KR20110123552A - 노변 기지국의 비컨 메시지 수집을 위한 집약 기반 차량 노드간 협업 통신 방법 - Google Patents

노변 기지국의 비컨 메시지 수집을 위한 집약 기반 차량 노드간 협업 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업방법은, 차량 노드는 전후방의 노변 기지국 각각에 대해 평균통신가능시간 및 전후방 노변 기지국으로 비컨 메시지정보가 전파될 때까지의 평균지연시간을 산출하고, 상기 전후방의 노변 기지국 각각에 대한 평균통신가능시간과 평균지연시간과, 전방 및 후방의 노변 기지국 사이의 차량 노드밀도를 토대로 비컨 메시지 전파 선호 방향을 결정하는 단계; 상기 차량 노드는 비컨 메시지가 수신되면, 상기 비컨 메시지의 송신 노드와 자신 중 상기 비컨 메시지에 포함된 선호 방향에 존재하는 노변 기지국에 자신이 더 가까이 존재하는지에 대한 여부 및 자신의 전송범위에 상기 송신 노드보다 상기 선호 방향으로 더 멀리 떨어져 있는 이웃 노드가 있는지에 대한 여부를 체크하고, 그 여부를 토대로 상기 비컨 메시지에 집약되어 있는 다른 차량 노드의 비컨 메시지를 자신의 비컨 메시지와 함께 집약시켜 전송할지에 대한 여부를 결정하고, 비컨 메시지 전파 신뢰도와 비컨 메시지의 유효성을 토대로 비컨 메시지를 선별하여 자신의 비컨 메시지에 집약시켜 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

노변 기지국의 비컨 메시지 수집을 위한 집약 기반 차량 노드간 협업 통신 방법{An aggregation-based cooperative vehicle-to-vehicle communication protocol for beacon collection of road-side unit}
본 발명은 차량 애드 혹 네트워크(Vehicular ad-hoc network; 이하 VANET라 칭함) 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노변 기지국의 전송범위 밖에 존재하는 차량 노드의 비컨 메시지를 노변 기지국에서 수집할 수 있도록 하기 위해서 이웃 차량 노드의 비컨 메시지를 수신한 차량 노드가 자신의 비컨 메시지를 전송할 시점에서 상기 수신한 비컨 메시지와 자신의 비컨 메시지를 함께 집약(Aggregation)시켜 전송하여 무선 채널 사용 빈도를 최소화하는 차량 노드간 협업 통신 방법에 관한 것이다.
VANET은 차량 노드와 노변 기지국간에 형성된 무선 애드 혹 네트워크의 한 형태이다. 상기 VANET에서 각 차량 노드는 자신의 차량 노드 상태 정보와 자신이 수집한 도로 교통 정보를 이웃 차량 노드 또는 노변 기지국(RoadSide Unit, RSU)에게 알려주기 위해서 주기적으로 비컨 메시지(beacon) 메시지를 전송한다. 상기 VANET 상에서 동작하는 다양한 응용 중 상당수의 응용은 RSU에 수집된 비컨 메시지를 이용한다. 그러므로, 응용의 요구사항을 만족시키기 위해서 RSU는 비컨 메시지를 신뢰있고 신속하게 수집하여야 한다.
상기 RSU에 장착된 무선 통신 장치의 전송범위는 제한적으로, 보통 약 200m에서 300m 정도이다. 그래서 도로에 존재하는 모든 차량 노드가 RSU와 직접(1홉) 통신할 수 있는 망을 구축하기 위해서는 방대한 수의 RSU를 노변에 설치해서 모든 도로 영역을 RSU의 전송 범위에 포함되도록 해야 한다. 그러나 비용 측면에서 모든 도로 영역이 RSU의 전송 범위에 포함되도록 망을 구축하는 것은 현실적이지 못하다.
이에 비용을 고려한 현실적인 망 구축 방법은 적은 수의 RSU를 노변에 설치하고 RSU의 전송범위 밖에 존재하는 차량 노드와 RSU간 애드 혹 네트워크를 형성하는 것이다. 상기 RSU의 전송범위 밖에 존재하는 차량 노드의 메시지는 이웃 차량 노드들의 중계를 통해서 RSU까지 전달될 수 있다. 이를 다중 홉 통신이라고 한다.
그런데 RSU의 전송 범위 밖에 존재하는 차량 노드의 메시지를 RSU로 전달하기 위해서 이웃 차량 노드들이 추가적으로 메시지를 전송한다면 무선 채널 사용 빈도가 증가하게 된다. 망에 존재하는 노드의 무선 채널 사용 빈도가 증가할수록 채널 경쟁에 의한 패킷 손실이 증가하고 채널 경쟁에 소요되는 시간이 증가하기 때문에 무선 채널 사용 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 RSU의 전송범위 밖에 존재하는 이웃 차량 노드의 비컨 메시지를 수신한 차량 노드가 자신의 비컨 메시지를 전송할 시점에서 상기 수신한 비컨 메시지와 자신의 비컨 메시지를 함께 집약(Aggregation)시켜 전송하여 무선 채널 사용 빈도를 최소화하는 RSU의 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업 통신 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업방법은, 차량 노드는 전후방의 노변 기지국 각각에 대해 평균통신가능시간 및 전후방 노변 기지국으로 비컨 메시지정보가 전파될 때까지의 평균지연시간을 산출하고, 상기 전후방의 노변 기지국 각각에 대한 평균통신가능시간과 평균지연시간과, 전방 및 후방의 노변 기지국 사이의 차량 노드밀도를 토대로 비컨 메시지 전파 선호 방향을 결정하는 단계; 상기 차량 노드는 비컨 메시지가 수신되면, 상기 비컨 메시지의 송신 노드와 자신 중 상기 비컨 메시지에 포함된 선호 방향에 존재하는 노변 기지국에 자신이 더 가까이 존재하는지에 대한 여부 및 자신의 전송범위에 상기 송신 노드보다 상기 선호 방향으로 더 멀리 떨어져 있는 이웃 노드가 있는지에 대한 여부를 체크하고, 그 여부를 토대로 상기 비컨 메시지에 집약되어 있는 다른 차량 노드의 비컨 메시지를 자신의 비컨 메시지와 함께 집약시켜 전송할지에 대한 여부를 결정하고, 비컨 메시지 전파 신뢰도와 비컨 메시지의 유효성을 토대로 비컨 메시지를 선별하여 자신의 비컨 메시지에 집약시켜 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명은 RSU의 전송범위 밖에 존재하는 이웃 차량 노드의 비컨 메시지를 수신한 차량 노드가 자신의 비컨 메시지를 전송할 시점에서 상기 수신한 비컨 메시지를 함께 집약 시켜 전송하여 급격한 무선 채널 사용 빈도의 증가 없이 RSU가 자신의 전송범위 밖에 존재하는 차량 노드의 비컨 메시지를 수집할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업을 위한 비컨 메시지 전파 선호 방향 결정 알고리즘의 절차도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업을 위한 비컨 메시지 수신 알고리즘의 절차도.
본 발명은 RSU의 도로 교통 정보 수집을 위하여, RSU의 전송범위 밖에 존재하는 이웃 차량 노드의 비컨 메시지를 수신한 차량 노드가 자신의 비컨 메시지를 전송할 시점에서 상기 수신한 비컨 메시지를 함께 집약(aggregation) 시켜 전송하여 무선 채널 사용 빈도를 최소화한다.
그런데 RSU 전송 범위 밖에 존재하는 차량 노드의 전후방으로 RSU가 존재하고 각 차량 노드는 양쪽 또는 한쪽 방향의 RSU와 다중 홉 연결을 가질 때에, 차량 노드의 비컨 메시지가 양쪽 RSU 방향으로 집약되어 전파되면 한쪽 방향의 RSU으로만 전파되는 경우보다 망에서의 전송 패킷의 평균 크기가 배로 증가한다. 특히, 망의 최대 패킷 크기가 제한됨에 따라 차량 노드가 전송하는 패킷의 크기가 상기한 이유로 증가되는 것은 패킷 손실률은 증가시키고 무선 채널 사용 시간도 증가하는 문제를 야기시킨다.
이에 본 발명은 RSU 전송 범위밖에 존재하는 차량 노드가 자신의 전후방에 존재하는 RSU로의 방향 중 상대적으로 메시지 전파가 잘 이루어질 수 있는 방향으로만 자신의 비컨 메시지가 전파되게 하며, 이를 위해 비컨 메시지 전파를 위한 선호 방향을 결정한다.
본 발명에 따른 비컨 메시지 전파를 위한 선호 방향 결정 알고리즘을 도 1의 흐름도를 참조하여 설명한다.
차량 노드는 전방에 존재하는 RSU에 대해 평균통신가능시간 및 비컨 메시지가 전파될 때까지의 평균지연시간을 산출하여 제1키값을 생성한다(100,104단계). 그리고 상기 차량 노드는 후방에 존재하는 RSU에 대해 평균통신가능시간 및 비컨 메시지가 전파될 때까지의 평균지연시간을 산출하여 제2키값을 생성한다(106단계). 여기서, 차량 노드는 자신의 위치정보 및 진행방향정보, 전방 또는 후방의 RSU에 대한 전송범위에 대한 정보를 저장하며, 자신이 어느 한 RSU 전송범위에 속하는지는 벗어나는지를 판단할 수 있다.
이후 상기 차량 노드는 상기 제1 및 제2키값과 차량 노드밀도에 따라 비컨 메시지 전파를 위한 선호 방향을 결정한다. (108단계).
좀 더 설명하면, 차량 노드는 지속적으로 전후방에 존재하는 두 RSU(RSU toward , RSU away )까지 자신의 비컨 메시지가 전파될 수 있는지에 대한 가능 여부를 계산하며, 그 전파 가능 여부를 계산하기 위해서 각 차량 노드는 각 RSU 별로 RSU와의 평균 통신 가능 시간(RSU average Connection Lifetime, RCL)과 자신의 비컨 메시지가 RSU까지 전파될 까지 걸리는 평균지연시간(Average beacon Propagation Delay, APD)을 계산한다. 여기서, 상기 RSU의 전송범위 안에 존재하는 차량 노드는 RSU에게 자신의 비컨 메시지를 바로 전송할 수 있기 때문에 APD 값을 계산하지 않는다. 그러나 RSU의 전송범위 밖에 존재하는 차량 노드는 RCL, ADP 값 모두 계산한다. 여기서 상기 RCL과 APD 값은 RSU 및 차량 노드가 주기적으로 전송하는 주기적인 메시지에 몇 가지 필드를 추가하여 분산적으로 각 차량 노드가 계산할 수 있다.
이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
< RCL 계산>
VANET에서 RSU는 자기 자신을 알리기 위해 ADV(Advertisement) 메시지를 주기적으로 방송한다. 차량 노드는 RSU의 ADV 메시지를 수신한 후 자신이 RSU 전송범위 안에 들어간 것을 인지할 수 있고 ADV 메시지에는 RSU의 위치가 포함된다. 상기 RSU의 위치값을 이용하여 차량 노드는 RSU의 전송 범위 안에 들어간 후 RSU와의 거리가 가장 가까워지는 지점을 계산할 수 있고 그 지점을 지날 때마다 자신의 지역 변수인 RCL toward 와 RCL away 값을 0으로 초기화 한 후 자신의 두 RCL 값을 다시 계산한다. 각 차량 노드는 RSU의 ADV 메시지 또는 이웃 차량 노드의 비컨 메시지를 수신한 후 그 메시지에 있는 정보를 이용하여 RCL 값을 계산한다. 상기 RCL을 계산하는 방법은 ADV 메시지를 수신했을 때와 비컨 메시지를 수신했을 때로 구분해서 설명한다. 먼저 ADV 메시지 수신은 RSU의 전송범위 안에 있는 차량 노드(CV, Covered Vehicle)만 가능하고 비콘 메시지 수신은 CV뿐만 아니라 RSU의 전송범위 밖에 있는 차량 노드(UV, Uncovered Vehicle)도 가능하다.
상기 CV는 RSU로부터 ADV 메시지를 수신한 후 자신의 이동 속도, 방향, RSU의 위치 값 그리고 RSU와 자신의 전송범위를 고려하여 RSU와 통신 가능한 시간(RCT, RSU Connection Time)을 계산할 수 있다. 상기 RCT는 CV가 RSU로부터 ADV 메시지를 수신할 때마다 갱신되고 RCT이 갱신된 이후로 시간이 흐름에 따라 흐른 시간만큼 감소한다. 상기 CV는 RSU가 자신의 후방에 있으면 RCT 값을 자신의 RCL away 값으로 사용하고 RSU가 자신의 전방에 있으면 RCT 값을 RCL toward 값으로 사용한다.
각 차량 노드는 자신의 비컨 메시지를 전송할 시점에 현재 두 RCL 값을 비컨 메시지에 명기해서 전송한다. 이에따라 이웃 차량 노드(NV, Neighbor Vehicle)으로부터 비컨 메시지를 수신한 차량 노드(V, Vehicle)은 비컨 메시지에 명기되어있는 두 RCL 값을 사용하여 자신의 RCL 값을 갱신한다. 단, CV는 RSU와 직접 통신 가능하기 때문에 다른 CV의 비컨 메시지를 처리하지 않는다. 그리고 상기 V는 NV의 위치값을 이용하여 NV가 자신의 전방에 있는지 후방에 있는지에 대해 판별한다. 만약 전방이면 RSUtoward 에 대한 RCL toward 값을 계산하고 그렇지 않으면 RSUaway 에 대한 RCL away 값을 계산한다. 두 경우에 대한 설명이 유사하기 때문에 본 설명에서는 NV 가 V의 후방에 있는 경우만 설명한다. RCL away 값을 계산하기 위해서 V는 수신한 비컨 메시지에 명기되어 있는 NV의 위치, 속도, 방향 그리고 자신의 위치, 속도, 방향을 이용하여 자신과 NV와의 통신가능 시간(LL, Link Lifetime)을 계산한다. 그리고 V가 NV와 동일한 방향으로 이동하고 있는 경우에는 수신한 비콘 메시지에 명기되어 있는 RCL away 값과 LL . 중에 작은 값과 V가 유지하고 있는 기존의 RCL away 값의 평균을 새로운 RCL away 값으로 설정한다. 그렇지 않고 V가 NV와 반대 방향으로 이동하고 있는 경우에는 수신한 비콘 메시지에 명기되어 있는 RCL toward 값과 LL . 중에 작은 값과 V가 유지하고 있는 기존의 RCL away 값의 평균을 새로운 RCL away 값으로 설정한다. LL과 RCL 값이 0인 경우에는 RCL 값을 갱신하지 않는다. V의 RCLaway 값은 NV로부터 비콘 메시지를 수신할 때마다 갱신되고 RCL away 값이 갱신된 이후로 시간이 흐름에 따라 흐른 시간만큼 감소한다.
< APD 계산>
각 차량 노드는 자신의 비컨 메시지가 전방 및 후방의 RSU까지 전파될 수 있는 최소 전파 지연 시간 값(MPL, Minimum Propagation Latency)인 MPL toward , MPL away 을 자신의 비컨 메시지에 표기해서 전송한다. 상기 CV는 RSU의 전송범위 안에 있기 때문에 RSU는 CV가 비컨 메시지를 전송한 이후로 지연시간없이 CV의 비컨 메시지를 수신할 수 있다. 따라서 CV는 두 MPL 값을 0으로 설정해서 전송한다. 그리고 RSU의 전송범위를 벗어나게 되면 두 MPL 값과 두 APD 값을 무한대로 설정한다. 또한 UC가 비컨 메시지 전송 주기(P) 동안 이웃 차량 노드로부터 하나의 비컨 메시지도 수신하지 못한다면 자신의 두 MPL 값과 두 APD 값을 무한대로 설정한다.
RSU의 전송범위에 존재하는 CV는 RSU에게 자신의 비컨 메시지를 바로 전송할 수 있기 때문에 APD 값을 계산하지 않는다. 반면 UV는 NV의 비컨 메시지를 수신할 때 마다 자신의 APD 값을 갱신한다. 수신한 비컨 메시지의 송신자가 자신의 후방에 있는 경우에는 APD away 값을 갱신하고 그렇지 않고 송신자가 자신의 전방에 있는 경우에는 APD toward 값을 갱신한다. 두 경우에 대한 설명이 유사하기 때문에 본 설명에서는 수신한 비컨 메시지의 송신자나 후방에 있는 경우만 설명한다. APD away 값을 계산하기에 앞서 UV는 NV와 동일한 방향으로 이동하는지 아니면 반대방향으로 이동하는지를 구분한다. 만약 동일한 방향으로 이동하는 경우에는 수신한 비컨 메시지의 MPL away 값이 무한대인지를 검사하고 그렇지 않고 만약 반대 방향으로 이동하는 경우에는 수신한 비컨 메시지의 MPL toward 값이 무한대인지 검사한다. MPL 값이 무한대인 경우는 RSU에 대한 연결(connectivity)이 없다는 것을 의미하기 때문에 APD 값을 갱신하지 않는다. 상기 MPL 값이 무한대가 아닌 경우 UV는 우선 NV에 의해 자신의 비컨 메시지가 집약되서 전송될 때까지 발생하는 지연시간(LD, Link delay)을 계산한다. V가 NV로부터 비컨 메시지를 수신한 시점을 t라고 하고 V가 t이후로 자신의 비컨 메시지를 전송할 시점을 k라고 가정하면 LD는 P-(k-t)이다. 상기 LD를 계산한 후 만약 UV가 NV와 동일한 방향으로 이동하는 경우에는 수신한 비컨 메시지의 MPL away 값을 이용하여 자신의 MPL away 값과 APD away 값을 갱신하고 그렇지 않고 UV가 NV와 반대방향으로 이동하는 경우에는 수신한 비컨 메시지의 MPL toward 값을 이용하여 자신의 MPL away 값과 APD away 값을 갱신한다. 두 경우에 대한 설명이 유사하기 때문에 본 설명에서는 UV와 NV가 동일한 방향으로 이동하는 경우만 설명한다. NV는 수신한 비컨 메시지의 MPL away 과 LL 값을 더하여 NV를 통해서 자신의 비컨 메시지가 집약되어 RSU까지 전달될 때 까지 걸리는 지연시간(BPL, Beacon Propagation Latency)을 계산한다. 그리고 BPL 값과 자신의 MPL away 을 비교한 후 BPL 값이 자신의 MPL away 보다 작은 경우에만 BPL 값을 MPL away 으로 변경한다. 그리고 APD away 가 무한대인 경우에는 APD away 을 BPL 값으로 변경하고 그렇지 않고 APD away 가 무한대가 아닌 경우에는 BPL과 기존의 APD away 값의 평균값을 새로운 APD away 값으로 갱신한다. 그리고 APD away 값이 갱신된 이후로 APD away 값은 시간이 흐름에 따라 흐른 시간만큼 감소한다.
즉, 특정 RSU에 대한 임의의 차량 노드의 RCL 값이 APD 값보다 크면 그 차량 노드의 비컨 메시지는 RSU에게 전파될 수 있다고 판단할 수 있다.
본 발명에서 각 차량 노드는 명시적으로 RSU와의 단 대 단(end-to-end) 경로를 형성한 후 비컨 메시지를 전송하지 않고 이웃 차량 노드의 비컨 메시지 전송 시점에 자신의 비컨 메시지가 집약(aggregation)되어 RSU까지 전달되도록 한다. 그리고 차량 노드와 RSU사이에는 다수의 전파 경로가 존재할 수 있고 차량 노드의 비컨 메시지 전파 경로는 차량 노드와 RSU 사이에 존재하는 차량 노드의 비컨 메시지 전파 시점에 의해 결정되고 다수의 전파 경로를 따라 전파될 수도 있다. 따라서 본 발명의 차량 노드는 RSU와의 통신 가능 시간과 비컨 메시지가 RSU까지 전파될 까지 걸리는 지연시간을 계산할 때 특정 전송 경로에 대한 통신 가능 시간 및 지연 시간을 계산하지 않고 상기 평균 값인 RCL과 APD 값을 사용한다.
이러한 과정을 거쳐 차량 노드는 전방의 RSU(RSU toward )에 대한 평균통신가능시간(RCL toward ), 평균지연시간(APD toward )을 구하고, 후방의 RSU(RCL away )에 대한 평균통신가능시간(RCL away ), 평균지연시간(APD away )을 계산한 후, 지연시간으로 평균통신가능시간을 나누어 제1 및 제2키값을 산출(ktoward(=RCL toward / APD toward ), kaway(=RCL away / APD away ))한다.
상기 전방의 RSU에 대한 제1키값과 상기 후방이 RSU에 대한 제2키값과, 전방 및 후방의 노변 기지국 사이의 차량 노드밀도에 따라 선호방향(Preferred Direction, PD)을 결정한다. 여기서 상기 전방 및 후방의 노변 기지국 사이의 차량 노드밀도는 차량 노드간 비컨 메시지 송수신을 통해 이웃 차량 노드들의 존재 및 위치에 대해 파악함으로써 획득될 수 있다.
상기 차량 노드는 제1키값과 제2키값이 1보다 크면 차량 노드밀도가 낮은 방향을 선호방향으로 결정하고, 제1키값과 제2키값중 어느 하나만 1보다 크면 1보다 큰 키값의 방향을 선호방향으로 결정하고, 제1키값과 제2키값 모두 1보다 작으면 양방향을 선호방향으로 결정한다. 이러한 결정과정은 표 1과 같이 정리될 수 있다.
if (ktoward and kaway>1) PD =차량 노드 밀도가 낮은 방향
elseif (ktoward or kaway>1) PD= k가 1보다 큰 방향
else PD=양방향
본 발명은 전후방에 존재하는 차량 노드의 수가 많아질수록 그 방향에 존재하는 차량 노드들이 집약 전송해야 되는 비컨 메시지는 증가하고 각 차량 노드가 전송하는 비컨 메시지의 크기도 증가한다. 이에따라 가능한 한 망에 존재하는 차량 노드가 전송하는 비컨 메시지의 크기를 줄이기 위해서 제1키값(ktoward)과 제2키값(kaway)이 모두 1보다 큰 경우에는 차량 노드 밀도가 낮은 방향을 선호방향으로 결정한다. 상기 선호 방향은 상기 전방 및 후방에 존재하는 RSU에 대한 RCL, APD 그리고 차량 노드와 두 RSU 사이의 차량 노드 밀도 값이 갱신될 때마다 갱신되는 값이며 RSU 전송범위 밖에 존재하는 차량 노드가 유지하는 일종의 상태 변수이다.
상기한 바와 같이 비컨 메시지 전파 선호 방향은 계산되며, 상기 차량 노드가 비컨 메시지를 수신하였을 때에 그 비컨 메시지에 집약되어 있는 다른 차량 노드의 비컨 메시지 데이터를 자신의 비컨 메시지에 집약시켜 전송할지 여부를 판별한다. 이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비컨 메시지 수신 과정을 도 2를 참조하여 설명한다.
차량 노드는 비컨 메시지가 수신되면(200단계), 우선 자신이 RSU의 전송범위 안에 포함되는지를 판단한다(202단계). 만약 자신이 RSU 전송범위 안에 포함된다면 수신한 비컨 메시지에 포함되어 있는 다른 차량 노드의 비컨 메시지를 집약시켜 전송한다(208~214단계).
그렇지 않고 자신이 RSU 전송범위 안에 포함되지 않는다면 수신한 비컨 메시지에 표기되어 있는 선호 방향에 위치하는 RSU와 자신과의 거리가 해당 비컨 메시지를 송신한 송신노드보다 더 짧은지를 체크함과 아울러 자신의 전송범위에 송신 노드의 전송 가능영역보다 상기 선호 방향으로 더 멀리 떨어져 있는 이웃 노드가 있는지에 대한 여부를 체크하고, 선호 방향으로 송신 노드보다 자신이 RSU에 더 가깝고 송신 노드의 전송 가능영역보다 상기 선호 방향으로 더 멀리 떨어져 있는 이웃 노드가 있으면(206단계), 다른 차량 노드의 비컨 메시지를 집약시켜 전송한다(208~214단계).
상기 비컨 메시지의 집약 및 전송과정을 설명하면, 상기 차량 노드는 수신한 비컨 메시지에 집약되어 있는 다른 차량 노드의 비컨 메시지에 포함된 유효성(또는 Lifetime) 정보 또는 타임 스템프를 확인하여, 유효시간이 소멸되었는지를 확인한다(208단계). 상기 차량 노드는 상기 비컨 메시지의 유효시간이 소멸되었으면 자신의 비컨 메시지에 집약시키지 않는다(214단계). 여기서, 상기 차량 노드는 GSP로 시간이 동기화가 되어 있어, 비컨 메시지의 타임 스템프를 이용하여 쉽게 비컨 메시지의 유효성 소멸 여부를 판별할 수 있다.
상기 비컨 메시지의 유효시간이 소멸되지 않았다면, 상기 차량 노드는 RSU 커버리지 밖에 존재하는 각 차량 노드의 비컨 메시지 복사본이 k개 미만으로 집약되어 전송되도록 수신한 비컨 메시지를 선별한다(210,212단계). 즉, 이웃 차량 노드가 전송하는 비컨 메시지를 수신할 때마다 자신이 저장하고 있는 동일한 비컨 메시지가 그 메시지에 집약되었는지를 확인하고, 만약 자신이 저장하고 있는 비컨 메시지가 상기 이웃 차량 노드들에 의해 k번 전송되었으면 그 비컨 메시지는 집약하여 전송하지 않는다(214단계).
상기 k는 시스템 파라미터이고 k가 높을수록 RSU에게 전달되는 비컨 메시지의 복사본이 증가하기 때문에 비컨 메시지 전파의 신뢰성이 증가한다. 그러나 각 차량 노드가 전송하는 비컨 메시지의 크기를 증가시키는 단점이 있다.
이와 같이 본 발명은 비컨 메시지를 집약 전송하기로 결정한 후에도, 비컨 메시지 전파 신뢰도와 비컨 메시지의 유효성을 토대로 비컨 메시지를 선별하여 자신의 비컨 메시지에 집약시켜 전송한다.

Claims (10)

  1. 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업 통신 방법에 있어서,
    차량 노드는 전후방의 노변 기지국 각각에 대해 평균통신가능시간 및 전후방 노변 기지국으로 비컨 메시지정보가 전파될 때까지의 평균지연시간을 산출하고, 상기 전후방의 노변 기지국 각각에 대한 평균통신가능시간과 평균지연시간과, 전방 및 후방의 노변 기지국 사이의 차량 노드밀도를 토대로 비컨 메시지 전파 선호 방향을 결정하는 단계;
    상기 차량 노드는 비컨 메시지가 수신되면, 상기 비컨 메시지의 송신 노드와 자신 중 상기 비컨 메시지에 포함된 선호 방향에 존재하는 노변 기지국에 자신이 더 가까이 존재하는지에 대한 여부 및 자신의 전송범위에 상기 송신 노드보다 상기 선호 방향으로 더 멀리 떨어져 있는 이웃 노드가 있는지에 대한 여부를 체크하고, 그 여부를 토대로 상기 비컨 메시지에 집약되어 있는 다른 차량 노드의 비컨 메시지를 자신의 비컨 메시지와 함께 집약시켜 전송할지에 대한 여부를 결정하고,
    비컨 메시지 전파 신뢰도와 비컨 메시지의 유효성을 토대로 비컨 메시지를 선별하여 자신의 비컨 메시지에 집약시켜 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전후방의 노변 기지국 각각에 대한 평균통신가능시간과 평균지연시간과, 전방 및 후방의 노변 기지국 사이의 차량 노드밀도를 토대로 비컨 메시지 전파 선호 방향을 결정하는 것은,
    전방 노변 기지국에 대한 평균 통신 가능 시간을 전방 노변 기지국에 대한 평균지연시간으로 나누어 제1키값을 생성하고,
    후방 노변 기지국에 대한 평균 통신 가능 시간을 전방 노변 기지국에 대한 평균지연시간으로 나누어 제2키값을 생성하고,
    상기 제1 및 제2키값이 동시에 1보다 크면, 전방 및 후방의 노변 기지국 사이의 차량 노드밀도 중 작은 차량 노드밀도의 노변 기지국으로 선호방향을 결정하고,
    상기 제1 및 제2키값 중 어느 하나만 1보다 크면, 1보다 큰 키값의 노변 기지국으로 선호방향을 결정함을 특징으로 하는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업 통신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2키값이 모두 1보다 작으면, 전방 및 후방의 노변 기지국으로 선호방향을 결정함을 특징으로 하는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차량 노드가 상기 수신한 비컨 메시지의 타임 스템프를 체크하여 유효시간의 경과여부를 판단하고, 상기 유효시간이 경과되지 않은 비컨 메시지에 대해서만 집약 전송함을 특징으로 하는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업통신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차량 노드는 GSP를 통해 시간 동기화됨을 특징으로 하는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드간 협업 통신 방법.
  6. 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드가 협업하는 차량 노드 애드 혹 네트워크 시스템에 있어서,
    다수의 노변 기지국과,
    비컨 메시지가 수신되면, 상기 비컨 메시지의 송신 노드와 자신 중 상기 비컨 메시지에 포함된 선호 방향에 존재하는 노변 기지국에 자신이 더 가까이 존재하는지에 대한 여부 및 자신의 전송범위에 상기 송신 노드보다 상기 선호 방향으로 더 멀리 떨어져 있는 이웃 노드가 있는지에 대한 여부를 체크하고, 그 여부를 토대로 상기 비컨 메시지에 집약되어 있는 다른 차량 노드의 비컨 메시지를 자신의 비컨 메시지와 함께 집약시켜 전송할지에 대한 여부를 결정하고,
    비컨 메시지 전파 신뢰도와 비컨 메시지의 유효성을 토대로 비컨 메시지를 선별하여 자신의 비컨 메시지에 집약시켜 전송하는 차량 노드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드가 협업하는 차량 노드 애드 혹 네트워크 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전후방의 노변 기지국 각각에 대한 평균통신가능시간과 지연시간과, 전방 및 후방의 노변 기지국 사이의 차량 노드밀도를 토대로 비컨 메시지 전파 선호 방향을 결정하는 것은,
    전방 노변 기지국에 대한 평균 통신 가능 시간을 전방 노변 기지국에 대한 평균지연시간으로 나누어 제1키값을 생성하고,
    후방 노변 기지국에 대한 평균 통신 가능 시간을 전방 노변 기지국에 대한 평균지연시간으로 나누어 제2키값을 생성하고,
    상기 제1 및 제2키값이 동시에 1보다 크면, 전방 및 후방의 노변 기지국 사이의 차량 노드밀도 중 작은 차량 노드밀도의 노변 기지국으로 선호방향을 결정하고,
    상기 제1 및 제2키값 중 어느 하나만 1보다 크면, 1보다 큰 키값의 노변 기지국으로 선호방향을 결정함을 특징으로 하는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드가 협업하는 차량 노드 애드 혹 네트워크 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2키값이 모두 1보다 작으면, 전방 및 후방의 노변 기지국으로 선호방향을 결정함을 특징으로 하는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드가 협업하는 차량 노드 애드 혹 네트워크 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 차량 노드가 상기 수신한 비컨 메시지의 타임스템프를 체크하여 유효시간의 경과여부를 판단하고, 상기 유효시간이 경과되지 않은 비컨 메시지에 대해서만 집약함을 특징으로 하는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드가 협업하는 차량 노드 애드 혹 네트워크 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차량 노드는 GSP를 통해 시간 동기화됨을 특징으로 하는 도로 교통 정보의 수집을 위한 차량 노드가 협업하는 차량 노드 애드 혹 네트워크 시스템.
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