KR20180067799A

KR20180067799A - 적응 변조 ofdm을 이용한 차량간 데이터 통신 시스템

Info

Publication number: KR20180067799A
Application number: KR1020160169124A
Authority: KR
Inventors: 임춘식
Original assignee: 주식회사 알씨엔
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-21
Also published as: KR101979582B1

Abstract

본 발명은 차량간 데이터 통신 즉 차량간(Vehicle to Vehicle) 통신을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다, 상세하게는, 보다 통신환경을 원활하게 하기 위하여 주파수대역을 가변하는 적응변조 및 OFDM을 이용하여 차량간 데이터 통신을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

적응 변조 OFDM을 이용한 차량간 데이터 통신 시스템 {Data Telecommunication System Among Vehicles Using Adaptive Modulation}

운전중인 차량에서 운전자에게 다양한 서비스를 제공하기 위해서 차량간(Vehicle to Vehicle) 및 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신이 활용되고 있다. 차량간 통신은 차량 안전 서비스를 제공하기 위한 차량간 멀티홉 통신 기술이며, V2I 통신은 ITS/텔레매틱스 서비스를 제공하기 위한 차량과 기지국간 통신 기술이다.

무선통신은 무선 주파수를 이용하여 통신을 하는데, 주파수는 무한하지 않고 선점되어 있으면 사용할 수 없기 때문에, 주위 환경에 맞게 사용할 주파수 값을 변경할 수 있다면 보다 유연한 통신을 제공할 수 있을 것이다.

한국공개특허 제2013-0114404호는 차량간 통신 장치에 대하여 제안하고 있다. 그러나 이 장치는 처음 설정한 무선통신 규격을 사용하기 때문에 다른 지역으로 이동하였을 때에 처음 설정하였던 주파수가 그 지역에서 사용 중이라면 간섭이 일어나서 통신을 방해 받을 수 있으므로 통신을 하는데 있어 문제가 생길 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수집된 주파수 정보들 중에서 선택된 주파수 정보를 기초로 주파수 가변을 이용하여 사용 가능한 주파수 정보로 변경하여 차량간 데이터 통신을 수행하는 주파수 가변을 이용한 차량간 데이터 통신 장치 및 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량간 데이터 통신을 가능하게 하는 차량통신시스템으로서, 각각의 지역에 대하여 차량간 통신이 가능한 주파수영역에 대한 데이터를 수집하는 서버시스템; 상기 서버시스템과 데이터 송수신이 가능하고, 차량에 탑재되는 AVN시스템; 상기 서버시스템으로부터 수신한 주파수대역으로 차량간통신을 수행하고, 차량에 탑재되는 SDR(Software Defined Radio)부; 및 차량간 통신이 가능한 주파수대역을 탐색하고, 차량에 탑재되는 대역폭탐색부;를 포함하는, 차량통신시스템을 제공한다.

본 발명에서는, 상기 AVN시스템은 차량의 현재 위치 정보를 GPS 정보로 획득하기 위한 GPS 모듈;을 포함하고, 상기 SDR부는 가변 주파수에 대응할 수 있는 RF 하드웨어부; 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC; 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 DAC; 및 설정된 통신방식에 따라 수신 혹은 송신하는 신호를 보정하는 시그널 보정부;를 포함할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 시그널보정부는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 및 복조를 수행하는 OFDM부를 포함할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 대역폭탐색부는, 설정된 주파수대역에서 신호를 수신하는 제1 RF부; 설정된 주파수대역에서 신호를 송신하는 제2 RF부; 상기 제1 RF부에서 수신된 신호를 복조하거나 혹은 상기 제2 RF부에서 송신하는 신호를 변조하는 송수신신호처리부; 상기 송수신신호처리부에서 복조된 데이터에 대해 기설정된 정책에 따라 판별을 하거나 혹은 상기 송수신신호처리부를 통하여 변조되는 규약데이터를 생성하는 데이터처리부; 상기 제1 RF부의 신호수신상태를 판정하는 수신상태판정부; 및 상기 수신상태판정부의 판정결과 및 상기 데이터처리부의 판별결과에 따라 차량간 통신이 가능한 주파수대역을 검색하는 검색처리부를 포함할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 데이터처리부는 상기 제1 RF부에 의하여 수신된 신호에 기초하여 상기 제1 RF부의 주파수대역이 차량간 통신 외의 다른 용도로 사용되는 지 여부를 판별하는 수신신호판별부를 포함할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 수신신호판별부는 상기 제1 RF부에 의하여 수신된 신호가 다른 차량으로부터 송신된 규약데이터인지 여부를 추가적으로 판별할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 검색처리부는, 상기 제1 RF부로 수신된 신호에 대한 상기 수신신호판별부의 판별결과에 기초하여 상기 제1 RF부의 주파수대역이 다른 장치 혹은 시스템에서 사용되지 않는 주파수대역인지 여부, 상기 제1 RF부로 수신된 신호에 대한 상기 수신신호판별부의 판별결과에 기초하여, 다른 차량의 제2 RF부로부터 수신된 규약데이터가 정상적으로 복호화되는 지 여부, 및 상기 제1 RF부로 수신된 신호의 수신상태가 기설정된 기준 이상인지 여부에 따라서, 해당 주파수대역이 차량간 통신에서 이용할 수 있는지 여부를 판별할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 검색처리부는 복수의 주파수대역에 대하여 차량간 통신에 이용할 수 있는 지 여부를 복수회 검색을 하고, 연속된 2 이상의 검색결과가 동일한 경우에 검색된 주파수대역을 차량간 통신에 이용할 수 있는 주파수대역으로 판정할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 송수신신호처리부는 OFDM복조부 및 OFDM변조부를 포함하고, 상기 OFDM복조부는 상기 제1 RF부로 수신된 신호를 복조하고, 상기 OFDM변조부는 상기 제2 RF부로 송신되는 신호를 변조할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수집된 주파수 정보들 중에서 선택된 주파수 정보를 기초로 주파수를 가변하여 사용 가능한주파수로 차량간 데이터 통신을 수행하는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 하드웨어를 이용하여 다양한 주파수를 소프트웨어적으로 지원할 수 있는 SDR(Software Defined Radio)를 활용함으로써 서로 다른 지역에서 차량간 통신시 다른 주파수를 사용하더라도 쉽게 주파수를 변경하여 사용이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 항상 이용 가능한 이동통신망을 제어 주파수대역(control channel)로 활용함으로써 안정성을 유지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이용가능한 주파수대역의 추출에 있어서 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있고, 이용가능한 주파수대역의 추출에 있어서 실시간 차량의 위치가 고려되어 보다 안정적인 주파수대역을 추출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량간 통신 시스템의 구성도이다.
도 2는 지역에 따른 사용 가능한 주파수대역을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 내부 구성요소를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭탐색부의 내부 구성요소를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭탐색부의 동작을 개략적으로 도시한다.

이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '~부', '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에서는 한정되어 있는 자원인 무선 주파수를 이용하여 차량간 통신하는 차량간(Vehicle to Vehicle) 통신을 효과적으로 지원하고자, 사용하는 주파수를 상황에 맞추어 변화시켜 사용할 수 있는 SDR(Software Defined Radio)를 활용한 시스템을 제안한다.

SDR은 하드웨어 변경 없이 소프트웨어를 이용하여 다양한 주파수를 사용할 수 있도록 해주는 장치로 이러한 차량간 환경에 적합하다 할 수 있다. SDR은 동일한 하드웨어를 사용하지만 소프트웨어로 주파수를 변경할 수 있기 때문에, 다양한 주파수 대역에서 통신이 이루어지는 모바일 기기인 자동차에 효과적이다.

본 발명에서는 자동차에 SDR 시스템을 도입하였을 때에, 차량 간에 통신이 이루어지는 프로토콜에 대해 기술한다. 또한 본 발명에서는 종래에 발생할 수 있는 인프라스트럭처(Infrastructure) 기반의 방식을 개선하고자 GPS 정보 등의 위치 정보를 활용하는 방법에 대해 기술한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량간 통신 시스템의 구성도이다.

본 발명은 차량간 통신을 보다 효율적으로 하기 위한 시스템으로 도 1과 같이 크게 세 부분으로 나눌 수 있다. 도 1 및 하기의 설명에서는 편의상 차량 1 및 차량 2의 통신을 수행하기 위한 시스템에 대해서 서술하기로 한다.

각각의 차량에 구비되어 있는 대역폭탐색부(132)는 차량간 통신에서 사용가능한 주파수를 탐색할 수 있는 모듈로서 현재 지역의 주파수대역들을 주기적으로 센싱 및 판별하여 신호 세기 및 해당 주파수 점유여부 등을 파악하고 이를 서버시스템(120)로 전송하거나, 차량의 제어 주파수대역(control channel)로 전송한다.

서버시스템(120)는 GPS 기반 주파수대역 데이터베이스(GPS-Channel DataBase)를 포함하고, 각각의 차량의 대역폭탐색부(132)의 탐색결과에 해당하는 주파수 정보들을 이용하여 각 지역에서 사용 가능한 주파수대역 정보를 파악하고, 각각의 차량의 SDR부에 어떤 주파수대역(혹은 채널)을 사용하면 좋을지에 대한 값을 전송한다.

한편, 각각의 차량(130)은 AVN 시스템(131), 대역폭탐색부(132) 및 SDR부(133)를 포함한다.

AVN 시스템(131)은 차량의 현재 위치 정보를 GPS 정보로 획득하기 위한 GPS 모듈과 이동통신망에서의 통신을 위한 모뎀, 차량 내의 데이터 처리를 위한 프로세서 모듈 등을 포함한다. AVN 시스템(131)은 모뎀을 이용하여 이동통신망을 이용하여 서버시스템(120)에 어떤 주파수대역을 사용하면 좋을지 현재 위치(GPS)와 함께 보낸다.

또한, 상기 AVN 시스템(131)은 상기 서버시스템(120)으로부터의 정책 등을 수신할 수 있고, 이를 대역폭탐색부(132)에 이를 전송할 수도 있다. 또한, 상기 AVN 시스템은 상기 대역폭탐색부(132)에서의 탐색결과인 이용가능한 주파수대역에 대한 정보를 상기 서버시스템(120)에 전송할 수 있다.

대역폭탐색부(132)는 차량의 현재 위치에서 차량간 통신에서 사용되는 주파수대역를 탐색하는 장치로서, 대역폭탐색부(132)에 의하여 탐색된 주파수대역은 상기 AVN시스템을 통하여 상기 서버시스템(120)으로 전송된다.

후술하는 바와 같이, 대역폭탐색부(132)는 외부로부터 신호를 수신하는 제1 RF부 및 신호를 송신하는 제2 RF부를 포함한다.

구체적으로, 차량 1 및 차량 2가 동일한 영역에 위치하는 경우에, 차량 1의 제2 RF부에서 특정 주파수대역에서 규약데이터를 송신하고, 차량 2가 상기 특정 주파수대역에서 상기 규약데이터를 수신하면서, 수신한 규약데이터의 수신세기를 판별함과 동시에, 해당 주파수대역에서 다른 신호가 수신되는 지 여부를 판단하여, 차량 2가 해당 주파수대역이 차량간 통신에서 사용될 수 있는 주파수대역인지 여부를 판단하여, 그 판단결과를 상기 서버시스템으로 송신한다.

SDR부(133)는 상기 서버시스템(120)으로부터 통신 주파수대역을 할당받아 주파수대역 DB를 업데이트하고 다른 차량과 통신할 때 사용할 데이터 주파수대역(data channel)로 설정한다.

한편, 서버시스템(120)은 각각의 차량들로부터 수집한 이용가능한 주파수대역 정보에 기초하여, 어느 무선 주파수대역이 현재 해당차량간의 통신에서 최적인지 여부를 판단하고, 각 지역별 사용 가능한 주파수를 저장하고 있는 서버시스템의 DB를 업데이트한다.

다음으로 서버시스템(120)의 주파수대역 DB 업데이트 방법에 대하여 설명한다.

운행중인 차량(130)은 GPS 값을 이용하여 사용 가능한 주파수대역이 변하는 지역으로 이동시 서버시스템(120)에 사용 가능 주파수대역을 요청하는 메시지를 보내고, 응답이 오면 응답받은 메시지로 차량(130)의 주파수대역 DB에 저장되는 주파수대역 정보를 업데이트한다. 이와 같은 동작과 관련된 제어 주파수대역은 기존 이동통신망을 이용한다.

도 2는 지역에 따른 사용 가능 주파수대역을 보여주는 도면이다. 도 2의 (A)에서의 A, B, C, D, E, F, G, H, I는 각 지역을 도시한 것이며, (B)는 각 지역별 사용 가능 주파수대역의 개수를 보여주는 테이블도이다.

다음으로 주파수 매칭 알고리즘에 대하여 설명한다.

각 차량(130)은 차량간 통신을 하기 위해서 사용할 주파수를 아래와 같은 시퀀스를 따라 선택한다. 먼저 차량(130)은 AVN 시스템(131)의 GPS 모듈을 이용하여 현재 위치가 어떻게 되는지 확인하고(S10), 제어부를 이용하여 GPS 값을 사용하여 차량내의 주파수대역 DB에서 이용 가능한 주파수대역을 검색한다(S20). 차량(130)은 검색을 통해 이전에 사용하던 주파수대역과 같다면(S30) 통신 주파수대역을 유지하고(S40.1), 그렇지 않다면 SDR부(133)를 이용하여 통신 주파수대역을 변경한다(S40.2).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.

도 3에 도시된 서버시스템(120)은 각각의 차량으로부터 GPS정보를 수신하는 차량 GPS수신부(121); 각각의 차량에 대하여 이용가능주파수대역을 검색하는 이용가능주파수대역검색부(122); 및 각각의 차량에 대하여 검색된 이용가능주파수대역을 전송하는 주파수대역전송부(123)을 포함한다.

상기 이용가능주파수대역검색부(122)는 해당 지역에서 운행중인 차량(들) 로부터 수신한 차량(들)의 대역폭탐색부(132)에서의 탐색결과에 기초한 DB로부터 이용가능주파수대역을 주파수대역을 요청한 각각의 차량에 송신한다.

구체적으로, 상기 이용가능주파수대역검색부(122)는 상기 도 2의 (B)와 같은 형태의 데이터로부터, 차량으로부터 수신한 GPS 신호에 따라 해당 차량의 지역을 판별하고, 해당 지역에서 매핑된 이용가능주파수대역을 해당 차량으로 송신한다. 이와 같은 이용가능주파수에 대한 정보는 각각의 차량들로부터 수신받는다.

다음으로 차량간 데이터통신과 관련된 구성에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 차량간 정보 공유 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

먼저 SDR(Software Defined Radio) 장치에 대하여 설명한다. SDR부(133)는 RF 하드웨어부(410), ADC(420), DAC(430), 시그널 보정부(440) 및 프로세싱부(450)를 포함한다.

RF 하드웨어부(410)는 플렉시블 RF 하드웨어(Flexible Radio Frequency Hardware)로서, 다양한 주파수에 대응할 수 있는 RF 하드웨어이며, RF 신호를 송신하는 RF 트랜스미터(transmitter), RF 신호를 수신하는 RF 리시버(Receiver), 안테나(Antenna; 411) 등으로 구성된다. RF 하드웨어부(410)는 본 실시예에서 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술 등으로 구현될 수 있다.

ADC(420)는 아날로그(Analog) 신호를 디지털(Digital) 데이터로 변환하여, 데이터를 수신하기 위해 사용된다.

DAC(430)는 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여, 데이터를 송신하기 위해 사용된다.

시그널 보정부(440)는 주파수대역화(Channelization) 기능과 신호의 샘플 레이트(Sample Rate)를 변경하는 샘플 레이트 컨버전(Sample Rate Conversion) 기능을 수행하는 것으로서, 다양한 통신 방식들을 맞추어주기 위해 서로 다른 시그널들을 보정하는 기능을 수행한다. 바람직하게는 상기 시그널 보정부(440)은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 및/또는 복조를 수행하는 OFDM부를 포함한다.

OFDM 변조방식은 대역확산에 있어서 큰 장점을 갖는다. 구체적으로 정확한 주파수에서 일정 간격 떨어져 있는 많은 수의 반송파에 데이터를 분산 시킬 수 있고, 이 간격이, 복조기가 자기 자신의 것이 아닌 다른 주파수를 참조하는 것을 방지하는 기술 내에서 "직교성(Orthogonal)"을 제공할 수 있는 이점이 있다.

OFDM 통신방식은 고속의 전송률을 갖는 데이터열을 낮은 전송률을 갖는 많은 수의 데이터열로 나누고, 이들을 다수의 부반송파를 사용하여 동시에 전송하는 것이다. 즉, OFDM은 데이터열을 여러 개의 부채널(Sub-channel)로 동시에 나란히 전송하는 다중 반송파 전송방식의 특별한 형태로 본다. 따라서 OFDM 기법은, 1개 채널의 고속의 원천 데이터열을 다중의 채널로 동시에 전송한다는 측면에서는 "다중화 기술"이며, 다중의 반송파에 분할하여 실어 전송한다는 측면에서는 일종의 "변조 기술"이다. 각 부반송파의 파형은 시간축상으로는 직교(Orthogonal)하나, 주파수축상에서는 겹치게(Overlap)된다.

바람직하게는, 상기 OFDM부를 포함하는 SDR부는 차량간의 통신에 있어서 해당 차량이 위치하는 지역에 따라서 주파수를 가변하는 VR-OFDM(Variable Rate-OFDM) 방식으로 통신을 수행하는 것이 바람직하다.

시스템에서 사용하는 주파수대역은 실제 전송되는 OFDM의 symbol duration과 역수의 관계를 가지고 있다. WAVE(Wireless Access for Vehicular Environment) 표준에 따르면 10MHz 주파수대역에 FFT size가 64이므로 OFDM 한 symbol의 duration이 6.4us가 되고, 그리고 덧붙이는 CP의 길이는 1.6us가 된다.

하지만 채널 상황에 따라 maximum multipath 가 CP길이를 초과하는 경우가 생기고, 이것은 곧 성능을 저하시키는 큰 요인이 되고, 따라서 multipath가 심한 환경에서는 사용하는 주파수대역을 바꿔 사용하게 되면, OFDM symbol duration은 12.8us가 되고, CP 길이는 3.2us가 되면서 용인할 수 있는 multipath가 2배로 늘어나게 된다. 즉, multipath의 환경에 따라 사용하는 주파수대역을 바꿔가면서 시스템을 운영하는 것이 VR-OFDM의 장점이 있다.

한편, 프로세싱부(450)는 HW(451)와 SW(452)를 포함한다. 상기에서 HW(451)는 연산 및 디지털 신호 처리를 위한 FPGA, DSP 등으로 구성된다. 상기에서 SW(452)는 각 통신 주파수에 맞는 프로토콜, 알고리즘, 미들웨어 등으로 구성된다.

본 발명에서 차량간 정보 공유는 다음 프로세스에 따라 진행된다.

같은 지역에 있는 차량들끼리는 동일한 주파수대역을 유지할 수 있게 되어, 서로 필요한 차량 정보를 주고 받을 수 있다. 이때 SDR부(133)는 AVN 시스템(131)으로부터 필요한 차량 정보를 받아서 처리할 수 있다. AVN 시스템(131)은 차량에 장착된 각 센서로부터 CAN(460)을 통해 차량 정보를 획득한다.

안테나(411)를 통해 다른 차량으로부터 정보가 들어오면 SDR부(133)를 거쳐 해당 정보가 AVN 시스템(131)으로 전송되고, AVN 시스템(131)은 필요한 정보를 선택하여 사용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭탐색부의 내부 구성요소를 개략적으로 도시한다.

도 5에 나타난 바와 같이, 본 실시 형태의 대역폭탐색부(132)은 제1 RF부(10), 제2 RF부(12), 송수신신호처리부, 데이터처리부(40), 대역폭결정부(50)을 포함해 구성되어 있다.

상기 송수신신호처리부는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 복조부(30), 및 OFDM변조부(32)를 포함한다.

제1 RF부(10)는 설정된 주파수대역에서 신호를 안테나를 통하여 수신한다. 이후 제1 OFDM복조부(30)은 상기 제1 RF부(10)를 통하여 수신한 신호를 복조하여, 이를 데이터처리부(40)에 송신한다.

한편, 제2 RF부(12)는 설정된 주파수대역에서 신호를 안테나를 통하여 송신한다. 송신된 신호는 상기 데이터처리부(40)에서 생성되어 상기 OFDM변조부(32)를 통하여 변조된 신호이다.

데이터처리부(40)는 송신신호생성부(41) 및 수신신호판별부(42)를 포함한다. 상기 수신신호판별부(42)는 상기 OFDM복조부(30)에서 출력되는 복조화된 신호에 포함되는 데이터 신호로부터 기설정된 정책에 따라서 해당 주파수대역이 차량간 통신에서 사용할 수 있는 주파수대역인지 여부를 판단한다. 예를들어, 해당 주파수대역에서 수신된 신호를 OFDM복조부를 통하여 데이터신호로 복호화를 하여, 상기 수신신호판별부(42)에서 이를 판별해본 결과, 해당 주파수대역이 DMB방송 등에 사용되는 주파수대역인지 여부를 판별하고, 이와 같은 특수목적에서 사용되는 주파수대역으로 판별되는 경우 해당 주파수대역은 차량간 통신에서 사용될 수 있는 주파수대역에서 제외된다. 또한, 상기 수신신호판별부(42)는 수신된 신호가 타차량의 제2 RF부를 통하여 송신된 신호에 해당하는 지 여부를 판별한다.

한편, 상기 송신신호생성부(41)는 상기 제2 RF부에서 송신되는 송신신호를 생성한다. 구체적으로 상기 송신신호생성부(41)는 상기 서버시스템(120)로부터 수신되거나 혹은 수신된 정책에 따른 규약데이터를 포함하는 송신신호를 생성한다. 이후, 상기 제2 RF부(12)를 통하여 송신신호가 외부로 송신된다.

대역폭결정부(50)은 대역폭탐색부(132)의 대역폭 전환, 및 대역폭검색을 포함한 전체 대역폭탐색부(132)의 전체동작을 제어한다. 이와 같은 대역폭결정부(50)은 수신상태판정부(51), RF부제어부(52), 가능주파수대역저장부(53), 검색처리부(54)를 구비하고 있다.

수신상태판정부(51)은 상기 제1 RF부(10)를 이용해 수신한 신호의 수신 상태를 판정한다. RF부제어부(52)는 제1 RF부(10) 및 제2 RF(12)가 다양한 주파수대역에 대하여 신호를 각각 수신 및 송신하기 위하여 주파수대역을 변경하는 역할을 수행한다.

가능주파수대역저장부(53)은 상기 제1 RF부(10)에서 신호를 수신할 때의 주파수대역에 대한 기설정된 정보 및 상기 제2 RF부(10)에서 신호를 송신할 때의 기설정된 정보가 저장되어 있다. RF부제어부(52)는 상기 가능주파수대역저장부(53)에 저장된 기설정된 복수의 구간의 주파수대역으로 상기 제1 RF부(10) 및 제2 RF부(12)를 제어한다.

검색처리부(54)는 상기 제1 RF부(10)로부터 수신된 신호에 대한 상기 수신신호판별부(42)의 판별결과 및 상기 수신상태판정부(51)의 판정결과에 따라, 제1 RF부(10)의 수신 주파수대역이 차량간 통신에 사용될 수 있는 지 여부를 판정한다.

구체적으로, 상기 검색처리부(54)는,

1) 상기 제1 RF부(10)로 수신된 신호에 대한 상기 수신신호판별부(42)의 판별결과에 기초하여 상기 제1 RF부(10)의 주파수대역이 다른 DMB 등의 장치에서 사용되지 않는 주파수대역인지 여부,

2) 상기 제1 RF부(10)로 수신된 신호에 대한 상기 수신신호판별부(42)의 판별결과에 기초하여, 다른 차량의 제2 RF부로부터 수신된 규약데이터가 정상적으로 복호화되는 지 여부, 및

3) 상기 제1 RF부(10)로 수신된 신호의 수신상태가 기설정된 기준 이상인지 여부에 따라서, 해당 주파수대역이 차량간 통신에서 이용할 수 있는지 여부를 판별한다.

이와 같이, 상기 검색처리부(54)에서의 판별결과는 상기 AVN시스템(131)을 통하여 상기 서버시스템(120)으로 송신되고, 상기 서버시스템(120)은 해당 지역에서 차량간통신이 가능한 주파수대역에 대한 정보를 수집할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭탐색부의 동작을 개략적으로 도시한다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 대역폭탐색부(132)는 순차적으로 복수의 주파수대역에 대하여 차량간통신이 가능한 주파수대역인지 여부를 1회차 판별한다.

이후, 상기 대역폭탐색부(132)는 다시 순차적으로 복수의 주파수대역에 대하여 차량간통신이 가능한 주파수인지 여부를 2회차 판별한다.

이후, 1화차 판별결과에서의 사용가능한 주파수대역과 2회차 판별결과에서 사용가능한 주파수대역이 일치하지 않는 경우, 다시 대역폭탐색부(132)는 다시 순차적으로 복수의 주파수대역에 대하여 차량간통신이 가능한 주파수인지 여부를 3회차 판별한다. 이후 도 6에 도시된 바와 같이, 사용가능한 주파수대역이 일치하는 2회차 탐색 및 3회차 탐색에서 일치하는 경우, 해당 주파수대역을 사용가능한 주파수대역으로 판별하여, 이를 서버시스템(120)에 송신한다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로 (collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨팅 장치 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

차량간 데이터 통신을 가능하게 하는 차량통신시스템으로서,
각각의 지역에 대하여 차량간 통신이 가능한 주파수영역에 대한 데이터를 수집하는 서버시스템;
상기 서버시스템과 데이터 송수신이 가능하고, 차량에 탑재되는 AVN시스템;
상기 서버시스템으로부터 수신한 주파수대역으로 차량간통신을 수행하고, 차량에 탑재되는 SDR(Software Defined Radio)부; 및
차량간 통신이 가능한 주파수대역을 탐색하고, 차량에 탑재되는 대역폭탐색부;를 포함하는, 차량통신시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 AVN시스템은 차량의 현재 위치 정보를 GPS 정보로 획득하기 위한 GPS 모듈;을 포함하고,
상기 SDR부는 가변 주파수에 대응할 수 있는 RF 하드웨어부;
아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC;
디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 DAC; 및
설정된 통신방식에 따라 수신 혹은 송신하는 신호를 보정하는 시그널 보정부;를 포함하는, 차량통신시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 시그널보정부는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 및 복조를 수행하는 OFDM부를 포함하는, 차량통신시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 대역폭탐색부는,
설정된 주파수대역에서 신호를 수신하는 제1 RF부;
설정된 주파수대역에서 신호를 송신하는 제2 RF부;
상기 제1 RF부에서 수신된 신호를 복조하거나 혹은 상기 제2 RF부에서 송신하는 신호를 변조하는 송수신신호처리부;
상기 송수신신호처리부에서 복조된 데이터에 대해 기설정된 정책에 따라 판별을 하거나 혹은 상기 송수신신호처리부를 통하여 변조되는 규약데이터를 생성하는 데이터처리부;
상기 제1 RF부의 신호수신상태를 판정하는 수신상태판정부; 및
상기 수신상태판정부의 판정결과 및 상기 데이터처리부의 판별결과에 따라 차량간 통신이 가능한 주파수대역을 검색하는 검색처리부를 포함하는, 차량통신시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 데이터처리부는 상기 제1 RF부에 의하여 수신된 신호에 기초하여 상기 제1 RF부의 주파수대역이 차량간 통신 외의 다른 용도로 사용되는 지 여부를 판별하는 수신신호판별부를 포함하는, 차량통신시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 수신신호판별부는 상기 제1 RF부에 의하여 수신된 신호가 다른 차량으로부터 송신된 규약데이터인지 여부를 추가적으로 판별하는, 차량통신시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 검색처리부는,
상기 제1 RF부로 수신된 신호에 대한 상기 수신신호판별부의 판별결과에 기초하여 상기 제1 RF부의 주파수대역이 다른 장치 혹은 시스템에서 사용되지 않는 주파수대역인지 여부,
상기 제1 RF부로 수신된 신호에 대한 상기 수신신호판별부의 판별결과에 기초하여, 다른 차량의 제2 RF부로부터 수신된 규약데이터가 정상적으로 복호화되는 지 여부, 및
상기 제1 RF부로 수신된 신호의 수신상태가 기설정된 기준 이상인지 여부에 따라서, 해당 주파수대역이 차량간 통신에서 이용할 수 있는지 여부를 판별하는, 차량통신시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 검색처리부는 복수의 주파수대역에 대하여 차량간 통신에 이용할 수 있는 지 여부를 복수회 검색을 하고,
연속된 2 이상의 검색결과가 동일한 경우에 검색된 주파수대역을 차량간 통신에 이용할 수 있는 주파수대역으로 판정하는, 차량통신시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 송수신신호처리부는 OFDM복조부 및 OFDM변조부를 포함하고,
상기 OFDM복조부는 상기 제1 RF부로 수신된 신호를 복조하고,
상기 OFDM변조부는 상기 제2 RF부로 송신되는 신호를 변조하는, 차량통신시스템.