KR20180065277A - 매트랩 시뮬링크를 활용한 자동차 통신시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다량의 정보를 공유하는 네트워크 형성을 통해 더욱 안전한 교통환경을 구축할 수 있는 매트랩 시뮬링크를 활용한 자동차 통신시스템에 관한 것이다.

Description

매트랩 시뮬링크를 활용한 자동차 통신시스템 {AUTOMOBILE COMMUNICATION SYSTEM UTILIZING MATLAB AND SIMULINK}

본 발명은 통신시스템에 관한 것으로, 자세하게는 다량의 정보를 공유하는 네트워크 형성을 통해 더욱 안전한 교통환경을 구축할 수 있는 매트랩 시뮬링크를 활용한 자동차 통신시스템에 관한 것이다.

최근 자율주행과 무인차량에 대한 기대와 관심이 급증하며 이에 대한 문제점으로 제기되는 차량사고와 안전 등의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 차량통신에 대한 관심이 높아지고 있다.

특히 최근에는 ICT 기술이 차량에 접목되면서 차세대 지능형교통체계(C-ITS, Cooperative Intelligent Transportation System)가 연구되는 가운데 일부 국가에서는 다양한 지능형교통체계 시범사업과 서비스들을 선보이고 있으며, 무선통신의 발전으로 차량 간 네트워크를 형성하여 안전성과 편의를 제공하여 교통의 효율성을 증대해 주는 방향으로 발전이 이루어지고 있다.

이를 위해 고속이동차량을 위해 개발된 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 기술을 활용하여 차량과 인프라 간의 통신에 국한된 서비스 개발이 많이 이루어지고 있으며, 최근 늘어나는 교통 및 이용 효율성을 극대화하기 위해 다수의 차량 사이에서의 통신을 위한 기술이 연구, 개발되고 있다.

또한, 안전운전 및 원활한 교통상황 구축을 위해 차량 사이의 통신을 통해 자차 및 주변 교통정보를 주변 차량에 알려주고, 주변 차량으로부터 정보 획득이 중요함에 따라 이러한 정보 전달이 완전하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 방안이 모색되고 있다.

한국공개특허 제10-2011-0134846호(2011.12.14)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 다량의 정보를 공유하는 네트워크 형성을 통해 더욱 안전한 교통환경을 구축할 수 있는 매트랩 시뮬링크를 활용한 자동차 통신시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 외부의 센서와 카메라와 인터페이스로부터 수집되어 생성된 데이터를 수신하는 데이터취득부와, 상기 데이터취득부에서 수집된 데이터를 컨벌루셔널 코딩을 통해 변환하는 엔코더부와, 변환된 데이터를 매트릭스 인터리브 및 블록 인터리브를 통해 배열 및 저장하는 인터리버부와, 배열된 데이터를 변조하되 BPSK와 QPSK와 16QAM과 64QAM 중 선택되는 방식으로 변조하는 변조부를 구비하며, 변조된 데이터를 직교주파수분할을 통해 멀티패스채널(Multipath channel)로 전송하는 송신부; 상기 송신부를 통해 전송된 데이터를 수신하여 복조하는 복조부와, 수신된 데이터를 매트릭스 인터리브 및 블록 인터리브를 역으로 적용하여 변환하여 저장하는 디인터리버부와, 상기 디인터리버부를 통해 변환된 데이터를 비터비 복호를 통해 변환하는 디코더부를 구비하며, 변환된 데이터를 출력하는 수신부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 차량의 사고예방 및 안전을 위해 주요 운송수단인 차량 사이에서 교통량과 다양한 정보들을 공유할 수 있도록 돕는 역할을 하게 되며, 특히 운전자가 교통사고, 응급상황, 도로상태정보 등을 실시간으로 정확하게 수신하고 네트워크를 통해 다른 차량 및 기지국으로 전파하여 교통상황을 개선할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 구체적인 신호처리를 나타낸 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 매트랩 시뮬링크를 활용한 자동차 통신시스템의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도, 도 2는 본 발명에 따른 구체적인 신호처리를 나타낸 블록도로, 본 발명은 WAVE 통신 규격에 따라 C2C(Car to Car) 통신 시스템을 메트랩 및 시뮬링크로 구성하며, 차량 통신환경에서 겪네 되는 다양한 문제점 해결을 위해 채널 코딩기술과 OFDM 변조기술을 사용하여 데이터 전송 및 오류극복에 큰 효율을 갖도록 하고 있다.

이를 위해 본 발명은 기본적으로 트랜스미터에 해당하는 송신부(110)와 리시버에 해당하는 수신부(120)를 함께 구비하여 차량 간 데이터 송수신을 지원하게 된다.

상기 송신부(110)는 데이터취득부(111)와, 엔코더부(112)와, 변조부(114)를 구비하게 된다.

상기 데이터취득부(111)는 외부의 센서와 카메라와 인터페이스로부터 수집되어 생성된 데이터를 수신하는 구성으로, 현재 차량의 운행 상태, 위치를 비롯하여 주변의 교통 및 도로상황, 사고 및 응급상황 등 차량 간 통신 내용이 되는 데이터를 의미하며, 차량에 장착되는 각종 센서, 카메라, 블랙박스를 비롯하여 GPS신호, 외부로부터 제공되는 각종 정보가 될 수 있다.

상기 엔코더부(112)는 상기 데이터취득부(111)에서 수집된 데이터를 컨벌루셔널 코딩을 통해 변환하는 구성이다. 구체적으로 본 발명에서는 돌림형 부호라고 칭해지는 convolutional code를 사용하여 변환이 이루어진다. 이는 일정 길이의 블록 단위로 이루어지는 통신의 채널 부호화에서 각 블록에서의 부호화가 해당 블록뿐만 아니라 그 이전의 블록에도 동일한 선형 관계식으로 의존하는 부호로서, 후술되는 비터비디코더(Viterbi decoder)에 의해 복호화되며, 일반적으로 블록 부호보다 부호의 오류 검출 및 정정 성능이 좋다.

상기 인터리버부(113)는 상기 엔코더부(112)에서 변환된 데이터를 매트릭스 인터리브 및 블록 인터리브를 통해 배열 및 저장하는 구성이다. 즉 기억장치를 몇 개의 부분으로 나누어 각각 동시에 참조(參照)할 수 있게 한 것으로 하면 복수(複數)의 명령과 그것에 필요한 오퍼랜드(operand)를 동시에 참조할 수 있어서 처리능력이 크게 향상될 수 있다. 본 발명에서는 이러한 Convolutional Cording과 Matrix Interleave & Block Interleave를 사용하여 강력한 에러정정 능력과 버스트 에러를 극복할 수 있다.

상기 변조부(114)는 상기 인터리버부(113)에서 배열된 데이터를 변조하되 BPSK와 QPSK와 16QAM과 64QAM 중 선택되는 방식으로 변조하는 구성으로, 상기 송신부는 결국, 변조된 데이터를 직교주파수분할을 통해 멀티패스채널(Multi path channel)로 전송하게 된다. 상기 직교주파수분할(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 고속의 송신 신호를 다수의 직교(Orthogonal)하는 협대역 반송파로 다중화시키는 변조 방식으로 대역확산을 장점으로 갖고 있다. 이는 정확한 주파수에서 일정 간격 떨어져 있는 많은 수의 반송파에 데이터를 분산시키는 것으로 바로 이 간격이, 복조기가 자기 자신의 것이 아닌 다른 주파수를 참조하는 것을 방지하는 기술 내에서 "직교성(Orthogonal)"을 제공한다.

상기 수신부(120)는 상기 송신부를 통해 전송된 데이터를 수신하고 복조하여 출력하는 구성으로 복조부(121)와, 디인터리버부(122)와, 디코더부(123)를 구비하게 된다.

상기 복조부(121)는 상기 변조부(114)를 통해 변조된 데이터 신호를 복조하는 구성으로 변조부(114)의 신호변환을 역으로 수행하게 된다.

상기 디인터리버부(122)는 역인터리브를 수행하며, 상기 변조부(114)에서 변조된 데이터를 매트릭스 인터리브 및 블록 인터리브를 역으로 적용하여 변환하여 저장하게 된다.

상기 디코더부(123)는 상기 디인터리버부(122)를 통해 변환된 데이터를 비터비 복호를 통해 변환하는 구성이다. 이때 사용되는 비터비코딩(viterbi decoding)은 상승 부호 복호법의 하나로 가능한 모든 정보가 등확률로 발생하는 경우에는 복호 오류율을 최소로 하는 데 가장 적합한 복호법으로 앞서 언급한 컨벌루션 코딩과 대응된다.

상기 수신부(120)는 이와 같이 디코더부를 통해 변환된 데이터를 출력하여 디스플레이나 스피커를 통해 다른 차량의 운전자가 수신된 데이터를 확인할 수 있도록 한다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

110: 송신부 111: 데이터취득부
112: 엔코더부 113: 인터리버부
114: 변조부 120: 수신부
121: 복조부 122: 디인터리버부
123: 디코더부

Claims (1)

1. 외부의 센서와 카메라와 인터페이스로부터 수집되어 생성된 데이터를 수신하는 데이터취득부(111)와, 상기 데이터취득부(111)에서 수집된 데이터를 컨벌루셔널 코딩을 통해 변환하는 엔코더부(112)와, 변환된 데이터를 매트릭스 인터리브 및 블록 인터리브를 통해 배열 및 저장하는 인터리버부(113)와, 배열된 데이터를 변조하되 BPSK와 QPSK와 16QAM과 64QAM 중 선택되는 방식으로 변조하는 변조부(114)를 구비하며, 변조된 데이터를 직교주파수분할을 통해 멀티패스채널(Multi path channel)로 전송하는 송신부(110);
   상기 송신부(110)를 통해 전송된 데이터를 수신하여 복조하는 복조부(121)와, 수신된 데이터를 매트릭스 인터리브 및 블록 인터리브를 역으로 적용하여 변환하여 저장하는 디인터리버부(122)와, 상기 디인터리버부를 통해 변환된 데이터를 비터비 복호를 통해 변환하는 디코더부(123)를 구비하며, 변환된 데이터를 출력하는 수신부(120); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 매트랩 시뮬링크를 활용한 자동차 통신시스템.

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