기 스크램블된 비트들을 기결정된 변조 방식에 따라 변조하여 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 복소 값 변조 심볼로 배치할 수 있다. pi/2-BPSK(pi/2-Binary Phase Shift Keying), m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation) 등이 상기 부호화된 데이터의 변조에 이용될 수 있다. 상기 복소 값 변조 심볼은 레이어 매핑 모듈에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 맵핑될 수 있다. 각 레이어 상의 복소 값 변조 심볼은 안테나 포트 상에서의 전송을 위해 프리코딩 모듈에 의해 프리코딩될 수 있다. 트랜스폼 프리코딩이 가능화된 경우, 프리코딩 모듈은 도 18에 도시된 바와 같이 복소 값 변조 심볼들에 대한 트랜스폼 프리코딩(transform precoding)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 상기 프리코딩 모듈은 상기 복소 값 변조 심볼들을 다중 전송 안테나에 따른 MIMO 방식으로 처리하여 안테나 특정 심볼들을 출력하고, 상기 안테나 특정 심볼들을 해당 자원 요소 매핑 모듈로 분배할 수 있다. 프리코딩 모듈의 출력 z는 레이어 매핑 모듈의 출력 y를 NХM의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 개수, M은 레이어의 개수이다. 자원 요소 매핑 모듈은 각 안테나 포트에 대한 복조 값 변조 심볼들을 전송을 위해 할당된 자원 블록 내에 있는 적절한 자원 요소에 맵핑한다. 자원 요소 매핑 모듈은 복소 값 변조 심볼들을 적절한 부반송파들에 매핑하고, 사용자에 따라 다중화할 수 있다. SC-FDMA 신호 생성 모듈(트랜스폼 프리코딩이 불능화(disable)된 경우에는 CP-OFDM 신호 생성 모듈)은 복소 값 변조 심볼을 특정 변조 방식 예컨대, OFDM 방식으로 변조하여 복소 값 시간 도메인(complex-valued time domain) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 신호를 생성할 수 있다. 상기 신호 생성 모듈은 안테나 특정 심볼에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행할 수 있으며, IFFT가 수행된 시간 도메인 심볼에는 CP가 삽입될 수 있다. OFDM 심볼은 디지털-아날로그(digital-to-analog) 변환, 주파수 상향변환(upconversion) 등을 거쳐, 각 전송 안테나를 통해 수신 장치로 전송된다. 상기 신호 생성 모듈은 IFFT 모듈 및 CP 삽입기, DAC(Digital-to-Analog Converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.
4. C-V2X
무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(예를 들어, 대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원하는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
사이드링크(sidelink)란 단말(User Equipment, UE)들 간에 직접적인 링크를 설정하여, 기지국(Base Station, BS)을 거치지 않고, 단말 간에 음성 또는 데이터 등을 직접 주고 받는 통신 방식을 말한다. 사이드링크는 급속도로 증가하는 데이터 트래픽에 따른 기지국의 부담을 해결할 수 있는 하나의 방안으로서 고려되고 있다.
V2X(vehicle-to-everything)는 유/무선 통신을 통해 다른 차량, 보행자, 인프라가 구축된 사물 등과 정보를 교환하는 통신 기술을 의미한다. V2X는 V2V(vehicle-to-vehicle), V2I(vehicle-to-infrastructure), V2N(vehicle-to- network) 및 V2P(vehicle-to-pedestrian)와 같은 4 가지 유형으로 구분될 수 있다. V2X 통신은 PC5 인터페이스 및/또는 Uu 인터페이스를 통해 제공될 수 있다.
한편, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라, 기존의 무선 액세스 기술(Radio Access Technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라, 신뢰도(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스 또는 단말을 고려한 통신 시스템이 논의되고 있는데, 개선된 이동 광대역 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술을 새로운 RAT(new radio access technology) 또는 NR(new radio)이라 칭할 수 있다. NR에서도 V2X(vehicle-to-everything) 통신이 지원될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
5G NR은 LTE-A의 후속 기술로서, 고성능, 저지연, 고가용성 등의 특성을 가지는 새로운 Clean-slate 형태의 이동 통신 시스템이다. 5G NR은 1GHz 미만의 저주파 대역에서부터 1GHz~10GHz의 중간 주파 대역, 24GHz 이상의 고주파(밀리미터파) 대역 등 사용 가능한 모든 스펙트럼 자원을 활용할 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A 또는 5G NR을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고 불릴 수 있다.
도 19를 참조하면, E-UTRAN은 단말(10)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(Mobile Terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.
EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection, OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제 1 계층), L2 (제 2 계층), L3(제 3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제 1 계층에 속하는 물리 계층은 물리 채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3 계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다.
도 21은 본 발명이 적용될 수 있는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.
도 20 및 21을 참조하면, 물리 계층(physical layer)은 물리 채널을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.
서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리 계층 사이는 물리 채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리 채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 복수의 전송 채널로의 맵핑 기능을 제공한다. 또한, MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 단수의 전송 채널로의 맵핑에 의한 논리 채널 다중화 기능을 제공한다. MAC 부 계층은 논리 채널상의 데이터 전송 서비스를 제공한다.
RLC 계층은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)을 수행한다. 무선 베어러(Radio Bearer, RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.
RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제 1 계층(PHY 계층) 및 제 2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다.
사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 제어 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.
RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling Radio Bearer)와 DRB(Data Radio Bearer) 두 가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 확립되면, 단말은 RRC_CONNEDTED 상태에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC_IDLE 상태에 있게 된다. NR의 경우, RRC_INACTIVE 상태가 추가로 정의되었으며, RRC_INACTIVE 상태의 단말은 코어 네트워크와의 연결을 유지하는 반면 기지국과의 연결을 해지(release)할 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송 채널로는 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송 채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.
전송 채널 상위에 있으며, 전송 채널에 매핑되는 논리 채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
물리 채널(Physical Channel)은 시간 영역에서 여러 개의 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌(symbol)들로 구성된다. 자원 블록은 자원 할당 단위로, 복수의 OFDM 심벌들과 복수의 부반송파(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어 채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 OFDM 심벌들(예, 첫 번째 OFDM 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. TTI(Transmission Time Interval)는 서브프레임 전송의 단위시간이다.
도 22는 본 발명이 적용될 수 있는 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 22를 참조하면, NG-RAN은 단말에게 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단(termination)을 제공하는 gNB 및/또는 eNB를 포함할 수 있다. 도 22에서는 gNB만을 포함하는 경우를 예시한다. gNB 및 eNB는 상호 간에 Xn 인터페이스로 연결되어 있다. gNB 및 eNB는 5세대 코어 네트워크(5G Core Network: 5GC)와 NG 인터페이스를 통해 연결되어 있다. 보다 구체적으로, AMF(access and mobility management function)과는 NG-C 인터페이스를 통해 연결되고, UPF(user plane function)과는 NG-U 인터페이스를 통해 연결된다.
도 23은 본 발명이 적용될 수 있는 NG-RAN과 5GC 간의 기능적 분할을 나타낸다.
도 23을 참조하면, gNB는 인터 셀 간의 무선 자원 관리(Inter Cell RRM), 무선 베어러 관리(RB control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 무선 허용 제어(Radio Admission Control), 측정 설정 및 제공(Measurement configuration & Provision), 동적 자원 할당(dynamic resource allocation) 등의 기능을 제공할 수 있다. AMF는 NAS 보안, 아이들 상태 이동성 처리 등의 기능을 제공할 수 있다. UPF는 이동성 앵커링(Mobility Anchoring), PDU 처리 등의 기능을 제공할 수 있다. SMF(Session Management Function)는 단말 IP 주소 할당, PDU 세션 제어 등의 기능을 제공할 수 있다.
도 24는 본 발명이 적용될 수 있는 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 24를 참조하면, NR에서 상향링크 및 하향링크 전송에서 무선 프레임을 사용할 수 있다. 무선 프레임은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 5ms 하프-프레임(Half-Frame, HF)으로 정의될 수 있다. 하프-프레임은 5개의 1ms 서브프레임(Subframe, SF)을 포함할 수 있다. 서브프레임은 하나 이상의 슬롯으로 분할될 수 있으며, 서브프레임 내 슬롯 개수는 부반송파 간격(Subcarrier Spacing, SCS)에 따라 결정될 수 있다. 각 슬롯은 CP(cyclic prefix)에 따라 12개 또는 14개의 OFDM(A) 심볼을 포함할 수 있다.
노멀 CP(normal CP)가 사용되는 경우, 각 슬롯은 14개의 심볼을 포함할 수 있다. 확장 CP가 사용되는 경우, 각 슬롯은 12개의 심볼을 포함할 수 있다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼 (또는, CP-OFDM 심볼), SC-FDMA 심볼 (또는, DFT-s-OFDM 심볼)을 포함할 수 있다.
다음 표 1은 노멀 CP가 사용되는 경우, SCS 설정(μ)에 따라 슬롯 별 심볼의 개수(Nslot symb), 프레임 별 슬롯의 개수(Nframe,u slot)와 서브프레임 별 슬롯의 개수(Nsubframe,u slot)를 예시한다.
표 2는 확장 CP가 사용되는 경우, SCS에 따라 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수와 서브프레임 별 슬롯의 개수를 예시한다.
NR 시스템에서는 하나의 단말에게 병합되는 복수의 셀들간에 OFDM(A) 뉴머놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)가 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 개수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, 서브프레임, 슬롯 또는 TTI)(편의상, TU(Time Unit)로 통칭)의 (절대 시간) 구간이 병합된 셀들간에 상이하게 설정될 수 있다.
도 25는 본 발명이 적용될 수 있는 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 25를 참조하면, 슬롯은 시간 영역에서 복수의 심볼들을 포함한다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯이 14개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 12개의 심볼을 포함할 수 있다. 또는 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯이 7개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 6개의 심볼을 포함할 수 있다.
반송파는 주파수 영역에서 복수의 부반송파들을 포함한다. RB(Resource Block)는 주파수 영역에서 복수(예를 들어, 12)의 연속한 부반송파로 정의될 수 있다. BWP(Bandwidth Part)는 주파수 영역에서 복수의 연속한 (P)RB로 정의될 수 있으며, 하나의 뉴머놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)에 대응될 수 있다. 반송파는 최대 N개(예를 들어, 5개)의 BWP를 포함할 수 있다. 데이터 통신은 활성화된 BWP를 통해서 수행될 수 있다. 각각의 요소는 자원 그리드에서 자원요소(Resource Element, RE)로 지칭될 수 있고, 하나의 복소 심볼이 매핑될 수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 전송 자원의 선택에는 다음 패킷의 전송 자원도 예약되는 방식이 사용될 수 있다.
도 26은 본 발명이 적용될 수 있는 전송 자원이 선택되는 예를 나타낸다.
V2X 통신에서, MAC PDU 별 2회의 전송이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 26을 참조하면, 최초 전송을 위한 자원 선택 시, 재전송을 위한 자원이 일정한 시간 간격(time gap)을 두고 예약될 수 있다. 단말은 센싱 윈도우 내에서 센싱을 통해 다른 단말이 예약한 전송 자원들 또는 다른 단말이 사용하고 있는 자원들을 파악할 수 있고, 선택 윈도우 내에서 이를 배재한 후, 남아 있는 자원들 중 간섭이 적은 자원에서 랜덤하게 자원을 선택할 수 있다.
예를 들어, 단말은 센싱 윈도우 내에서, 예약된 자원들의 주기에 대한 정보를 포함하는 PSCCH를 디코딩하고, 상기 PSCCH를 기반으로 주기적으로 결정된 자원들에서 PSSCH RSRP를 측정할 수 있다. 단말은 상기 PSSCH RSRP 값이 임계치를 초과하는 자원들을 선택 윈도우 내에서 제외할 수 있다. 그 후, 단말은 선택 윈도우 내의 남은 자원들 중에서 사이드링크 자원을 랜덤하게 선택할 수 있다.
또는, 단말은 센싱 윈도우 내에서 주기적인 자원들의 RSSI(Received signal strength indication)를 측정하여 간섭이 적은 자원들(예를 들어, 하위 20%에 해당하는 자원들)을 결정할 수 있다. 그리고, 단말은 상기 주기적인 자원들 중 선택 윈도우에 포함된 자원들 중에서 사이드링크 자원을 랜덤하게 선택할 수도 있다. 예를 들어, 단말이 PSCCH의 디코딩을 실패한 경우, 단말은 위와 같은 방법을 사용할 수 있다.
도 27은 본 발명이 적용될 수 있는 사이드링크 전송 모드 3 또는 4에서 PSCCH가 전송되는 예를 나타낸다.
V2X 통신의 경우, 즉 사이드링크 전송 모드 3 또는 4의 경우, 사이드링크 통신과 달리 PSCCH 및 PSSCH가 FDM 방식으로써 전송된다. V2X 통신의 경우, 차량 통신이라는 특성 상 지연을 줄이는 것이 중요한 요소이므로, 이를 위해 PSCCH 및 PSSCH가 동일한 시간 자원 상의 서로 다른 주파수 자원 상에서 FDM 방식으로 전송될 수 있다. 도 27을 참조하면, 도 27의 (a)와 같이 PSCCH 및 PSSCH가 직접 인접하지 않을 수 있고, 도 27의 (b)와 같이 PSCCH 및 PSSCH가 직접 인접할 수 있다. 이러한 전송의 기본 단위는 서브 채널이다. 서브 채널은 소정의 시간 자원(예를 들어, 시간 자원 단위) 상에서 주파수 축 상으로 하나 이상의 RB 크기를 갖는 자원 단위일 수 있다. 서브 채널에 포함된 RB의 개수(즉, 서브 채널의 크기와 서브 채널의 주파수 축 상의 시작 위치)는 상위 계층 시그널링으로 지시될 수 있다. 도 27의 실시 예는 NR 사이드링크 자원 할당 모드 1 또는 모드 2에 적용될 수도 있다.
이하, CAM(Cooperative Awareness Message) 및 DENM(Decentralized Environmental Notification Message)에 대하여 설명한다.
차량간 통신에서는 주기적인 메시지(periodic message) 타입의 CAM, 이벤트 트리거 메시지(event triggered message) 타입의 DENM 등이 전송될 수 있다. CAM은 방향 및 속도와 같은 차량의 동적 상태 정보, 치수와 같은 차량 정적 데이터, 외부 조명 상태, 경로 내역 등 기본 차량 정보를 포함할 수 있다. CAM의 크기는 50-300 바이트일 수 있다. CAM은 방송되며, 지연(latency)은 100ms보다 작아야 한다. DENM은 차량의 고장, 사고 등의 돌발적인 상황 시 생성되는 메시지일 수 있다. DENM의 크기는 3000 바이트보다 작을 수 있으며, 전송 범위 내에 있는 모든 차량이 메시지를 수신할 수 있다. 이 때, DENM은 CAM 보다 높은 우선 순위를 가질 수 있다.
이하, 반송파 재선택(carrier reselection)에 대하여 설명한다.
V2X/사이드링크 통신을 위한 반송파 재선택은 설정된 반송파들의 CBR(Channel Busy Ratio) 및 전송될 V2X 메시지의 PPPP(Prose Per-Packet Priority)을 기반으로 MAC 계층에서 수행될 수 있다.
CBR은 단말에 의해 측정된 S-RSSI가 기 설정된 임계치를 넘는 것으로 감지된 자원 풀에서 서브 채널 부분(the portion of sub-channels)을 의미할 수 있다. 각 논리 채널과 관련된 PPPP가 존재할 수 있으며, PPPP 값의 설정은 단말 및 기지국 모두에 요구되는 레이턴시를 반영해야 한다. 반송파 재선택 시, 단말은 가장 낮은 CBR로부터 증가하는 순서로 후보 반송파들 중 하나 이상의 반송파를 선택할 수 있다.
이하, 물리 계층 프로세싱(physical layer processing)에 대하여 설명한다.
본 발명이 적용될 수 있는 데이터 유닛은 무선 인터페이스를 통해 송신되기 전에 전송 측(transmitting side)에서 물리 계층 프로세싱의 대상이 될 수 있고, 본 발명이 적용될 수 있는 데이터 유닛을 운반하는 무선 신호는 수신 측(receiving side)에서 물리 계층 프로세싱의 대상이 될 수 있다.
도 28은 본 발명이 적용될 수 있는 전송 측에서 물리 계층 프로세싱의 일 예를 나타낸다.
표 3은 상향링크 전송 채널과 물리 채널 사이의 맵핑 관계를 나타낼 수 있고, 표 4는 상향링크 제어 채널 정보와 물리 채널 사이의 맵핑 관계를 나타낼 수 있다.
표 5는 하향링크 전송 채널과 물리 채널 사이의 맵핑 관계를 나타낼 수 있고, 표 6은 하향링크 제어 채널 정보와 물리 채널 사이의 맵핑 관계를 나타낼 수 있다.
표 7은 사이드링크 전송 채널과 물리 채널 사이의 맵핑 관계를 나타낼 수 있고, 표 8은 사이드링크 제어 채널 정보와 물리 채널 사이의 맵핑 관계를 나타낼 수 있다.
도 28을 참조하면, 단계 S100에서, 전송 측은 전송 블록(Transport Block, TB)에 대하여 인코딩을 수행할 수 있다. MAC 계층으로부터의 데이터 및 제어 스트림(stream)은 PHY 계층에서 무선 전송 링크(radio transmission link)를 통해 전송(transport) 및 제어 서비스를 제공하도록 인코딩될 수 있다. 예를 들어, MAC 계층으로부터의 TB는 전송 측(transmitting side)에서 코드워드로 인코딩될 수 있다. 채널 코딩 방식(scheme)은 에러 검출(error detection), 에러 정정(error correcting), 레이트 매칭(rate matching), 인터리빙(interleaving) 및 물리 채널로부터 분리된 제어 정보 또는 전송 채널의 조합일 수 있다. 또는, 채널 코딩 방식(scheme)은 에러 검출(error detection), 에러 정정(error correcting), 레이트 매칭(rate matching), 인터리빙(interleaving) 및 물리 채널 상에 맵핑된 제어 정보 또는 전송 채널의 조합일 수 있다.NR LTE 시스템에서, 이하의 채널 코딩 방식이 전송 채널의 상이한 타입 및 제어 정보의 상이한 타입에 대하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 전송 채널 타입 별 채널 코딩 방식은 표 9와 같을 수 있다. 예를 들어, 제어 정보 타입 별 채널 코딩 방식은 표 10과 같을 수 있다.
TB(예를 들어, MAC PDU)의 전송을 위해, 전송 측은 TB에 CRC(cyclic redundancy check) 시퀀스를 어태치할 수 있다. 따라서, 전송 측은 수신 측에 대하여 오류 검출을 제공할 수 있다. 사이드링크 통신에서, 상기 전송 측은 전송 단말일 수 있고, 상기 수신 측은 수신 단말일 수 있다. NR 시스템에서, 통신 장치는 UL-SCH 및 DL-SCH 등을 인코딩/디코딩하는데 LDPC 코드를 사용할 수 있다. NR 시스템은 두 개의 LDPC 베이스 그래프(즉, 두 개의 LDPC 베이스 메트릭스)를 지원할 수 있다. 두 개의 LDPC 베이스 그래프는 작은 TB에 대하여 최적화된 LDPC 베이스 그래프 1 및 큰 TB에 대한 LDPC 베이스 그래프일 수 있다. 전송 측은 TB의 크기 및 코딩 레이트(R)을 기반으로 LDPC 베이스 그래프 1 또는 2를 선택할 수 있다. 코딩 레이트는 MCS(modulation coding scheme) 인덱스(I_MCS)에 의해 지시될 수 있다. MCS 인덱스는 PUSCH 또는 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH에 의해 단말에게 동적으로 제공될 수 있다. 또는, MCS 인덱스는 UL configured grant 2 또는 DL SPS를 (재)초기화하거나 활성화하는 PDCCH에 의해 단말에게 동적으로 제공될 수 있다. MCS 인덱스는 UL configured grant 타입 1과 관련된 RRC 시그널링에 의해 단말에게 제공될 수 있다. CRC가 어태치된 TB가 선택된 LDPC 베이스 그래프에 대한 최대 코드 블록 사이즈보다 크면, 전송 측은 CRC가 어태치된 TB를 복수의 코드 블록으로 분할할 수 있다. 그리고, 전송 측은 추가적인 CRC 시퀀스를 각 코드 블록에 어태치할 수 있다. LDPC 베이스 그래프 1 및 LDPC 베이스 그래프 2에 대한 최대 코드 블록 사이즈는 각각 8448 비트 및 3480 비트일 수 있다. CRC가 어태치된 TB가 선택된 LDPC 베이스 그래프에 대한 최대 코드 블록 사이즈보다 크지 않으면, 전송 측은 CRC가 부착된 TB를 선택된 LDPC 베이스 그래프로 인코딩할 수 있다. 전송 측은 TB의 각 코드 블록을 선택된 LDPC 기본 그래프로 인코딩할 수 있다. 그리고, LDPC 코딩된 블록들은 개별적으로 레이트 매칭될 수 있다. 코드 블록 연결은 PDSCH 또는 PUSCH 상의 전송을 위한 코드워드를 생성하기 위해 수행될 수 있다. PDSCH에 대해, 최대 두 개의 코드워드(즉, 최대 두 개의 TB)가 PDSCH상에서 동시에 전송될 수 있다. PUSCH는 UL-SCH 데이터 및 레이어 1 및/또는 2 제어 정보의 전송에 사용될 수 있다. 비록 도 28에 도시되지 않았지만, 레이어 1 및/또는 2 제어 정보는 UL-SCH 데이터에 대한 코드워드와 멀티플렉싱될 수 있다.단계 S101 및 S102에서, 전송 측은 코드워드에 대하여 스크램블링 및 변조를 수행할 수 있다. 코드워드의 비트들은 복소수 값 변조 심볼(complex-valued modulation symbol)의 블록을 생성하기 위해 스크램블 및 변조될 수 있다.
단계 S103에서, 전송 측은 레이어 맵핑을 수행할 수 있다. 상기 코드워드의 복소수 값 변조 심볼들은 하나 이상의 MIMO(multiple input multiple output) 레이어에 맵핑될 수 있다. 코드워드는 최대 네 개의 레이어에 맵핑될 수 있다. PDSCH는 두 개의 코드워드를 캐리(carry)할 수 있고, 따라서 PDSCH는 8-레이어 전송까지 지원할 수 있다. PUSCH는 싱글 코드워드를 지원할 수 있고, 따라서 PUSCH는 최대 4-레이터 전송을 지원할 수 있다.
단계 S104에서, 전송 측은 프리코딩 변환을 수행할 수 있다. 하향링크 전송 파형은 CP(cyclic prefix)를 사용하는 일반적인 OFDM일 수 있다. 하향링크에 대하여, 변환 프리코딩(transform precoding)(즉, 이산 퓨리에 변환(DFT))이 적용되지 않을 수 있다.
상향링크 전송 파형은 디스에이블 또는 인에이블 될 수 있는 DFT 스프 레딩을 수행하는 변환 프리코딩 기능을 가지는 CP를 사용하는 종래의 OFDM일 수 있다. NR 시스템에서, 상향링크에 대하여, ?첸? 인에이블되면, 변환 프리코딩은 선택적으로 적용될 수 있다. 변환 프리코딩은 파형의 PAPR(peak-to-average power ratio)을 줄이기 위해 상향링크 데이터를 특별한 방식으로 확산하는 것일 수 있다. 변환 프리코딩은 DFT의 한 형태일 수 있다. 즉, NR 시스템은 상향링크 파형에 대하여 두 가지 옵션을 지원할 수 있다. 하나는 CP-OFDM(DL 파형과 동일)일 수 있고, 다른 하나는 DFT-s-OFDM일 수 있다. 단말이 CP-OFDM 또는 DFT-s-OFDM을 사용해야하는지 여부는 RRC 파라미터를 통해 기지국에 의해 결정될 수 있다.
단계 S105에서, 전송 측은 서브캐리어 맵핑을 수행할 수 있다. 레이어는 안테나 포트에 맵핑될 수 있다. 하향링크에서, 레이어 대 안테나 포트 맵핑에 대하여, 투명 방식(transparent manner) (비-코드북 기반) 맵핑이 지원될 수 있고, 빔포밍 또는 MIMO 프리코딩이 어떻게 수행되는지는 단말에게 투명(transparent)할 수 있다. 상향링크에서, 레이어 대 안테나 포트 맵핑에 대하여, 비-코드북 기반 맵핑 및 코드북 기반 맵핑이 모두 지원될 수 있다.
물리 채널(예를 들어, PDSCH, PUSCH, PSSCH)의 전송에 사용되는 각 안테나 포트(즉, 계층)에 대하여, 전송 측은 복소수 값 변조 심볼들을 물리 채널에 할당된 자원 블록 내의 서브캐리어에 맵핑할 수 있다.
단계 S106에서, 전송 측은 OFDM 변조를 수행할 수 있다. 전송 측의 통신 장치는 CP를 가산하고 IFFT를 수행함으로써, 안테나 포트(p) 상에 시간-연속적인 OFDM 베이스밴드 신호와 물리 채널에 대한 TTI 내의 OFDM 심볼(l)에 대한 서브캐리어 스페이싱 설정(u)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 각 OFDM 심볼에 대하여, 전송 측의 통신 장치는 해당 OFDM 심볼의 자원 블록에 맵핑된 복소수 값 변조 심볼(complex-valued modulation symbol)에 대하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행할 수 있다. 그리고, 전송 측의 통신 장치는 OFDM 베이스밴드 신호를 생성하기 위해 IFFT된 신호에 CP를 부가할 수 있다.
단계 S107에서, 전송 측은 상향 변환(up-conversion)을 수행할 수 있다. 전송 측의 통신 장치는 안테나 포트(p)에 대한 OFDM 베이스밴드 신호, 서브캐리어 스페이싱 설정(u) 및 OFDM 심볼(l)을 물리 채널이 할당된 셀의 반송파 주파수(f0)로 상향 변환할 수 있다.
한편, 후술할 도 43의 프로세서(102, 202)는 인코딩, 스크램블링, 변조, 레이어 맵핑, (상향링크에 대한) 프리코딩 변환, 서브캐리어 맵핑 및 OFDM 변조를 수행하도록 설정될 수 있다.
도 29는 본 발명이 적용될 수 있는 수신 측에서 물리 계층 프로세싱의 일 예를 나타낸다.
수신 측의 물리 계층 프로세싱은 기본적으로 전송 측의 물리 계층 프로세싱의 역 프로세싱일 수 있다.
단계 S110에서, 수신 측은 주파수 하향 변환(down-conversion)을 수행할 수 있다. 수신 측의 통신 장치는 안테나를 통해 반송파 주파수의 RF 신호를 수신할 수 있다. 반송파 주파수에서 RF 신호를 수신하는 송수신기(9013, 9023)는 OFDM 베이스밴드 신호를 획득하기 위해 RF 신호의 반송파 주파수를 베이스밴드로 하향 변환할 수 있다.
단계 S111에서, 수신 측은 OFDM 복조(demodulation)를 수행할 수 있다. 수신 측의 통신 장치는 CP 분리(detachment) 및 FFT를 통해 복소수 값 변조 심볼(complex-valued modulation symbol)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 각각의 OFDM 심볼에 대하여, 수신 측의 통신 장치는 OFDM 베이스밴드 신호로부터 CP를 제거할 수 있다. 그리고, 수신 측의 통신 장치는 안테나 포트(p), 서브캐리어 스페이싱(u) 및 OFDM 심볼(l)을 위한 복소수 값 변조 심볼을 획득하기 위해 CP-제거된 OFDM 베이스밴드 신호에 대하여 FFT를 수행할 수 있다.
단계 S112에서, 수신 측은 서브캐리어 디맵핑(subcarrier demapping)을 수행할 수 있다. 서브캐리어 디맵핑은 대응하는 물리 채널의 복소수 값 변조 심볼을 획득하기 위해 복소수 값 변조 심볼에 대하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 단말의 프로세서는 BWP(Bandwidth Part)에서 수신된 복소수 값 변조 심볼 중에서 PDSCH에 속하는 서브 캐리어에 맵핑되는 복소수 값 변조 심볼을 획득할 수 있다.
단계 S113에서, 수신 측은 변환 디-프리코딩(transform de-precoding)을 수행할 수 있다. 변환 프리코딩이 상향링크 물리 채널에 대해 인에이블 되면, 변환 디-프리코딩(예를 들어, IDFT)이 상향링크 물리 채널의 복소수 값 변조 심볼에 대하여 수행될 수 있다. 하향링크 물리 채널 및 변환 프리코딩이 디스에이블된 상향링크 물리 채널에 대하여, 변환 디-프리코딩은 수행되지 않을 수 있다.
단계 S114에서, 수신 측은 레이어 디맵핑(layer demapping)을 수행할 수 있다. 복소수 값 변조 심볼은 하나 또는 두 개의 코드워드로 디맵핑될 수 있다.
단계 S115 및 S116에서, 수신 측은 복조 및 디스크램블링을 수행할 수 있다. 코드워드의 복소수 값 변조 심볼은 복조될 수 있고, 코드워드의 비트로 디스크램블링될 수 있다.
단계 S117에서, 수신 측은 디코딩을 수행할 수 있다. 코드워드는 TB로 디코딩될 수 있다. UL-SCH 및 DL-SCH에 대하여, LDPC 베이스 그래프 1 또는 2는 TB의 사이즈 및 코딩 레이트(R)를 기반으로 선택될 수 있다. 코드워드는 하나 또는 복수의 코딩된 블록을 포함할 수 있다. 각 코딩된 블록은 선택된 LDPC 베이스 그래프로 CRC가 어태치된 코드 블록 또는 CRC가 어태치된 TB로 디코딩될 수 있다. 코드 블록 세그멘테이션(segmentation)이 전송 측에서 CRC가 어태치된 TB에 대하여 수행되면, CRC가 어태치된 코드 블록들 각각으로부터 CRC 시퀀스가 제거될 수 있고, 코드 블록들이 획득될 수 있다. 코드 블록은 CRC가 어태치된 TB로 연결될 수 있다. TB CRC 시퀀스는 CRC가 첨부된 TB로부터 제거될 수 있고, 이에 의해 TB가 획득될 수 있다. TB는 MAC 계층으로 전달될 수 있다.
한편, 후술할 도 43의 프로세서(102, 202)는 OFDM 복조, 서브캐리어 디맵핑, 레이어 디맵핑, 복조, 디스크램블링 및 디코딩을 수행하도록 설정될 수 있다.
이상에서 설명한 전송/수신 측에서의 물리 계층 프로세싱에서, 서브캐리어 맵핑과 관련된 시간 및 주파수 도메인 자원(예를 들어, OFDM 심볼, 서브캐리어, 반송파 주파수), OFDM 변조 및 주파수 상향/하향 변환은 자원 할당(예를 들어, 상향링크 그랜드, 하향링크 할당)을 기반으로 결정될 수 있다.
이하, 사이드링크 단말의 동기 획득에 대하여 설명한다.
TDMA(time division multiple access) 및 FDMA(frequency division multiples access) 시스템에서, 정확한 시간 및 주파수 동기화는 필수적이다. 시간 및 주파수 동기화가 정확하게 되지 않으면, 심볼 간 간섭(Inter Symbol Interference, ISI) 및 반송파간 간섭(Inter Carrier Interference, ICI)으로 인해 시스템 성능이 저하될 수 있다. 이는, V2X에서도 마찬가지이다. V2X에서는 시간/주파수 동기화를 위해, 물리 계층에서는 사이드링크 동기 신호(sidelink synchronization signal: SLSS)를 사용할 수 있고, RLC(radio link control) 계층에서는 MIB-SL-V2X(master information block-sidelink-V2X)를 사용할 수 있다.
도 30은 본 발명이 적용될 수 있는 V2X에서 동기화 소스(synchronization source) 또는 동기화 기준(synchronization reference)을 나타낸다.
도 30을 참조하면, V2X에서, 단말은 GNSS(global navigation satellite systems)에 직접적으로 동기화 되거나, 또는 GNSS에 직접적으로 동기화된 (네트워크 커버리지 내의 또는 네트워크 커버리지 밖의) 단말을 통해 비간접적으로 GNSS에 동기화 될 수 있다. GNSS가 동기화 소스로 설정된 경우, 단말은 UTC(Coordinated Universal Time) 및 (미리) 설정된 DFN(Direct Frame Number) 오프셋을 사용하여 DFN 및 서브프레임 번호를 계산할 수 있다.
또는, 단말은 기지국에 직접 동기화되거나, 기지국에 시간/주파수 동기화된 다른 단말에게 동기화될 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국은 eNB 또는 gNB일 수 있다. 예를 들어, 단말이 네트워크 커버리지 내에 있는 경우, 상기 단말은 기지국이 제공하는 동기화 정보를 수신하고, 상기 기지국에 직접 동기화될 수 있다. 그 후, 상기 단말은 동기화 정보를 인접한 다른 단말에게 제공할 수 있다. 기지국 타이밍이 동기화 기준으로 설정된 경우, 단말은 동기화 및 하향링크 측정을 위해 해당 주파수에 연관된 셀(상기 주파수에서 셀 커버리지 내에 있는 경우), 프라이머리 셀 또는 서빙 셀(상기 주파수에서 셀 커버리지 바깥에 있는 경우)을 따를 수 있다.
기지국(예를 들어, 서빙 셀)은 V2X/사이드링크 통신에 사용되는 반송파에 대한 동기화 설정을 제공할 수 있다. 이 경우, 단말은 상기 기지국으로부터 수신한 동기화 설정을 따를 수 있다. 만약, 단말이 상기 V2X/사이드링크 통신에 사용되는 반송파에서 어떤 셀도 검출하지 못했고, 서빙 셀로부터 동기화 설정도 수신하지 못했다면, 상기 단말은 미리 설정된 동기화 설정을 따를 수 있다.
또는, 단말은 기지국이나 GNSS로부터 직접 또는 간접적으로 동기화 정보를 획득하지 못한 다른 단말에게 동기화될 수도 있다. 동기화 소스 및 선호도는 단말에게 미리 설정될 수 있다. 또는, 동기화 소스 및 선호도는 기지국에 의하여 제공되는 제어 메시지를 통해 설정될 수 있다.
사이드링크 동기화 소스는 동기화 우선 순위와 연관될 수 있다. 예를 들어, 동기화 소스와 동기화 우선 순위 사이의 관계는 표 11과 같이 정의될 수 있다. 표 11은 일 예에 불과하며, 동기화 소스와 동기화 우선 순위 사이의 관계는 다양한 형태로 정의될 수 있다.
GNSS 기반의 동기화 또는 기지국 기반의 동기화를 사용할지 여부는 (미리) 설정될 수 있다. 싱글-캐리어 동작에서, 단말은 가장 높은 우선 순위를 가지는 이용 가능한 동기화 기준으로부터 상기 단말의 전송 타이밍을 유도할 수 있다.
이하, BWP(Bandwidth Part) 및 자원 풀에 대하여 설명한다.
BA(Bandwidth Adaptation)을 사용하면, 단말의 수신 대역폭 및 전송 대역폭은 셀의 대역폭만큼 클 필요가 없으며, 단말의 수신 대역폭 및 전송 대역폭은 조정될 수 있다. 예를 들어, 네트워크/기지국은 대역폭 조정을 단말에게 알릴 수 있다. 예를 들어, 단말은 대역폭 조정을 위한 정보/설정을 네트워크/기지국으로부터 수신할 수 있다. 이 경우, 단말은 상기 수신된 정보/설정을 기반으로 대역폭 조정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 대역폭 조정은 대역폭의 축소/확대, 대역폭의 위치 변경 또는 대역폭의 서브캐리어 스페이싱의 변경을 포함할 수 있다.
예를 들어, 대역폭은 파워를 세이브하기 위해 활동이 적은 기간 동안 축소될 수 있다. 예를 들어, 대역폭의 위치는 주파수 도메인에서 이동할 수 있다. 예를 들어, 대역폭의 위치는 스케줄링 유연성(scheduling flexibility)을 증가시키기 위해 주파수 도메인에서 이동할 수 있다. 예를 들어, 대역폭의 서브캐리어 스페이싱(subcarrier spacing)은 변경될 수 있다. 예를 들어, 대역폭의 서브캐리어 스페이싱은 상이한 서비스를 허용하기 위해 변경될 수 있다. 셀의 총 셀 대역폭의 서브셋은 BWP(Bandwidth Part)라고 칭할 수 있다. BA는 기지국/네트워크가 단말에게 BWP를 설정하고, 기지국/네트워크가 설정된 BWP 중에서 현재 활성 상태인 BWP를 단말에게 알림으로써 수행될 수 있다.
도 31은 본 발명이 적용될 수 있는 BWP가 설정되는 시나리오의 일 예를 나타낸다.
도 31을 참조하면, 40MHz의 대역폭 및 15kHz의 서브캐리어 스페이싱을 가지는 BWP1, 10MHz의 대역폭 및 15kHz의 서브캐리어 스페이싱을 가지는 BWP2, 및 20MHz의 대역폭 및 60kHz의 서브캐리어 스페이싱을 가지는 BWP3가 설정될 수 있다.
BWP는 사이드링크에 대하여 정의될 수 있다. 동일한 사이드링크 BWP는 전송 및 수신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 전송 단말은 특정 BWP 상에서 사이드링크 채널 또는 사이드링크 신호를 전송할 수 있고, 수신 단말은 상기 특정 BWP 상에서 사이드링크 채널 또는 사이드링크 신호를 수신할 수 있다. 면허 캐리어(licensed carrier)에서, 사이드링크 BWP는 Uu BWP와 별도로 정의될 수 있으며, 사이드링크 BWP는 Uu BWP와 별도의 설정 시그널링(separate configuration signalling)을 가질 수 있다. 예를 들어, 단말은 사이드링크 BWP를 위한 설정을 기지국/네트워크로부터 수신할 수 있다. 사이드링크 BWP는 반송파 내에서 out-of-coverage NR V2X 단말 및 RRC_IDLE 단말에 대하여 (미리) 설정될 수 있다. RRC_CONNECTED 모드의 단말에 대하여, 적어도 하나의 사이드링크 BWP가 반송파 내에서 활성화될 수 있다.
자원 풀은 사이드링크 전송 및/또는 사이드링크 수신을 위해 사용될 수 있는 시간-주파수 자원의 집합일 수 있다. 단말의 관점에서 볼 때, 자원 풀 내의 시간 도메인 자원은 연속하지 않을 수 있다. 복수의 자원 풀은 하나의 캐리어 내에서 단말에게 (미리) 설정될 수 있다.
종래의 VRU 보조 장치 및 문제점
종래의 VRU 보조 장치는 교통 약자에 부착되어 안전한 서비스를 제공하는 방법을 이용한다. 이를 위해 VRU 장치에 V2X 통신 모듈과 배터리, GPS 등으로 구성된다. 이렇게 구성된 VRU 장치들은 주기적으로 VRU 메시지를 전송하여 주변 V2X 모듈을 장착한 차량이 VRU를 인지하여 안전한 교통상황을 만들어주는 역할을 한다.
그러나, V2X 차량에 설치되는 안테나와 달리, VRU를 보조하는 V2X 장치의 안테나는 VRU의 바디 (body)로 인해 낮은 V2X 통신 성능을 갖게되고, 결과적으로 신호의 전송 커버리지를 충분히 보장할 수 없는 문제가 있다. 전술한 이유로, VRU를 보조하는 V2X 장치의 GPS 안테나의 성능이 낮아져 정확한 위치를 인지하지 못할 수 있다. 또한, VRU를 보조하는 V2X 장치는 배터리 소비 문제로 인해 높은 전력으로 신호를 전송하지 못하며, 위험시 소리 경고, LED 등을 주변 차량이 인지할 정도로 출력하지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 VRU의 단말이 갖는 문제점 (예를 들면 낮은 전송 전력, 낮은 GPS 성능, 외부 표출 장치의 부족 및 좁은 커버리지 영역)을 해결하고자 주변의 차량을 이용하는 방법을 제안한다. VRU 보조를 위해 주차된 차량의 횡단보도 보조 서비스, 무단 횡단 경고 서비스, 2차 사고 방지 서비스를 제안하며 이를 위해 새로운 VRU 메시지를 제안하며 메시지를 운용하는 방법을 제안한다.
VRU 보조 시스템 구성
도 32는 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 V2X 장치를 설명하기 위한 도면이다. VRU (100)를 보조하는 V2X 장치 (200)는 PC-5 인터페이스를 통해 주변에 경고 메시지를 주기적으로 전송할 수 있다. 하지만 non-V2X VRU는 VRU (100)로부터 경고 메시지를 수신할 수 없다. 뿐만 아니라 non-V2X VRU는 Uu 인터페이스를 위한 추가 장치가 필요하다. 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따르면 VRU를 보조하기 위해 V2X 차량 (300)과 페어링을 통해 VRU의 안전을 보조하는 V2X 장치 및 그 제어 방법이 제안된다. VRU와 페어링을 맺은 V2X 차량 (300)은 다른 V2X 차량에 VRU 상황을 알려주거나, Uu 인터페이스를 통해 VRU 상황을 업데이트할 수 있다. 뿐만 아니라 V2X 차량 (300)은 주변을 주행하는 non-V2X 차량 (700)에게 전조등 (headlight)이나 방향 표시등 (turn signal)을 통해 위험 경보를 줄 수도 있다.
도 33은 VRU를 보조하는 V2X 장치와 V2X 차량의 구성요소를 설명하기 위한 도면이다. VRU를 보조하는 V2X 장치 (200) 는 도 33 (a)와 같이 구성될 수 있다. C-V2X나 DSRC와 같이 V2X 통신을 위한 무선 주파수 안테나 (Radio Frequency antenna, 210), 신호를 처리하는 무선 모뎀 (Radio Modem, 220), 위치 정보를 획득하는 GNSS 안테나 (230) 및 신호를 처리하는 GNSS 수신기 (240)로 구성될 수 있다. 수신된 V2X 신호와 GPS 정보는 V2X 장치 (200)의 프로세서 (250)로 전달될 수 있다. 프로세서 (250)는 위성을 통해 V2X 장치 (200)의 위치 정보를 획득하고, V2X 메시지를 복호하여 정보를 획득할 수 있다. 획득된 정보는 i) 애플리케이션 ECU (260)의 VRU 안전 서비스 제공을 위한 기본적인 VRU 메시지의 생성에 이용되거나, ii) 위험한 상황 (예를 들면, VRU의 횡단 보도 횡단)의 인지를 통한 주변 V2X 차량과의 페어링 및 VRU 안전 경보에 이용될 수 있다. 휴먼 인터페이스 (Human interface, 270)는 VRU에게 위험 상황을 알려주거나 이벤트 상황을 트리거링하는 입력 장치로 사용될 수 있다.
V2X 차량의 V2X 장치 (400)는 도 33 (b)와 같이 구성될 수 있다. C-V2X나 DSRC와 같이 V2X 통신을 위한 무선 주파수 안테나 (Radio Frequency antenna, 410), 신호를 처리하는 무선 모뎀 (Radio Modem, 420), 위치 정보를 획득하는 GNSS 안테나 (430) 및 신호를 처리하는 GNSS 수신기 (440)로 구성될 수 있다. 수신된 V2X 신호와 GPS 정보는 V2X 장치 (400) 의 프로세서 (450)로 전달 될 수 있다. 프로세서 (450)는 위성을 통해 V2X 장치 (400)의 위치 정보를 획득하고, V2X 메시지를 복호하여 정보를 획득할 수 있다. 애플리케이션 ECU (460)는 획득된 정보 및 VRU 로부터 수신한 위험 신호를 이용하여 휴먼 인터페이스 (Human interface, 470)를 통해 안전 경보를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU 보조 방법은 V2X 차량의 V2X 장치 (400)가 VRU의 V2X 장치 (200)와 페어링을 맺는 것을 포함할 수 있다. 페어링 후에는 V2X 차량의 V2X 장치 (400)는 외부 인터페이스 (Exterior interface, 480)을 통해 전조등과 방향 지시등을 컨트롤하여 VRU 의 안전을 보조할 수 있다.
차량 외부 램프를 이용한 VRU 안전 보조 서비스
전술한 VRU의 V2X 장치가 갖는 한계를 보완하기 위해, 본 발명의 일 예 또는 구현 예에서는 V2X 장치를 구비한 차량을 이용하는 방법이 제안된다. 제안되는 방법은 i) VRU가 횡단 보도를 건널 때의 VRU 횡단보도 안전 서비스, ii) VRU 가 도로를 횡단 할 때 안전 서비스 및 iii) 사고 후 2차 사고 방지를 위한 위험 경고 서비스에 적용될 수 있다.
1) 횡단보도 안전 서비스
VRU의 단점을 보완하고 VRU의 안전을 강화하기 위해, 횡단보도에서의 안전 서비스가 제안된다. VRU 가 야간에 횡단 보도를 건널 경우, VRU 는 V2X 장치를 통해 길을 건넌다는 신호를 주변에 전송할 수 있다. 다만, VRU의 전송 전력이 충분하지 않거나 안테나의 성능 저하로 인해 전파가 주변으로 충분히 전송되지 않을 수 있다. 뿐만 아니라, VRU의 V2X 장치에 LED를 통한 경고 서비스를 제공하느 기능이 없을 수도 있다.
도 34는 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 V2X 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. VRU (100)는 횡단 보도를 건널 때 V2X 장치 (110)를 통해 VRU 메시지를 전송할 수 있다. 또한, VRU 보조 기능을 위해 VRU (100)는 V2X 장치 (110)를 통해 주변 V2X 차량에게 서포팅 메시지 (supporting message)를 전송할 수 있다. 도 34에 도시된 바와 같이, VRU (100) 주변에 VRU (100)를 보조할 수 있는 V2X 차량 (200)이 존재하는 경우, V2X 차량 (200)은 VRU 메시지 또는 서포팅 메시지 수신에 응답하여 VRU 방향으로 전조등을 켜주어 VRU (100)가 어두운 거리를 잘 건널 수 있도록 도울 수 있다. 상기 동작은 V2X 장치 (100)와 V2X 차량 (200)의 페어링을 전제로 수행될 수 있다. 뿐만 아니라, V2X 차량 (200)이 전조등을 켜줌으로 인해 주변에 주행 중인 non-V2X 차량 (300) 또한 VRU의 횡단보도 보행상황을 쉽게 파악 할 수 있어 VRU의 사고 확률을 낮출 수 있다. 한편, V2X 성능이 낮은 VRU 의 통신 커버리지를 보조하기 위해 페어링된 V2X 차량 (200)은 주변을 주행하는 다른 V2X 차량 (400)에게 경고 메시지 (예를 들면, VRU 메시지 또는 서포팅 메시지)를 재전송함으로써 V2X 장치 (110)의 커버리지를 확장 할 수 있다.
2) VRU의 도로 횡단을 지원하는 안전 서비스
본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 방법에 따르면, i) 주차되어 있는 차량의 외부 출력 장치를 이용하여 VRU의 안전을 지원하는 것과 ii) 주행 중인 차량과의 연동을 통해 VRU의 안전을 지원하는 것이 제안된다.
도 35는 VRU의 V2X 장치가 정적인 (예를 들면, 주차된) V2X 차량과 협력을 통해 VRU에게 안전 서비스를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. VRU (100)는 도로를 횡단하고자 할 때 V2X 장치 (110)를 통해 도로 횡단을 주변 V2X 차량에 알릴 수 있다. 하지만 VRU (100)의 V2X 장치 (100)의 신호 전파 커버리지는 V2X 차량의 신호 전파 커버리지보다 낮을 뿐만 아니라 non-V2X 차량 (400)에게는 VRU의 상태를 알려줄 수 없다는 문제가 있다. 이를 해결 하기 위해 VRU (100)가 길을 건너는 이벤트가 발생하는 경우, V2X 장치 (110)는 주변에 정차되어 있는 가까운 V2X 차량 (200)과 페어링을 수행하고, 페어링된 V2X 차량 (200)은 비상등 (hazard light)을 켜주어 VRU 의 횡단을 주변 차량에게 알릴 수 있다. 이는 V2X 장치 (110)가 페어링된 V2X 차량 (200)과 소정 메시지를 송수신 함으로써 구현될 수 있다. 메시지의 송수신에 대해서는 후술하도록 한다. 한편, V2X 차량 (200)은 V2X 장치 (110)로부터의 신호를 릴레이 (relay) 함으로써 V2X 장치 (110)의 전파 커버리지를 늘릴 수 있다. 이를 통해 V2X 장치 (110)의 전송 커버리지 밖에 존재하는 V2X 차량 (500)도 VRU의 상태를 인지할 수 있다. 뿐만 아니라, 페어링된 V2X 차량 (200)은 램프 (예를 들면, 전조등 또는 비상등)을 통해 non-V2X 차량들도 VRU의 상태를 알도록 함으로써 VRU 의 안전한 도로 횡단을 지원할 수 있다.
도 36은 VRU의 V2X 장치가 동적인 (예를 들면, 주행 중인) V2X 차량과 협력을 통해 VRU에게 안전 서비스를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. VRU (100)는 도로를 횡단하려고 할 때 V2X 장치 (110)를 통해 도로를 횡단하겠다는 신호를 전송할 수 있다. 상기 신호를 수신한 V2X 차량들은 VRU (100)를 인지하고 서행을 하거나 정지를 하여 VRU (100)의 횡단을 도울 수 있다. 하지만 실제 도로 환경에서는 V2X 차량과 non-V2X 차량이 혼재되어 있을 뿐만 아니라 V2X 차량들 조차도 VRU (100)가 송신한 신호를 수신하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 또한, V2X 차량은 신호를 수신했더라도 상황에 따라 운전자의 의도에 따라 정지하지 않고 주행할 수도 있다. VRU (100)는 전술한 상황을 모두 파악하고 대비할 수 없기 때문에 사고의 위험성이 항상 존재한다.
이를 해결 하기 위해 VRU (100)는 도로를 횡단 할 때 V2X 장치 (110)를 통해 주변 V2X 차량에 횡단 이벤트를 전송할 수 있다. 횡단 이벤트를 수신한 V2X 차량 (200)은 경보등을 점멸함으로써 i) VRU (100)로부터 신호를 잘 수신했다는 것, ii) VRU (100)의 횡단을 위해 양보하겠다는 것을 나타내는 신호를 전송할 수 있다. VRU (100)는 경보등이 점멸하는 차량과 아무런 반응이 없는 차량을 보고 안전하게 횡단할 수 있다. 한편, V2X 차량 중 V2X 장치 (110)의 커버리지 밖에 있는 차량 (300)은 VRU (100)를 인지하지 못할 수 있다. 또한, non-V2X vehicle (500)은 V2X 장치 (110)의 신호를 원천적으로 수신하지 못할 수 있다. 이 경우 V2X 장치를 장착하고 있으며, VRU 신호를 수신한 차량 중, 자신의 차량 속도와 VRU (100)의 위치를 고려하여 양보없이 주행하는 차량(400)이 경보등을 특수한 경고 패턴으로 점멸함으로써 VRU (100)의 안전한 보행을 도울 수 있다.
3) 2차 사고 (secondary accident) 방지 서비스
본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 방법은 VRU의 2차 사고를 방지하는 서비스를 제공할 수 있다. 도 37에 도시된 것과 같이, 사고로 인해 VRU (100)가 도로 상에 쓰러진 경우 2차 사고의 위험이 있을 수 있다. 2차 사고 방지를 위해, VRU (100)는 V2X 장치 (110)를 이용하여 V2X 차량들과의 연동을 통해 VRU (100)의 위험 상태를 주변에 알릴 수 있다. 한편, VRU (100)의 사고와 같은 긴급한 상황에서는 주변의 V2X 차량과 별도의 페어링 기능 없이 바로 경보 동작이 수행될 수 있다. 즉, VRU 위험 신호를 수신한 차량들은 의무적으로 경보등과 클랙슨을 특정 패턴을 통해 점멸 하여 주변을 주행하는 차량 또는 사람들에게 경고할 수 있다. 이를 통해 non-V2X vehicle (400) 또한 경고를 인지하여 주변을 안전하게 주행할 수 있다. 특히 주변을 주행중인 V2X vehicle (500)은 V2X 장치 (110)를 대신하여 VRU 사고에 관한 신호 (예를 들면, emergency-call 신호)를 Uu interface를 통해 관련 서버 또는 센터 (예를 들면, 안전관제 센터)에 전송할 수 있다. 도 37에 도시된 VRU를 보조하는 방법에 따르면, VRU (100)의 2차 사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 빠른 VRU 구조가 가능하다.
메시지 운용 procedure
1. 일반 페어링 절차 (normal pairing procedure)
본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 방법에 있어서, 일반 페어링 절차를 수행하는 VRU의 V2X 장치와 V2X 차량은 서로 동일한 메시지 운용 프로시저를 가지는 것이 바람직하다. 도 38을 참조하면, VRU 보조를 위한 메시지 운용 프로시저 (management procedure)는 i) 페어링 동작, ii) VRU 서포팅 (supporting) 동작 및 iii) 협력을 종료하는 해제 (release) 동작을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, VRU의 V2X 장치는 VRU 메시지를 통해 주기적으로 VRU의 상태를 알릴 수 있다. 만약 VRU가 횡단 보도를 건널 때와 같이 더욱 안전이 고려되어야 하는 경우, VRU의 V2X 장치의 한계를 극복하기 위해 V2X 차량과 협력하는 것이 필요하다.
도 38을 참조하면, i) 페어링 동작에서는 먼저 VRU의 V2X 장치는 VRU 메시지에 페어링을 요청하는 메시지를 추가하여 전송할 수 있다. 주변 V2X 차량 (예를 들면, HV1, RV1)은 해당 메시지를 수신함으로써 VRU의 상태를 확인할 수 있다. 커버리지 밖에 있는 V2X 차량 (예를 들면, RV2) 또는 non V2X 차량은 VRU의 V2X 장치로부터 메시지를 수신하지 못할 수 있다. 이후 VRU와 협력할 수 있는 차량 (예를 들면, HV1, RV1)들은 VRU를 보조가 가능함을 나타내는 메시지를 VRU의 V2X 장치에 전송할 수 있다. 한편, VRU를 보조가 가능함을 나타내는 메시지를 복수의 V2X 차량으로부터 수신한 경우, VRU는 복수의 V2X 차량 중 협력할 차량을 선택할 수 있다.
ii) VRU 서포팅 동작에 있어서, VRU의 보호를 위해 VRU의 V2X 장치는 횡단보도 횡단과 같은 위험한 동작을 VRU가 수행함을 나타내는 VRU 메시지를 전송할 수 있다. 메시지를 수신한 V2X 차량 (예를 들면, HV1)은 VRU 지원을 위해 전조등 (headlight)이나 방향표시등 (turn signal)을 소정 패턴에 맞춰 점등함으로써 주변에 VRU의 위험한 상태를 알릴 수 있다. 이를 통해 V2X 장치가 구비되지 않은 non-V2X 차량도 VRU의 상태를 알 수 있다. 뿐만 아니라 VRU 메시지를 수신한 V2X 차량 (예를 들면, HV1)은 VRU 메시지를 재전송 (retransmission) 할 수 있다. 이 경우, VRU의 V2X 장치의 커버리지에 있지 않은 V2X 차량 (예를 들면, RV2)도 HV1으로부터 VRU 메시지를 수신할 수 있다.
iii) 협력을 종료하는 해제 (release) 동작에 대해 설명하도록 한다. VRU가 이벤트 (예를 들면, 횡단보도 보행)를 마칠 경우, HV1은 VRU 지원 서비스를 종료하는 것이 바람직하다. 다시말해, VRU와 HV1 간의 페어링을 해제 (release)하는 것이 필요하다. 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따르면, i) VRU는 페어링의 해제를 요청하는 메시지를 통해 HV1 에게 상황의 종료를 알릴 수 있다. HV1은 메시지 수신에 응답하여 VRU 지원 서비스를 종료할 수 있다. ii) 한편, HV1이 페어링 해제를 요청하는 메시지를 수신하지 못할 수 있다. 이 경우, HV1은 이전에 수신 및 세팅한 타임-아웃 (Time-out) 카운트 값을 이용하여 VRU 지원 서비스를 자동으로 종료할 수도 있다.
2. 긴급 페어링 절차 (emergency pairing procedure)
본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU를 보조하는 방법은 2차 사고 방지와 같은 긴급 안전 서비스를 제공할 수도 있다. 긴급 안전 서비스에서는 VRU의 V2X 장치와 V2X 차량간에 신속한 페어링 동작이 필요하다.
도 39를 참조하면, i) 페어링 동작에서는 먼저 VRU의 V2X 장치는 VRU 메시지에 긴급 페어링을 요청하는 메시지를 추가하여 전송할 수 있다. 주변 V2X 차량 (예를 들면, HV1, RV1)은 해당 메시지를 수신함으로써 VRU의 긴급한 상태를 확인할 수 있다. 주변 V2X 차량 (예를 들면, HV1, RV1)은 송신 시간보다는 수신 시간을 늘려 긴급한 VRU 신호를 빠르게 수신할 뿐만 아니라 V2X 주파수 대역의 자원을 VRU의 V2X 장치에 할당할 수도 있다. 긴급 안전 서비스에 있어서, 특정 V2X 차량만 VRU의 V2X 장치와 페어링 되는 것이 아니고, 메시지를 수신한 모든 V2X 차량이 페어링될 수 있다.
ii) 긴급 페이링이 완료되면, 페어링된 V2X 차량은 VRU 보호를 위해 전조등이나 방향표시등을 소정 패턴에 맞추어 점등함으로써 주변에 VRU 의 위험한 상태를 알릴 수 있다. 이는, 특히 V2X 장치를 구비하지 않은 non-V2X 차량에 VRU의 상태를 알리기 위함일 수 있다. 뿐만 아니라 HV들 (예를 들면, HV1, HV2)은 VRU의 V2X 장치의 신호를 주변 V2X 차량 (예를 들면, RV1)에 재전송할 수 있다. 이 경우 VRU의 V2X 장치의 커버리지에 있지 않은 RV1도, HV1 또는 HV2로부터 VRU의 V2X 장치의 메시지를 수신할 수 있게 된다. 나아가, HV들 중 Uu interface 기능을 가진 차량은 기지국 (예를 들면, eNB) 에 eCall 신호를 송신할 수도 있다.
iii) VRU 의 위험 상황이 종료된 경우, 페어링의 해제 (release)를 위해 VRU의 V2X 장치는 HV1에게 상황 종료를 나타내는 메시지를 전송할 수 있다. 메시지를 수신한 HV1은 협력 동작을 종료할 수 있다. 만약 메시지를 수신하지 못하는 경우 (예를 들면, HV2), HV2는 이전에 수신하여 세팅된 Time-out 카운트 값을 이용하여 시스템을 자동으로 종료할 수도 있다.
VRU 협력을 위한 VRU 메시지 구조
VRU 보조 시스템을 사용하기 위한 새로운 VRU 메시지가 제안된다. 도 40은 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU 메시지 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 40을 참조하면, 본 발명의 일 예 또는 구현 예에 따른 VRU 메시지는 종래의 VRU 구조에 VRU extension 컨테이너가 추가된 구조를 가질 수 있다. VRU extension 컨테이너는 messageType, EventType, EventDiscription, TimeOut 및 ParingID를 포함할 수 있다. messageType은 VRU 협력 동작에 사용되는 메시지의 타입을 정의할 수 있다. messageType=1 은 request 동작을 지시할 수 있고, messageType=2 는 Ack 동작을 지시할 수 있고, messageType=3은 event 전송 동작을 지시할 수 있고, messageType=4는 event 해제를 지시할 수 있다. EventType은 VRU 의 이벤트의 타입을 정의할 수 있다. EventType=1 은 횡단보도 횡단, EventType=2 는 무단횡단, EventType=3은 사고 상황을 나타낼 수 있다. EventDiscription은 Event 의 자세한 상황을 추가적으로 정의할 수 있다. TimeOut은 Event 보조가 제공되는 최대 시간을 나타낼 수 있다. ParingID는 VRU의 V2X 장치가 Ack 전송 시 이용될 상대 차량의 stationID를 지정할 수 있다. 예를 들면, VRU의 V2X 장치가 VRU 보조를 요청하는 경우, VRU 메시지는 messageType=1 로 설정되고 EventType 필드를 포함할 수 있다. VRU의 V2X 장치가 Ack을 전송하는 경우, VRU 메시지는 messageType=2 로 설정되고 pairingID 필드를 포함할 수 있다. Event 발생 시, VRU의 V2X 장치가 전송하는 VRU 메시지는 messageType=3 으로 설정되고 EventType, EventDiscription, Timeout 필드를 포함할 수 있다. VRU의 V2X 장치가 VRU 보조를 종료하고자 하는 경우, VRU 메시지는 messageType 필드만 포함할 수 있고, messageType=4 로 설정될 수 있다.
V2X 차량과 VRU의 V2X 장치의 동작 순서도
VRU 보조 시스템을 사용하기 위해 i) V2X 차량과 ii) VRU의 V2X 장치는 도 41 내지 도 42에 도시된 순서도에 따라 동작할 수 있다. 도 41을 참조하면, 시스템이 시작 시, VRU의 V2X 장치는 V2X 시스템을 초기화할 수 있다. VRU의 V2X 장치는 VRU의 상태에 관한 메시지를 주기적으로 주변 V2X 장치 (예를 들면 V2X 차량)에게 전송할 수 있다. VRU의 도로횡단과 같은 이벤트가 발생하면, VRU의 V2X 장치는 VRU 메시지를 통해 주변에 페어링을 요청할 수 있다. 주변 V2X 장치로부터 서포팅 (supporting) 메시지가 수신되면, VRU의 V2X 장치는 VRU를 지원해줄 V2X 장치를 선택할 수 있다. 페어링이 완료되면 VRU의 V2X 장치는 페어링이 완료되었음을 나타내는 Ack 신호를 전송할 수 있다. VRU의 V2X 장치는 Event 상황을 나타내는 VRU 메시지를 페어링된 V2X 차량에게 전송할 수 있다. VRU의 이벤트가 종료되기 전까지 VRU의 V2X 장치는 주기적으로 (또는 비 주기적으로) VRU 메시지 (예를 들면, VRU 이벤트 메시지)를 전송할 수 있다. 이벤트가 종료된 경우 VRU의 V2X 장치는 이벤트가 종료되었음을 나타내는 VRU 메시지를 주변 V2X 장치들에게 전송할 수 있다.
무선 통신 시스템에서 사용자 단말이 차량과 통신하는 방법은 상기 사용자 단말의 사용자에게 발생한 이벤트를 감지하는 것, 상기 사용자의 안전 (safety)과 관련된 보조 (assistance)를 요청하는 메시지를 상기 차량에게 전송하는 것을 포함할 수 있다. 상기 보조를 요청하는 메시지는 상기 사용자에게 발생한 이벤트에 관한 정보 및 상기 보조의 지속 시간에 관한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 상기 방법은 상기 발생한 이벤트를 상기 사용자의 비-응급 상황 (non-emergency)으로 감지하는 것에 기초하여, 페어링을 요청하는 메시지를 전송하는 것, 상기 페어링을 요청하는 메시지에 대한 응답을 복수의 차량으로부터 수신하는 것, 상기 복수의 차량 중 페어링될 하나의 차량을 선택하는 것을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 방법은 상기 발생한 이벤트를 상기 사용자의 응급 상황 (emergency) 으로 감지하는 것에 기초하여, 상기 보조를 요청하는 메시지를 주변 차량에 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 방법은 상기 지속 시간에 관한 정보에 포함된 카운터가 만료되기 전에 페어링 해제를 요청하는 메시지를 상기 페어링된 차량에 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
도 42는 VRU 보조 시스템을 포함하는 V2X 차량의 동작을 설명하는 도면이다. 시스템이 시작되면 V2X 차량은 V2X 시스템을 초기화할 수 있다. V2X 차량은 V2X 모듈을 통해 VRU 메시지를 수신할 수 있다. VRU의 V2X 장치로부터 페어링을 요청하는 VRU 메시지가 수신되면, V2X 차량은 VRU를 지원하기 위해 VRU의 V2X 장치에게 서포팅 (supporting) 메시지를 전송할 수 있다. V2X 차량은 VRU의 V2X 장치로부터 Ack 신호를 기다릴 수 있다. VRU의 V2X 장치로부터 Ack 신호를 수신하면, V2X 차량은 VRU의 이벤트에 따라 VRU를 보조할 수 있다. V2X 차량은 전조등과 방향표시등을 통해 VRU의 상태를 주변 차량들에게 가시적으로 표시할 수 있다. 뿐만 아니라, VRU의 V2X 장치로부터 수신한 신호를 주변 V2X 차량에 재전송할 수도 있다. VRU의 이벤트가 종료됨에 따라 페어링 해제를 요청하는 VRU 메시지를 수신한 경우, V2X 차량은 VRU 보조 (예를 들면, Lamp 안내)를 종료하고 페어링을 해제함으로써 협력을 종료할 수 있다. 한편, V2X 차량이 VRU의 V2X 장치의 커버리지를 벗어나 VRU 메시지를 수신하지 못하는 상황을 고려하여, V2X 차량은 VRU의 V2X 장치로부터 수신한 타임-아웃 (Time-out) 카운트 값을 이용하여 타임-아웃 카운터를 운영하고, 일정 시간이 지나면 VRU 보조 서비스를 종료할 수 있다.
무선 통신 시스템에서 차량이 사용자 단말과 통신하는 방법은 상기 사용자 단말로부터 페어링을 요청하는 제 1 메시지를 수신하는 것, 상기 페어링된 사용자 단말로부터 상기 사용자 단말의 사용자의 안전 (safety)과 관련된 보조 (assistance)를 요청하는 제 2 메시지를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제 2 메시지는 상기 사용자에게 발생한 이벤트에 관한 정보 및 상기 보조의 지속 시간에 관한 정보를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 방법은 상기 이벤트에 관한 정보에 기반하여 상기 사용자 단말에게 상기 보조를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 상기 보조를 제공하는 것은 i) 구동 제어 장치를 통해 상기 차량의 속도를 제어하는 것, 또는 ii) 외부 출력 장치를 통해 상기 차량의 외부에 경고를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 상기 보조를 제공하는 것은 상기 제 2 메시지를 상기 차량의 통신 장치를 이용하여 상기 차량의 외부에 릴레이 (relay)시키는 것을 포함할 수 있다.
한편, 상기 방법은 상기 사용자 단말로부터 페어링 해제를 요청하는 제 3 메시지를 수신하는 것, 그리고 i) 상기 제 3 메시지를 수신하는 것 또는 ii) 상기 지속 시간에 관한 정보에 포함된 카운터가 만료되는 것에 기반하여 페어링을 해제하는 것을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명이 적용될 수 있는 장치에 대하여 설명한다.
도 43은 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.도 43을 참조하면, 제1 무선 기기(100)와 제2 무선 기기(200)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(100), 제2 무선 기기(200)}은 도 50의 {무선 기기(100x), 기지국(200)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(100)는 하나 이상의 프로세서(102) 및 하나 이상의 메모리(104)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(106) 및/또는 하나 이상의 안테나(108)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 메모리(104) 및/또는 송수신기(106)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 메모리(104) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(106)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(102)는 송수신기(106)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(104)에 저장할 수 있다. 메모리(104)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 프로세서(102)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(104)는 프로세서(102)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(102)와 메모리(104)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(106)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(108)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(106)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(106)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
제2 무선 기기(200)는 하나 이상의 프로세서(202), 하나 이상의 메모리(204)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206) 및/또는 하나 이상의 안테나(208)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 메모리(204) 및/또는 송수신기(206)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 메모리(204) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202)는 송수신기(206)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204)에 저장할 수 있다. 메모리(204)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 프로세서(202)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204)는 프로세서(202)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202)와 메모리(204)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(100, 200)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(102, 202)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(104, 204)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(104, 204)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
도 44는 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 44를 참조하면, 무선 기기(100, 200)는 도 43의 무선 기기(100,200)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(112) 및 송수신기(들)(114)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(112)는 도 43의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 43의 하나 이상의 송수신기(106,206) 및/또는 하나 이상의 안테나(108,208)을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 통신부(110), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 정보를 통신부(110)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(130)에 저장할 수 있다.
추가 요소(140)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(140)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 50, 100a), 차량(도 50, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 50, 100c), 휴대 기기(도 50, 100d), 가전(도 50, 100e), IoT 기기(도 50, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 50, 400), 기지국(도 50, 200), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 44에서 무선 기기(100, 200) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200) 내에서 제어부(120)와 통신부(110)는 유선으로 연결되며, 제어부(120)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(100, 200) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(130)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
도 45는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 송수신기를 나타낸다. 예를 들어, 도 45는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템에서 구현될 수 있는 송수신기의 예를 나타낼 수 있다.
전송 경로에서, 도 43 및 도 44에서 기술된 프로세서와 같이, 적어도 하나의 프로세서는 데이터가 전송되도록 처리할 수 있고, 아날로그 출력 신호와 같은 신호를 송신기(9210)로 보낼 수 있다.
상기 예에서, 상기 송신기(9210)에서 아날로그 출력 신호는, 예를 들자면 이전의 디지털-아날로그 변환(ADC)으로 인한 잡음을 제거하기 위해, 저역 통과 필터(LPF)(9211)에 의해 여과될 수 있고, 업컨버터(예를 들면, 믹서)(9212)에 의해 베이스밴드에서 RF로 업컨버트될 수 있으며, 가변 이득 증폭기(VGA)(9213)과 같은 증폭기에 의해 증폭될 수 있다. 증폭된 신호는 필터(9214)에 의해 여과될 수 있고, 전력 증폭기(PA)(9215)에 의해 증폭될 수 있으며, 듀플렉서(9250)/안테나 스위치(9260)들을 통해 라우팅될 수 있고, 안테나(9270)를 통해 송신될 수 있다.
수신 경로에서, 안테나(9270)는 무선 환경에서 신호를 받을 수 있고, 수신된 신호들은 안테나 스위치(9260)/듀플렉서(9250)에서 라우팅될 수 있으며, 수신기(9220)로 보내질 수 있다.
상기 예에서, 상기 수신기(9220)에서 수신된 신호는 저잡음 증폭기(LNA)(9223)와 같은 증폭기에 의해 증폭될 수 있고, 대역 통과 필터(9224)에 의해 여과될 수 있으며, 다운컨버터(예를 들어, 믹서)(9225)에 의해 RF에서 베이스밴드로 다운컨버트될 수 있다.
상기 다운컨버트된 신호는 저역 통과 필터(LPF)(9226)에 의해 필터링될 수 있고, 아날로그 입력 신호를 얻기 위해 VGA(9227)와 같은 증폭기에 의해 증폭될 수 있으며, 상기 아날로그 입력 신호는 하나 이상의 프로세서에게 제공될 수 있다.
더 나아가, 국부 발진기(LO)(9240)는 LO 신호의 송수신을 발생시켜 업컨버터(9212)와 다운컨버터(9225)로 각각 보낼 수 있다.
구현 예에 따라, 위상 고정 루프(PLL)(9230)는 상기 프로세서로부터 제어 정보를 받을 수 있고, 적당한 주파수에서 LO 신호들을 송수신을 생성하기 위해, LO 제너레이터(9240)에게 제어 신호들을 보낼 수 있다.
구현들은 도 45에서 나타내는 특정 배치에 한정되지 않고, 다양한 구성 요소와 회로들이 도 45에서 보여준 예와 다르게 배치될 수 있다.
도 46는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 송수신기를 나타낸다. 예를 들어, 도 46는 시분할 이중 통신(TDD) 시스템에서 구현될 수 있는 송수신기의 예를 나타낼 수 있다.
구현 예에 따라, TDD 시스템의 송수신기의 송신기(9310)와 수신기(9320)는 FDD 시스템의 송수신기의 송신기 및 수신기와 하나 이상의 유사한 특징을 가질 수 있다. 이하, TDD 시스템의 송수신기의 구조를 설명한다.
전송 경로에서, 전송기의 전력 증폭기(PA)(9315)에 의해 증폭된 신호는 대역 선택 스위치(9350), 대역 통과 필터(BPF)(9360), 및 안테나 스위치(들)(9370)을 통해 라우팅될 수 있고, 안테나(9380)로 전송될 수 있다.
수신 경로에서, 상기 안테나(9380)는 무선 환경으로부터 신호들을 받고 수신된 신호들은 안테나 스위치(들)(9370), 대역 통과 필터(BPF)(9360), 및 대역 선택 스위치(9350)를 통해 라우팅될 수 있고, 수신기(9320)로 제공될 수 있다.
도 47은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이드링크 통신에 관련된 무선 장치의 동작을 나타낸다. 도 47에서 설명하는 사이드링크에 관련된 무선 장치 동작은 단순한 예시일 뿐이고, 다양한 기술을 사용한 사이드링크 동작들이 무선 장치에서 수행될 수 있다. 사이드링크는 사이드링크 커뮤니케이션 및/또는 사이드링크 디스커버리를 위한 단말-to-단말 인터페이스일 수 있다. 사이드링크는 PC5 인터페이스에 상응할 수 있다. 넓은 의미에서, 사이드링크 동작은 단말들 사이의 정보의 송수신일 수 있다. 사이드링크는 다양한 형태의 정보를 전달할 수 있다.
도 47을 참조하면, 단계 S9410에서, 무선 장치는 사이드링크에 관련된 정보를 획득할 수 있다. 사이드링크에 관련된 정보는 하나 이상의 자원 구성일 수 있다. 사이드링크에 관련된 정보는 다른 무선 장치나 네트워크 노드로부터 획득할 수 있다.
사이드링크에 관련된 정보를 획득한 후, 단계 S9420에서, 상기 무선 장치는 사이드링크에 관련된 정보를 디코딩할 수 있다.
사이드링크에 관련된 정보를 디코딩한 후, 단계 S9430에서, 상기 무선 장치는 사이드링크에 관련된 정보에 기반한 하나 이상의 사이드링크 동작을 수행할 수 있다. 상기 무선 장치가 수행하는 사이드링크 동작(들)은 본 명세서에서 설명한 하나 이상의 동작을 포함할 수 있다.
도 48은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이드링크에 관련된 네트워크 노드의 동작을 나타낸다. 도 48에서 설명한 사이드링크에 관련된 네트워크 노드의 동작은 단순한 예시일 뿐이고, 다양한 기술을 사용한 사이드링크 동작들이 네트워크 노드에서 수행될 수 있다.
도 48을 참조하면, 단계 S9510에서, 네트워크 노드는 사이드링크에 관한 정보를 무선 장치로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 사이드링크에 관한 정보는 네트워크 노드에게 사이드링크 정보를 알리기 위해 사용되는 사이드링크 UE 정보(Sidelink UE Information)일 수 있다.
상기 정보를 수신한 후, 단계 S9520에서, 네트워크 노드는 수신한 정보를 기반으로 사이드링크와 관련된 하나 이상의 명령을 송신할지를 결정할 수 있다.
명령을 전송하기로 한 네트워크 노드의 결정에 따라, 단계 S9530에서, 네트워크 노드는 사이드링크와 관련된 명령(들)을 무선 장치로 전송할 수 있다. 구현 예에 따라, 네트워크 노드에 의해 전송된 명령을 받은 후에, 무선 장치는 수신된 명령을 기반으로 하나 이상의 사이드링크 동작(들)을 수행할 수 있다.
도 49은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 장치 및 네트워크 노드의 구현을 나타낸다. 네트워크 노드는 무선 장치나 단말로 대체될 수 있다.
도 49을 참조하면, 무선 장치(9610)는 하나 이상의 다른 무선 장치, 네트워크 노드들 및/또는 네트워크 내의 다른 요소들과 통신하기 위해 통신 인터페이스(9611)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(9611)는 하나 이상의 송신기, 하나 이상의 수신기 및/또는 하나 이상의 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 상기 무선 장치(9610)는 처리 회로(9612)를 포함할 수 있다. 상기 처리 회로(9612)는 프로세서(9613)와 같은 하나 이상의 프로세서와 메모리(9614)와 같은 하나 이상의 메모리를 포함할 수 있다.
처리 회로(9612)는 본 명세서에 기재된 임의의 방법들 및/또는 프로세스들을 제어하기 위해 및/또는, 예를 들어 무선 장치(9610)가 그러한 방법 및/또는 프로세스를 수행하도록 하기 위해 구성될 수 있다. 프로세서(9613)는 본 명세서에 기재된 무선 장치 기능들을 수행하기 위한 하나 이상의 프로세서에 해당할 수 있다. 무선 장치(9610)는 본 명세서에 기재된 데이터, 프로그램 소프트웨어 코드 및/또는 다른 정보를 저장하도록 구성된 메모리(9614)를 포함할 수 있다.
구현예에 따라, 메모리(9614)는, 프로세서(9613)와 같은 하나 이상의 프로세서가 실행될 때, 프로세서(9613)가 전술한 본 발명에 따른 프로세스의 일부 또는 전부를 수행하도록 하는 명령을 포함한 소프트웨어 코드(9615)를 저장하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(9613)와 같이, 정보를 송수신하기 위해 송수신기(2223)와 같은 하나 이상의 송수신기를 제어하는 하나 이상의 프로세서는 정보의 송수신에 관련된 하나 이상의 프로세스를 수행할 수 있다.
네트워크 노드(9620)는 하나 이상의 다른 네트워크 노드들, 무선 장치들 및/또는 네트워크 상의 다른 요소들과 통신하기 위해 통신 인터페이스(9621)를 포함할 수 있다. 여기에서, 통신 인터페이스(9621)는 하나 이상의 송신기, 하나 이상의 수신기 및/또는 하나 이상의 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 네트워크 노드(9620)는 처리 회로(9622)를 포함할 수 있다. 여기에서, 처리 회로는 프로세서(9623)와 메모리(9624)를 포함할 수 있다.
구현예에 따라, 메모리(9624)는, 프로세서(9623)와 같은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서(9623)가 본 발명에 따른 프로세스의 일부 또는 전부를 수행하도록 하는 명령을 포함한 소프트웨어 코드(9625)를 저장하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(9623)와 같이, 정보를 송수신하기 위해 송수신기(2213)와 같은 하나 이상의 송수신기를 제어하는 하나 이상의 프로세서는 정보의 송수신에 관련된 하나 이상의 프로세스를 수행할 수 있다.
도 50은 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 50을 참조하면, 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(eXtended Reality) 기기(100c), 휴대 기기(Hand-held device)(100d), 가전(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI기기/서버(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(200a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)을 통해 네트워크(300)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(300)를 통해 AI 서버(400)와 연결될 수 있다. 네트워크(300)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)/네트워크(300)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(e.g. 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(e.g. V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(200), 기지국(200)/기지국(200) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(e.g. relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
전술한 구현 예들은 본 발명의 구조적 요소들 및 특징들을 다양한 방식으로 조합해서 만들어질 수 있다. 별도로 명시하지 않는 한, 각 구조 요소 또는 기능들은 선택적으로 고려될 수 있다. 구조적 요소들 또는 특징들 각각은 다른 구조적 요소들 또는 특징들과 결합되지 않고 수행될 수 있다. 또한, 일부 구조적 요소들 및/또는 특징들은 본 발명의 구현들을 구성하기 위해 서로 결합될 수 있다. 본 발명의 구현에서 기술된 동작 순서는 변경될 수 있다. 한 구현의 일부 구조적 요소 또는 특징은 다른 구현에 포함될 수 있거나, 다른 구현에 상응하는 구조적 요소 또는 특징으로 대체될 수 있다.
본 발명에서의 구현들은 다양한 기술들, 예를 들자면 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합들에 의해 이루어질 수 있다. 하드웨어 구성에서, 본 발명의 구현에 따른 방법은, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuits), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processors), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Devices), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Devices), 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays), 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 컨트롤러, 하나 이상의 마이크로 컨트롤러, 하나 이상의 마이크로 프로세서 등에 의해 이루어질 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어의 구성에서, 본 발명의 구현들은 모듈, 절차, 기능 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 다양한 방법으로 프로세서로부터 데이터를 송수신할 수 있다.
통상의 기술자가 본 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명에서 만들어질 수 있는 다양한 변경 및 변형을 수행할 수 있음은 자명하다. 본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 시스템 또는 5G 시스템(또는, NR 시스템)에 적용된 예를 참조하여 설명하였지만, 다른 다양한 무선 통신 시스템에도 적용 가능하다.
상술한 바와 같은 하향링크 제어정보를 검출하는 방법 및 이를 위한 단말은 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
Claims (16)
- 무선 통신 시스템에서 차량이 사용자 단말과 통신하는 방법에 있어서,
상기 차량 외부에 있는 취약한 도로 사용자(vulnerable road user, VRU)의 사용자 단말로부터 페어링을 요청하는 제 1 메시지를 수신;
상기 사용자 단말과 페어링;
페어링된 상기 사용자 단말로부터 상기 VRU의 안전 (safety)과 관련된 보조 (assistance)를 요청하는 제 2 메시지를 수신, 상기 제 2 메시지는 상기 VRU에게 발생한 이벤트에 관한 정보 및 상기 보조의 지속 시간에 관한 정보를 포함; 및
상기 이벤트에 관한 정보에 기반하여 상기 VRU를 위한 안전 보조 서비스를 제공하는 것을 포함하고,
상기 안전 보조 서비스를 제공하는 것은 상기 차량의 외부 출력 장치를 통해 상기 차량의 외부에 경고를 출력하는 것을 포함하는, 차량이 사용자 단말과 통신하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 안전 보조 서비스를 제공하는 것은 상기 차량이 이동 중인 것을 기반으로 상기 차량의 구동 제어 장치를 통해 상기 차량의 속도를 제어하는 것을 포함하는, 차량이 사용자 단말과 통신하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 안전 보조 서비스를 제공하는 것은 상기 제 2 메시지를 상기 차량의 통신 장치를 이용하여 상기 차량의 외부 차량에 릴레이(relay)하는 것을 포함하는, 차량이 사용자 단말과 통신하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 출력 장치는 상기 차량의 전조등 또는 비상등을 포함하는, 차량이 사용자 단말과 통신하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
i) 페어링 해제를 요청하는 제 3 메시지를 상기 사용자 단말로부터 수신하는 것 또는 ii) 상기 지속 시간에 관한 정보에 포함된 카운터가 만료되는 것에 기반하여, 상기 사용자 단말과의 페어링을 해제하는 것을 더 포함하는, 차량이 사용자 단말과 통신하는 방법. - 무선 통신 시스템에서 사용자 단말과 통신하는 차량에 있어서,
외부 출력 장치;
통신 장치;
프로세서; 및
상기 프로세서로 하여금 동작들을 수행하도록 하는 지시들을 저장한 메모리를 포함하고, 상기 동작들은:
상기 차량 외부에 있는 취약한 도로 사용자(vulnerable road user, VRU)의 사용자 단말로부터 페어링을 요청하는 제 1 메시지를 상기 통신 장치를 통해 수신;
페어링된 상기 사용자 단말로부터 상기 VRU의 안전 (safety)과 관련된 보조 (assistance)를 요청하는 제 2 메시지를 상기 통신 장치를 통해 수신, 상기 제 2 메시지는 상기 VRU에게 발생한 이벤트에 관한 정보 및 상기 보조의 지속 시간에 관한 정보를 포함; 및
상기 이벤트에 관한 정보에 기반하여 상기 VRU를 위한 안전 보조 서비스를 제공하는 것을 포함하고,
상기 안전 보조 서비스를 제공하는 것은 상기 차량의 상기 외부 출력 장치를 통해 상기 차량의 외부에 경고를 출력하는 것을 포함하는, 차량. - 제 6 항에 있어서,
구동 제어 장치를 더 포함하고,
상기 안전 보조 서비스를 제공하는 것은 상기 차량이 이동 중인 것을 기반으로 상기 차량의 상기 구동 제어 장치를 통해 상기 차량의 속도를 제어하는 것을 포함하는, 차량. - 제 6 항에 있어서,
상기 안전 보조 서비스를 제공하는 것은 상기 제 2 메시지를 상기 통신 장치를 이용하여 상기 차량의 외부 차량에 릴레이(relay)하는 것을 포함하는, 차량. - 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 출력 장치는 상기 차량의 전조등 또는 비상등을 포함하는, 차량. - 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동작들은:
i) 페어링 해제를 요청하는 제 3 메시지를 상기 통신 장치를 통해 상기 사용자 단말로부터 수신하는 것 또는 ii) 상기 지속 시간에 관한 정보에 포함된 카운터가 만료되는 것에 기반하여, 상기 사용자 단말과의 페어링을 해제하는 것을 더 포함하는, 차량. - 삭제
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