KR20110027203A

KR20110027203A - Ｖ2ｉ 기반 차량단말기(ｏｂｕ)의 다중채널 접속방법 및 장치

Info

Publication number: KR20110027203A
Application number: KR1020090085192A
Authority: KR
Inventors: 이명수; 박현문; 장윤정
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2011-03-16
Also published as: KR101043959B1

Abstract

지능형 교통시스템에 있어서 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속방법이 개시된다. 개시된 방법은 차량단말기(On Board Unit; OBU)가 접속간격(Guard Interval)을 포함하는 제어채널(Control Channel; CCH)에 접속(Sync)하여 통신하는 단계, OBU의 제어채널 접속이후 OBU의 채널접속상태를 제어채널과 분리된 서비스채널(Service Channel; SCH)로 전환하는 단계를 포함한다. 이로인해 차량단말기(OBU)에 다중 서비스 채널 기반의 접속방법을 통해 양방향 서비스를 제공하고, 차량단말기(OBU)의 복잡도를 증가시키지 않으면서 차량단말기(OBU)의 노변기지국(Road Side Unit; RSU)으로의 접속 효율성 및 네트워크의 효율성을 향상시킬 수 있다.

V2I(Vehicle to Infrastructure), 차량단말기(On Board Unit; OBU), 노변기지국(Road Side Unit; RSU)

Description

Ｖ2Ｉ 기반 차량단말기(ＯＢＵ)의 다중채널 접속방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONNECTING MULTI-CHANNEL OF OBU(ON BOARD UNIT) BASED V2I(VEHICLE TO INFRASTRUCTURE)}

본 발명은 지능형 교통시스템에 있어서 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속방법 및 장치에 관한 것으로서, 다수의 차량단말기(On Board Unit; OBU)와 노변 기지국(Road Side Unit; RSU) 간의 통신의 효율성을 높일 수 있는 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속방법 및 장치에 관한 것이다.

유비쿼터스 시대의 도래로 언제 어디서나 원하는 서비스에 접근하려는 요구사항은 주행중인 차량에까지 확대되고 있으며, 특히 실시간으로 안전운전에 필요한 정보를 제공받는 것은 중요한 이슈가 되고 있다. 따라서 운전자 입장에서 운행 중에 주변 차량과의 직·간접적으로 연관된 지역 내에서 차량들의 속도, 위치, 제동, 운전상태 및 도로상황에 관한 정보를 차량과 차량 또는 차량과 노변 기지국을 통해 주고받음으로써 차량 간에 원활하고 안전한 교통 흐름을 도모할 수 있게 해주는 V2V(Vehicle to Vehicle)/V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 기반 서비스에 대 한 연구와 차량 안전 서비스에 대한 기술적인 연구가 진행 중에 있다.

차량(Vehicle)과 노변 기지국(Road Side Unit; RSU) 간의 통신을 제공하여 ITS 서비스 또는 인터넷 서비스를 지원하는 기술이 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신기술이다. 특히, 최대 200Km/h의 속도로 달리는 차량에 대하여 최대 54Mbps까지 지원할 수 있는 무선 전송 기술로서 차량 네트워크의 특성을 고려하여 도입된 WAVE(Wireless Access In Vehicle Environment) 기반의 V2I(Vehicle to Infrastructure)(이하 "V2I"는 WAVE 기반의 "V2I"를 의미함) 에서는 제어채널(Control Channel; CCH)과 서비스채널(Service Channel; SCH)을 이용하여 노변기지국(RSU)에서 차량으로 다양한 서비스를 제공한다.

V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 네트워크는 기본적으로 도 1에 도시된 바와 같이 노변 기지국(Road Side Unit; RSU, 이하 'RSU'라 함)(10)과 RSU(10)로부터 다양한 교통정보 서비스를 제공받는 차량 내부의 차량단말기(On Board Unit; OBU 이하 'OBU'라 함)(21,22)로 구성된다. RSU(10)는 도로변에 설치되므로 정적인 특성을 갖는 반면, OBU(21,22)는 움직이는 각 차량에 설치된다. 따라서 RSU(10)의 통신 범위 내에 들어온 OBU는 서비스를 요청하고, RSU(10)는 이러한 요청에 해당하는 서비스를 제어채널(CCH)과 서비스채널(SCH)을 통해 제공한다.

서비스채널(SCH)은 OBU 또는 그룹 OBU에게 IP 기반의 인터넷, 일반적인 교통정보 및 주변정보의 상업적 서비스를 제공하며, 제어채널(CCH)은 500~1000m 이내의 근거리 OBU들에게 IP 기반의 WSMP와 비콘 프로토콜을 이용하여 유고, 사고 공공의 사용자 교통안전 서비스를 브로드캐스트(Broadcast) 기반으로 제공한다.

종래의 단일채널 기반의 RSU를 통해 차량에 서비스가 제공되는 과정을 도 2a 및 도 2b를 통해 설명한다. 동기 인터벌(Sync Interval)은 제어채널 인터벌(CCH Interval)과 서비스채널 인터벌(SCH Interval)로 구성되며 동기 인터벌(Sync Interval)의 시간은 100ms이고, 제어채널 인터벌(CCH Interval)과 서비스채널 인터벌(SCH Interval)은 각각 50ms의 시간이 할당되어 있다.

일반적으로 도로 위를 달리는 차량의 OBU 0(21)이 제어채널(CCH)에 접근하여 동기를 이룬 후 서비스채널 인터벌(SCH Interval) 동안 서비스채널(SCH)에서 공급되는 서비스를 제공받게 된다. OBU 0(21)이 제어채널(CCH)을 선점하게 되면 다음 OBU 1(22), OBU 2(23)는 해당 제어채널 인터벌(CCH Interval) 이내에 동기를 하지 못하면 적어도 100ms 이후의 다음 제어채널 인터벌(CCH Interval)이 도래할 때까지 동기화를 할 수 없는 문제가 있다. 또한, 제어채널(CCH)을 통해 동기화를 이루지 못한 OBU는 서비스채널(SCH)에서 제공하는 각종 교통 정보 서비스를 제공받을 수 없다.

직선도로에서 OBU와 RSU 간의 수백 ms의 지연은 서비스 측면에서 큰 고려가 되지 않을 수 있으나, 교차로에서는 상기 두 디바이스 간 100ms의 서비스 지연으로 인해 교통사고가 발생할 수 있으며, GPS 수신시간을 기준으로 동기가 이루어 지기 때문에 초 단위로 동기가 조정되는바, 서비스채널(SCH)에서 지연이 발생한 OBU는 수백 ms~1초까지 지연이 증가할 수 있다. 교차로에서는 차량의 방향에 따라 OBU와 RSU가 지연이 발생하기 때문에 1초 이후에 OBU가 해당 RSU에 접속하게 되면, 차량사고나 유고 서비스를 포함하는 차량의 안전이 보장되어야 할 긴급서비스를 수신받 지 못하는 문제가 있었다.

또한, 서비스채널(SCH)의 데이터를 수신하고 있는 차량은 동시에 제어채널(CCH)에서 제공되는 긴급 서비스 정보를 제공받지 못하는 문제가 있었다.

즉, 전술한 문제점은 종래의 RSU가 단일채널 기반의 서비스로 제공되는데 그 원인이 있다.

본 발명의 목적은 복수의 차량단말기(On Board Unit; OBU)에 다양한 교통 정보 서비스를 제공하는 노변기지국(RSU)의 채널 가용성 및 효율성을 향상시킬 수 있는 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복수의 차량단말기(On Board Unit; OBU)에 다양한 교통 정보 서비스를 제공하는 노변기지국(RSU)의 채널 가용성 및 효율성을 향상시킬 수 있는V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속방법은 차량단말기(On Board Unit; OBU)가 교통안전 서비스 정보를 제공하는 제어채널(Control Channel; CCH)의 접속구간(Guard Interval)에 접속(Sync)하여 제어채널(Control Channel; CCH)과 통신하는 제어채널 접속단계와, 상기 제어채널에 접속된 상기 OBU의 채널접속 환경을 상기 제어채널과 분리된 서비스채널(Service Channel; SCH)로 전환하는 채널접속 전환단계 및 노변기지국(Road Side Unit; RSU)와 상기 OBU간의 다중 서비스 채널 기반의 양방향 서비스를 제공하는 단계를 포함한다.

상기 RSU는 상기 제어채널 기반의 서비스를 제공하는 제어채널 RSU과 상기 제어채널 RSU와 분리된 상기 서비스채널 기반의 서비스를 제공하는 서비스채널 RSU을 포함한다.

상기 제어채널 접속단계는 제1 OBU가 제1 제어채널 인터벌의 가드 인터벌(Guard Interval)에 접속하는 단계와, 상기 제1 제어채널 인터벌의 가드 인터벌에 접속된 상기 제1 OBU를 GPS 수신시간을 기준으로 상기 제1 제어채널과 동기화시키는 단계와 상기 제1 OBU가 상기 RSU로부터 비콘(beacon)을 수신하는 단계 및 상기 제어채널 RSU에서 상기 제1 OBU로 차량사고나 유고서비스 정보를 포함하는 긴급서비스 정보를 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 제1 제어채널 인터벌에 접속하지 못한 제2 OBU를 상기 제1 제어채널 인터벌이 경과된 후, 상기 제2 제어채널에 동기화시키는 단계; 및 상기 제어채널 RSU에서 상기 제2 OBU로 차량사고나 유고서비스 정보를 포함하는 긴급서비스 정보를 전송하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에 따르면 상기 제1 OBU는 상기 제1 제어채널과 접속구간(Guard Interval)의 시간 동안 소정의 시간 이내에 동기화되는 것을 특징으로 한다.

상기 채널전환단계는 상기 OBU를 상기 서비스 채널의 가드 인터벌(Guard Interval)에 접속시키는 단계 및 상기 서비스채널의 가드 인터벌(Guard Interval)에서 상기 OBU가 접속된 제어채널을 상기 서비스채널로 전환하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 일면에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속장치는 차량단말기(On Board Unit; OBU)에 교통안전 서비스 정보를 제공하는 제어채널(CCH: Control Channel)기반의 서비스 및 상기 OBU와 양방향의 교통안전 서비스 또는 일반 상업 서비스를 제공하는 서비스채널(CCH: Control Channel) 기반의 서비스를 제공하는 듀얼 채널 기반의 노변 기지국 모듈(Road Side Unit; RSU)과 상기 OBU의 채널접속을 제어하고, 상기 제어채널 및 상기 서비스채널로부터 상기 OBU로 해당 서비스를 제공하도록 제어하는 RSU 제어부를 포함한다.

상기 듀얼 채널 기반의 RSU는, 상기 제어채널 기반의 서비스를 제공하는 제어채널 RSU 및 상기 서비스채널 기반의 서비스를 제공하는 서비스채널 RSU를 포함한다.

상기 제어채널은 연속되는 N(N은 2 이상의 정수)개의 제어채널 인터벌(CCH Interval)을 포함하고, 상기 서비스채널은 연속되는 N(N은 2 이상의 정수)개의 서비스채널 인터벌(SCH Interval)을 포함하되,

상기 제어채널과 상기 서비스채널은 서로 분리되어 상기 OBU에 독립적으로(independently) 해당 서비스를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 RSU 제어부는, 제1 OBU가 제1 제어채널 인터벌에 접속하여 상기 RSU와 동기화되면 제2 OBU를 제2 제어채널 인터벌에 접속하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 RSU 제어부는, 제어채널 RSU에 접속된 상기 OBU의 채널환경을 서비스채 널 RSU로 전환하여 상기 서비스채널 기반의 서비스를 상기 OBU에 제공하도록 하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면 차량단말기(OBU)의 복잡도를 증가시키지 않으면서 OBU의 노변기지국(RSU)으로의 접속 효율성 및 네트워크의 효율성을 향상시킬 수 있다.

구체적으로는 단일 채널 기반의 노변기지국(RSU) 대신 본 발명에 따른 듀얼 채널 기반의 RSU를 사용함으로써 동시에 두 개 이상의 채널이 사용가능한 멀티채널 기반 서비스가 가능하다. 즉, 한번에 한 개의 채널을 서비스 할 수 있는 단일 채널 서비스로 인하여 발생하는 긴급 사용자 서비스를 제공받지 못하는 문제점을 해소할 수 있으며, 긴급 서비스가 제공되는 과정에서 일반 서비스가 배제되는 현상을 제거할 수 있다.

또한, 도로상의 차량단말기(OBU)를 기지국 차원에서 관리함으로써 빠른 핸드오버(Handover)를 제공할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 RSU 제어부를 통해 도로상의 복수의 OBU들의 채널접속 관리 및 채널전환 관리를 동시에 수행할 수 있다.

또한, 서비스채널(SCH)과 제어채널(CCH)이 복수의 OBU에 대하여 해당 서비스를 독립적으로 제공할 수 있다.

또한, 상기 서비스채널(SCH)과 제어채널(CCH)을 RSU 제어부에서 관리함으로써 OBU의 RSU로의 접속지연문제를 해결할 수 있다. 즉, 복수의 OBU들의 동기화문 제, 채널간 접속문제, 이동성 등을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속방법 및 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속장치의 개략적인 블럭 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속장치는 듀얼 채널 기반의 노변 기지국 모듈(Road Side Unit; RSU 이하 'RSU' 라 함)(100), 차량단말기(On Board Unit; OBU)(200)를 포함한다.

듀얼 채널 기반의 RSU(100)는 OBU(200)에 교통 안전 서비스 정보를 제공하는 제어채널(CCH: Control Channel) 기반의 서비스와 OBU(100)와의 양방향 교통 안전 서비스 또는 일반적인 상업 서비스를 제공하는 서비스채널(CCH: Control Channel) 기반의 서비스를 제공한다.

듀얼 채널 기반의 RSU(100)는 제어채널 RSU(110), 서비스채널 RSU(120), RSU 제어부(130)를 포함한다. 제어채널 RSU(110)는 제어채널(CCH) 기반의 서비스를 제공하고 서비스채널 RSU(120)는 서비스채널(SCH) 기반의 서비스를 제공한다. 본 발명에서는 제어채널 RSU(110)와 서비스채널 RSU(120)를 서로 분리하여 독립적인 모듈로 구성한다. 즉, 두 개의 모뎀을 구성하여 제어채널(CCH)과 서비스채널(SCH)이 서로 독립적으로 OBU(200)에 해당 서비스를 제공하도록 한다.

제어채널(CCH)은 WAVE(Wireless Access Vehicle Environment) 환경에서 교통안전 전용의 채널로서, 상기 제어채널(CCH) 기반의 서비스는 본 발명에 따른 듀얼 채널 기반의 RSU(100)로부터 500~1000m 이내의 도로상에 존재하는 차량에 대하여 유고, 사고, 공공 기반 사용자 교통안전 서비스를 포함하여 차량 운전자의 안전에 필수적인 긴급 서비스정보를 브로드캐스팅 방식으로 제공한다. 상기 차량은 RSU와 무선통신이 가능한 차량단말기(OBU)(200)를 탑재하고 있으며, 제어채널 RSU(110)는 IP 기반에 따른 WSMP와 비콘(beacon) 프로토콜을 이용하여 상기 서비스 정보를 제공한다.

서비스채널 RSU(120)은 제어채널(CCH)이 제공하는 서비스와는 달리 긴급 서비스 정보가 아닌 일반적인 교통정보 내지 노변기지국(RSU)의 주변서비스 정보 등을 OBU(200)의 요청에 따라 제공한다. 특히, 멀티미디어 다운로드 서비스의 경우 개별차량이 주차장, 주유소 및 고속도로 휴게소 등에서 노변기지국(RSU)으로부터 필요한 정보를 다운로드 하는 서비스로 지도나 안내정보 등의 이미지 다운로드 서비스와 영화정보를 제공하는 비디오 다운로드 서비스 등이 있을 수 있다. OBU는 자신이 원하는 파일을 요청하고 RSU는 자신이 보유한 파일 리스트를 최신의 것으로 업데이트하여 OBU와 통신을 설정하게 된다. 또한, OBU가 원하는 파일이 RSU가 보유하고 있지 않은 경우라면 RSU는 유선망으로 구축된 서비스 공급자에게 이를 요청하여 OBU에게 다운로드 서비스를 제공할 수 있다.

RSU 제어부(130)는 OBU(200)의 듀얼 채널 기반의 RSU(100)에 대한 채널접속을 관리하고 유지하며, 이를 통해 OBU(200)에 해당 서비스가 제공되도록 제어한다. RSU 제어부(130)가 OBU(200)의 채널접속을 제어하는 과정을 설명하기 위하여 본 발명에 따른 제어채널 RSU(110)와 서비스채널 RSU(120)에서 제공하는 각각의 채널구조에 대하여 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다.

도 4a를 참조하면, 일 실시예에 따라 제어채널인터벌(CCH Interval)과 서비스채널 인터벌(SCH Interval)은 서비스 종류에 따라 각각의 구간에서 다소 변경이 될 수는 있으나 기본적으로 각각 브로드캐스트와 유니캐스트 기반으로 서비스를 제공한다. 따라서 도로상의 차량단말기(OBU)와 노변기지국(RSU) 간의 짧은 시간동안에 동기화가 이루어져야 하며, 채널변환이 이루어져야 한다. 동기시간이 길어질 경우 서비스 제공에 제약이 발생할 수 있기 때문이다.

일 실시예에 따르면 듀얼 채널 기반의 RSU(100)에서 1초 동안의 서비스 제공 구간을 슈퍼프레임(Superframe)으로 설정한다. 이와같은 설정은 GPS 수신시간에 근 거한다. OBU를 장착한 도로상의 모든 차량은 GPS 시간, 좌표정보를 1초마다 수신한다. GPS 수신시간을 기반으로 하여 OBU와 듀얼 채널 기반의 RSU(100)간에 동기화를 하고, 채널변환을 수행하며, 데이터를 송수신한다.

두 개의 제어채널인터벌(CCH Interval)이 하나의 동기인터벌(Sync Interval)을 형성한다. 마찬가지로 두 개의 서비스채널인터벌(SCH Interval)이 하나의 동기인터벌(Sync Interval)을 형성한다. 하나의 동기인터벌(Sync Interval)은 100ms이며, 동기인터벌(Sync Interval) 10개가 하나의 슈퍼프레임을 구성한다. 하나의 동기인터벌(Sync Interval)은 50ms의 제어채널인터벌(CCH Interval) 두 구간으로 구성된다.

따라서, 도 2a에서와 같이 50ms의 제어채널인터벌(CCH Interval)이 지나면 서비스채널 인터벌(SCH Interval)로 연결되는 것이 아니라, 새로운 50ms의 제어채널인터벌(CCH Interval)이 등장한다. 본 발명에 따르면 제어채널(CCH)과 서비스채널(SCH)이 각각 서로 다른 모뎀에서 독립적으로 제공된다. 따라서, 제1 OBU(210)가 CCH 01에서 동기를 이루면, 제2 OBU(220)는 CCH 01 구간의 시간 50ms의 대기시간이 경과하면 곧 바로 CCH 02로 접속하여 동기화를 이룰 수 있게 되어 복수의 OBU가 노변기지국(RSU)과 동기를 이루는 시간을 줄일 수 있다.

제어채널인터벌(CCH Interval)(예컨대, CCH 01 인터벌(121))은 가드 인터벌(Guard Interval)(121_a)과 비콘 인터벌(121_b) 및 Safety 인터벌(121_c)을 포함한다.

제1 OBU는 제1 제어채널과 접속구간(Guard Interval)의 시간 동안 소정의 시 간 이내에 동기화될 수 있다. 상기 접속구간(Guard Interval)은 IEEE 802.11p 에서 정의된다. 접속구간(Guard Interval)(121_a)에서 제1 OBU(210)는 GPS 시간을 이용하여 동기를 이룬다. 이때 동기화 허용(Sync tolerance) 시간은 2ms 이내에 이루어지는 것이 바람직하다. 비콘인터벌(121_b)에서는, 제1 OBU(210)와 듀얼 채널 기반의 RSU(100)가 제어채널 RSU(110)가 제공하는 CCH 01를 통해 동기가 된 후, RSU 제어부(130)가 제1 OBU(210)에 비콘을 전송하고 제1 OBU(210)를 WBSS(WAVE Base Service Set)에 접속시킨다. Safety 인터벌(121_c)에서는 제어채널에서 제공하는 유고, 사고, 공공 기반 사용자 교통안전 서비스 등을 포함하는 WAVE 기반의 다양한 서비스를 제공받는다.

제1 OBU(210)가 CCH 01 인터벌(121)동안 제어채널에 접속하고 다양한 제어정보를 교환하는 동안 제2 OBU(220)는 대기한다. 즉, 다른 제어채널에 접근을 시도하기 위해 50ms 동안 대기한다.

CCH 01 인터벌(121) 시간인 50ms를 경과하면, RSU 제어부(130)는 제1 OBU(210)의 채널접속 환경을 제어채널에서 서비스채널로 전환시킨다. 즉, 제1 OBU(210)는 서비스채널 RSU(120)에 접속한다.

한편, 제1 OBU들이 50ms 동안 원하는 서비스를 모두 수신하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 특히, 제1 OBU가 멀티미디어 서비스를 요청하는 경우 RSU는 영상과 음성 등의 다양한 정보를 축적하여 필요에 따라 정보를 검색하고 안내할 수 있어야 하는 점에서 서비스채널 구간(50ms) 동안 원하는 서비스를 모두 수신받지 못하는 경우가 존재할 수 있다. 즉, 제1 OBU가 자신이 요청한 서비스를 모두 수신받 지 못한 상태에서 자신이 접속한 듀얼 채널 기반의 RSU(제1 듀얼 채널 기반의 RSU)의 서비스권역을 벗어나는 경우에는 제1 듀얼 채널 기반의 RSU와 이웃하는 제2 듀얼 채널 기반의 RSU에 이를 전달함으로써 불완전한 데이터 서비스(Partial Data Service)를 연속적으로 제공할 수 있게 된다.

이와 관련하여 본 발명에 따른 듀얼 채널 기반의 RSU 및 위치기반 서비스를 제공하는 듀얼 채널 기반 RSU Coordinator, MC(Middle Center),MM(Macrocell Manager), VC(Virtual Center)를 포함하는 네트워크 시스템에 대하여는 도 7에서 후술하도록 한다.

도 4a를 계속 참조하면, 서비스채널인터벌(CCH Interval)(예컨대, SCH 02 인터벌(112))은 접속구간(Guard Interval)(112_a)과 DIFS 구간, RTS/CTS 구간, DATA 구간, ACK 구간을 포함한다. 제1 OBU(210)는 접속구간(Guard Interval)(112_a) 동안 채널접속 환경이 제어채널에서 서비스채널로 전환된다. DIFS 동안 SCH 02(112)가 idle 상태이면 제1 OBU(210)는 듀얼 채널 기반의 RSU(120)에 접속하여 서비스채널에서 제공하는 일반적인 교통정보 및 도로 주변의 상업서비스 정보를 제공받는다.

제1 OBU(120)가 서비스채널(CCH)로 채널전환 하면 제2 OBU(220)는 듀얼 채널 기반 RSU(100)의 제어채널 RSU(110)에서 제공하는 제어채널(CCH) 예컨대, CCH 02 (122)에 접속하기 위해 동기화를 수행한다. 제2 OBU와 제어채널 RSU(110)와의 동기 및 채널접속과정은 전술한 제1 OBU(120)와 제어채널 RSU(110)와 채널접속에서 설명한 바와 같다.

제2 OBU(220)가 제어채널과 접속되어 제어정보를 교환하면서 50ms를 경과하면, 제1 OBU(210)에서와 동일한 방법으로 듀얼 채널 기반의 RSU(100)의 서비스채널 RSU(130)에 접속하여 예컨대, SCH 11 또는 SCH 12에서 제공하는 교통정보를 이용할 수 있게된다.

전술한 실시예에서는 도로상의 제1 OBU(210) 및 제2 OBU(220)에 한정하여 설명하였으나, 제3 OBU는 도 4a에 도시된 CCH 11 인터벌에 접속하기 위하여 동기화를 수행할 것이고, 제4 OBU는 마찬가지로 CCH 12 인터벌에 접속하기 위하여 듀얼 채널 기반의 RSU(100)의 제어채널 RSU(110)에 동기화를 수행할 것이다. 한편, 전술한 바와 같이 복수의 OBU가 제어채널에 접속하는 것과는 별도로 서비스채널에서 교통정보 서비스를 제공받을 수 있다. 즉, 임의의 OBU가 제어채널에 접속하기만 하면 다른 OBU의 제어채널 또는 서비스채널에의 접속시도와는 무관하게 원하는 서비스정보를 획득할 수 있게된다. 제어채널과 서비스채널이 각각 서로 다른 모뎀에서 구현되어 제공되기 때문이다. 기지국인 RSU 입장에서는 단일 채널 구조를 사용하더라도 특정시간에 다수의 OBU에게 필요한 제어채널 정보를 제공할 수 있는 무선망 접속 효율성을 향상시킬 수 있다.

도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속방법을 나타내는 순서도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 기반 서비스 제공방법은 먼저 도로상의 복수의 OBU들이 듀얼 채널 기반의 RSU(100)에 접속하기 위하여 제어채널 RSU(110)를 모니터링 한다.(S510) 예컨대, 제1 OBU(210)는 제어채널 RSU(110)가 제공하는 제어채널의 점유상태를 확인한 후(S520), CCH 01이 점유되지 않은 상태이면 CCH 01와 동기화를 시도한다.

제1 OBU(210)가 CCH 01(제1 제어채널)의 접속구간에 접속하여(S531) GPS 수신시간을 기반으로 하여 동기를 이룬다(S533). 제어채널 RSU(110)로부터 비콘을 수신하여(S535) 제어정보를 교환한다(S540).

제1 제어채널과의 채널접속과정이 완료되면 제1 서비스 채널의 가드 인터벌에 접속하여(S551), 제1 OBU의 채널접속 환경을 제1 제어채널에서 제1 서비스채널로 변경한다(S553). 서비스채널로의 채널전환이 완료되면 제1 서비스채널로부터 서비스 정보를 수신한다(S561).

제1 OBU(210)가 제어채널과의 접속과정이 완료되면 듀얼 채널 기반 RSU(100)를 지속적으로 모니터링하고 있던 제2 OBU(220)가 CCH 02(제2 제어채널)와 동기화를 시도한다. 상기 동기화가 성공적으로 이루어지면(S530) 제어채널 RSU(110)로부터 제어정보를 송수신한 후 서비스채널로의 전환과정을 거쳐 서비스채널 RSU(120)에서 제공하는 서비스를 제공받고, 그렇지 않은 경우에는 예컨대, 제3의 OBU에 의해 제어채널 RSU(110)로의 접근이 제한된 경우에는 계속적으로 듀얼 채널 기반의 RSU(100)를 모니터링 한다(S510)

도 7은 도 3에 도시된 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기(OBU)의 다중채널 접속장치를 복수개 적용하여 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 네트워크에서 OBU에게 서비스를 제공하기 위한 네트워크 구성도이다.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 네트워크에서 OBU에게 서비스를 제공하는 네트워크 구성(700)은 차량 OBE(710), RCM(Road Control Management)(720), RCM_C(RCM Coordinator)(730), MC(MiddleCenter)(740), 상가 OBE(750) 및 VC(Virtual Center)(760)를 포함한다.

OBE(On Board Equipment)는 본 발명에서의 OBU와 대응된다. OBE는 크게 사상가 정보를 수집 및 전달하는 단말장치인 SOBE(Shopping Street OBE)와 차량에 정보를 전송하는 단말장치인 mobile-OBE로 구분할 수 있다. 즉, SOBE는 OBU와 대응된다.

RCM(Road Control Management)(720)는 본 발명의 듀얼 채널 기반의 RSU에 대응되는 것이다. 즉, 서비스채널과 제어채널을 분리하고 상기 분리된 서비스채널과 제어채널을 제어할 수 있는 연동장치(본 발명에서 RSU 제어부(110)에 대응됨)를 포함한다. RCM(720)은 IEEE 1609.4에서 규정하는 다중채널 동작(Multi-Channel Operation)을 조정한다. 본 발명에서는 듀얼 채널 기반의 RSU(100)에서 RSU 제어부(120)가 이를 담당한다. 또한, RCM(720)은 IEEE 1609.3에서 규정하는 서비스 Provider와 User간의 안전한 데이터 교환을 위한 네트워크 계층 및 전송계층을 정의하고 있으며 이 또한 듀얼 채널 기반의 RSU(100)에서 RSU 제어부(120)가 이를 담당한다.

RCM_C(RCM Coordinator)(730)는 RCM Coordinator로서 다수의 RCM 정보를 관리하고 연동시킨다. RCM_C(730)는 RCM(720)과 연동하며 LS(Location Server) 기능을 수행하며 LBS 서비스를 제공한다. 또한, 지역에 따른 특정 정보가 요청되며 이를 처리하고, MC(740) 등의 상위 계층으로부터 긴급한 서비스 정보를 수신하여 RCM(720)에 제공한다.

MC(MiddleCenter)(740)는 RCM_C(730) 정보를 수집하고 수집된 정보를 처리하며 다양한 방송장비와 연동되어 있다.

VC(Virtual Center)(760)는 기존의 교통관제 센터와 연동하는 장치이다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 본 발명의 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 기반의 서비스 제공방법을 실현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체의 형태 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 종래의 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 네트워크의 개략적인 블럭 구성도이다.

도 2a는 도 1에 도시된 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 네트워크에서 OBU와 RSU간의 채널접속 과정을 도시한 도면이다.

도 2b는 도 1에 도시된 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 네트워크에서 복수의 OBU와 RSU 간의 채널접속 과정을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속장치의 개략적인 블럭 구성도이다.

도 4a는 본 발명에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 네트워크에서 OBU와 RSU간의 채널 접속 과정을 도시한 도면이다.

도 4b는 본 발명에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 네트워크에서 복수의 OBU와 RSU 간의 채널접속 과정을 도시한 도면이다.

도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속방법을 나타내는 순서도이다.

도 7은 도 3에 도시된 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속장치를 복수개 적용하여 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 네트워크에서 차량단말기(OBU)에 서비스를 제공하는 네트워크 구성도이다.

《도면의 주요부분에 대한 부호의 설명》

100: 듀얼 채널 기반의 노변 기지국 모듈(RSU)

110: 제어채널(CCH) RSU

120: 서비스채널(SCH) RSU

130: RSU 제어부

200: 차량단말기(OBU)

Claims

차량단말기(On Board Unit; OBU)가 교통안전 서비스 정보를 제공하는 제어채널(Control Channel; CCH)의 접속구간(Guard Interval)에 접속(Sync)하여 제어채널(Control Channel; CCH)과 통신하는 제어채널 접속단계; 및

상기 제어채널에 접속된 상기 차량단말기(OBU)의 채널접속 환경을 상기 제어채널과 분리된 서비스채널(Service Channel; SCH)로 전환하는 채널접속 전환단계

를 포함하는 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속방법.
제1항에 있어서, 상기 채널접속 전환단계 이후,

상기 서비스채널에 접속된 상기 차량단말기(OBU)에 다중 서비스 채널 기반의 양방향 서비스를 제공하는 단계

를 더 포함하는 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속방법.
제1항에 있어서, 상기 RSU는,

상기 제어채널 기반의 서비스를 제공하는 제어채널 RSU; 및

상기 서비스채널 기반의 서비스를 제공하는 서비스채널 RSU

를 포함하는 것인 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중 채널 접속방법.
제1항에 있어서, 상기 제어채널은

연속되는 N(N은 2이상의 정수)개의 제어채널 인터벌(CCH Interval)을 포함하고, 상기 서비스채널은 연속되는 N(N은 2이상의 정수)개의 서비스채널 인터벌(SCH Interval)을 포함하되,

상기 제어채널과 상기 서비스채널은 서로 분리되어 상기 OBU에 독립적으로(independently) 해당 서비스를 제공하는 것인 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속방법.
제1항에 있어서, 상기 제어채널 접속단계는

제1 OBU가 제1 제어채널 인터벌의 가드 인터벌(Guard Interval)에 접속하는 단계;

상기 제1 제어채널 인터벌의 가드 인터벌에 접속된 상기 제1 OBU를 GPS 수신시간을 기준으로 상기 제1 제어채널과 동기화시키는 단계;

상기 제1 OBU가 상기 RSU로부터 비콘(beacon)을 수신하는 단계; 및

상기 제어채널 RSU에서 상기 제1 OBU로 차량사고나 유고서비스 정보를 포함하는 긴급서비스 정보를 전송하는 단계

를 포함하는 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속방법.
제4항에 있어서,

상기 제1 제어채널 인터벌에 접속하지 못한 제2 OBU를 상기 제1 제어채널 인터벌이 경과된 후, 상기 제2 제어채널에 동기화시키는 단계; 및

상기 제어채널 RSU에서 상기 제2 OBU로 차량사고나 유고서비스 정보를 포함하는 긴급서비스 정보를 전송하는 단계

를 더 포함하는 것인 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속방법.
제4항에 있어서,

상기 제1 OBU는 상기 제1 제어채널과 접속구간(Guard Interval)의 시간동안 소정의 시간 이내에 동기화되는 것인 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속방법.
제1항에 있어서, 상기 채널전환단계는

상기 OBU를 상기 서비스 채널의 가드 인터벌(Guard Interval)에 접속시키는 단계; 및

상기 서비스채널의 가드 인터벌(Guard Interval)에서 상기 OBU가 접속된 제어채널을 상기 서비스채널로 전환하는 단계

를 포함하는 것인 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중 채널 접속방법.
차량단말기(On Board Unit; OBU)에 교통안전 서비스 정보를 제공하는 제어채널(CCH: Control Channel)기반의 서비스 및 상기 OBU와 양방향의 교통안전 서비스 또는 일반 상업 서비스를 제공하는 서비스채널(CCH: Control Channel) 기반의 서비스를 제공하는 듀얼 채널 기반의 노변 기지국 모듈(Road Side Unit; RSU); 및

상기 OBU의 채널접속을 제어하고, 상기 제어채널 및 상기 서비스채널로부터 상기 OBU로 해당 서비스를 제공하도록 제어하는 RSU 제어부

를 포함하는 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속장치.
제9항에 있어서,

상기 듀얼 채널 기반의 RSU는,

상기 제어채널 기반의 서비스를 제공하는 제어채널 RSU; 및

상기 서비스채널 기반의 서비스를 제공하는 서비스채널 RSU

를 포함하는 것인 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속장치.
제9항에 있어서,

상기 제어채널은 연속되는 N(N은 2이상의 정수)개의 제어채널 인터벌(CCH Interval)을 포함하고, 상기 서비스채널은 연속되는 N(N은 2이상의 정수)개의 서비스채널 인터벌(SCH Interval)을 포함하되,

상기 제어채널과 상기 서비스채널은 서로 분리되어 상기 OBU에 독립적으로(independently) 해당 서비스를 제공하는 것인 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속장치.
제9항에 있어서,

상기 RSU 제어부는,

제1 OBU가 제1 제어채널 인터벌에 접속하여 상기 RSU와 동기화되면 제2 OBU를 제2 제어채널 인터벌에 접속하도록 제어하는 것인 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속장치.
제9항에 있어서,

상기 RSU 제어부는,

제어채널 RSU에 접속된 상기 OBU의 채널환경을 서비스채널 RSU로 전환하여 상기 서비스채널 기반의 서비스를 상기 OBU에 제공하도록 하는 것인 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반 차량단말기의 다중채널 접속장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록매체.