KR20160045744A - 수신된 신호 강도에 기반하여 차량 대 사물 네트워크에서 수신된 데이터의 감축 - Google Patents

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리차드 쉬어핑
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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

본 발명은 차량 애드혹 네트워크(1)에서 송신된 송신 신호(18)를 필터링하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 신호는 적어도 참가자(3, 5, 8)의 위치 데이터(12)를 데이터 패킷(43)에 반송한다. 그 방법은 이하의 단계: 송신 신호(18)를 수신하는 단계(19); 송신 신호(18)로부터의 데이터 패킷(45)을 복조하기 위한 미리 결정된 수신 필터 규격 및 부가적 미리 결정된 조건(54, 55)을 갖는 수신 필터(45)에 기반하여 송신 신호(18)로부터의 데이터 패킷(43)을 필터링하는 단계(45, 47, 48); 및 필터링된 데이터 패킷(50)을 수신 필터(45)의 상위 데이터 프로세싱 유닛(13, 46)에 분배하는 단계를 포함한다.

Description

수신된 신호 강도에 기반하여 차량 대 사물 네트워크에서 수신된 데이터의 감축{REDUCING RECEIVED DATA IN A V2X NETWORK BASED ON RECEIVED SIGNAL STRENGTH}
본 발명은, 신호가 데이터 패킷에 적어도 차량 애드혹 네트워크(vehicular ad hoc network)에의 참가자에 대한 위치 데이터를 반송하는, 차량 애드혹 네트워크에서 송신된 송신 신호를 필터링하기 위한 방법에 관한 것이고, 또한 그 방법을 구현하기 위한 필터 디바이스 및 필터 디바이스를 포함하고 있는 수신기에 관한 것이다.
WO 2010/139 526 A1은 차량 대 사물(Vehicle-to-X: V2X) 네트워크라고 지칭되는 모바일 애드혹 네트워크를 개시하고 있는데, 그 네트워크의 노드는 차량과 같은 특정 도로 사용자, 또는 교통 신호등과 같은 도로 교통에서의 다른 물체이다. 차량 대 사물 네트워크에 참가하고 있는 도로 사용자에게는 이들 네트워크를 통하여 사고, 교통 체증, 위험 상황 등과 같은 도로-교통 상황에 대한 정보가 제공될 수 있다.
본 발명의 목적은 그러한 모바일 애드혹 네트워크의 사용을 개선하는데 있다.
그 목적은 독립 청구항의 특징에 의해 달성된다. 종속 청구항의 주제 사항은 선호되는 개량을 포함하고 있다.
본 발명의 일 태양에서 청구되는 바와 같이, 신호가 데이터 패킷에 적어도 차량에 대한 위치 데이터를 반송하는, 차량 애드혹 네트워크에서 송신된 송신 신호를 필터링하기 위한 방법은,
- 송신 신호를 수신하는 단계;
- 송신 신호로부터의 데이터 패킷을 복조하기 위한 미리 결정된 수신 필터 규격 및 부가적 미리 결정된 조건을 갖는 수신 필터에 기반하여 송신 신호로부터의 데이터 패킷을 필터링하는 단계; 및
- 필터링된 데이터 패킷을 수신 필터보다 더 높은 레벨에 있는 데이터 프로세싱 유닛에 출력하는 단계를 포함한다.
특정된 방법은, 차량 애드혹 네트워크에서, 차량 애드혹 네트워크에 참가하고 있는 차량에서의 관련 있는 수신기에 의해 그 후 프로세싱되어야 하는 데이터 볼륨은 교통 상황에 따라 달라질 수 있다는 고려에 기반한다. 대체로, 차량 애드혹 네트워크에서 발신될 데이터는 처음에 데이터 패킷에 할당되며, 그 후 순차로 송신 신호 상으로 변조된다. 따라서, 발신된 데이터의 수신자는 우선 송신 신호로부터 데이터 패킷을 필터링하고 그 후 데이터 패킷을 발신된 데이터로 어셈블링하여야 한다. 그 후에만 발신된 데이터가 프로세싱될 수 있다.
그 후, 유발되는 데이터 볼륨에 상응하는 컴퓨팅 능력의 양이 발신된 데이터를 프로세싱하도록 제공되어야 하고, 극도의 경우에는 최대 가능한 채널 부하에 기반한다. 그렇지만, 최대 가능한 채널 부하는 특히 극도의 상황, 예를 들면 매우 높은 교통 밀도(교통 체증 등)가 있는 상황에서만 이용된다. 그렇지만, 그러한 상황에 있어서, 이러한 발신된 데이터 중 일부만이 당해 차량과 관련 있기 때문에 차량 애드혹 네트워크에서 발신된 모든 데이터를 분석하는 것이 필요하지는 않을 것이다.
그렇지만, 발신된 데이터 중 어느 것이 관련 있는지 없는지 결정하기 위해, 처음에는 대응하여 많은 양의 컴퓨팅 능력이 송신 신호 및 거기에 포함되어 있는 데이터 패킷으로부터 발신된 데이터를 어셈블링하도록 사용될 필요가 있을 것이다. 발신된 데이터가 보통, 위치 데이터와는 별도로, 타임스탬프, 교통-상황 소식 또는 다른 메시지와 같은 부가적 데이터를 포함하고 있으므로, 위에서 언급된 극도의 경우에서는 단지 발신된 데이터 패킷으로부터의 어셈블링을 위한 컴퓨팅 시간이 발신된 데이터의 어떠한 평가도 하지 않았으면 극도로 높다. 더욱, 동일한 볼륨에 대해, 발신된 데이터는 데이터의 유형에 따라 다른 복잡성의 프로세싱 단계를 요건으로 할 수 있어서, 가용으로 유지될 최대 컴퓨팅 부하를 결정하는 것을 훨씬 더 힘들게 한다. 이것은, 예컨대, 아직 통신될 이벤트의 직접 통신 범위에 있지 않은 차량에 포워딩되도록 의도되는, 교통 체증 메시지와 같은 데이터로 관찰될 수 있다.
특정된 필터링 방법은 데이터 패킷이 발신된 데이터로 어셈블링된 후가 아니라, 그보다는 어셈블링 이전 앞선 스테이지에서 발신된 데이터를 평가하는 아이디어에 의해 이것을 다루며, 평가는 송신-신호 레벨에서 그리고/또는 데이터-패킷 레벨에서 일어난다. 이러한 목적으로, 미리 결정된 조건이 도입되며, 그에 기반하여 송신 신호 및 데이터 패킷을 사용하여 발신된 데이터가 관련 있다고 여겨지는지 폐기되는지 결정하는 것이 가능하다.
그러한 접근법은 카메라 시스템을 사용하는 물체 인식으로부터 이미 알려져 있으며, 그에 기반하여 도로 안전에 중대한 결정이 마찬가지로 때때로 이루어져야 한다. 물체 인식에서 사용된 카메라로부터의 데이터의 양은 너무 높아서 카메라로부터의 직접 픽셀 데이터 볼륨이 모든 필요한 물체 인식에 대해 즉시 사용될 수는 없다. 그리하여, 중간 단계에서 픽셀 데이터 볼륨으로부터 필요한 정보가 수집되고 반복적으로 통합된다. 그리하여, 제1 중간 단계에서는, 예를 들면, 소정 물체 및 장면 정보가 픽셀 데이터 볼륨, 예를 들면 교통 차선이 차량의 좌측 및/또는 우측으로 있는지와 같은 정보로부터 수집될 수 있다. 그렇지만, 중간 단계에서 틀린 결정이 이루어지면, 그때 이러한 틀린 결정은 모든 후속 중간 단계에서 반영되며, 그 결과 관련 있는 물체 또는 장면이 그와 같이 인식되지 않을 수 있다. 그렇지만, 컴퓨팅 시간과 인식 성능 간에는 항상 절충이 이루어지기 때문에 시간의 흐름에 따라 모든 관련 있는 물체의 최상의 가능한 인식이 보증된다.
카메라로부터의 픽셀은, 차량 애드혹 네트워크에서의 데이터 패킷처럼, 차량에서의 프로세싱 시스템에 대해 원시 데이터의 형태를 구성한다고 알고 있으므로, 카메라 시스템을 사용하는 물체 인식의 원리는 또한 차량 애드혹 네트워크를 사용하는 정보의 송신에 적용될 수 있으며, 관련 있는 데이터는 이미 설명된 방식으로 송신-신호 레벨 및/또는 데이터-패킷 레벨에서 선택된다. 그로써 모든 중요한 데이터 패킷이 또한 대응하는 발신된 데이터로 어셈블링된다고 더 이상 보증될 수는 없지만, 예를 들면 도로 상의 고장으로부터의 관련 있는 데이터 패킷은 더 빈번하게 발신된다고 가정될 수 있다. 동일한 발신자로부터의 동일한 발신된 데이터를 포함하고 있는 2개의 발신된 데이터 패킷 간 변화하는 기저 조건 때문에, 데이터 패킷은 관련 있는 차량이 반응할 수 있기에 충분히 조기에 미리 결정된 조건에 의해 정의된 필터를 통과한다고 통계적 평균으로서 가정될 수 있다. 카메라 시스템을 사용하는 위에서 언급된 물체 인식에서의 경우처럼, 그리하여 본 발명에서는 컴퓨팅 시간과 인식 성능 간 절충하는 것이 제안된다. 이것은 유익하게는 컴퓨팅 시간과 인식 성능 간 절충하기 위해 시간의 흐름에 따라 변하는 미리 결정된 조건을 사용하여 실현된다.
특정된 방법의 개량에 있어서, 미리 결정된 조건은 송신 신호가 특정 데이터 패킷의 위치에서 보유하여야 하는 최소 신호 강도를 포함한다. 이러한 개량은 차량 애드혹 네트워크의 더 먼 차량 또는 다른 참가자로부터의 송신 신호가 수신자에 더 가까이 위치하는 참가자로부터의 송신 신호보다 더 낮은 신호 강도로 수신자에 도달한다는 고려에 기반한다. 안전 관점으로부터, 차량은 더 멀리 놓여 있는 참가자에보다 바로 근처에 위치하는 차량, 교통 신호등 등과 같은 참가자에 더 조기에 반응하여야 하므로, 그때 미리 결정된 조건에서 최소 신호 강도를 선택하는 것은 도로 안전을 위험에 빠뜨리지 않는다. 그때는 교통 체증 소식과 같은 메시지가 차량 애드혹 네트워크에서 더 이상 포워딩되지 않는 것이 가능하지만, 처음에 이것은 도로 안전에 더 낮은 관련성이 있을 뿐이다.
미리 결정된 조건 및 특히 최소 신호 강도가 일정 값으로서 선택될 수 있기는 하지만, 그것은 바람직하게는 수신 필터의 그리고/또는 데이터 프로세싱 유닛의 프로세싱 부하에 의존하여야 한다. 환언하면, 데이터 패킷으로부터 발신된 데이터를 어셈블링하고 상기 데이터를 프로세싱하는 데이터 프로세싱 유닛이 소정 백분율 레벨에서 이용되고 있으면, 데이터가 차량 애드혹 네트워크로부터 수신될 수 있는 반경은, 백분율 레벨을 소정 설정점 백분율 레벨 아래로 다시 가져가기 위해, 최소 신호 강도를 올림으로써 감축될 수 있다. 미리 결정된 조건의 그리고 특히 최소 신호 강도의 가변 조절은, 장기적으로, 모든 가용 컴퓨팅 자원을 최적으로 사용하면서 프로세싱 부하가 신뢰할만하게 제한됨을 보장한다. 부가적으로, 미리 결정된 조건의 그리고 특히 최소 신호 강도의 가변 조절은 또한, 수신 필터 및/또는 데이터 프로세싱 디바이스에 대해 낮은 채널 부하 및 그리하여 프로세싱 부하가 있는 상황에서는, 불필요하게 많은 양의 발신된 데이터가 필터링되어 버리지 않음을 보증한다.
특정된 방법의 특정 개량에 있어서, 수신 필터의 그리고/또는 데이터 프로세싱 유닛의 프로세싱 부하에 대한 미리 결정된 조건의 그리고 특히 최소 신호 강도의 의존도는 폐-루프 제어 시스템에 의해 조정된다. 프로세싱 부하에 대한 특정 백분율 레벨은, 예컨대, 이러한 제어 시스템에 대한 기반을 설정점 값으로서 형성할 수 있다. 최종 제어 요소로서 필터링에 의해, 프로세싱 부하는 그 후 제어 시스템에서 실제 값으로서 조정될 수 있다. 그리하여, 이러한 제어 시스템에 있어서, 위에서 언급된 미리 결정된 조건 및 특히 최소 신호 강도는 조작된 값이거나 적어도 거기에 편입될 것이다. 환언하면, 미리 결정된 조건 및 특히 최소 신호 강도는 직접 조절되지 않고 설정점 값에 의해 간접 조절된다. 설정점 값 및 실제 값은 이러한 개량에서의 예에 국한되지 않고 본 출원에서 청구되는 바와 같이 요구되는 대로 선택될 수 있음이 자명하다. 부가적으로, 컨트롤러의 설계는, 예컨대, 송신 신호를 수신하고 데이터 패킷을 복조함에 있어서 통신 하드웨어의 관성에 의해 시스템에 도입되는 시간 처짐과 같은 지연을 고려하여야 한다.
특정된 방법의 다른 개량에 있어서, 최소 신호 강도는 미리 결정된 타임 윈도 내 송신 신호에 대한 적어도 하나의 정규화된 값에 의존할 수 있다. 그러한 정규화된 값은 그것들이 시간의 흐름에 따른 교번 신호의 그리고 그리하여 송신 신호의 효과를 기술하기 때문에 극도로 주지되어 있다. 정규화된 값의 예는 송신 신호의 신호 레벨의 최대값, 평균값 및 최소값과 같은 통계적 수량이다. 최소 신호 강도가 적합한 정규화된 값에 기반하여 고려되면, 다른 기저 조건도 최소 신호 강도를 설정하는데 고려되는 것이 가능하다. 그리하여, 고려되는 것이, 예컨대, 송신 신호의 신호 레벨의 최대값과 최소값 간 갭에 관하여 정규화되거나, 송신 신호의 신호 레벨의 평균값에 관하여 정규화되거나 또는 송신 신호의 신호 레벨의 중간값에 관하여 정규화된 송신 신호의 신호 레벨이면, 예를 들면, 시내 중심에서의 수신 상황은 시골에서의 수신 상황과는 분리될 수 있다.
특정된 방법의 다른 개량에 있어서, 최소 신호 강도는, 미리 결정된 타임 윈도에서, 가장 높은 신호 강도로 타임 윈도 내 송신 신호에 의해 송신되는 미리 결정된 수의 데이터 패킷이 송신 신호로부터 선택되도록 선택된다. 이것은, 수신 필터의 그리고/또는 데이터 프로세싱 디바이스의 컴퓨팅 능력에 의해 허용되는 바와 같은, 최대 가능한 수의 데이터 패킷이 항상 프로세싱됨을 보장한다.
특정된 방법의 다른 개량에 있어서, 데이터 패킷은 우선, 프로세싱 부하에 의존하는, 최소 신호 강도에 기반하여 그리고 그 후, 정규화된 값에 의존하는, 부가적 최소 신호 강도에 기반하여 필터링된다. 환언하면, 필터링은, 예컨대, 제1 스테이지에서, 소정 최소 신호 강도를 초과하지 않는 모든 데이터 패킷을 이미 송신 신호로부터 필터링해내기 위해 송신 신호가 필터링될 수 있는 스테이지들에서 수행될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 이러한 제1 필터 스테이지의 미리 결정된 조건 및 그리하여 최소 신호 강도는 데이터 프로세싱 유닛의 컴퓨팅 능력이 취급할 수 있는 것보다 더 많은 데이터 패킷이 다음 필터 스테이지에 도달하게 되도록 설계되어야 한다. 다음 필터 스테이지에서, 그 후 데이터 패킷은 데이터 프로세싱 유닛의 컴퓨팅 능력에 적응되는 방식으로 부가적 최소 신호 강도에 기반하여 미세-필터링될 수 있다. 이러한 목적으로, 부가적 최소 신호 강도는 최소 신호 강도보다 더 커야 한다.
특정된 방법의 특정 개량에 있어서, 최소 신호 강도의 값은 절대적 최대값을 가져야한다. 이러한 절대적 최대값은, 차량 애드혹 네트워크를 정의하는 표준에서 특정된 바와 같이, 예컨대, 최소 수신기 감도와 같을 수 있다. 그러한 표준의 일례는 "C2C-CC 기본 시스템 표준안(Draft C2C-CC Basic System Standards Profile)"이다.
본 발명의 다른 태양에서 청구되는 바와 같이, 필터 디바이스는 선행하는 청구항 중 어느 한 항에서 청구되는 바와 같은 방법을 구현하도록 설계된다.
특정된 필터 디바이스의 일 개량에 있어서, 특정된 디바이스는 메모리 및 프로세서를 포함한다. 이러한 경우에 있어서, 특정된 방법은 메모리에 컴퓨터 프로그램의 형태로 저장되고, 프로세서는 컴퓨터 프로그램이 메모리로부터 프로세서에 로딩될 때 방법을 실행할 목적으로 제공된다.
본 발명의 다른 태양에서 청구되는 바와 같이, 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 상에서 또는 특정된 디바이스 중 어느 하나 상에서 실행될 때 특정된 방법 중 어느 하나의 모든 단계를 수행하기 위해 프로그램 코드 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서 청구되는 바와 같이, 컴퓨터 프로그램 제품은, 기계-판독가능한 데이터 저장 매체 상에 저장되고, 데이터 프로세싱 디바이스 상에서 실행될 때, 특정된 방법 중 어느 하나를 수행하는, 프로그램 코드를 포함하고 있다.
본 발명의 다른 태양에서 청구되는 바와 같이, 차량 애드혹 네트워크에서 송신 신호를 사용하여 데이터 패킷에 패키징된 메시지를 수신하기 위한 차량용 수신기는,
- 송신 신호를 수신하기 위한 안테나;
- 송신 신호로부터의 데이터 패킷 중 적어도 일부를 필터링하기 위한 특정된 필터 디바이스 중 하나; 및
- 필터링된 데이터 패킷으로부터 메시지를 추출하기 위한 디스플레이 디바이스를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서 청구되는 바와 같이, 차량은 특정된 수신기 중 하나를 포함한다.
본 발명의 추가적 태양이 아래에서 기술되고 단락 1의 전문에서 청구되는 바와 같이 차량 대 사물 통신 시스템에서 프로세싱될 데이터의 수량을 감축하기 위한 데이터 선택 방법에 관한 것이다.
차량 대 사물 통신 시스템은 종래 기술에서 이미 알려져 있으며, 예를 들면, 교통-관련 데이터도 그리고 엔터테인먼트 애플리케이션과 같은 다양한 서비스 데이터도 송신하도록 설계된다. 상기 차량 대 사물 통신은 차량들 간 데이터의 교환(차량 대 차량 통신)에도 그리고 차량과 기반시설의 아이템 간 데이터의 교환(차량 대 기반시설 통신)에도 기반한다. 차량 대 사물 통신에 의해 송신되는 정보의 요구되는 높은 레벨의 신뢰도 및 데이터 무결성은 그러한 정보에 복잡한 보안 서명 및/또는 데이터 암호화를 제공하는 것을 필수로 한다.
그렇지만, 그러한 보안 서명의 분석 또는 그러한 데이터 암호화의 디코딩은 비교적 높은 레벨의 컴퓨팅 능력과 연관된다. 컴퓨팅 능력 및 그리하여 충분한 컴퓨팅 능력의 컴퓨팅 모듈의 조달 비용을 최소화하기 위해, 모든 수신된 차량 대 사물 메시지 중으로부터, 디코딩될 차량 대 사물 메시지를 선택하는 다양한 프리프로세싱 방법이 또한 종래 기술에서 알려져 있다. 흔히 그러한 프리프로세싱 방법은 수신자에 대한 차량 대 사물 메시지의 관련성을 거리로부터 추론함으로써 차량 대 사물 메시지의 발신자로부터 수신자의 거리에 기반한다.
그리하여, 차량 대 사물 통신에 있어서, 매우 다른 데이터 볼륨이 상황에 따라, 특히 통신 노드의 수에 의존하여 프로세싱되어야 한다. 이것은 극도의 경우에 대해, 즉, 예상되는 가장 큰 레벨의 컴퓨팅 수요에 대해, 이러한 컴퓨팅 능력이 보통은 필요로 되지 않더라도, 설계되어야 하는 하드웨어를 제공할 필요를 초래한다. 이러한 극도의 경우는 여기에서는 최대 가능한 채널 부하에 의해, 즉, 가용 통신 채널을 통하여 최대로서 송신될 수 있는 그 데이터 볼륨에 의해 정의된다. 그렇지만, 요구되는 컴퓨팅 능력을 결정함에 있어서, 동일한 볼륨에 대한 여러 다른 데이터는 여러 다른 복잡도의 프로세싱 단계, 예를 들면 패킷-포워딩 또는 완전 디코딩을 요구하는 부가된 문제가 있다.
일반적으로, 차량 대 사물 통신에서의 접근법은 수신자에 의해 수신된 각각의 패킷이 또한 이러한 유형의 패킷에의 소망 응답을 확정적으로 초래하는 가능한 충분히 결정론적인 시스템을 설계하는 것이다. 데이터 손실은 물리적 통신 레벨에서만 용인된다. 이것은, 모든 데이터가 최종 애플리케이션까지 쭉 통신 스택의 모든 레벨에서 프로세싱되기 때문에, 극도로 높은 레벨의 컴퓨팅 능력을 초래한다. 용어 "패킷"은 본 발명의 의미에서는 차량 대 사물 메시지라고 알려져 있는 것에 포함되어 있는 데이터 패킷을 기술한다. 순차로 차량 대 사물 메시지는 발신 통신 노드에 의해 수신 통신 노드로 송신된다.
본 발명의 추가적 태양의 목적은 차량 대 사물 통신 시스템의 컴퓨팅 능력 및 특히 디코딩 컴퓨팅 능력을 감축하는 것이다. 차량 대 사물 통신 시스템의 비용-집약적 컴퓨팅 하드웨어는 그리하여 또한 더 단순하고 비용이 덜 들게 설계된다.
이러한 목적은 제1항에서 청구되는 바와 같이 차량 대 사물 통신 시스템에서 프로세싱될 데이터의 수량을 감축하기 위한 데이터 선택 방법에 의해 달성된다.
본 발명에서 청구되는 바와 같은 방법은 이제 감축된 컴퓨팅 능력에 유리하게 수신된 패킷의 완전 프로세싱을 희생하려는 의도이다. 수신 필드 강도는 프로세싱될 패킷 및 프로세싱되지 않아야 하는, 즉, 폐기되어야 하는 패킷을 선택하기 위한 기준으로서 사용된다.
그렇지만, 수신 필드 강도에 대한 고정된 임계값은, 장기간에 걸쳐 수신기 하드웨어가 전형적으로는 프로세싱될 패킷의 수 및 폐기될 패킷의 수에 관하여 신뢰할만한 재현성을 갖지 않기 때문에, 보통은 만족스러운 해법이 아니다. 더욱, 고정된 임계값은 낮은 채널 부하의 상황에서 불필요하게 많은 수의 패킷을 필터링해 낼 것이다.
그럼에도 불구하고 가능하면 모든 상황에서 필터로서 수신 필드 강도와 작업할 수 있기 위해, 본 발명에서 청구되는 바와 같이 이하의 실시예가 특히 선호된다:
1. 시간 단위당 수신된 패킷의 수가 특정된 값 위로 올라가면, 통신 하드웨어의 수신기 감도는, 해당하는 경우 차량 대 사물 통신 표준에서 특정된 최소값으로까지 아래로 감축된다. 반대 경우에서는, 즉, 현재 수신되고 있는 더 많은 패킷이 프로세싱될 수 있으면, 통신 하드웨어의 수신기 감도는 증가된다. 이러한 프로세스는 유익하게는 또한 폐-루프 제어 시스템으로서, 그 제어 시스템에서는 수신기 감도를 조절하는 것에 관하여 통신 하드웨어에서의 어느 관성이라도 고려되어야 하기는 하지만, 설계될 수 있다.
2. 통신 하드웨어의 수신기 감도의 폐-루프 또는 개-루프 제어 대신에, 신호 레벨 또는 수신 필드 강도에 따라 필터링하도록 소프트웨어를 사용하는 것도 가능하다. 소프트웨어를 사용하는 것은 시간 기간(T1)에 걸쳐 신호 레벨의 최대값, 최소값, 중간값 및/또는 평균값과 같은 통계적 수량을 우선 결정하는데 적합하다. 그 후, (바람직하게는 T1보다 더 작은) 시간 기간(T2)에 걸쳐, 패킷은 신호 레벨에 의해 분류되거나 또는 레벨이 임계값 아래일 때 폐기된다. 이러한 경우에 있어서, 신호 레벨은 또한, 예컨대 (신호 레벨 - 최소값)/(최대값 - 최소값) 또는 신호 레벨/평균값 또는 신호 레벨/중간값으로 정규화될 수 있거나, 또는 그것은 백분위에 할당될 수 있다. 여기에서 기본 원리는 더 큰 신호 레벨이 발신자가 수신자에 더 가까이 있고 그리하여 수신 차량 또는 수신 통신 노드에 더 관련 있음을 의미한다는 것이다. 정규화는, 수신 상황이 고려되고, 그래서 예를 들면 트인 시골에서는 예컨대 시내에서와는 다른 패킷이 폐기됨을 보장하도록 사용될 수 있다.
3. 수신기 감도의 폐-루프 또는 개-루프 제어에 대한 그리고/또는 신호 레벨 또는 수신 필드 강도를 필터링하기 위한 양 방법(하드웨어 및 소프트웨어)은 또한 조합될 수 있다. 이러한 경우에서는, 수신기 감도의 조절에 관하여 통신 하드웨어의 관성 때문에, 제1 필터링은 바람직하게는 하드웨어에 의해 수행되고, 제2의, 비교적 더 미세한 필터링("미세 필터링")은 소프트웨어에서 수행된다. 그리하여, 이것은, 의심스러운 이벤트에서는, 너무 적은 패킷보다는 너무 많은 패킷이 수신되도록 수신 필드 강도가 조절된다는 것을 의미한다. 그때 소프트웨어는 후속 프로세싱을 위한 패킷의 수를 요구되는 수로 감축하도록 사용된다.
기술된 방법은 또한 바람직하게는 수신 섹터에 따라, 즉, 패킷의 수신 방향에 따라 별개로 수행된다. 복수의 안테나 및 예컨대 다이버시티를 갖는 수신기 모듈이 이것에 특히 적합하다. 수신 섹터는 바람직하게는 방향 "전방", "후방", "좌측", "우측"에 대응한다. 분기점과 같은 상황의 더 양호한 평가는 수신 섹터에 따라 별개로 데이터 패킷을 평가함으로써 이루어질 수 있다. 보통은, 전방 또는 후방으로부터의 신호가 좌측 또는 우측으로부터의 신호보다 더 높은 신호 레벨을 갖는다고 가정될 수 있다. 그렇지만, 측면으로부터의 신호는, 예컨대, 분기점에서의 충돌 직전에는, 보통 위험하다. 섹터에서의 프로세싱에 의해, 유익하게는 차량의 개연성 있는 운전 조종에 따라 가중이 형성되는 것도 가능하다. 좌측으로부터의 신호는, 예를 들면, 차량이 좌회전하고 있으면 차량이 역으로 하고 있을 때보다 더 중요하다.
수신 방향에 따라 패킷을 평가하기 위한 다른 선호되는 일 실시예는 적합한 측정으로부터 알려져 있는 안테나의 방사 패턴에 따라 신호 레벨을 가중하는 것이다. 대부분의 경우에 있어서, 이들 측정은 수신 방향을 결정하기 위해 여하튼 이미 필요로 된다. 그리하여, 차이가 오로지 안테나의 방사 패턴으로부터 유발되는, 복수의 수신된 패킷의 신호 레벨에서의 차이는 후속 프로세싱 및/또는 평가에 대해 제외될 수 있다.
그리하여, 기술된 방법은 모든 중요한 패킷이 정상적으로 수신됨을 높은 정도의 확률로 보증한다. 특히, 이것은 또한 중요한 패킷이 비교적 중요하지 않은 패킷보다 일반적으로는 더 빈번하게 발신된다는 사실에 의해 지원된다. 또한, 동일한 발신자로부터의 2개의 패킷-발신 프로시저 간 변화하는 기저 조건 때문에, 패킷은 즉각적 반응을 보증할 수 있기에 충분히 조기에 수신기의 프리필터를 통과한다고 통계적으로 가정될 수 있다.
본 발명의 다른 선호되는 일 실시예에서 청구되는 바와 같이, 과부하 상황, 즉, 실제로 프로세싱될 패킷의 수가 가용 컴퓨팅 용량을 초과하는 상황에서, 동일한 발신자로부터 유래하는 프로세싱될 패킷의 수는 유사한 패킷을 선택적으로 생략하고 그리하여 폐기함으로써 감축된다.
바람직하게는, 본 발명에서 청구되는 바와 같은 방법은 수신된 패킷에 대한 프로세싱 체인에서 가능한 조기에, 그래서 예를 들면 패킷이 물리적으로 수신된 직후에 그리고 아직 패킷의 실제 프로세싱 전에 배치된다.
선호되는 추가적 실시예는 도면을 참조하여 대표적 실시예의 이하의 설명에서 그리고 종속 청구항에서 나타난다.
도면과 연관하여 더 상세히 설명되는 대표적 실시예의 이하의 설명은 본 발명의 위에서 기술된 속성, 특징 및 이점, 및 그것들이 달성되는 방식을 명확히 하여 설명하며, 그 도면에서:
도 1은 도로 상에서 주행하고 있는 차량의 도식적 선도;
도 2는 도 1에서의 차량의 도식적 선도;
도 3은 도 1 및 도 2에서의 차량이 참가할 수 있는 차량 애드혹 네트워크의 도식적 선도;
도 4는 도 3의 차량 애드혹 네트워크에서 송신되는 신호의 도식적 선도;
도 5는 도 3의 차량 애드혹 네트워크로부터 수신된 필터링된 신호의 도식적 선도;
도 6은 도 3의 차량 애드혹 네트워크로부터 수신된 대안의 필터링된 신호의 도식적 선도;
도 7a 및 도 7b는 도 4에 도시된 신호를 필터링하기 위한 수신 필터의 도식적 선도;
도 8a 및 도 8b는 도 3의 차량 애드혹 네트워크를 통하여 수신된 신호로부터 필터링된 데이터 패킷의 도식적 선도; 및
도 9는 소정 수의 수신된 패킷의 신호 레벨의 도시도.
도면에 있어서, 똑같은 기술적 구성요소는 동일한 참조 부호에 의해 나타내고 단 한 번만 기술된다.
도 9에서의 참조 부호는 도 1 내지 도 8에서의 참조 부호와는 다른 기술적 구성요소를 기술한다.
본 발명은 도 3에 도시되고 단순성을 위해 아래에서는 차량 대 사물 네트워크(1)라고 지칭되는 차량 애드혹 네트워크에 대한 네트워크 프로토콜에 관한 것이다. 이러한 차량 대 사물 네트워크(1)에 대한 기술적 배경을 더 잘 이해시키기 위해, 이러한 네트워크에 대한 더 많은 기술적 상세로 들어가기 전에, 한정하는 효과를 갖지 않는, 이러한 차량 대 사물 네트워크(1)의 일례의 애플리케이션이 우선 주어질 것이다.
그래서, 도로(2) 상에서 주행하고 있는 차량(3)의 도식적 선도를 도시하고 있는, 도 1을 참조한다.
본 실시예에서는, 도로(2) 상에 횡단 보도(4)가 있도록 의도되며, 그 횡단 보도에서 일 세트의 교통 신호등(5)은 차량(3) 또는, 해당하는 경우, 차량(8 및/또는 9)이 도로(2) 상의 횡단 보도(4)를 넘어가도록 허용되는지, 아니면 보행자(더 기술되지는 않음)가 횡단 보도(4) 상의 도로(2)를 건너갈 수 있는지 제어한다. 본 실시예에서는, 차량(3)의 운전자로부터 그리고 차량(3)의 주변 센서(더 기술될 것임)로부터 횡단 보도(4)를 감추는, 커브(9) 형태의 장애물이 횡단 보도(4)와 교통 신호등(5) 사이에 위치한다.
도 1은, 주행 방향(7)으로 차량(3)의 전방에, 횡단 보도(4) 상의 차량(9)(점선으로 도시됨)과의 교통 사고(10)에 관여되고 차량(3)의 주행 방향(7)으로 교통 차선을 막고 있는, 추가적 차량(8)을 도시하고 있다.
횡단 보도(4) 및 교통 사고(10)는 도로(2) 상의 위험 상황을 구성한다. 차량(3)의 운전자가 횡단 보도(4)를 알아차리지 못하고 그리하여, 규칙에 반하여, 이러한 횡단 보도의 전방에서 정지하지 않으면, 운전자는 횡단 보도(4)를 횡단하고 있고 그리고 횡단 보도(4)를 횡단 시 차량(3)의 운전자가 규칙에 따라 거동할 것이라고 신뢰하고 있는 보행자를 칠 수 있다. 양 위험 상황에서, 차량(3)의 운전자는 위험 상황에서의 위험과, 즉, 보행자 및/또는 부가적 차량(8)과 충돌을 회피하기 위해 차량(3)을 정지시켜야 한다. 차량 대 사물 네트워크(1)는 이러한 목적으로 사용될 수 있으며, 그에 대해 추가적 상세가 추후 주어질 것이다.
본 실시예에 있어서, 차량(3)은 아래에서는 GNSS 수신기(11)라고 지칭되는, 세계 위성 항법 시스템용 수신기(11)를 포함하며, 그에 의해 차량(3)은 상기 차량의 절대적 지리적 위치(12)의 형태로 위치 데이터를 본질적으로 기지의 방식으로 결정할 수 있고, 예컨대, 상기 위치 데이터를 지리적 지도(더 기술되지는 않음)에 디스플레이하기 위해 항법 시스템(13)에서 상기 위치 데이터를 사용할 수 있다. 세계 위성 항법 시스템으로부터의 적합한 신호(14)는 아래에서는 GNSS 신호(14)라고 지칭되며, 그 신호는, 예컨대, 적합한 GNSS 안테나(15)를 통하여 수신되고 본질적으로 기지의 방식으로 GNSS 수신기(11)에 라우팅될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 차량은 또한 트랜시버(16)를 포함하며, 그것을 통하여 차량(3)이 차량 대 사물 네트워크(1)에 노드로서 참가할 수 있고 다른 노드, 예를 들면 부가적 차량(8) 및/또는 교통 신호등(5)과 같은 노드와, 아래에서는 차량 대 사물 메시지(17)라고 지칭되는 메시지를 교환할 수 있다. 이러한 트랜시버(16)를 GNSS 수신기(11)와 구별하기 위해, 그것은 아래에서는 차량 대 사물 트랜시버(16)라고 지칭될 것이다.
차량 대 사물 네트워크(1)를 통하여 교환된 차량 대 사물 메시지(17)에서, 개개의 노드(3, 5, 8)는 다양한 정보를 특정하는 데이터를 서로 간에 교환할 수 있으며, 그 데이터는, 예컨대, 도로(2) 상의 도로 안전을 증가시키도록 사용될 수 있다. 차량 대 사물 메시지(17)에서의 데이터를 사용하여 교환될 수 있는 정보의 일례는 차량 대 사물 네트워크(1)의 특정 노드(3, 5, 8)의 절대적 지리적 위치(12)일 것이며, 그 위치는 GNSS 수신기(11)를 사용하여 결정된다. 그러한 데이터는 위치 데이터라고도 지칭될 수 있다. 차량 대 사물 네트워크(1)에 속하고 지리적 위치(12)를 수신하는 노드(3, 5, 8)가, 예를 들면, 교통 사고(10)에 관여되지 않은 차량(3) 및 교통 사고(10)에 관여된 차량(8)과 같은 차량이면, 그때 차량 대 사물 네트워크(1)를 통하여 수신된 지리적 위치(12)는, 예를 들면, 수신 차량(3, 8)의, 예컨대, 항법 시스템(13) 상에 교통 움직임을 디스플레이하도록 사용될 수 있다. 차량 대 사물 메시지(17)에서의 데이터가 절대적 지리적 위치(12)에 부가하여 교통 사고(10)도 정보로서 특정하도록 사용되면, 그때는, 예컨대, 교통 사고(10)와 같은 소정 교통 상황이 항법 시스템(13) 상에 더 정밀하게 디스플레이될 수 있다. 차량 대 사물 메시지(17)를 사용하여 교환될 수 있는 가능한 정보의 추가적 상세는 도 2의 맥락에서 추후 주어진다.
차량 대 사물 메시지(17)를 교환하기 위해, 차량 대 사물 트랜시버(16)는 아래에서는 차량 대 사물 신호(18)라고 지칭되는 송신 신호 상으로 차량 대 사물 메시지(17)를 변조하고 상기 신호를 아래에서는 차량 대 사물 안테나(19)라고 지칭되는 안테나를 통하여 차량 대 사물 네트워크(1) 내 다른 노드(3, 5, 8)에 발신하든지, 또는 차량 대 사물 안테나(19)를 통하여 차량 대 사물 신호(18)를 수신하고 이러한 신호로부터 관련 있는 차량 대 사물 메시지(17)를 필터링하든지 한다. 이것은 도 3의 맥락에서 추후에 더 상세히 논의된다. 도 1은 이러한 메시지가 상기 시스템 상에 디스플레이될 수 있는 정보를 위에서 기술된 방식으로 포함하고 있다는 가정 하에 차량 대 사물 트랜시버(16)가 차량 대 사물 메시지(17)를 항법 시스템(13)에 출력하는 경우를 도시하고 있다. 그렇지만, 이것은 한정하는 효과를 갖는다고 이해되어서는 안 된다. 특히, GNSS 수신기(11)는 차량 대 사물 네트워크(1)에서 그 자신의 절대적 지리적 위치(12)를 발신하기 위해 직접적으로 또는, 도 2에 도시된 바와 같이, 간접적으로 차량 대 사물 트랜시버(16)에 접속되는 것이 또한 유익할 수 있다.
차량 대 사물 메시지(17)의 그리고 차량 대 사물 신호(18)의 구조 및 그리하여 차량 대 사물 네트워크의 설계는 통신 프로토콜에서 정의될 수 있다. 그러한 통신 프로토콜은 이미 존재하고 있고 지역에 따라 달라지고, 유럽에서의 ETSI 하의 ETSI TC ITS 프레임워크 및 미국에서의 IEEE 및 SAE에 대한 IEEE 1609 프레임워크에서의 프로토콜을 포함한다. 이들 프로토콜에 대한 추가적 상세는 공식 규격에서 찾아볼 수 있다.
또한, 차량(3)은 선택사항으로서는 위에서 언급된 주변 센서를 카메라(20) 및 레이더 센서(21)의 형태로 포함할 수 있다. 차량(3)은 차량(3)의 전방에 놓여 차량(3)의 주행 방향(7)으로 보이는 뷰의 이미지를 시야각(22) 내에서 취득하도록 카메라(20)를 사용할 수 있다. 부가적으로, 차량(3)은 차량(3)의 주행 방향(7)으로 보이는 물체를 검출하고 본질적으로 기지의 방식으로 차량(3)으로부터의 거리를 결정하도록 레이더 센서(21) 및 적합한 레이더 빔(23)을 사용할 수 있다.
차량 대 사물 메시지(17)를 사용하여 송신될 수 있는 정보에 대한 더 구체적 상세를 제공하기 위해, 우선 차량(3)의 그리고 부가적 차량(8)의 설계가 차량(3)을 참조하여 예로서 아래에서 논의될 것이다. 차량(3)은 다양한 안전 컴포넌트를 보유하고 있으며, 그에 대해 도 2는 EBA(24)라고 지칭되는 전자 브레이크 보조 시스템(24), 및 본질적으로 기지의 전자 안정 제어 시스템(25)을 도시하고 있다. DE 10 2004 030 994 A1는 EBA(24)의 상세를 포함하고 있는 한편, DE 10 2011 080 789 A1는 전자 안정 제어 시스템(25)의 상세를 제공한다.
차량(3)은 차대(26) 및 4개의 바퀴(27)를 포함한다. 각각의 바퀴(27)는, 도로(2) 상에서 차량(3)의 움직임의 속도를 감축하기 위해, 차대(26)에 고정되어 있는 브레이크(28)를 사용하여 차대(26)에 대해 감속될 수 있다.
당업자에게 알려져 있는 방식으로, 여기에서, 예를 들면, 오버스티어링 또는 언더스티어링에 의한 운전대(더 기술되지는 않음)에 의해 차량(3)의 바퀴(27)는 견인력을 잃고 차량(3)은 실제로 설정된 궤도로부터 떨어져 나가는 것이 일어날 수 있다. 이것은 전자 안정 제어 시스템(25)에 의해 방지된다.
본 실시예에 있어서, 차량(4)은 이러한 목적으로, 바퀴(27)의 회전 속도(30)를 검출하는, 바퀴(27) 상의 속도 센서(29)를 포함한다.
검출된 회전 속도(30)에 기반하여, 컨트롤러(31)는 차량(3)이 노면 상에서 미끄러지고 있는지 또는 위에서 언급된 설정된 궤도로부터 실제로 이탈하고 있는지 당업자에게 알려져 있는 방식으로 식별할 수 있고, 그에 따라 본질적으로 기지의 컨트롤러 출력 신호(32)를 사용하여 그에 응답할 수 있다. 그때 컨트롤러 출력 신호(32)는, 미끄러짐 및 설정된 궤도로부터의 이탈에 본질적으로 기지의 방식으로 반응하는, 브레이크(28)와 같은 최종 제어 부재를 제어 신호(34)에 의해 작동시키기 위해 제어 유닛(33)에 의해 사용될 수 있다.
EBA(24)는 카메라(20)에 의해 취득된 이미지 데이터(35) 및, 그 거리 데이터가 레이더 센서(21)에 의해 취득되는, 주행 방향(7)으로 차량(3)의 전방에 있는 차량과 같은 물체로부터의 거리 데이터(36)를 분석하고 그에 기반하여 위험 상황을 인식할 수 있다. 이러한 상황은, 예를 들면, 차량(3)의 전방에 있는 물체가 너무 높은 속도로 상기 차량에 다가가고 있으면, 존재할 수 있다. 그러한 경우에 있어서, EBA(24)는 브레이크(28)를 사용하여 비상 제동을 수행하도록 제어 신호(34)에 의해 제어 유닛(33)에 명령하기 위해 비상 브레이크 신호(37)를 사용할 수 있다.
EBA(24) 또는 전자 안정 제어 시스템(25)이 제어 유닛(33)을 통하여 차량(4)에 개입할 때마다, 제어 유닛(33)은, 예를 들면, 도 2에 점선으로 도시된 보고 신호(38)를 출력할 수 있다. 보고 신호(38)는 유익하게는 개입이 EBA(24)에 의해 야기되었는지 전자 안정 제어 시스템(25)에 의해 야기되었는지 특정하여야 한다. 그러한 보고 신호(38)는 차량(3)에서의 어느 엔티티에 의해서라도, 그래서 예를 들면 전자 안정 제어 시스템(25)의 컨트롤러(31)에 의해서도 발생될 수 있다. 그 후 메시지 발생기(39)는 보고 신호(38), 절대적 지리적 위치(12), 및 도 3에 도시되고 타이머(40)로부터 출력된 타임스탬프(41)에 기반하여 차량 대 사물 메시지(17)를 발생시킬 수 있으며, 그 메시지는 차량 대 사물 네트워크(1)를 통하여 다른 노드(5, 8)에 정보로서 EBA(24)의 그리고/또는 전자 안정 제어 시스템(25)의 개입을 보고하도록 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 발생된 차량 대 사물 메시지(17)는 그 후 차량 대 사물 안테나(19)에 의해 차량 대 사물 네트워크(1)에서 발신될 수 있다.
도 1의 예에 있어서, 개개의 노드(3, 5, 8)의 절대적 지리적 위치(12)에 대해 그리고/또는 교통 사고(10)와 같은 그리고/또는 EBA(24) 및/또는 전자 안정 제어 시스템(25)의 개입과 같은 이벤트에 대해 차량 대 사물 메시지(17)에서 교환된 정보는 운전자 안내의 목적으로 항법 시스템(13) 상에 디스플레이될 수 있다고 설명되었다. 그렇지만, 대안으로 또는 부가적으로, 차량 대 사물 메시지(17)에서 교환된 정보는 또한, 예컨대, 제어 유닛(33)에 의해 제어 신호(34)를 능동적으로 발생시키기 위한 기반을 형성할 수 있다. 예컨대, EBA(24)의 개입이 차량 대 사물 메시지(17)에서 정보로서 통신되면, 그때는 예를 들면 이러한 차량 대 사물 메시지(17)를 수신하는 것에 기반하여, EBA(24)는 수신 차량(3, 8)에서 자동으로 작동될 수 있다.
차량 대 사물 네트워크(1)를 통한 차량 대 사물 메시지(17)의 송신은 도 3을 참조하여 아래에서 설명될 것이며, 도 3에서는 명확성을 위해 상기 차량 대 사물 네트워크를 나타내는데 클라우드가 사용되고 있다. 차량 대 사물 메시지(17)가 교통 사고(10)에 관여된 사고 차량(8)에서의 EBA(24)에 의한 개입을 포함하고 있으며, 그 개입이 보고 신호(38)를 사용하여 제어 유닛(33)에 의해 보고된다고 예로서 가정될 것이다.
이미 설명된 바와 같이, 메시지 발생기(39)는 위에서 언급된 통신 프로토콜에 따라 보고 신호(38), 절대적 지리적 위치(12) 및 타임스탬프(41)에 기반하여 차량 대 사물 메시지(17)를 발생시킨다. 원칙적으로, 상기 메시지 발생기(39)는 또한 차량 대 사물 트랜시버(16)의 일부분일 수 있다.
사고 차량(8)의 차량 대 사물 트랜시버(16)에서는, 데이터 패킷(43)이 차량 대 사물 메시지(17)로부터 데이터-패킷 발생기(42)에서 발생된다. 데이터 패킷(43)을 발생시킴으로써, 차량 대 사물 신호(18)를 발생시키기 위해 사고 차량(8)에서의 여러 다른 애플리케이션으로부터의 차량 대 사물 메시지(17)를 하나의 단일 데이터 스트림으로 어셈블링하는 것이 가능하다. 그래서, 데이터-패킷 발생기(42)는 네트워크 및 전송 계층에 대응하며, 여러 다른 애플리케이션으로부터의 네트워크 데이터를 라우팅하는 기지의 기능을 갖는다. 데이터-패킷 발생기(42)의 설계는 차량 대 사물 네트워크(1)에 대한 통신 프로토콜의 위에서 언급된 규격에 의존한다.
발생된 데이터 패킷(43)은 변조기(44)에서 차량 대 사물 신호(18) 상으로 변조되고, 차량 대 사물 네트워크(1)에서 무선으로 발신된다. 그래서, 변조기(44)는 인터페이스 계층에 대응하며, 사고 차량(8)과 차량 대 사물 네트워크(1) 간 물리적 인터페이스를 제공하는 기능을 갖는다. 변조기(44)의 설계는 또한 차량 대 사물 네트워크(1)에 대한 통신 프로토콜의 위에서 언급된 규격에 의존한다.
사고 차량(8)에 의해 발신된 차량 대 사물 신호(18)는 그 후 차량 대 사물 안테나(19)를 통하여 교통 사고(10)에 관여되지 않은 차량(3)에 의해 수신될 수 있다.
차량 대 사물 신호(18)로부터 차량 대 사물 메시지(17)를 추출하기 위해, 차량(3)의 차량 대 사물 트랜시버(16)는, 발신자에 의해 수행된 데이터 패킷(43)의 변조를 본질적으로 기지의 방식으로 역으로 하는, 복조기(45)를 갖는다. 그에 따라 메시지 추출기(46)는 데이터 패킷(43)으로부터 차량 대 사물 메시지(17)를 추출하고 상기 메시지를 차량(3)에서의 애플리케이션에, 예를 들면 항법 시스템(13)에 또는 제어 유닛(33)에도 제공할 수 있다. 궁극적으로, 복조기(45) 및 메시지 추출기(46)는 위에서 언급된 네트워크 및 전송 계층 및 인터페이스 계층에 대응하는 수신단 쌍대를 구성하고, 마찬가지로 차량 대 사물 네트워크(1)에 대한 통신 프로토콜의 위에서 언급된 규격에 의존한다.
그래서, 개개의 네트워크 계층의 상세에 대한 관련 규격을 참조한다.
특히, 차량 대 사물 네트워크(1)에서의 다수의 노드(3, 5, 8)가 도로(2) 상에 존재할 때의 높은-부하 상황에서는, 그에 대응하여 높은 레벨의 컴퓨팅 자원이 모든 차량 대 사물 메시지(17)가 특정 시간 제한 내에 수신자단에서 프로세싱됨을 보증하기 위해 차량 대 사물 네트워크(1)에서 발신된 모든 차량 대 사물 메시지(17)를 프로세싱하도록 각각의 노드(3, 5, 8)에서 가용으로 유지되어야 한다. 이들 높은 레벨의 컴퓨팅 자원을 제공하는 것은 그에 대응하여 높은 비용과 연관되며, 본 발명은 프리필터(47, 48)를 도입함으로써 그것을 감축하는 것을 목표로 한다.
프리필터(47, 48) 배후의 아이디어는 잠재적으로 관련 없는 차량 대 사물 메시지(17)를 가능한 조기에 분류해 내는 것으로서, 그것들은 여하튼 수신 노드와 관련 없는 정보를 포함하고 있기 때문에, 불필요하게 상기 메시지를 프로세싱해야 하는 수신 체인에서의 요소를 회피하기 위함이다. 여기에서 제1 프리필터(47)는 실제의 차량 대 사물 메시지(17)에 대한 어떠한 지식도 없이 차량 대 사물 신호(18)를 필터링하도록 의도되는 반면, 제2 프리필터(48)는 실제의 차량 대 사물 메시지(17)에 대한 어떠한 지식도 없이 데이터 패킷(43)을 필터링하도록 의도된다. 이것은, 차량 애드혹 네트워크(1)에서 발신된 차량 대 사물 메시지(17) 중에서, 예를 들면, EBA(24)에 의한 개입에 대한 메시지와 같은 모든 안전-중대 차량 대 사물 메시지(17)도 실제로도 차량(3)에 도달함을 더 이상 보증하지 않더라도, 보통 그러한 안전-중대 차량 대 사물 메시지(17)는 단 한 번만 발신되지는 않고, 그래서 그러한 안전-중대 차량 대 사물 메시지(17)는 합리적 타임프레임 내 프리필터(47, 48)를 통과한다고 통계적 평균으로서 가정될 수 있다. 이러한 합리적 타임프레임을 가능한 짧게 유지하기 위해, 안전-중대 데이터가 평균-이상 확률로 프리필터(47, 48)를 통과하게 되도록 프리필터(47, 48)가 설계될 수 있다.
프리필터(47, 48)에서의 프리필터링이 가능한 효율적으로 되기 위해, 제1 프리필터(47)에서 차량 대 사물 신호(18)를 그리고/또는 제2 프리필터(48)에서 데이터 패킷(43)을 프리필터링하기 위한 기반으로서 사용되는 미리 결정된 조건이 도입된다. 이러한 미리 결정된 조건은 차량 대 사물 신호(18) 및 차량 대 사물 신호(18)에 속하는 데이터 패킷(43)을 반송하는 신호(51)의 일례를, 각각의 경우에서 시간(53)에 대한 신호 강도(52)의 선도로서, 도시하고 있는 도 4 및 도 5를 참조하여 아래에서 설명된다.
차량 대 사물 신호(18)는 데이터 패킷(43)이 소망의 방식으로 변조되는 어느 반송파 신호라도 될 수 있다. 차량 대 사물 신호(18)가 차량 대 사물 네트워크(1)에 참가하고 있는 모든 노드(3, 5, 8)로부터 데이터 패킷(43)을 송신하므로, 사고 차량(8)으로부터의 데이터 패킷(43)에 부가하여, 예를 들면 2개의 교통 신호등(5) 중 하나와 같은, 차량(3)으로부터 더 멀리 있는 노드(3, 5, 8)로부터의 데이터 패킷(43)도 있다. 도 4로부터 명백한 바와 같이, 더 멀리 있는 그러한 노드(5)는 상기 노드로부터의 데이터 패킷(43)이 사고 차량(8)으로부터의 데이터 패킷(43)의 신호 강도(52)보다 상당히 더 작은 신호 강도(52)로 송신된다는 사실에 의해 인식될 수 있다. 프리필터링이 이러한 포인트에서 수행되고 소정 최소 신호 강도(54)를 초과하는 신호 강도(52)를 갖는 데이터 패킷(43)만을 차량 대 사물 신호(18)로부터 필터링해내도록 사용될 수 있다. 이러한 목적으로, 제1 프리필터(47)는, 예컨대, 프리필터링된 차량 대 사물 신호(49) 및 그리하여 대응하는 노드(8)로부터의 데이터 패킷(43)이 필터링되도록 차량 대 사물 신호(18)를 프리필터링할 수 있다.
제2 프리필터(48)에서, 프리필터링된 차량 대 사물 신호(49)는 그 후, 부가적 최소 신호 강도(55)에 기반하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 다시 리필터링될 수 있으며, 그 프리필터는 그때 각각의 데이터 패킷(43)에 대한 차량 대 사물 신호(18)의 신호 강도(52)를 알고 있어야 할 것이다. 도 4 및 도 5에서의 최소 신호 강도(54)는 필터링된 차량 대 사물 신호(49)로부터 초래된 데이터 패킷(43)의 수가 가용 컴퓨팅 능력보다 항상 더 높게 되도록 여기에서 선택될 수 있다. 제2 프리필터(48)에서 부가적 최소 신호 강도(55)를 사용하는 것만으로, 요구되는 컴퓨팅 능력이 가용 컴퓨팅 능력으로 조절되도록 그렇게 필터링된 데이터 패킷(50)의 수를 감축하는 것이 가능할 것이다. 그때, 사고 차량(8)의 데이터 패킷(43)은 또한 이러한 경우에서는, 예를 들면, 상기 차량이 차량(3)으로부터 아직 너무 멀리 있으면 필터링되어 버릴 수 있다. 최소 신호 강도(54)는 유익하게는 부가적 최소 신호 강도(55)보다 더 작도록 선택되어야 하는데, 그렇지 않으면 제2 프리필터(48)는 효과가 없을 것이기 때문이다.
최소 신호 강도(54, 55)에 기반하여 차량 대 사물 신호(18) 및/또는 데이터 패킷(43)을 필터링하는 것은 전술한 데이터 프로세싱 유닛이 차량 대 사물 신호(18)에서 도달하는 모든 데이터 패킷(43)을 프로세싱하기에 너무 높은 컴퓨팅 부하가 있을 때 차량(3)에 대해 안전-중대하기에 너무 멀리 있는 차량 대 사물 네트워크(1)에서의 노드(5, 8)는 무시된 채로 남아있는 효과를 갖는데, 이러한 경우에서는 차량(3)에 더 가까이 위치하는 차량 대 사물 네트워크(1)에서의 노드(5, 8) 및/또는 도로 안전 측면으로부터 더 중요한 이벤트(10)가, 그렇지 않았더라면 높은 컴퓨팅 부하가 유발되지 않을 것이기 때문에, 있기 때문이다. 그래픽 표현으로는, 최소 신호 강도(54, 55)는 컴퓨팅 부하가 너무 높을 때 차량(3) 주위의 수신 반경을 설정하려고 노력하도록 사용되고 있으며, 그 반경 밖에서 차량 대 사물 네트워크(1)의 노드(5, 8)로부터의 데이터 패킷(43)은 무시된다. 그때는 이들 노드(5, 8)에 의해 무슨 컨텐트가 실제로 발신되었는지 더 이상 무관하다.
그렇지만, 최소 신호 강도(54, 55) 및 그리하여 수신 반경은 정적으로 설정되어서는 안되는데, 그때는 차량 대 사물 신호(18)에서의 데이터 패킷(43)을 프로세싱하는데 충분한 신호 프로세싱 자원의 경우에, 데이터 패킷(43)이 불필요하게 무시 또는 분류되어 버리기 때문이다.
그리하여, 최소 신호 강도(54, 55)는, 예를 들면, 도 7a 및 도 7b에 도시되어 있는 폐-루프 제어 시스템에 기반하여 제1 프리필터(47)에서 수행될 수 있는 가변 방식으로 선택되어야 한다. 이러한 목적으로 그리고 오로지 명확성을 위해, 그리고 본 발명에 대해 한정하는 효과 없이, 제2 프리필터(48)는 생략될 것이다. 실제로는, 제2 프리필터(48)가 존재할 수 있음이 자명하다.
차량 대 사물 메시지(17)가 적합한 신호 프로세싱 유닛(56)에 의해 메시지 추출기(46)에서 필터링된 차량 대 사물 신호(49)의 데이터 패킷(43)으로부터 추출되면, 이들 메시지는 그것들이 더 높은 레벨 신호 프로세싱 유닛, 예를 들면 항법 시스템(13) 및/또는 제어 유닛(33)과 같은 유닛에 의해 즉시 프로세싱될 수 없으면 큐(57)에 저장될 수 있다. 여기에서 큐(57)의 실제 레벨(58)은 총 컴퓨팅 능력이 충분한지 여부의 표시자로서 사용될 수 있다. 전체 시스템의 컴퓨팅 능력이 거기 및 위에서는 모든 데이터 패킷(43)을 프로세싱하기에 더 이상 충분하지 않게 되는 특정된 설정점 레벨(59)을 실제 레벨(58)이 초과하면, 그에 따라 제1 프리필터(47)에서의 최소 신호 강도(54)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 최소 신호 강도(54)에 의존하는 적합한 필터 부재(62)를 사용하여 메시지 추출기(46)에 도달하는 데이터 패킷(71)의 수를 감축하기 위해, 설정점 레벨(59)과 실제 레벨(58) 간 컨트롤러 오차(61)에 기반하여 컨트롤러(60)에 의해 올려질 것이다.
제1 프리필터(47)에 부가하여 또는 대안으로서, 제2 프리필터(48)는 도 8a 및 도 8b에 따라 이제 필터링을 수행할 수 있다.
우선, 도 8a 및 도 8b에서 참조 부호(43.1 내지 43.7)로 라벨이 붙은, 다수의 데이터 패킷에 대한 고려 중 기간(63)에 정규화가 수행될 수 있다. 이러한 목적으로, 각각의 데이터 패킷(43.1 내지 43.7)의 신호 강도(52)는, 예를 들면 다음과 같이, 어느 정규화 규칙에 따라서라도 정규화될 수 있다:
Anorm(A) = (A - Amin) / (Amax - Amin),
여기서, A는 신호 강도(52)를, Anorm은 정규화된 신호 강도(64)를, Amin은 고려 중 기간(63)에서의 최소 신호 강도(65)를 그리고 Amax은 고려 중 기간(63)에서의 최대 신호 강도(66)를 표현한다. 대안의 정규화 규칙은, 예를 들면, 다음과 같을 것이다:
Anorm(A) = A / (Amax　-　Amin).
이러한 방식으로 그들 신호 강도(52)에서 정규화된 데이터 패킷(43.1 내지 43.7)은 그 후 도 8b에 도시된 바와 같이 분류되거나, 또는, 신호 강도가 제2 프리필터(48)에 대한 부가적 최소 신호 강도(65) 아래에 있는 경우에는 분류되어 버릴 수 있다.
정규화를 사용하는 것은 데이터 패킷(43)이 여러 다른 수신 시나리오에서, 예를 들면 시내에서 또는 트인 시골에서, 표준화된 방식으로 취급됨을 보장할 수 있다.
프리필터(47, 48)에 부가하여, 도시되지 않은, 추가적 프리필터가 있을 수 있다. 하나의 선택사항은 차량(3) 상에 수신 섹터를 획정하고 차량 대 사물 안테나(19)가 방향성 설계를 갖도록 하는 것이다. 그때 하나의 차량 대 사물 안테나(19)가 이들 획정된 수신 섹터의 각각으로 지향될 수 있고, 그로써 차량 대 사물 신호(18)의 그리고/또는 데이터 패킷(43)의 수신 방향이 확인될 수 있다. 여기에서 각각의 방향성 차량 대 사물 안테나(19)에 전용 트랜시버(16)를 제공하는 것이 필수는 아니다. 수신 섹터는 차량(3)의 주행 방향(7)으로부터 볼 때, 예컨대, 차량(3)의 전방에, 차량(3)의 후방에, 차량(3)의 좌측에 그리고 차량(3)의 우측에 획정될 수 있다. 도로(2)에서의 분기점과 같은 상황의 더 양호한 평가는 이들 수신 섹터에 따른 데이터 패킷(43)의 평가에 기반하여 이루어질 수 있다. 보통은, 주행 방향(7)으로 볼 때, 차량(3)의 전방으로부터 또는 후방으로부터 수신되는 차량 대 사물 신호(18)는 차량(3)의 좌측으로부터 또는 우측으로부터 수신되는 차량 대 사물 신호(18)보다 더 높은 신호 레벨(52)을 갖는다고 가정될 수 있다. 그때 이것은 정규화된 신호 레벨(64)을 결정함에 있어서 고려될 수 있는데, 예컨대, 도로(2)에서의 분기점에서의 충돌 직전에, 데이터 패킷(43)을 송신하고 차량(3)의 좌측 및 우측으로 수신 섹터로부터 유래하는 차량 대 사물 신호(18)는 보통은 위험하기 때문이다. 정규화된 신호 레벨(64)로 신호 레벨(52)의 정규화는, 예컨대, 차량(3)의 개연성 있는 운전 조종도 고려할 수 있는데, 좌측으로부터 유래하는 차량 대 사물 신호(18)는 차량이 좌회전하고 있으면, 예를 들면, 차량(3)이 역으로 하고 있을 때보다 더 중요하기 때문이다. 그렇지만, 대안으로, 수신 섹터는 또한 정규화 프로세스보다는 가중 프로세스에서 고려될 수 있다.
수신 방향에 따른 수신된 데이터 패킷(43)의 평가에 있어서, 신호 레벨(52)의 정규화 또는 가중은 마찬가지로 특정 수신 방향에 대해 관련 있는 차량 대 사물 안테나(19)의 방사 패턴을 고려할 수 있다. 예컨대, 이러한 방사 패턴은 측정될 수 있고, 수신 방향을 결정하기 위해 대부분의 경우에서 여하튼 이미 필요로 된다. 그리하여, 차이가 오로지 차량 대 사물 안테나(19)의 방사 패턴으로부터 유발되는, 복수의 수신된 데이터 패킷(43)의 신호 레벨(52)에서의 차이는 후속 프로세싱 및/또는 평가에 대해 제외될 수 있다.
부가적으로, 실제로 프로세싱되게 되는 데이터 패킷(43)의 수가 가용 컴퓨팅 용량을 초과하는 상황에서는, 예를 들면, 사고(10)를 나타내는 유사한 데이터 패킷(43)을 선택적으로 생략하고 그리하여 폐기함으로써, 동일 발신자로부터, 그래서 예를 들면 사고 차량(8)으로부터 유래하는 프로세싱될 데이터 패킷(43)의 수를 감축하는 것도 가능할 것이다.
필터링 프로세스는 수신된 데이터 패킷에 대한 프로세싱 체인에서 가능한 조기에, 그래서 예를 들면 차량 대 사물 신호(18)가 물리적으로 수신된 직후에 그리고 아직 거기에 포함되어 있는 데이터 패킷(43)의 실제 프로세싱 전에 배치되어야 한다.
도 9a는 시간 기간(T1)(x-축)에 수신된 소정 수의 수신된 패킷(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)의 신호 레벨(y-축)을 도시하고 있다. 이러한 경우에서, 패킷(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)의 신호 레벨은 차량 대 사물 통신 시스템에서 사용되는 수신기 하드웨어의 설정 및 가변 감도 임계값 위에 놓여 있다. 패킷(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)의 수가 너무 커서 디코딩 또는 평가가 합리적 시간에 가능하지 않으면, 수신된 패킷(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)은 신호 레벨의 평균값에 대해 도 9b에서 정규화되고 그 후 그들 신호 레벨에 따라 분류된다. 이러한 방식으로 분류 및 정규화된 신호 레벨은 도 9b에 도시되어 있다. 패킷(11, 17, 14, 15)의 신호 레벨은 임계값(18) 위에 놓여 있는 반면, 패킷(16, 13)의 신호 레벨은 임계값(18) 아래에 놓여 있다. 그래서, 패킷(16, 13)은 폐기된다. 그리하여, 프로세싱될 패킷의 수는 가용 컴퓨팅 능력에 상응하는 관리가능한 사이즈로 감축되었다.
본 발명의 추가적 태양은 또한 이하의 단락에 의해 기술될 수 있다:
1. 차량 대 사물 통신 시스템에서 프로세싱될 데이터의 수량을 감축하기 위한 데이터 선택 방법으로서, 통신 유닛은 차량 대 사물 메시지를 수신 및 발신하도록 사용되고, 수신된 차량 대 사물 메시지는 프로세싱될 데이터를 포함하고 있고, 프로세싱될 데이터는 데이터를 포함하고 있는 차량 대 사물 메시지의 수신 필드 강도에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 단락 1에 있어서,
모든 수신된 차량 대 사물 메시지로부터의 데이터가 프로세싱되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 단락 1 및 단락 2 중 적어도 하나에 있어서,
통신 유닛의 수신기 감도는 조절 및/또는 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 단락 1 내지 단락 3 중 적어도 하나에 있어서,
통신 유닛의 수신기 감도는 프로세싱될 데이터 볼륨을 프로세싱하는데 필요한 컴퓨팅 능력이 가용 컴퓨팅 능력을 초과하지 않게 되도록 조정 및/또는 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 단락 1 내지 단락 4 중 적어도 하나에 있어서,
정의된 임계값보다 더 큰 수신 필드 강도를 갖는 차량 대 사물 메시지에 포함되어 있는 데이터는 프로세싱되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 단락 1 내지 단락 5 중 적어도 하나에 있어서,
정의된 임계값보다 더 작은 수신 필드 강도를 갖는 차량 대 사물 메시지에 포함되어 있는 데이터는 폐기되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 단락 1 내지 단락 6 중 적어도 하나에 있어서,
임계값은 프로세싱될 데이터 볼륨에 적응될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 단락 1 내지 단락 7 중 적어도 하나에 있어서,
필요한 컴퓨팅 능력이 가용 컴퓨팅 능력보다 더 작으면 임계값은 감축되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 단락 1 내지 단락 8 중 적어도 하나에 있어서,
가용 컴퓨팅 능력이 필요한 컴퓨팅 능력보다 더 작으면 임계값은 증가되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 단락 1 내지 단락 9 중 적어도 하나에 있어서,
임계값은 조정 및/또는 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 단락 1 내지 단락 10 중 적어도 하나에 있어서,
수신 필드 강도는 정규화되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 단락 11에 있어서,
수신 필드 강도는 다른 수신 방향에 대한 정규화에서 다르게 가중되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 단락 1 내지 단락 12 중 적어도 하나에 있어서,
차량 대 사물 메시지는 그들 수신 필드 강도에 따라 분류되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 단락 13에 있어서,
정규화에서의 가중은 차량의 의도된 운전 조종에 의존하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 단락 1 내지 단락 14 중 적어도 하나에 있어서,
정규화는 통신 유닛의 방사 패턴을 고려하는 것을 특징으로 하는 방법.

Claims (10)

  1. 신호가 데이터 패킷(43)에 적어도 참가자(3, 5, 8)에 대한 위치 데이터(12)를 반송하는, 차량 애드혹 네트워크(vehicular ad hoc network)(1)에서 송신된 송신 신호(18)를 필터링하기 위한 방법으로서,
    - 상기 송신 신호(18)를 수신하는 단계(19);
    - 상기 송신 신호(18)로부터의 상기 데이터 패킷(43)을 복조하기 위한 미리 결정된 수신 필터 규격 및 부가적 미리 결정된 조건(54, 55)을 갖는 수신 필터(45)에 기반하여 상기 송신 신호(18)로부터의 상기 데이터 패킷(43)을 필터링하는 단계(45, 47, 48); 및
    - 필터링된 상기 데이터 패킷(50)을 상기 수신 필터(45)보다 더 높은 레벨에 있는 데이터 프로세싱 유닛(13, 46)에 출력하는 단계를 포함하는, 차량 애드혹 네트워크에서 송신된 송신 신호를 필터링하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 조건(54, 55)은 상기 송신 신호(18)가 특정 데이터 패킷(43)의 위치에서 보유하여야 하는 최소 신호 강도(54, 55)를 포함하는, 차량 애드혹 네트워크에서 송신된 송신 신호를 필터링하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 최소 신호 강도(54, 55)는 상기 수신 필터(45)의 그리고/또는 상기 데이터 프로세싱 유닛(13, 46)의 프로세싱 부하(59)에 의존하는, 차량 애드혹 네트워크에서 송신된 송신 신호를 필터링하기 위한 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 최소 신호 강도(54, 55)는 미리 결정된 타임 윈도(63) 내 상기 송신 신호(18)에 대한 적어도 하나의 정규화된 값에 의존하는, 차량 애드혹 네트워크에서 송신된 송신 신호를 필터링하기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 최소 신호 강도(54, 55)는, 상기 미리 결정된 타임 윈도(63)에서, 가장 높은 신호 강도(52)로 상기 타임 윈도(63) 내 상기 송신 신호(18)에 의해 송신되는 소정 수(55)의 데이터 패킷(43)이 상기 송신 신호(18)로부터 선택되도록 선택되는, 차량 애드혹 네트워크에서 송신된 송신 신호를 필터링하기 위한 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 데이터 패킷(43)은 우선, 상기 프로세싱 부하(59)에 의존하는, 상기 최소 신호 강도(54)에 기반하여 그리고 그 후, 상기 정규화된 값을 참조하는, 부가적 최소 신호 강도(55)에 기반하여 필터링되는, 차량 애드혹 네트워크에서 송신된 송신 신호를 필터링하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 부가적 최소 신호 강도(55)는 상기 최소 신호 강도(54)보다 더 큰, 차량 애드혹 네트워크에서 송신된 송신 신호를 필터링하기 위한 방법.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최소 신호 강도(54, 55)의 값은 절대적 최대값을 갖는, 차량 애드혹 네트워크에서 송신된 송신 신호를 필터링하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 필터 디바이스(45, 47, 48).
  10. 차량 애드혹 네트워크(1)에서 송신 신호(18)를 사용하여 데이터 패킷(43)에 패키징된 메시지(17)를 수신하기 위한 차량(3)용 수신기(16)로서,
    - 상기 송신 신호(18)를 수신하기 위한 안테나(19);
    - 상기 송신 신호(18)로부터의 상기 데이터 패킷(43) 중 적어도 일부를 필터링하기 위한 제9항에서 청구된 바와 같은 필터 디바이스(45, 47, 48); 및
    - 필터링된 상기 데이터 패킷(50)으로부터 상기 메시지(17)를 추출하기 위한 디스플레이 디바이스(46)를 포함하는, 차량용 수신기.
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