KR20160083819A - 운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 방법 - Google Patents

운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 방법 Download PDF

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남춘성
신현호
정현희
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법은, 차량 애드혹 네트워크(VANET)용 차량 노드가, 인접한 차량 노드에 대해 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 송수신하는 단계, 수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고, 남은 차량 노드들의 라우팅 정보에 기초하여 라우팅 테이블을 설정하는 단계 및 다른 차량 노드로부터 수신된 메시지를 라우팅 테이블에 따라 또다른 차량 노드로 포워딩하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 방법{ROUTING METHOD FOR VEHICULAR AD-HOC NETWORK USING DRIVING TYPE INFORMATION}
본 발명은 차량 애드혹 네트워크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차량 애드혹 네트워크의 라우팅에 관한 것이다.
차량 애드혹 네트워크(Vehicular Ad-hoc Network, VANET)는 모바일 애드혹 네트워크(Mobile Ad-hoc Network, MANET)의 일부 내지 변용 기술로서, 공공 안전과 지능형 교통 서비스(Intelligent Transport System, ITS)를 위한 차량 대 차량(Vehicle to Vehicle, V2V) 또는 차량 대 인프라스트럭처(Vehicle to Infrastructure, V2I) 통신을 지원하는 차량 애드혹 네트워킹 기술은 IEEE 802.11p 및 IEEE 1609 표준을 포함하는 프로토콜 스택인 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment)로 표준화되었다.
한편, 미국 교통부 산하 국가도로교통안전국(NHTSA)는 V2V 통신의 궁극적인 목적을 차량간 통신을 이용하여 사고를 방지하고 도로 교통의 전체적인 안정성을 높이는 것에 두고 있다. 이 기관은 이를 위해 2016년에 차량의 V2V 기능 탑재를 강제하는 법안을 목표로 하고 있다. 이에 따라 VANET 환경에서 라우팅 기법에 대한 관심이 높아지고 있다.
이동 노드들이 무작위적으로 움직이는 환경인 MANET과 달리, VANET에서는, 이동하는 차량 노드들이 도로와 교통량, 제한속도 및 교통신호 등에 따라 통제된 움직임을 보이는 환경에서 차량 노드 사이의 통신(V2V), 또는 이동하는 차량 노드와 고정된 노변 기지국 사이의 통신(V2I)을 제공하며, 차량 노드의 고속 이동성 및 빈번한 토폴로지 변화를 수용할 수 있도록, 통신 프로토콜의 세부적인 규칙들이 정해질 수 있다.
이러한 특징을 고려하여, 차량 노드들 사이의 통신을 위해 군집 기반 라우팅 기술이 제안되어 있다. 군집 기반 라우팅 기술은 예를 들어 안테나의 유효 거리와 같은 지역 내지 통신 환경 조건을 기준으로 차량 노드들의 군집을 실시간적으로 형성하고 군집을 통해 이격된 차량 노드들 사이에 통신을 지원한다. 예를 들어 군집 내에 헤더 노드로 선정된 어떤 차량 노드가 군집 내의 라우팅을 관리함으로써 군집 내의 통신 충돌을 줄이고 효율을 향상시킬 수 있다.
하지만 차량 노드들은 각자 경로와 목적지가 있기 때문에 차량 노드는 언제라도 예고없이 군집에서 이탈할 수 있고, 또한 새로운 차량 노드가 언제라도 군집에 진입 가능한 상태가 될 수 있다.
이렇듯 차량 애드혹 네트워크를 위한 군집 기반 라우팅 기법은, 별다른 토폴로지를 구축하지 않고 각 차량 노드들이 알아서 데이터를 중계하는 라우팅 기법보다는 체계적일 수 있겠지만, 군집의 형성과 재구성이 역동적으로 이루어지므로 군집 형성과 재구성 자체에 시간이 소요되고 비유효한 라우팅 경로로 인한 데이터 손실, 충돌과 같은 문제가 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 운전 유형 정보를 이용하여 군집을 구성하는 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 운전 유형 정보를 이용하여 구성된 군집 내에서 라우팅 경로를 최적화하는 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법은,
차량 애드혹 네트워크(VANET)용 차량 노드가
인접한 차량 노드에 대해 불안정 유형 및 안정 유형을 포함하는 적어도 두 개 이상의 유형들로 분류되는 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 송수신하는 단계;
수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고, 남은 차량 노드들의 라우팅 정보에 기초하여 라우팅 테이블을 설정하는 단계; 및
다른 차량 노드로부터 수신된 메시지를 라우팅 테이블에 따라 또다른 차량 노드로 포워딩하는 단계를 포함하고, 상기 운전 유형 정보가 안정 유형인 차량 노드의 라우팅 테이블에 저장되는 모든 라우팅 경로들은 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들로만 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 운전 유형 정보는
차량의 특성 또는 운전자의 통계적 사고율에 따라 불안정 유형 및 안정 유형을 포함하는 적어도 두 개 이상의 유형들로 분류되는 운전 유형을 규정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 운전 유형 정보는
공공 긴급 차량이면 불안정 유형으로 결정되고, 지정된 노선을 가진 차량이면 안정 유형으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 운전 유형 정보는
운전자의 통계적 사고율에 따라 운전자를 위험군, 제한군, 표준군, 우량군 및 우선군으로 분류하였을 때에, 위험군 및 제한군이면 불안정 유형으로 결정되고, 표준군, 우량군 및 우선군이면 안정 유형으로 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법은,
차량 애드혹 네트워크용 차량 노드가
인접한 차량 노드에 대해 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 송수신하는 단계;
수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고, 남은 차량 노드들의 라우팅 정보로써 차량 노드들의 군집을 결정하는 단계;
같은 군집에 속하는 것으로 결정된 차량 노드들의 라우팅 정보로써 라우팅 테이블을 설정하는 단계;
제1 군집에 속하지만 제2 군집도 속하는 경계 노드(Interface node)인 차량 노드의 경우에는, 제2 군집에 속하는 다른 경계 노드로부터 수신된 메시지를 제1 군집에 속하는 다른 경계 노드에 포워딩하는 단계; 및
제1 군집에만 속하고 경계 노드가 아닌 차량 노드의 경우에는, 경계 노드로부터 포워딩의 의무없이 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 차량 노드들의 군집을 결정하는 단계는,
하나의 군집에 적어도 두 개의 경계 노드들이 포함되도록 군집을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량 애드혹 네트워크용 차량 노드 장치는,
인접한 차량 노드에 대해 불안정 유형 및 안정 유형을 포함하는 적어도 두 개 이상의 유형들로 분류되는 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 송수신하는 라우팅 정보 송수신부;
수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고 남은 차량 노드들의 라우팅 정보에 기초하여 라우팅 테이블을 설정하는 라우팅 설정부; 및
다른 차량 노드로부터 수신된 메시지를 라우팅 테이블에 따라 또다른 차량 노드로 포워딩하는 동작을 제어하는 라우팅 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량 애드혹 네트워크용 차량 노드 장치는,
인접한 차량 노드에 대해 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 송수신하는 라우팅 정보 송수신부;
수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고 남은 차량 노드들의 라우팅 정보로써 차량 노드들의 군집을 결정하고, 같은 군집에 속하는 것으로 결정된 차량 노드들로써 라우팅 테이블을 설정하는 라우팅 설정부; 및
제1 군집에 속하지만 제2 군집도 속하는 경계 노드인 차량 노드의 경우에는, 제2 군집에 속하는 다른 경계 노드로부터 수신된 메시지를 제1 군집에 속하는 다른 경계 노드에 포워딩하고, 제1 군집에만 속하고 경계 노드가 아닌 차량 노드의 경우에는, 경계 노드로부터 포워딩의 의무없이 메시지를 수신하는 동작을 제어하는 라우팅 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 라우팅 설정부는 하나의 군집에 적어도 두 개의 경계 노드들이 포함되도록 군집을 결정할 수 있다.
본 발명의 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 방법에 따르면, 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 기법을 제공할 수 있다.
본 발명의 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 방법에 따르면, 운전 유형 정보를 이용하여 군집을 구성함으로써 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 기법을 제공할 수 있다.
본 발명의 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 방법에 따르면, 운전 유형 정보를 이용하여 구성된 군집 내에서 라우팅 경로를 최적화함으로써 차량 애드혹 네트워크의 효율적인 라우팅 기법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법을 예시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법을 예시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법을 예시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법을 예시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 차량 애드혹 네트워크용 차량 노드 장치를 예시한 블록도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법을 예시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법은, 도로 상의 차량들이 각자 차량 애드혹 네트워크(VANET)용 통신 노드로서 기능하는 것을 가정하였을 때에, 이러한 차량 애드혹 네트워크용 차량 노드(이하 단순히 차량 노드라고 함)가, 차량 애드혹 네트워크를 구성하고 차량 애드혹 네트워크 안팎에서 메시지들의 송수신 경로를 결정하기 위한 라우팅 방법이다.
VANET 애드혹 환경에서 라우팅 기법은 크게 세 가지로 구분할 수 있는데, 프로액티브 라우팅(proactive routing) 기법은 네트워크의 토폴로지 정보가 변경될 때마다 라우팅 정보를 브로드캐스팅하여 모든 노드가 라우팅 테이블의 형태로(Table-driven) 네트워크 정보를 유지하는 기법이고, 리액티브 라우팅(reactive routing) 기법은 필요할 때마다(On-demand) 라우팅 경로를 탐색하는 기법이며, 하이브리드 라우팅 기법은 예를 들어 어떤 구역(Zone) 내에서는 프로액티브 라우팅 기법으로 관리하고 구역 외부에 대해서는 리액티브 라우팅 기법으로 대응하는 복합적인 기법이다. 본 발명의 라우팅 방법은 기본적으로 하이브리드 라우팅 기법을 이용한다.
차량 애드혹 네트워크 라우팅은 차량 애드혹 네트워크를 구성하는 각각의 차량 노드들이 서로 협력할 것을 전제로 동작하는 것이므로, 각각의 차량 노드는, 인접한 다른 차량 노드에 자신의 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 전달해야 할 의무를 가지고, 또한 인접한 다른 차량 노드들로부터 운전 유형 정보와 라우팅 정보의 전송을 요구할 수 있다.
이에 따라, 먼저 단계(S11)에서, 차량 노드가 인접한 차량 노드에 대해 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 송수신할 수 있다.
이때, 운전 유형 정보는 차량의 특성 또는 운전자의 통계적 사고율에 따라 결정되며, 불안정 유형 및 안정 유형을 포함하는 적어도 두 개 이상의 유형들로 분류되는 운전 유형을 규정하는 정보이다.
안정과 불안정의 구분은 소정 시간 내에 차량 애드혹 네트워크의 토폴로지를 변경시킬 가능성이나, 또는 차량 애드혹 네트워크 토폴리지 내에 머무를 기대 시간을 기초로 이루어질 수 있다.
실시예에 따라, 운전 유형 정보는 차량의 특성에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 소방차나 구급차처럼 토폴로지 내에 포함되더라도 빠르게 이탈할 가능성이 높은 공공 긴급 차량이면 불안정 유형으로 결정되고, 버스와 같이 지정된 노선을 가지고 교통 법규를 지키면서 운행할 가능성이 높은 차량이면 안정 유형으로 결정될 수 있다.
또한 실시예에 따라, 운전 유형 정보는 운전자의 통계적 사고율에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 운전자를 통계적 사고율에 따라 위험군, 제한군, 표준군, 우량군 및 우선군으로 분류하였을 때에, 운전자가 위험군 및 제한군에 속하면 불안정 유형으로 결정되고, 표준군, 우량군 및 우선군이면 안정 유형으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 2013년 대한민국 교통사고 통계에 따르면 15년 이상 운전면허를 보유했던 남성이 비사업용으로 운전하는 차량이 사고를 일으킬 가능성 이 가장 높다. 이러한 운전자는 위험군에 속하고, 이러한 운전자가 운전하는 차량에 관한 운전 유형 정보는 불안정 유형이다. 반면에, 5년 ~ 10년 동안 운전면허를 보유했던 여성이 사업용으로 운전하는 차량은 사고를 일으킬 가능성이 가장 낮은데, 이러한 운전자는 우선군에 속하고 따라서 차량의 운전 유형 정보는 안정 유형이다.
사고율이 낮은 운전자는 법규를 준수하고 교통 흐름에 순응할 가능성이 높을 것이므로 이러한 유형의 운전자가 운전하는 차량들은 안정적으로 토폴로지를 유지할 가능성이 높을 것이다.
반면에, 사고율이 높다는 운전자는 법규를 위반할 가능성이나 교통 흐름에 순응하지 않을 가능성이 높을 것이므로 이러한 유형의 운전자가 운전하는 차량들은 안정적으로 토폴로지를 유지할 가능성이 낮을 것이다.
이에 따라, 통계적 사고율을 기준으로 운전 유형 정보를 결정할 수 있다.
실시예에 따라, 운전 유형 정보는 개별 운전자의 장시간에 걸친 실제 사고 이력에 기초하여 결정될 수도 있고, 직전까지의 급가속, 급감속, 차선 변경 횟수, 경적 횟수, 평균 교통 속도 대비 해당 차량의 평균 속도 등에 따라 실시간적으로 결정될 수도 있다.
단계(S12)에서, 차량 노드는, 수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고, 남은 차량 노드들의 라우팅 정보에 기초하여 라우팅 테이블을 설정할 수 있다.
구체적으로, 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들 중에서 선출된 헤더 노드가 다른 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들끼리 메시지 포워딩을 하기 위한 라우팅 경로를 결정하고 라우팅 테이블을 설정할 수 있다. 헤더 노드에서 설정된 라우팅 테이블은 헤더 노드로부터 다른 차량 노드들에 전파됨으로써 모든 안정 유형의 차량 노드들이 모두 적절히 설정된 라우팅 테이블을 공유할 수 있다.
불안정 유형의 차량 노드들은 라우팅 테이블에 포함되더라도 짧은 시간 내에 기존의 토폴로지에서 이탈할 것이고 이에 따라 메시지 전송 실패 및 라우팅 테이블의 갱신을 일으키므로, 처음부터 불안정 유형의 차량 노드들을 배제함으로써, 메시지 전송 실패 및 라우팅 테이블의 갱신에 따른 전송 자원 낭비를 줄일 수 있다.
단계(S13)에서, 차량 노드는 다른 차량 노드로부터 수신된 메시지를 라우팅 테이블에 따라 또다른 차량 노드로 포워딩할 수 있다.
이러한 차량 애드훅 네트워크 라우팅 방법을 도식적으로 설명하기 위해 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법을 예시한 개념도이다.
도 2에서, 왕복 4차선 도로에 통행하는 차량들은 각각 위험군, 제한군, 표준군, 우량군 및 우선군의 구분에 기초한 운전 유형 정보를 보유하고, 주변의 다른 차량들과 운전 유형 정보를 공유한다. 따라서 각 차량들은 주변 차량들이 안정 유형인지 불안정 유형인지 인식한다.
이후에, 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들 중에서 선출된 헤더 노드가 다른 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들끼리 메시지 포워딩을 하기 위한 라우팅 경로를 결정하고 라우팅 테이블을 설정할 수 있다. 헤더 노드에서 설정된 라우팅 테이블은 헤더 노드로부터 다른 차량 노드들에 전파된다.
만약 후위에 있는 차량 노드들로부터 선두에 있는 차량 노드로 메시지가 포워딩되어야 할 경우에, 메시지는 라우팅 테이블에 설정된 라우팅 경로를 따라 선두의 차량 노드까지 포워딩된다. 이때 메시지는 불안정 유형의 차량 노드를 전혀 거치지 않고 안정 유형의 차량 노드들만을 거쳐 포워딩되기 때문에, 네트워크 토폴로지의 재구성 가능성이 줄어들고, 차량 노드의 이탈 때문에 메시지가 도중에 실종되는 경우가 줄어들 것이다.
다만, 필수적인 도로 교통 정보는 모든 차량들에서 수신될 필요가 있으므로, 위험군 및 제한군에 속하는 불안정 유형의 차량들도 브로드캐스팅되는 메시지를 수신할 수 있도록, 운전 유형 정보와 라우팅 정보를 주변 차량들에게 전송할 필요가 있다.
다시 말해, 불안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드는 단지 다른 차량 노드들의 메시지 포워딩을 위한 라우팅에 기여하지 않을 뿐이고, 반드시 필요한 경우에도 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드로부터 브로드캐스팅되는 메시지의 수신 대상에서 배제되는 것은 아니다.
한편, 도 2에 예시된 라우팅 경로들을 따라 수행되는 메시지 포워딩을 살펴보면, 일부 차량 노드는 두 개 이상의 라우팅 경로들로부터 동일한 메시지를 수신할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 차량 노드들에서 네트워크 충돌 가능성이 높아질 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법을 예시한 순서도이다.
도 3의 실시예에 따른 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법은 도 1의 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법과 달리,
도 3을 참조하면, 단계(S31)에서, 차량 애드혹 네트워크용 차량 노드가 인접한 차량 노드에 대해 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 송수신할 수 있다.
단계(S32)에서, 차량 노드가, 수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고, 남은 차량 노드들의 라우팅 정보로써 차량 노드들의 군집들을 결정할 수 있다.
예를 들어, 일군의 안정 유형의 차량 노드들이 동일 차선 또는 인접 차선들에서 주행하고 있고, 그 차량 노드들 중에서 가장 후위에 있는 차량 노드의 통신 범위 내에 있는 다른 차량 노드들이 들어 있다면, 이들 차량 노드들로써 군집들을 형성할 수 있다.
상황에 따라, 안정 유형의 차량 노드들이지만 군집에서 제외되는 차량 노드가 있을 수도 있다.
단계(S33)에서, 차량 노드는 같은 군집에 속하는 것으로 결정된 차량 노드들의 라우팅 정보로써 라우팅 테이블을 설정할 수 있다.
구체적으로, 군집에 속하는 차량 노드들 중에서 선출된 헤더 노드가, 예를 들어 가장 후위에 있는 차량 노드가, 선두 차량 노드로 메시지 포워딩을 하기 위한 라우팅 경로를 결정하고 라우팅 테이블을 설정할 수 있다. 헤더 노드에서 설정된 라우팅 테이블은 헤더 노드로부터 다른 차량 노드들에 전파됨으로써 모든 안정 유형의 차량 노드들이 모두 적절히 설정된 라우팅 테이블을 공유할 수 있다.
한편, 위와 같이 예시된 군집은 군집 내에서 가장 후위의 차량 노드가 가장 선두의 차량 노드로 메시지 포워딩을 하는 것이 가능하도록 형성되므로, 군집들 사이에 메시지가 포워딩되는 이루어지기 위해서는, 적어도 하나의 차량 노드가 두 군집들 각각에 모두 속하도록 설정될 필요가 있다.
또한 각 군집들은, 메시지를 생산한 차량 노드 및 메시지의 목적지인 차량 노드를 가지는 군집들을 제외하면, 적어도 두 개의 차량 노드들이 각각 복수의 군집들에 속하도록 설정될 필요가 있다.
본 발명에서는, 이러한 복수 군집들 사이에 모두 속하는 차량 노드들로서, 다른 군집으로부터 메시지를 수신하거나 또는 다른 군집으로 메시지를 포워딩하기 위해 해당 군집 내의 경계 노드로부터 메시지를 수신하는 차량 노드를 경계 노드(Interface node)라고 부른다. 이러한 경계 노드인 차량 노드는 군집 내의 라우팅을 관리하는 헤더 노드(Header node)의 역할도 할 수 있다.
이에 따라, 단계(S33)은 하나의 군집에 적어도 두 개의 경계 노드들이 포함되도록 군집들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 다른 군집으로부터 메시지를 수신할 경계 노드와 또 다른 군집에 메시지를 포워딩할 경계 노드가 적어도 각 군집마다 필요하다.
예를 들어, 안정 유형의 차량 노드들이 제1, 제2 및 제3 군집들을 형성하였고 제1 군집에서 제3 군집으로 메시지가 포워딩되어야 한다고 가정하자. 먼저, 제1 군집과 제2 군집에 모두 속하는 제1 경계 노드가 제1 군집의 어떤 차량 노드로부터 메시지를 수신하고, 제2 군집과 제3 군집에 모두 속하는 제2 경계 노드로 메시지를 포워딩한다. 제2 경계 노드는 제3 군집 내의 다른 차량 노드로 메시지를 포워딩할 수 있다.
이때, 제2 군집 내의 제1 경계 노드와 제2 경계 노드 사이에 있는 다른 차량 노드들도 메시지를 탑재한 신호를 수신할 수 있다.
이렇게 군집과 경계 노드들이 결정되면, 단계(S34)에서, 제1 군집에 속하지만 제2 군집도 속하는 경계 노드인 차량 노드의 경우에는, 차량 노드는 제2 군집에 속하는 다른 경계 노드로부터 포워딩된 메시지를 제1 군집에 속하는 다른 경계 노드에 포워딩할 수 있다.
이러한 군집 내에서, 가장 후위에 있는 차량 노드가 곧바로 군집의 선두에 있는 차량 노드로 메시지 포워딩을 할 수 있으므로, 군집 내에서 선두와 후위 사이에서 주행하는 차량 노드들은 적어도 그 군집 내에서 메시지 포워딩을 할 필요가 없다.
즉, 단계(S35)에서, 제1 군집에만 속하고 경계 노드가 아닌 차량 노드의 경우에는, 차량 노드는 경계 노드로부터 포워딩의 의무없이 메시지를 수신할 수 있다.
따라서, 차량 노드들 사이의 메시지 송수신이 최소화되고, 충돌이 일어날 가능성이 줄어든다.
이러한 차량 애드훅 네트워크 라우팅 방법을 도식적으로 설명하기 위해 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전 유형 정보를 이용한 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법을 예시한 개념도이다.
도 4에서, 도 2의 경우와 유사하게, 왕복 4차선 도로에 통행하는 차량들은 각각 위험군, 제한군, 표준군, 우량군 및 우선군의 구분에 기초한 운전 유형 정보를 보유하고, 주변의 다른 차량들과 운전 유형 정보를 공유한다. 따라서 각 차량들은 주변 차량들이 안정 유형인지 불안정 유형인지 인식한다.
이후에, 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들 중에서 선출된 헤더 노드가 다른 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들끼리 메시지 포워딩을 하기 위한 군집들을 결정하고, 군집 내의 경계 노드들을 중심으로 라우팅 경로를 결정하여, 라우팅 테이블을 설정할 수 있다. 헤더 노드에서 설정된 라우팅 테이블은 헤더 노드로부터 다른 차량 노드들에 전파된다.
만약 후위에 있는 군집 내의 차량 노드들로부터 선두에 있는 차량 노드로 메시지가 포워딩되어야 할 경우에, 메시지는 라우팅 테이블에 설정된, 군집 내의 경계 노드들 사이에서 설정되는 라우팅 경로를 따라, 선두의 차량 노드까지 포워딩된다. 이때 메시지는 불안정 유형의 차량 노드를 전혀 거치지 않고 안정 유형의 차량 노드들만을 거치므로 네트워크 토폴로지의 재구성 가능성이 줄어들고, 차량 노드의 이탈 때문에 메시지가 도중에 실종되는 경우가 줄어들 뿐 아니라, 경계 노드에서 군집 내의 다른 경계 노드로 곧바로 포워딩되기 때문에, 라우팅 경로가 간단해져 전송 속도가 향상되고, 군집 내에 메시지 포워딩을 담당하는 차량 노드들의 수가 2 ~ 3 개로 줄어들고 나머지 차량 노드들은 수신만 하므로 네트워크 충돌 가능성이 줄어들 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 차량 애드혹 네트워크용 차량 노드 장치를 예시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 차량 애드혹 네트워크용 차량 노드 장치(50)는 라우팅 정보 송수신부(51), 라우팅 설정부(52), 라우팅 테이블(53) 및 라우팅 제어부(54)를 포함할 수 있다.
라우팅 정보 송수신부(51)는 인접한 차량 노드에 대해 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 송수신할 수 있다.
라우팅 설정부(52)는 수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고 남은 차량 노드들의 라우팅 정보에 기초하여 라우팅 테이블(53)을 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 라우팅 설정부(52)는 수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고 남은 차량 노드들의 라우팅 정보로써 차량 노드들의 군집들을 결정하고, 같은 군집에 속하는 것으로 결정된 차량 노드들로써 라우팅 테이블(53)을 설정할 수 있다.
이를 위해, 라우팅 설정부(52)는 하나의 군집에 적어도 두 개의 경계 노드들이 포함되도록 군집들을 결정할 수 있다.
라우팅 제어부(54)는 다른 차량 노드로부터 수신된 메시지를 라우팅 테이블(53)에 따라 또다른 차량 노드로 포워딩하는 동작을 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 라우팅 제어부(54)는, 차량 노드가 제1 군집에 속하지만 제2 군집도 속하는 경계 노드인 경우에는, 제2 군집에 속하는 다른 경계 노드로부터 수신된 메시지를 제1 군집에 속하는 다른 경계 노드에 포워딩하고, 차량 노드가 제1 군집에만 속하고 경계 노드가 아닌 경우에는, 경계 노드로부터 포워딩의 의무없이 메시지를 수신하는 동작을 제어할 수 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 광학 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 비휘발성 메모리 등을 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
50 차량 애드혹 네트워크용 차량 노드 장치
51 라우팅 정보 송수신부
52 라우팅 설정부
53 라우팅 테이블
54 라우팅 제어부

Claims (5)

  1. 차량 애드혹 네트워크(VANET)용 차량 노드가,
    인접한 차량 노드에 대해 불안정 유형 및 안정 유형을 포함하는 적어도 두 개 이상의 유형들로 분류되는 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 송수신하는 단계;
    수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고, 남은 차량 노드들의 라우팅 정보에 기초하여 라우팅 테이블을 설정하는 단계; 및
    다른 차량 노드로부터 수신된 메시지를 상기 라우팅 테이블에 의한 라우팅 경로에 따라 또다른 차량 노드로 포워딩하는 단계를 포함하고,
    상기 라우팅 테이블은 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들로만 구성되고 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들에 의해서만 공유되며,
    상기 운전 유형 정보는 차량의 특성 또는 운전자의 통계적 사고율에 따라 불안정 유형 및 안정 유형으로 분류되는 것을 특징으로 하는 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 운전 유형 정보는
    공공 긴급 차량이면 불안정 유형으로 결정되고, 지정된 노선을 가진 차량이면 안정 유형으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 운전 유형 정보는
    운전자의 통계적 사고율에 따라 운전자를 위험군, 제한군, 표준군, 우량군 및 우선군으로 분류하였을 때에, 위험군 및 제한군이면 불안정 유형으로 결정되고, 표준군, 우량군 및 우선군이면 안정 유형으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법.
  4. 컴퓨터에서 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 청구항에 따른 차량 애드혹 네트워크 라우팅 방법의 각 단계들을 수행하도록 작성되어 컴퓨터에서 독출 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램.
  5. 인접한 차량 노드에 대해 불안정 유형 및 안정 유형을 포함하는 적어도 두 개 이상의 유형들로 분류되는 운전 유형 정보 및 라우팅 정보를 송수신하는 라우팅 정보 송수신부;
    수신된 운전 유형 정보가 불안정 유형인 차량 노드들을 제외하고 남은 차량 노드들의 라우팅 정보에 기초하여 라우팅 테이블을 설정하는 라우팅 설정부; 및
    다른 차량 노드로부터 수신된 메시지를 상기 라우팅 테이블에 의한 라우팅 경로에 따라 또다른 차량 노드로 포워딩하는 동작을 제어하는 라우팅 제어부를 포함하고,
    상기 라우팅 테이블은 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들로만 구성되고 안정 유형의 운전 유형 정보를 가진 차량 노드들에 의해서만 공유되며,
    상기 운전 유형 정보는 차량의 특성 또는 운전자의 통계적 사고율에 따라 불안정 유형 및 안정 유형으로 분류되는 것을 특징으로 하는 차량 애드혹 네트워크용 차량 노드 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107274713A (zh) * 2017-07-11 2017-10-20 东华大学 一种基于簇的停车诱导方法

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