KR20100098929A - 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치 및 이를 이용하여 정보를 전달하는 방법 - Google Patents

통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치 및 이를 이용하여 정보를 전달하는 방법 Download PDF

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곽동용
오현서
정재일
백송남
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 애드 혹 네트워크로 연결된 통신 시스템에서 정보를 전달하는 방법에 관한 것이다. 상기 정보 전달 방법은 제 1 차량에서 제 1 안전 메시지를 포워딩하는 단계 및 상기 포워딩된 제 1 안전 메시지를 수신한 상기 제 1 차량의 후방 차량(적어도 하나의 제 2 차량) 중 선택된 특정 차량이 그의 후방 차량(하나 이상의 제 3 차량)으로 상기 제 1 안전 메시지에 대응하는 제 2 안전 메시지를 포워딩하는 단계를 포함한다.
차량, 애드 혹, 안전 메시지, 후방

Description

통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치 및 이를 이용하여 정보를 전달하는 방법{COMMUNICATION DEVICE ESTABLISHED IN A VEHICLE USED IN A COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD OF DELIVERING INFORMATION USING THE SAME}
본 발명은 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치 및 이를 이용하여 정보를 전달하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 애드 혹 네트워크로 연결된 통신 시스템에서 정보를 전달하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-F-039-02, 과제명: VMC 기술 개발].
최근, 애드 혹 네트워크(ad-hoc network)를 이용하여 차량들 사이에 정보를 교환하는 방법이 사용되고 있다. 일반적으로, 특정 차량이 사고 내용을 포함하는 안전 메시지를 브로드캐스팅하면, 상기 안전 메시지를 수신한 차량들이 모두 상기 안전 메시지를 다른 차량들로 브로드캐스팅한다. 결과적으로, 후방 차량들은 전방에 사고가 났음을 파악할 수 있다.
그러나, 위에 언급한 바와 같이 모든 차량들이 안전 메시지를 브로드캐스팅 하므로, 통신 시스템의 트래픽이 상당히 증가하게 되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 통신 시스템의 트래픽이 감소되도록 사고 정보를 후방의 차량들로 효율적으로 전송시키는 통신 장치 및 이를 이용하여 정보를 전달하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량간 정보 전달 방법은 제 1 차량에서 제 1 안전 메시지를 포워딩하는 단계; 및 상기 포워딩된 제 1 안전 메시지를 수신한 상기 제 1 차량의 후방 차량(적어도 하나의 제 2 차량) 중 선택된 특정 차량이 그의 후방 차량(하나 이상의 제 3 차량)으로 상기 제 1 안전 메시지에 대응하는 제 2 안전 메시지를 포워딩하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에서 안전 메시지를 출력하는 차량에 설치된 통신 장치는 무선 송수신부; GPS 위성으로부터 위치 정보를 획득하여 상기 차량의 주행 방향을 결정하는 주행 정보 처리부; 및 상기 결정된 주행 방향에 대한 정보(주행 방향 정보), 상기 위치 정보, 상기 차량의 아이디 정보, 포워드 영역 정보 및 백워드 영역 정보를 가지는 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 안전 메시지를 상기 무선 송수신부를 통하여 상기 차량의 후방 차량들로 포워딩하는 메시지부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에서 제 1 차 량의 후방 차량으로서 상기 제 1 차량으로부터 전송된 제 1 안전 메시지를 수신하는 제 2 차량의 통신 장치는 상기 제 1 안전 메시지를 수신하는 무선 송수신부; 상기 제 1 안전 메시지에 포함된 상기 제 1 차량의 위치 정보를 기초로 하여 지연 시간 또는 드롭 확률을 계산하는 전송 판단부; 및 상기 제 1 안전 메시지가 수신된 때로부터 상기 지연 시간이 경과할 때까지 상기 제 1 안전 메시지에 대응하는 제 2 안전 메시지가 다른 차량으로부터 전송되지 않는 경우 또는 상기 드롭 확률이 드롭 임계치보다 작은 경우 상기 제 1 안전 메시지에 해당하는 제 3 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 제 3 안전 메시지를 상기 무선 송수신부를 통하여 상기 제 2 차량의 후방 차량으로 포워딩하는 메시지부를 포함한다.
본 발명에 따른 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치 및 이를 이용하여 정보를 전달하는 방법은 후방 차량들 중 거리가 먼 차량이 사고 내용을 가지는 안전 메시지를 후방 차량들로 재전송하므로, 상기 통신 시스템의 트래픽이 감소할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소 에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티홉 라우팅을 사용하는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
본 실시예의 통신 시스템은 차량들 사이에 정보를 전달시키며, 특히 차량 사고 등이 발생하였을 경우 이를 목격한 차량이 사고 발생 사실을 알리는 안전 메시 지를 후방의 차량들로 효율적으로 전송시킨다. 여기서, 상기 차량은 이동 가능한 기기이면 충분하고 특별한 제한이 없다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 상향선 및 하행선 등과 같은 도로 위에는 많은 차량들이 주행한다. 이 경우, 예를 들어 제 1 차량(100)이 전방의 사고를 목격하면, 본 실시예의 제 1 차량(100)은 자동 또는 운전자의 조작에 따라 사고가 발생하였음을 알리는 제 1 안전 메시지를 후방의 차량들로 애드 혹(ad-hoc) 방법을 통하여 전송한다. 여기서, 제 1 차량(100)과 다른 차량들은 WLAN, CDMA 등과 같은 다양한 통신 방법을 통하여 연결된다.
다만, 제 1 차량(100)의 출력은 제한되어 있으므로, 상기 제 1 안전 메시지는 특정 범위(102, 이하, "브로드캐스팅 영역") 내의 차량들에만 전달된다. 즉, 제 1 차량(100)으로부터 브로드캐스팅된 제 1 안전 메시지는 제 2 차량들(104a 및 104b), 제 3 차량들(106) 및 제 4 차량들(108)로 전송될 수 있다. 이 경우, 제 3 차량들(106)은 제 1 차량(100)의 전방 영역에 위치하므로 상기 제 1 안전 메시지를 재전송하지 않으며, 제 4 차량들(108)은 제 1 차량(100)의 후방에 존재하나 다른 방향으로 주행하므로 상기 제 1 안전 메시지를 후방으로 재전송하지 않는다.
제 1 차량(100)의 후방에 위치하면서 제 1 차량(100)과 동일한 방향으로 주행하는 제 2 차량들(104a 및 104b)을 살펴보면, 제 2 차량(104b)이 제 2 차량(104a)보다 더 후방에 위치한다. 이 경우, 제 2 차량들(104a 및 104b) 모두가 상기 제 1 안전 메시지에 대응하는 제 2 안전 메시지를 생성하여 그의 후방 차량들로 브로드캐스팅하면 네트워크의 트래픽(network traffic)이 상당히 증가하게 되므로, 본 실시예의 통신 시스템은 네트워크 트래픽을 고려하여 제 2 차량(104b)만이 그의 후방에 위치하는 제 5 차량들(112a 및 112b)로 상기 제 2 안전 메시지를 브로드캐스팅하도록 제어한다.
제 2 차량(104b)으로부터 브로드캐스팅된 제 2 안전 메시지를 수신한 제 5 차량들(112a 및 112b) 중 더 후방에 위치하는 차량(112b)만이 상기 제 2 안전 메시지에 상응하는 제 3 안전 메시지를 그의 후방으로 브로드캐스팅한다.
요컨대, 본 실시예의 통신 시스템은 특정 브로드캐스팅 영역에 위치하는 차량들 중 특정 차량만이 그의 후방 차량들로 해당 안전 메시지를 전송하도록 제어한다. 바람직하게는, 상기 통신 시스템은 상기 브로드캐스팅 영역 중 가장 후단에 위치한 차량이 그의 후방으로 해당 안전 메시지를 전송하도록 제어한다. 결과적으로, 전방의 차량으로부터 안전 메시지를 수신한 후방의 차량들이 모두 해당 안전 메시지를 브로드캐스팅하였던 종래의 통신 시스템에 비하여, 본 실시예의 통신 시스템의 네트워크 트래픽이 감소할 수 있다.
위에서는, 상기 안전 메시지를 브로드캐스팅하는 것으로 설명하였으나, 유니캐스팅(unicasting)할 수도 있다. 이하, 브로드캐스팅과 유니캐스팅을 모두 포함하는 개념을 포워딩(forwarding)이라 하겠다. 다만, 설명의 편의를 위하여 차량들이 해당 안전 메시지를 브로드캐스팅하는 것으로 가정하겠다.
이하, 본 실시예의 통신 시스템을 설명하기 위한 기본 전제를 살펴보고, 그런 후 상기 통신 시스템의 제어 과정을 상술하겠다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행 방향 및 영역 설정 과정을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행 방향을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 차량(200)의 브로드캐스팅 영역(202)은 전방 영역(forward area)과 후방 영역(backward area)으로 분리된다.
상기 후방 영역은 다시 포워딩 영역(forwarding zone, 204)과 백워드 영역(backward zone, 206)으로 분리된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 포워딩 영역(204)은 차량(200)이 주행하는 차선과 동일한 차선에 해당하는 후방 영역을 의미하고, 백워드 영역(206)은 차량(200)과 동일 방향으로 주행하나 다른 차선에 해당하는 후방 영역을 의미한다.
또한, 포워딩 영역(204)에 위치하는 적어도 하나의 차량(208)은 후술하는 바와 같이 안전 메시지를 경쟁적으로 전송하므로 경쟁 노드(contention node)라 하고, 백워드 영역(206)에 위치하는 차량(210)은 포워드 영역(204)에 차량이 없을 때만 안전 메시지를 후방으로 브로드캐스팅하므로 헬퍼 노드(helper node)라 하겠다.
차량(200)이 도로를 따라 이동할 경우, 차량(200)의 주행 방향이 결정된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량(200)은 GPS 위성(미도시)으로부터 위치 정보를 특정 시간 간격, 예를 들어 100㎳ 간격으로 획득하여 자신의 주행 방향 및 주행 속도를 검출할 수 있다. 여기서, 차량(200)의 주행 방향은 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 9개의 방향들(정지된 상태, N, NE, E, SE, S, WS, W, NW)로 결정될 수 있다. 또한, 차량(200)은 상기 위치 정보를 활용하여 얻은 이동방향 방위각(220)을 기준으로 양쪽 방향 22.5°만큼(총 45°)의 방향을 동일한 주행 방향으 로 판단할 수 있다.
이하, 본 실시예의 통신 시스템에서 차량간 정보 전달 과정을 상술하겠다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포워딩 영역에 위치하는 차량의 안전 메시지 포워딩 과정을 도시한 순서도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 메시지의 구조를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 사고를 목격한 제 1 차량은 자동 또는 수동으로 제 1 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 제 1 안전 메시지를 브로드캐스팅한다(S400).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 안전 메시지는 도 5에 도시된 바와 같이 Sender ID 필드, Type 필드, Sender 방향 필드, Sender 위치 필드, Time stamp 필드, Sequence number 필드, Backward zone 필드, Forwarding zone 필드 및 data 필드를 포함할 수 있다.
상기 Sender ID 필드는 최초로 안전 메시지를 브로드캐스팅하는 차량, 즉 상기 제 1 차량의 식별자 정보를 가지며, 상기 Type 필드는 어플리케이션(application)에 따라 달라질 수 있는 안전 메시지의 종류를 구별하기 위한 필드이다. 상기 Sender 방향 필드는 상기 안전 메시지를 브로드캐스팅한 제 1 차량의 주행 방향 정보를 포함하고, 상기 Sender 위치 필드는 상기 제 1 차량의 위치(예를 들어, 경도 및 위도 좌표) 정보를 가진다. 상기 Time stamp 필드는 상기 안전 메시지의 송신시의 시간 정보를 포함하며, 상기 Sequence number 필드는 안전 메시지 발생시마다 1씩 카운팅하여 해당 안전 메시지를 식별하는 역할을 수행한다. 상기 Backward zone 필드는 설정된 백워드 영역에 대한 정보를 포함하고, 상기 Forwarding zone 필드는 설정된 포워딩 영역에 대한 정보를 가지며, 상기 data 필드는 각종 데이터, 특히 사고 정보를 가진다.
이어서, 상기 브로드캐스팅된 제 1 안전 메시지를 수신한 적어도 하나의 제 2 차량은 상기 제 1 안전 메시지를 분석하여 자신이 상기 제 1 차량의 후방에 있는 지의 여부, 상기 제 1 차량과 동일 방향으로 주행하는 지의 여부, 포워딩 영역에 위치하는 지의 여부 등을 검출한다(S402). 상세하게는, 상기 제 2 차량은 상기 Sender ID 필드를 통하여 최초로 안전 메시지를 포워딩한 차량이 상기 제 1 차량임을 파악하고, 상기 Sender 방향 필드와 상기 Sender 위치 필드를 자신이 GPS 위성으로부터 획득한 위치 정보와 비교하여 동일한 진행 방향으로 진행하는 지의 여부 및 상기 제 1 차량의 후방에 위치하는 지의 여부를 검출하며, 상기 Backward zone 필드와 상기 Forwarding zone 필드를 자신의 위치 정보와 비교하여 자신이 속한 영역을 파악한다. 다만, 도 4에서는 상기 제 2 차량들이 상기 제 1 차량의 후방에 위치하고 상기 포워딩 영역에 위치한다고 가정한다.
계속하여, 상기 제 2 차량들은 해당 지연 시간을 계산하고, 상기 계산된 지연 시간이 경과하였는 지의 여부를 판단한다(S404). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지연 시간(Tci)은 AddDelay(1-di/r)일 수 있다. 여기서, di는 상기 제 1 차량과 상기 제 2 차량 사이의 거리를 나타내며, r은 브로드캐스팅 영역의 반경을 의미한다. 결과적으로, r이 출력에 따라 일반적으로 결정되어 있으므로, 지연 시간(Tci)은 di에 반비례하게 되며, 즉 지연 시간(Tci)은 상기 제 1 차량으로부터의 거리가 멀수록 작도록 설정된다.
상기 제 2 차량들 중 지연 시간(Tci)이 경과한 제 2 차량은 상기 제 1 안전 메시지에 대응하는 제 2 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 제 2 안전 메시지를 브로드캐스팅한다(S406). 위 지연 시간(Tci)을 고려할 때, 상기 제 2 차량들 중 가장 먼 거리에 있는 제 2 차량이 가장 빠르게 상기 제 2 안전 메시지를 브로드캐스팅하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 안전 메시지는 도 5에 도시된 바와 같이 Sender ID 필드, Type 필드, Sender 방향 필드, Sender 위치 필드, Time stamp 필드, Sequence number 필드, Backward zone 필드, Forwarding zone 필드 및 data 필드를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 Sender ID 필드에는 최초로 안전 메시지를 브로드캐스팅하는 차량, 즉 상기 제 1 차량의 식별자 정보가 저장되며, 즉 상기 제 1 안전 메시지의 정보가 유지된다. 상기 Sender 방향 필드는 상기 제 2 차량의 주행 방향 정보를 포함하고, 상기 Sender 위치 필드는 상기 제 2 차량의 위치 정보를 가진다. 상기 Sequence number 필드는 상기 제 1 안전 메시지와 동일하게 유지되고, 상기 Backward zone 필드는 상기 제 2 차량의 백워드 영역에 대한 정보를 포함하며, 상기 Forwarding zone 필드는 상기 제 2 차량의 포워딩 영역에 대한 정보를 가진다. 즉, 상기 제 2 안전 메시지의 Sender ID 필드 및 Sequence number 필드는 상기 제 1 안전 메시지와 동일하게 유지되는 반면에, Sender 방향 필드, Sender 위치 필드, Backward zone 필드 및 Forwarding zone 필드는 상기 제 1 안전 메시지와 다른 정보, 즉 상기 제 2 차량의 정보가 저장된다.
위에서 언급한 바와 같이, 지연 시간(Tci)이 상기 제 1 차량으로부터의 거리 에 반비례하므로, 상기 제 1 차량의 포워딩 영역에 위치하는 제 2 차량들 중 상기 제 1 차량으로부터 가장 먼 거리에 위치한 차량이 상기 제 2 안전 메시지를 브로드캐스팅하게 된다.
반면에, 상기 제 2 차량들 중 지연 시간(Tci)이 경과하지 않은 차량들은 해당 지연 시간이 경과하기 전에 상기 브로드캐스팅된 제 2 안전 메시지를 수신하게 된다(S408).
이어서, 상기 제 2 안전 메시지를 수신한 제 2 차량들은 상기 제 2 안전 메시지가 중복 메시지인 지의 여부를 판단한다(S410). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 차량들은 수신된 제 1 안전 메시지의 Sender ID 필드 및 Sequence number 필드와 상기 제 2 안전 메시지의 Sender ID 필드 및 Sequence number 필드를 비교하여 중복 메시지인 지의 여부를 판단한다.
상기 제 1 안전 메시지의 Sender ID 필드 및 Sequence number 필드와 상기 제 2 안전 메시지의 Sender ID 필드 및 Sequence number 필드가 일치하지 않으면, 상기 제 1 안전 메시지와 상기 제 2 안전 메시지가 서로 다른 메시지이므로 해당 지연 시간을 계속하여 대기한다.
반면에, 상기 제 1 안전 메시지의 Sender ID 필드 및 Sequence number 필드와 상기 제 2 안전 메시지의 Sender ID 필드 및 Sequence number 필드가 일치하면, 상기 제 2 안전 메시지가 상기 제 1 안전 메시지와 동일한 메시지라 판단하여 상기 제 1 안전 메시지를 무시(폐기)한다(S412). 즉, 상기 제 2 차량들은 상기 제 1 안전 메시지 수신에 응답하여 새로운 안전 메시지를 후방 차량들로 브로드캐스팅하지 않는다.
요컨대, 상기 포워딩 영역에 위치하는 제 2 차량들 중 가장 먼 거리에 있는 제 2 차량, 즉 가장 짧은 지연 시간을 대기하는 제 2 차량만이 상기 제 1 안전 메시지에 대응하는 제 2 안전 메시지를 브로드캐스팅하고, 나머지 제 2 차량들은 중복 메시지인 지의 여부를 확인하여 상기 제 1 안전 메시지를 무시한다. 결과적으로, 상기 제 1 차량의 후방 영역에 위치하는 제 2 차량들 중 일부, 바람직하게는 하나의 제 2 차량만이 그의 후방 차량들로 안전 메시지를 브로드캐스팅하게 된다. 결과적으로, 본 실시예의 통신 시스템의 네트워크 트래픽이 감소할 수 있다.
이하, 상기 포워딩 영역에 제 2 차량이 존재하지 않고 상기 백워드 영역에 제 3 차량이 존재할 경우 상기 통신 시스템의 제어 과정을 상술하겠다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 백워드 영역에 위치하는 차량의 안전 메시지 전송 과정을 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 사고를 목격한 제 1 차량은 자동 또는 수동으로 제 1 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 제 1 안전 메시지를 브로드캐스팅한다(S600). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 안전 메시지는 도 5에 도시된 바와 같이 Sender ID 필드, Type 필드, Sender 방향 필드, Sender 위치 필드, Time stamp 필드, Sequence number 필드, Backward zone 필드, Forwarding zone 필드 및 data 필드를 포함할 수 있다.
이어서, 상기 브로드캐스팅된 제 1 안전 메시지를 수신한 적어도 하나의 제 3 차량은 상기 제 1 안전 메시지를 분석하여 자신이 상기 제 1 차량의 후방에 있는 지의 여부, 상기 제 1 차량과 동일 방향으로 주행하는 지의 여부, 백워드 영역에 위치하는 지의 여부 등을 검출한다(S602). 상세하게는, 상기 제 3 차량은 상기 Sender ID 필드를 통하여 최초로 안전 메시지를 전송한 차량이 상기 제 1 차량임을 파악하고, 상기 Sender 방향 필드와 상기 Sender 위치 필드를 자신이 GPS 위성으로부터 획득한 위치 정보와 비교하여 상기 제 1 차량과 동일한 주행 방향을 가지는 지의 여부 및 상기 제 1 차량의 후방에 위치하는 지의 여부를 검출하며, 상기 Backward zone 필드와 상기 Forwarding zone 필드를 자신의 위치 정보와 비교하여 자신이 속한 영역을 파악한다. 다만, 도 6에서는 상기 제 3 차량들이 상기 제 1 차량의 후방에 위치하고 상기 백워드 영역에 위치한다고 가정한다.
계속하여, 상기 제 3 차량이 기설정 시간 동안 포워드 영역에 위치하는 제 2 차량으로부터 제 2 안전 메시지를 수신하는 지의 여부를 판단한다(S604). 여기서, 상기 기설정 시간은 도 4의 지연 시간보다 큰 시간인 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 기설정 시간은 상기 지연 시간과 최대 1홉 딜레이 시간의 합보다 큰 시간일 수 있다.
상기 제 3 차량이 상기 기설정 시간 동안 상기 제 2 안전 메시지를 수신하지 못한 경우, 상기 제 3 차량은 상기 포워드 영역에 상기 제 2 차량이 존재하지 않는다고 판단하여 상기 제 1 안전 메시지에 대응하는 제 3 안전 메시지를 생성하고, 그런 후 상기 생성된 제 3 안전 메시지를 브로드캐스팅한다(S608). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 3 안전 메시지는 도 5에 도시된 바와 같이 Sender ID 필드, Type 필드, Sender 방향 필드, Sender 위치 필드, Time stamp 필드, Sequence number 필드, Backward zone 필드, Forwarding zone 필드 및 data 필드를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 Sender ID 필드에는 최초로 안전 메시지를 브로드캐스팅하는 차량, 즉 상기 제 1 차량의 식별자 정보가 저장되며, 즉 상기 제 1 안전 메시지의 정보가 유지된다. 상기 Sender 방향 필드는 상기 제 3 차량의 주행 방향 정보를 포함하고, 상기 Sender 위치 필드는 상기 제 3 차량의 위치 정보를 가진다. 상기 Sequence number 필드는 상기 제 1 안전 메시지와 동일하게 유지되고, 상기 Backward zone 필드는 상기 제 3 차량의 백워드 영역에 대한 정보를 포함하며, 상기 Forwarding zone 필드는 상기 제 3 차량의 포워딩 영역에 대한 정보를 가진다. 즉, 상기 제 3 안전 메시지의 Sender ID 필드 및 Sequence number 필드는 상기 제 1 안전 메시지와 동일하게 유지되는 반면에, Sender 방향 필드, Sender 위치 필드, Backward zone 필드 및 Forwarding zone 필드는 상기 제 1 안전 메시지와 다른 정보, 즉 상기 제 3 차량의 정보가 저장된다.
반면에, 상기 제 3 차량이 상기 기설정 시간 동안 상기 제 2 안전 메시지를 수신한 경우, 상기 제 3 차량은 수신된 제 1 안전 메시지를 무시한다(S606). 즉, 상기 제 3 차량은 상기 포워드 영역에 제 2 차량이 존재하여 상기 제 2 차량이 상기 제 2 안전 메시지를 후방의 차량들로 브로드캐스팅하였다고 판단하며, 그 결과 상기 제 3 차량이 상기 제 3 안전 메시지를 브로드캐스팅하지 않아도 되므로 상기 제 1 안전 메시지를 무시한다.
요컨대, 상기 백워드 영역에 위치하는 제 3 차량은 상기 포워드 영역에 제 2 차량이 존재하지 않을 경우 등에만 후방으로 상기 제 1 안전 메시지에 해당하는 상 기 제 3 안전 메시지를 브로드캐스팅한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포워딩 영역에 위치하는 차량의 안전 메시지 전송 과정을 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 사고를 목격한 제 1 차량은 자동 또는 수동으로 제 1 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 제 1 안전 메시지를 브로드캐스팅한다(S700). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 안전 메시지는 도 5에 도시된 바와 같이 Sender ID 필드, Type 필드, Sender 방향 필드, Sender 위치 필드, Time stamp 필드, Sequence number 필드, Backward zone 필드, Forwarding zone 필드 및 data 필드를 포함할 수 있다.
이어서, 상기 브로드캐스팅된 제 1 안전 메시지를 수신한 적어도 하나의 제 2 차량은 상기 제 1 안전 메시지를 분석하여 자신이 상기 제 1 차량의 후방에 있는 지의 여부, 상기 제 1 차량과 동일 방향으로 주행하는 지의 여부, 포워딩 영역에 위치하는 지의 여부 등을 검출한다(S702). 여기서, 도 7에서는 상기 제 2 차량들이 상기 제 1 차량의 후방에서 상기 포워딩 영역에 위치한다고 가정한다.
계속하여, 상기 제 2 차량들은 각기 드롭 확률(drop possibility)을 계산한다(S704). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 드롭 확률(Pci)은 (1-di/r)일 수 있다. 여기서, di는 상기 제 1 차량과 상기 제 2 차량 사이의 거리를 나타내며, r은 브로드캐스팅 영역의 반경을 의미한다. 즉, r이 일반적으로 결정되어 있으므로, 드롭 확률(Pci)은 di에 반비례하게 된다.
이어서, 드롭 확률(Pci)이 드롭 임계치보다 작은 지의 여부가 판단된 다(S706).
드롭 확률(Pci)이 상기 드롭 임계치보다 작은 경우, 해당 제 2 차량은 상기 제 1 안전 메시지에 해당하는 제 2 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 제 2 안전 메시지를 브로드캐스팅한다(S708). 여기서, 드롭 확률(Pci)이 상기 제 1 차량으로부터의 거리에 반비례하므로, 상기 제 2 차량이 상기 제 1 차량으로부터 멀리 떨어질 수록 드롭 확률(Pci)이 작아져 상기 제 2 안전 메시지를 브로드캐스팅할 확률이 높아진다.
반면에, 드롭 확률(Pci)이 상기 드롭 임계치 이상인 경우, 상기 제 2 차량들은 예를 들어 1홉 지연하고, 지연 동안 중복 메시지가 수신되었는 지의 여부를 판단한다(S710 및 S712).
다른 제 2 차량으로부터 제 2 안전 메시지가 수신된 경우에는, 상기 제 2 차량은 상기 제 2 안전 메시지가 상기 제 1 안전 메시지의 중복 메시지라 판단하여 상기 제 1 안전 메시지를 무시한다(S714).
반면에, 다른 제 2 차량으로부터 제 2 안전 메시지가 수신되지 않는 경우에는, 상기 제 2 차량은 상기 제 1 안전 메시지에 해당하는 제 2 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 제 2 안전 메시지를 브로드캐스킹한다(S708).
요컨대, 본 실시예의 통신 시스템은 드롭 확률(Pci)을 고려하여 해당 안전 메시지를 후방으로 브로드캐스팅시킨다. 결과적으로, 상기 제 2 차량들 중 일부, 바람직하게는 상기 포워드 영역에 위치하는 제 2 차량들 중 상기 제 1 차량으로부터 가장 먼 거리에 위치하는 제 2 차량만이 상기 제 2 안전 메시지를 브로드캐스팅 한다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 본 실시예의 통신 시스템은 지연 시간 또는 드롭 확률(Pci)을 고려하여 안전 메시지를 후방으로 전달한다.
이하, 백워드 영역에 위치하는 제 3 차량이 안전 메시지를 브로드캐스팅하는 경우를 살펴보겠다.
전체적인 동작 과정은 도 6에서와 동일하다. 다만, 지연 시간이 존재하지 않으므로, 상기 기설정 시간은 예를 들어 (2×maximum one hop delay) 이상으로 설정될 수 있다.
이하, 위에 설명한 바와 같이 동작하는 통신 시스템에서 차량에 설치된 통신 장치의 구조를 살펴보겠다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치를 도시한 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 차량에 설치된 통신 장치는 제어부(800), 무선 송수신부(802), GPS 수신부(804), 정책부(806), 저장부(808), 주행 정보 처리부(810), 메시지부(812), 전송 판단부(814) 및 타이밍부(816)를 포함한다.
무선 송수신부(802)는 다른 차량과 무선 송수신하는 통로로서, 차량들은 예를 들어 WLAN, CDMA 통신 방법 등을 통하여 정보를 교환한다.
GPS 수신부(804)는 GPS 위성으로부터 차량의 위치 정보를 획득한다.
정책부(806)는 안전 메시지의 송수신과 관련된 정책을 설정하며, 메시지 송신 정책부(820) 및 메시지 수신 정책부(822)를 포함한다.
메시지 송신 정책부(820)는 안전 메시지 생성 및 전송과 관련된 정책을 설정하며, 예를 들어 지연 시간 또는 드롭 확률의 계산 방법, 상기 계산에 따른 안전 메시지 전송 방법 등에 대한 정책을 설정한다.
메시지 수신 정책부(822)는 안전 메시지 수신시 상기 안전 메시지 처리 방법에 대한 정책을 설정하며, 예를 들어 안전 메시지 수신시 중복 메시지 인지를 판단하는 방법 등을 설정한다.
저장부(808)는 각종 데이터를 저장하는 부분으로서, 특히 안전 메시지를 저장한다.
주행 정보 처리부(810)는 차량의 주행 정보를 처리하는 부분으로서, GPS 정보부(824), 주행 방향 판단부(826) 및 위치 정보 처리부(828)를 포함한다.
GPS 정보부(824)는 GPS 수신부(804)를 통하여 전송되는 위치 정보를 관리한다.
위치 정보 처리부(828)는 GPS 정보부(824)로 전송된 위치 정보를 적절한 방식으로 처리하며, 주행 방향 판단부(826)는 상기 위치 정보를 통하여 현재 차량의 주행 방향 및 주행 속도를 판단한다. 물론, 주행 방향 판단부(826)는 별도의 지도를 포함하고 있어 상기 위치 정보와 상기 지도를 이용하여 상기 차량의 주행 방향 및 주행 속도 등을 판단할 수도 있다.
메시지부(812)는 도 5에 도시된 바와 같은 필드들을 포함하는 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 안전 메시지를 무선 송수신부(802)를 통하여 다른 차량으로 포워딩한다.
전송 판단부(814)는 지연 시간 또는 드롭 확률을 계산하고, 중복 메시지 여부를 판단하며, 상기 안전 메시지를 포워딩할 지의 여부를 결정한다.
타이밍부(816)는 상기 지연 시간이 경과하는 지를 체크한다.
제어부(800)는 상기 통신 장치의 구성 요소들의 동작을 전반적으로 제어한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 계층 구조를 도시한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예의 차량에 설치된 통신 장치의 통신 계층은 응용 계층(900), 전송 계층(902), 네트워크 계층(904), 물리계층/MAC 계층(906) 및 GPS 관리 계층(908)을 포함한다.
각 계층들(900, 902, 904, 906 및 908)은 상호 정보를 교환하여 외부와 통신한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 안전 메시지 브로드캐스팅과 관련된 멀티홉 브로드캐스팅 프로토콜(190, 포워딩 프로토콜)은 네트워크 계층(904)에 위치할 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티홉 라우팅을 사용하는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행 방향 및 영역 설정 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행 방향을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포워딩 영역에 위치하는 차량의 안전 메시지 포워딩 과정을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 메시지의 구조를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 백워드 영역에 위치하는 차량의 안전 메시지 전송 과정을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포워딩 영역에 위치하는 차량의 안전 메시지 전송 과정을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치를 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 계층 구조를 도시한 블록도이다.

Claims (18)

  1. 차량간 정보 전달 방법에 있어서,
    제 1 차량에서 제 1 안전 메시지를 포워딩하는 단계; 및
    상기 포워딩된 제 1 안전 메시지를 수신한 상기 제 1 차량의 후방 차량(적어도 하나의 제 2 차량) 중 선택된 특정 차량이 그의 후방 차량(하나 이상의 제 3 차량)으로 상기 제 1 안전 메시지에 대응하는 제 2 안전 메시지를 포워딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량간 정보 전달 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 안전 메시지를 포워딩하는 단계는,
    상기 제 1 안전 메시지를 수신한 제 2 차량들은 상기 제 1 차량과 자신과의 거리에 비례하는 지연 시간 동안 대기하는 단계;
    상기 제 2 차량들 중 해당 지연 시간이 도래한 제 2 차량은 상기 제 2 안전 메시지를 포워딩하는 단계; 및
    상기 제 2 차량들 중 해당 지연 시간이 경과되기 전에 상기 제 2 안전 메시지를 수신한 차량들은 상기 수신한 제 1 안전 메시지를 무시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량간 정보 전달 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 안전 메시지는 상기 제 1 차량의 아이디 정보, 상기 제 1 차량의 진행 방향 정보, 상기 제 1 차량의 위치 정보, 시퀀스 번호 정 보, 백워드 영역(backward zone)에 대한 정보 및 포워딩 영역(forwarding zone)에 대한 정보를 포함하고, 상기 제 2 안전 메시지는 상기 제 1 차량의 아이디 정보, 상기 시퀀스 번호 정보, 상기 제 2 차량의 진행 방향 정보, 상기 제 2 차량의 위치 정보, 상기 제 2 차량의 백워드 정보 및 포워딩 정보를 가지는 것을 특징으로 하는 차량간 정보 전달 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 안전 메시지를 포워딩한 제 2 차량은 상기 포워딩 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량간 정보 전달 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 차량은 상기 백워드 영역에 위치하되,
    상기 제 2 안전 메시지를 포워딩하는 단계는,
    특정 시간 동안 상기 포워드 영역에 위치하는 차량으로부터 상기 제 1 메시지에 대응하는 제 3 안전 메시지가 수신되는 지를 판단하는 단계; 및
    상기 제 2 차량은 상기 특정 시간 동안 상기 제 3 안전 메시지가 수신되지 않는 경우 상기 제 2 안전 메시지를 그의 후방으로 포워딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량간 정보 전달 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 차량은 상기 특정 시간 동안 상기 제 3 안전 메시지를 수신하는 경우 상기 제 1 안전 메시지를 무시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량간 정보 전달 방법.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 차량은 상기 포워드 영역에 위치하되,
    상기 제 2 안전 메시지를 포워딩하는 단계는,
    상기 제 1 차량의 후방에 위치하는 제 2 차량들은 상기 제 1 차량과 자신과의 거리에 반비례하는 드롭 확률을 계산하는 단계;
    상기 제 2 차량들 중 해당 드롭 확률이 드롭 임계치보다 작은 제 2 차량은 상기 제 2 안전 메시지를 포워딩하는 단계;
    상기 제 2 차량들 중 해당 드롭 확률이 상기 드롭 임계치 이상인 제 2 차량들은 상기 제 2 안전 메시지가 수신되었는 지의 여부를 판단하는 단계; 및
    해당 드롭 확률이 상기 드롭 임계치 이상인 제 2 차량들이 상기 제 2 안전 메시지를 수신한 경우 상기 제 1 안전 메시지를 무시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량간 정보 전달 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 안전 메시지를 포워딩하는 제 2 차량은 상기 제 1 차량이 상기 제 1 안전 메시지를 포워딩할 수 있는 후방 영역 중 가장 먼 거리에 위치하는 차량이되,
    상기 제 2 차량은 상기 제 1 차량과 동일 차선을 통하여 주행하는 것을 특징으로 하는 차량간 정보 전달 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 차량간 정보 전달 방법은,
    GPS 위성을 통하여 특정 시간 간격으로 상기 제 1 차량의 위치 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 위치 정보들을 통하여 상기 제 1 차량의 위치, 주행 방향 및 속도를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량간 정보 전달 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 안전 메시지 전송을 위한 포워딩 프로토콜은 네트워크 계층에 존재하는 것을 특징으로 하는 차량간 정보 전달 방법.
  11. 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에서 안전 메시지를 출력하는 차량에 설치된 통신 장치에 있어서,
    무선 송수신부;
    GPS 위성으로부터 위치 정보를 획득하여 상기 차량의 주행 방향을 결정하는 주행 정보 처리부; 및
    상기 결정된 주행 방향에 대한 정보(주행 방향 정보), 상기 위치 정보, 상기 차량의 식별자 정보, 포워드 영역 정보 및 백워드 영역 정보를 가지는 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 안전 메시지를 상기 무선 송수신부를 통하여 상기 차량의 후방 차량들로 포워딩하는 메시지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 포워드 영역은 상기 차량의 후방 영역(상기 안전 메시지가 전달될 수 있는 영역) 중 상기 차량과 동일 차로에 해당하는 영역이고, 상기 백워드 영역은 상기 차량의 후방 영역 중 상기 차량과 다른 차로에 해당하는 영역인 것을 특징으로 하는 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 주행 정보 처리부는,
    상기 GPS 위성으로부터 상기 위치 정보를 특정 시간 간격으로 획득하는 GPS 정보부; 및
    상기 획득된 위치 정보들을 통하여 상기 차량의 주행 방향을 판단하는 주행 방향 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 안전 메시지 전송을 위한 포워딩 프로토콜은 네트워크 계층에 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치.
  15. 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에서 제 1 차량의 후방 차량으로서 상기 제 1 차량으로부터 전송된 제 1 안전 메시지를 수신하는 제 2 차량의 통신 장치에 있어서,
    상기 제 1 안전 메시지를 수신하는 무선 송수신부;
    상기 제 1 안전 메시지에 포함된 상기 제 1 차량의 위치 정보를 기초로 하여 지연 시간 또는 드롭 확률을 계산하는 전송 판단부; 및
    상기 제 1 안전 메시지가 수신된 때로부터 상기 지연 시간이 경과할 때까지 상기 제 1 안전 메시지에 대응하는 제 2 안전 메시지가 다른 차량으로부터 전송되지 않는 경우 또는 상기 드롭 확률이 드롭 임계치보다 작은 경우 상기 제 1 안전 메시지에 해당하는 제 3 안전 메시지를 생성하고, 상기 생성된 제 3 안전 메시지를 상기 무선 송수신부를 통하여 상기 제 2 차량의 후방 차량으로 포워딩하는 메시지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 지연 시간은 상기 제 1 차량과 상기 제 2 차량 사이의 거리 차이에 반비례하고, 상기 드롭 확률은 상기 제 1 차량과 상기 제 2 차량 사이의 거리에 반비례하는 것을 특징으로 하는 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 차량이 상기 제 1 차량의 백워드 영역에 위치하는 경우의 지연 시간은 상기 제 2 차량이 상기 제 1 차량의 포워드 영역에 위치하는 경우의 지연 시간보다 긴 것을 특징으로 하는 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 제 3 안전 메시지 전송을 위한 포워딩 프로토콜은 네트워크 계층에 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티홉 라우팅하는 통신 시스템에 사용되는 차량에 설치된 통신 장치.
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