KR20190100106A - 차량 네트워크 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 SDN 스위치들; 및 복수의 SDN 스위치들 중 적어도 하나의 SDN 스위치와 연결되는 디바이스의 데이터를 전송할 경로를 확인하고, 확인된 경로에 따라 데이터가 전송되도록 복수의 SDN 스위치들을 제어하는 게이트웨이를 포함하는 차량 네트워크 장치 및 이의 동작 방법을 제공한다.
본 발명에서 개시하는 차량 네트워크 장치, 차량 및 자율 주행 차량 중 하나 이상은 인공지능(Artificial Intelligence) 모듈, 드론(Unmmaned Aerial Vehicle, UAV), 로봇, 증강 현실(Augmented Reality, AR) 장치, 가상 현실(Virtual Reality, VR) 장치, 5G서비스와 관련된 장치 등과 연계될 수 있다.

Description

차량 네트워크 장치 및 그의 동작 방법{VEHICLE NETWORK APPARATUS AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 개시는 차량 네트워크 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 개시는 SDN(Software Defined Network) 기반의 차량 네트워크 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
차량의 기능이 다양화되고 진화함에 따라 차량 내 디바이스들이 늘어나고 있으며, 이러한 차량 내 디바이스들을 관리하기 위한 차량 네트워크 장치 또한 규모가 커지고 있다. 따라서, 차량 내 디바이스들을 보다 효과적으로 관리하기 위한 차량 네트워크 장치가 요구된다.
또한, 자율 주행 차량은 차량 주변의 환경 및 차량 상태를 인식하고, 이에 따라 차량의 주행을 제어할 수 있는 자율 주행 장치가 탑재된 차량을 의미한다. 자율 주행 차량의 연구가 진행됨에 따라, 자율 주행 차량을 이용하여 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있는 다양한 서비스에 관한 연구도 함께 진행 중에 있다.
개시된 실시 예들은 차량 네트워크 장치 및 그의 동작 방법을 개시하고자 한다. 본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른, SDN(Software Defined Network) 기반의 차량 네트워크 장치로서, 복수의 SDN 스위치들; 및 복수의 SDN 스위치들 중 적어도 하나의 SDN 스위치와 연결되는 디바이스의 데이터를 전송할 경로를 확인하고, 확인된 경로에 따라 데이터가 전송되도록 복수의 SDN 스위치들을 제어하는 게이트웨이(gateway)를 포함할 수 있다.
다른 일 실시 예에 따른 SDN(Software Defined Network) 기반의 차량 네트워크 장치의 동작 방법은, 차량 네트워크 장치 내의 복수의 SDN 스위치들 중 적어도 하나의 SDN 스위치와 연결되는 디바이스의 데이터를 전송할 경로를 확인하는 단계; 및 확인된 경로에 따라 데이터가 전송되도록 복수의 SDN 스위치들을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 상술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 비휘발성 기록매체를 포함한다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 차량 네트워크 장치는, SDN 컨트롤러 역할을 수행하는 게이트웨이를 통해, 디바이스의 데이터를 전송하기에 적합한 경로를 확인할 수 있으며, 확인된 경로에 따라 복수의 SDN 스위치들을 제어할 수 있다. 또한, 차량 네트워크 장치는 게이트웨이 및 복수의 SDN 스위치들을 통해 네트워크 이중화를 효과적으로 구현할 수 있다.
발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 5G 통신 시스템에서 자율 주행 차량과 5G 네트워크의 기본동작의 일 예를 나타낸다.
도 2는 5G 통신 시스템에서 자율 주행 차량과 5G 네트워크의 응용 동작의 일 예를 나타낸다.
도 3 내지 도 6은 5G 통신을 이용한 자율 주행 차량 동작의 예시들을 나타낸다.
도 7은 본 개시에 따른 차량 네트워크 장치를 나타낸다.
도 8는 차량 네트워크 장치의 구체적인 일 실시예를 나타낸다.
도 9는 차량 네트워크 장치의 구체적인 다른 실시예를 나타낸다.
도 10은 게이트웨이가 데이터의 전송 경로를 변경하는 일 실시예를 나타낸다.
도 11은 게이트웨이가 데이터의 전송 경로를 변경하는 다른 실시예를 나타낸다.
도 12는 게이트웨이가 디바이스의 데이터를 차단하는 실시예를 나타낸다.
도 13은 게이트웨이가 외부 네트워크와 통신하는 실시예를 나타낸다.
도 14는 차량 네트워크 장치가 AI 서버와 통신하는 실시예를 나타낸다.
도 15는 본 개시에 따른 차량 네트워크 장치의 동작 방법을 나타낸다.
실시 예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 5G 통신 시스템에서 자율 주행 차량과 5G 네트워크의 기본 동작의 일 예를 나타낸다.
단계 S1에서, 자율 주행 차량(Autonomous Vehicle)은 특정 정보를 5G(fifth generation cellular network technology) 네트워크로 전송한다.
특정 정보는, 자율 주행 관련 정보를 포함할 수 있다.
자율 주행 관련 정보는, 차량의 주행 제어와 직접적으로 관련된 정보일 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 관련 정보는 차량 주변의 오브젝트를 지시하는 오브젝트 데이터, 맵 데이터(map data), 차량 상태 데이터, 차량 위치 데이터 및 드라이빙 플랜 데이터(driving plan data) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 자율 주행 관련 정보는 자율 주행에 필요한 서비스 정보 등을 더 포함할 수 있다.
단계 S2에서, 5G 네트워크는 차량의 원격 제어 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 5G 네트워크는, 자율 주행 관련 원격 제어를 수행하는 서버 또는 모듈과 연결될 수 있거나, 서버 또는 모듈을 포함할 수 있다.
단계 S3에서, 5G 네트워크는 원격 제어와 관련된 정보(또는 신호)를 자율 주행 차량으로 전송할 수 있다.
전술한 바와 같이, 원격 제어와 관련된 정보는 자율 주행 차량에 직접적으로 적용되는 신호일 수도 있고, 나아가 자율 주행에 필요한 서비스 정보를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 자율 주행 차량은, 5G 네트워크에 연결된 서버를 통해 차량 네트워크 장치가 동작하기 위한 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 자율 주행 차량은 차량 네트워크 장치에서 데이터 전송 경로에 대한 정보를 외부로부터 수신할 수 있다.
이하 도 2 내지 도 6에서는 본 개시에 따른 차량 네트워크 장치가 동작하기 위하여, 자율 주행 차량과 5G 네트워크 간의 5G 통신을 위한 필수 과정(예를 들어, 차량과 5G 네트워크 간의 초기 접속 절차 등)을 개략적으로 설명한다.
도 2는 5G 통신 시스템에서 자율 주행 차량과 5G 네트워크의 응용 동작의 일 예를 나타낸다.
단계 S20에서, 자율 주행 차량은 5G 네트워크와 초기 접속(initial access) 절차를 수행한다.
초기 접속 절차는 하향 링크(Downlink, DL) 동작 획득을 위한 셀 서치(cell search), 시스템 정보(system information)를 획득하는 과정 등을 포함한다.
단계 S21에서, 자율 주행 차량은 5G 네트워크와 임의 접속(random access) 절차를 수행한다.
임의 접속 과정은 상향 링크(Uplink, UL) 동기 획득 또는 UL 데이터 전송을 위해 프리엠블 전송, 임의 접속 응답 수신 과정 등을 포함한다.
단계 S22에서, 5G 네트워크는 자율 주행 차량으로 특정 정보의 전송을 스케쥴링하기 위한 UL grant를 전송한다(S22).
UL Grant 수신은 5G 네트워크로 UL 데이터의 전송을 위해 시간/주파수 자원 스케줄링을 받는 과정을 포함한다.
단계 S23에서, 자율 주행 차량은 UL grant에 기초하여 5G 네트워크로 특정 정보를 전송한다.
단계 S24에서, 5G 네트워크는 차량의 원격 제어 여부를 결정한다.
단계 S25에서, 자율 주행 차량은 5G 네트워크로부터 특정 정보에 대한 응답을 수신하기 위해 물리 하향링크 제어 채널을 통해 DL grant를 수신한다.
단계 S26에서, 5G 네트워크는 DL grant에 기초하여 자율 주행 차량으로 원격 제어와 관련된 정보(또는 신호)를 전송한다.
한편, 도 2에서는 자율 주행 차량과 5G 통신의 초기 접속 과정 및 또는 임의 접속 과정 및 하향링크 그랜트 수신 과정이 결합된 예를 S20 내지 S26의 과정을 통해 예시적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, S20, S22, S23, S24, S25 과정을 통해 초기 접속 과정 및/또는 임의접속 과정을 수행할 수 있다. 또한, 예를 들어 S21, S22, S23, S24, S26 과정을 통해 초기접속 과정 및/또는 임의 접속 과정을 수행할 수 있다. 또한 S23, S24, S25, S26을 통해 AI 동작과 하향링크 그랜트 수신과정이 결합되는 과정을 수행할 수 있다.
또한, 도 2에서는 자율 주행 차량 동작에 대하여 S20 내지 S26을 통해 예시적으로 설명한 것이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 자율 주행 차량 동작은, S20, S21, S22, S25가 S23, S26과 선택적으로 결합되어 동작할 수 있다. 또한 예를 들어, 자율 주행 차량 동작은, S21, S22, S23, S26으로 구성될 수도 있다. 또한 예를 들어, 자율 주행 차량 동작은, S20, S21, S23, S26으로 구성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 자율 주행 차량 동작은, S22, S23, S25, S26으로 구성될 수 있다.
도 3 내지 도 6은 5G 통신을 이용한 자율 주행 차량 동작의 예시들을 나타낸다.
먼저 도 3을 참고하면, 단계 S30에서, 자율 주행 모듈을 포함하는 자율 주행 차량은 DL 동기 및 시스템 정보를 획득하기 위해 SSB(synchronization signal block)에 기초하여 5G 네트워크와 초기 접속 절차를 수행한다.
단계 S31에서, 자율 주행 차량은 UL 동기 획득 및/또는 UL 전송을 위해 5G 네트워크와 임의 접속 절차를 수행한다.
단계 S32에서, 자율 주행 차량은 특정 정보를 전송하기 위해 5G 네트워크로부터 UL grant를 수신한다.
단계 S33에서, 자율 주행 차량은 UL grant에 기초하여 특정 정보를 5G 네트워크로 전송한다.
단계 S34에서, 자율 주행 차량은 특정 정보에 대한 응답을 수신하기 위한 DL grant를 5G 네트워크로부터 수신한다.
단계 S35에서, 자율 주행 차량은 원격 제어와 관련된 정보(또는 신호)를 DL grant에 기초하여 5G 네트워크로부터 수신한다.
S30에 빔 관리(beam management, BM) 과정이 추가될 수 있으며, S31에 PRACH(physical random access channel) 전송과 관련된 빔 실패 복구(beam failure recovery) 과정이 추가될 수 있으며, S32에 UL grant를 포함하는 PDCCH의 빔 수신 방향과 관련하여 QCL 관계 추가될 수 있으며, S33에 특정 정보를 포함하는 PUCCH (physical uplink control channel)/PUSCH (physical uplink shared channel)의 빔 전송 방향과 관련하여 QCL(quasi co-located) 관계 추가가 추가될 수 있다. 또한, S34에 DL grant를 포함하는 PDCCH의 빔 수신 방향과 관련하여 QCL 관계 추가될 수 있다.
도 4를 참고하면, 단계 S40에서, 자율 주행 차량은 DL 동기 및 시스템 정보를 획득하기 위해 SSB에 기초하여 5G 네트워크와 초기 접속 절차를 수행한다.
단계 S41에서, 자율 주행 차량은 UL 동기 획득 및/또는 UL 전송을 위해 5G 네트워크와 임의 접속 절차를 수행한다.
단계 S42에서, 자율 주행 차량은 설정된 그랜트(configured grant)에 기초하여 특정 정보를 5G 네트워크로 전송한다.
단계 S43에서, 자율 주행 차량은 원격 제어와 관련된 정보(또는 신호)를 설정된 그랜트에 기초하여 5G 네트워크로부터 수신한다.
도 5를 참고하면, 단계 S50에서, 자율 주행 차량은 DL 동기 및 시스템 정보를 획득하기 위해 SSB에 기초하여 5G 네트워크와 초기 접속 절차를 수행한다.
단계 S51에서, 자율 주행 차량은 UL 동기 획득 및/또는 UL 전송을 위해 5G 네트워크와 임의 접속 절차를 수행한다.
단계 S52에서, 자율 주행 차량은 5G 네트워크로부터 DownlinkPreemption IE를 수신한다.
단계 S53에서, 자율 주행 차량은 DownlinkPreemption IE에 기초하여 프리엠션 지시를 포함하는 DCI 포맷 2_1을 5G 네트워크로부터 수신한다.
단계 S54에서, 자율 주행 차량은 pre-emption indication에 의해 지시된 자원(PRB 및/또는 OFDM 심볼)에서 eMBB data의 수신을 수행(또는 기대 또는 가정)하지 않는다.
단계 S55에서, 자율 주행 차량은 특정 정보를 전송하기 위해 5G 네트워크로부터 UL grant를 수신한다.
단계 S56에서, 자율 주행 차량은 UL grant에 기초하여 특정 정보를 5G 네트워크로 전송한다.
단계 S57에서, 자율 주행 차량은 특정 정보에 대한 응답을 수신하기 위한 DL grant를 5G 네트워크로부터 수신한다.
단계 S58에서, 자율 주행 차량은 원격제어와 관련된 정보(또는 신호)를 DL grant에 기초하여 5G 네트워크로부터 수신한다.
도 6을 참고하면, 단계 S60에서, 자율 주행 차량은 DL 동기 및 시스템 정보를 획득하기 위해 SSB에 기초하여 5G 네트워크와 초기 접속 절차를 수행한다.
단계 S61에서, 자율 주행 차량은 UL 동기 획득 및/또는 UL 전송을 위해 5G 네트워크와 임의 접속 절차를 수행한다.
단계 S62에서, 자율 주행 차량은 특정 정보를 전송하기 위해 5G 네트워크로부터 UL grant를 수신한다.
단계 S63에서, UL grant는 특정 정보의 전송에 대한 반복 횟수에 대한 정보를 포함하고, 특정 정보는 반복 횟수에 대한 정보에 기초하여 반복하여 전송된다.
자율 주행 차량은 UL grant에 기초하여 특정 정보를 5G 네트워크로 전송한다.
특정 정보의 반복 전송은 주파수 호핑을 통해 수행되고, 첫 번째 특정 정보의 전송은 제 1 주파수 자원에서, 두 번째 특정 정보의 전송은 제 2 주파수 자원에서 전송될 수 있다.
특정 정보는 6RB(Resource Block) 또는 1RB(Resource Block)의 협대역(narrowband)을 통해 전송될 수 있다.
단계 S64에서, 자율 주행 차량은 특정 정보에 대한 응답을 수신하기 위한 DL grant를 5G 네트워크로부터 수신한다.
단계 S65에서, 자율 주행 차량은 원격제어와 관련된 정보(또는 신호)를 DL grant에 기초하여 5G 네트워크로부터 수신한다.
앞서 살핀 5G 통신 기술은 도 7 내지 도 15에서 후술할 본 명세서에서 제안하는 방법들과 결합되어 적용될 수 있으며, 또는 본 명세서에서 제안하는 방법들의 기술적 특징을 구체화하거나 명확하게 하는데 보충될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 차량은 자율 주행 차량이 될 수 있다. 자율 주행은 스스로 주행하는 기술을 의미하며, 자율 주행 차량은 사용자의 조작 없이 또는 사용자의 최소한의 조작으로 주행하는 차량(Vehicle)을 의미한다. 또한, 자율 주행 차량은 차량 주변의 환경 및 차량 상태를 인식하고, 이에 따라 차량의 주행을 제어할 수 있는 자율 주행 장치가 탑재된 차량을 의미할 수 있다. 자율 주행 기능을 가진 로봇으로 볼 수 있다.
예컨대, 자율 주행에는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등이 모두 포함될 수 있다.
여기서 차량은 내연 기관만을 구비하는 차량, 내연 기관과 전기 모터를 함께 구비하는 하이브리드 차량, 그리고 전기 모터만을 구비하는 전기 차량을 모두 포괄하며, 자동차뿐만 아니라 기차, 오토바이 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 차량 네트워크 장치, 차량, 및 자율 주행 차량 중 하나 이상이 인공 지능(Artificial Inteligence) 모듈, 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), 로봇, 증강 현실(Augmented Reality, AR) 장치, 가상 현실(virtual reality, VR), 5G 서비스와 관련된 장치 등과 연계 혹은 융복합될 수 있다.
예를 들어, 자율 주행 차량은 차량에 포함된 적어도 하나의 인공지능 모듈, 로봇과 연계되어 동작할 수 있다.
예를 들어, 차량은, 적어도 하나의 로봇(robot)과 상호 작용할 수 있다. 로봇은, 자력으로 주행이 가능한 이동 로봇(Autonomous Mobile Robot, AMR)일 수 있다. 이동 로봇은, 스스로 이동이 가능하여 이동이 자유롭고, 주행 중 장애물 등을 피하기 위한 다수의 센서가 구비되어 장애물을 피해 주행할 수 있다. 이동 로봇은, 비행 장치를 구비하는 비행형 로봇(예를 들면, 드론)일 수 있다. 이동 로봇은, 적어도 하나의 바퀴를 구비하고, 바퀴의 회전을 통해 이동되는 바퀴형 로봇일 수 있다. 이동 로봇은, 적어도 하나의 다리를 구비하고, 다리를 이용해 이동되는 다리식 로봇일 수 있다.
로봇은 차량 사용자의 편의를 보완하는 장치로 기능할 수 있다. 예를 들면, 로봇은, 차량에 적재된 짐을 사용자의 최종 목적지까지 이동하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 로봇은, 차량에서 하차한 사용자에게 최종 목적지까지 길을 안내하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 로봇은, 차량에서 하차한 사용자를 최종 목적지까지 수송하는 기능을 수행할 수 있다.
차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 통신 장치를 통해, 로봇과 통신을 수행할 수 있다.
차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 로봇에 차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치에서 처리한 데이터를 제공할 수 있다. 예를 들면, 차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 차량 주변의 오브젝트를 지시하는 오브젝트 데이터, 맵 데이터(map data), 차량 상태 데이터, 차량 위치 데이터 및 드라이빙 플랜 데이터(driving plan data) 중 적어도 어느 하나를 로봇에 제공할 수 있다.
차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 로봇으로부터, 로봇에서 처리된 데이터를 수신할 수 있다. 차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 로봇에서 생성된 센싱 데이터, 오브젝트 데이터, 로봇 상태 데이터, 로봇 위치 데이터 및 로봇의 이동 플랜 데이터 중 적어도 어느 하나를 수신할 수 있다.
차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 로봇으로부터 수신된 데이터에 더 기초하여, 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 오브젝트 검출 장치에 생성된 오브젝트에 대한 정보와 로봇에 의해 생성된 오브젝트에 대한 정보를 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 제어 신호를 생성할 수 있다. 차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 차량의 이동 경로와 로봇의 이동 경로간의 간섭이 발생되지 않도록, 제어 신호를 생성할 수 있다.
차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 인공 지능(artificial intelligence, AI)를 구현하는 소프트웨어 모듈 또는 하드웨어 모듈(이하, 인공 지능 모듈)을 포함할 수 있다. 차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 획득되는 데이터를 인공 지능 모듈에 입력(input)하고, 인공 지능 모듈에서 출력(output)되는 데이터를 이용할 수 있다.
인공 지능 모듈은, 적어도 하나의 인공 신경망(artificial neural network, ANN)을 이용하여, 입력되는 데이터에 대한 기계 학습(machine learning)을 수행할 수 있다. 인공 지능 모듈은, 입력되는 데이터에 대한 기계 학습을 통해, 드라이빙 플랜 데이터를 출력할 수 있다.
차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 인공 지능 모듈에서 출력되는 데이터에 기초하여, 제어 신호를 생성할 수 있다.
실시 예에 따라, 차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 통신 장치를 통해, 외부 장치로부터, 인공 지능에 의해 처리된 데이터를 수신할 수 있다. 차량에 포함되는 적어도 하나의 전자 장치는, 인공 지능에 의해 처리된 데이터에 기초하여, 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 7은 본 개시에 따른 차량 네트워크 장치를 나타낸다.
차량 네트워크 장치(700)는 차량에 포함될 수 있으며, 차량을 제어하기 위한 시스템일 수 있다. 예를 들어, 차량은 자율 주행 차량이 될 수 있다.
차량 네트워크 장치(700)는 SDN(Software Defined Network)에 기반할 수 있다. 차량 네트워크 장치(700)는 SDN에 기반하므로, 이더넷(ethernet) 네트워크를 이용하는 디바이스들에 보다 효과적으로 적용될 수 있다.
차량 네트워크 장치(700)는 복수의 SDN 스위치들(710) 및 게이트웨이(720)를 포함할 수 있다. 또한, 차량 네트워크 장치(700)는 디바이스들(732,734)을 더 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 차량 네트워크 장치(700)는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 7에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
복수의 SDN 스위치들(710)은 SDN에 기반한 스위치가 될 수 있다. 또한, 복수의 SDN 스위치들(710)은 디바이스들(732,734)과 연결될 수 있으며, 디바이스들(732,734)의 데이터를 목적지로 전송할 수 있다. 구체적으로, 복수의 SDN 스위치들(710)은 서로 연결되어 복수의 경로들이 형성될 수 있고, 이러한 복수의 경로들을 통해 데이터가 전송될 수 있다.
디바이스들(732,734)은 복수의 SDN 스위치들(710) 중 적어도 하나의 SDN 스위치에 연결될 수 있다. 디바이스들(732,734)은 차량 내에 내장될 수 있는 디바이스가 될 수 있으며, 차량이 위치해 있는 환경에 관한 정보를 감지하도록 구성되는 센서들이 될 수 있다. 예를 들어, 디바이스들(732,734)은 GPS(Global Positioning System), IMU(Inertial Measurement Unit), RADAR 유닛, LIDAR 유닛, 및 카메라를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 디바이스들(732,734)은 기 설정된 기능을 구현하기 위한 ECU(Electronic Control Unit)가 될 수 있다. 또한, 디바이스들(732,734)은 차량을 제어하기 위한 데이터를 입력하는 수단인 입력 장치, 오디오 신호 또는 비디오 신호를 출력하는 수단인 출력 장치, 및 통신 장치가 될 수 있으며, 그 밖의 차량에 내장될 수 있는 다른 전자 장치가 될 수 있다. 또한, 디바이스들(732,734)은 소정의 네트워크로 구성된 디바이스들이 될 수 있다. 예를 들어, 제1 디바이스(732)는 스위치 및 센서를 포함할 수 있다.
게이트웨이(720)는 복수의 SDN 스위치들(710)을 제어할 수 있다. 차량 네트워크 장치(700)의 네트워크 토폴로지(topology) 상에서 최상단에 위치하는 게이트웨이(720)는, 복수의 SDN 스위치들(710)을 제어하는 기능을 구현하는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있다. 게이트웨이(720)는 SDN 스위치들(710) 각각과 연결될 수 있고, 오픈플로(openflow)를 통해 SDN 스위치들(710)과 통신하여 SDN 스위치들(710)의 동작을 제어할 수 있다.
게이트웨이(720)는 복수의 SDN 스위치들(710)을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(720)는 복수의 SDN 스위치들(710)에게 데이터 패킷을 전송하여 복수의 SDN 스위치들(710)의 현재 상태를 모니터링할 수 있고, 복수의 SDN 스위치들(710)에 저장된 정보를 통해 디바이스들(732,734)의 현재 상태 또한 모니터링할 수 있다.
게이트웨이(720)는 디바이스들(732,734)의 데이터를 전송할 경로를 확인할 수 있고, 확인된 경로에 따라 디바이스들(732,734)의 데이터가 전송되도록 복수의 SDN 스위치들(710)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제1 디바이스(732)의 데이터의 목적지가 제2 디바이스(734)인 경우, 게이트웨이(430)는 제1 디바이스(730)의 데이터가 제1 SDN 스위치(712) 및 제2 SDN 스위치(714)를 거쳐 제 2 디바이스(734)로 전송되도록 제1 SDN 스위치(712) 및 제2 SDN 스위치(714)를 제어할 수 있다.
게이트웨이(720)는 복수의 SDN 스위치들(710)간의 연결을 통해 형성되는 복수의 경로들 중에서 디바이스들(732,734)의 데이터를 전송할 경로를 선택할 수 있다. 일 실시예에 따라, 게이트웨이(720)는 복수의 SDN 스위치들(710)의 상태에 기초하여 복수의 경로들 중에서 디바이스들(732,734)의 데이터를 전송할 경로를 선택할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(720)는 제1 SDN 스위치(712)의 상태를 모니터링할 수 있고, 제1 SDN 스위치(712)의 대역폭이 허용치 이상인 경우, 게이트웨이(720)는 제1 SDN 스위치(712)를 거치지 않는 데이터 전송 경로를 선택할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 게이트웨이(720)는 디바이스들(732,734)의 데이터의 상태 및 복수의 SDN 스위치들(710)의 상태에 기초하여 복수의 경로들 중에서 디바이스들(732,734)의 데이터를 전송할 경로를 선택할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(720)는 디바이스(732)가 전송할 데이터가 고용량인 경우, 고용량의 데이터를 전송할 수 있는 SDN 스위치들에 의한 경로를 선택할 수 있다.
게이트웨이(720)는 디바이스들(732,734)의 데이터 상태 및 복수의 SDN 스위치들(710)의 상태 중 적어도 하나에 기초하여 복수의 경로들 중에서 디바이스들(732,734)의 데이터를 전송할 경로를 제1 경로에서 제2 경로로 변경할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(720)는 제1 SDN 스위치(712)의 동작이 비정상적임을 감지하는 경우, 데이터의 전송 경로가 제1 SDN 스위치(712)를 거치지 않도록 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(720)는 라우팅 어플리케이션(routing application)을 재프로그래밍하여 경로를 변경할 수 있다.
따라서, 차량 네트워크 장치(700)는 SDN 컨트롤러 역할을 수행하는 게이트웨이(720)를 통해, 디바이스의 데이터를 전송하기에 적합한 경로를 확인할 수 있으며, 확인된 경로에 따라 복수의 SDN 스위치들(710)을 제어할 수 있다. 또한, 차량 네트워크 장치(700)는 게이트웨이(720) 및 복수의 SDN 스위치들(710)을 통해 네트워크 이중화를 효과적으로 구현할 수 있다. 또한, SDN 기반의 차량 네트워크 장치(700)이므로, 차량 네트워크 장치(700) 내에서 SDN 스위치가 추가되거나 다른 SDN 스위치로 변경되더라도, 차량 네트워크 장치(700)는 게이트웨이(720)를 통해 복수의 SDN 스위치들(710)을 보다 용이하게 관리할 수 있다. 또한, 차량 네트워크 장치(700)는 게이트웨이(720)를 통해 네트워크 토폴로지(topology)를 실시간으로 변경할 수 있으며, 라우팅 규약(routing protocol)에 대한 유지 및 보수 기능을 구현할 수 있다. 또한, 차량 네트워크 장치(700)는 복수의 SDN 스위치들(710) 및 게이트웨이(720)를 위한 소프트웨어 업데이트를 통해 업그레이드된 차량 네트워크 장치를 제공할 수 있다.
도 8는 차량 네트워크 장치의 구체적인 일 실시예를 나타낸다.
차량 네트워크 장치(800)는 SDN에 기반할 수 있으며, 복수의 SDN 스위치들(810) 및 게이트웨이(820)를 포함할 수 있다. 복수의 SDN 스위치들(810) 및 게이트웨이(820)는 도 7의 복수의 SDN 스위치들(710) 및 게이트웨이(720)와 대응될 수 있는 바, 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
게이트웨이(820)는 SDN에 기반할 수 있으며, SDN 컨트롤러(822) 및 내부 SDN 스위치(824)를 포함할 수 있다.
SDN 컨트롤러(822)는 복수의 SDN 스위치들(810)을 제어할 수 있다. SDN 컨트롤러(822)는 ECU(Electronic Control Unit)를 통해 구현될 수 있다. SDN 컨트롤러(822)는 복수의 SDN 스위치들(810) 각각과 연결될 수 있고, 오픈플로(openflow)를 통해 복수의 SDN 스위치들(810)과 통신하여 복수의 SDN 스위치들(810)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, SDN 컨트롤러(822)는 가상랜(VLAN)과 같은 별도의 통신 네트워크를 통해 복수의 SDN 스위치들(810)과 통신할 수 있다.
내부 SDN 스위치(824)는 복수의 SDN 스위치들(810)과 연결될 수 있다. 내부 SDN 스위치(824)는, 복수의 SDN 스위치들(810)로부터 데이터를 전송 받을 수 있고, 소정의 목적지로 데이터를 전송할 수 있다. 또한, SDN 컨트롤러(822)는 내부 SDN 스위치(824)를 제어할 수 있고, 내부 SDN 스위치(824)는 SDN 컨트롤러(822)에 제어 하에 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 내부 SDN 스위치(824)는 SDN 컨트롤러(822)에 의해 설정된 목적지로 데이터를 전송할 수 있다.
도 9는 차량 네트워크 장치의 구체적인 다른 실시예를 나타낸다.
차량 네트워크 장치(900)는 SDN에 기반할 수 있으며, 복수의 SDN 스위치들(911 내지 916) 및 게이트웨이(920)를 포함할 수 있다. 또한, 차량 네트워크 장치(900)는 디바이스들(931 내지 938)을 더 포함할 수 있다. 복수의 SDN 스위치들(911 내지 916), 게이트웨이(920) 및 디바이스들(931 내지 938)은 도 7의 복수의 SDN 스위치들(710), 게이트웨이(720), 및 디바이스들(732,734)과 대응될 수 있는 바, 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
도 9를 참조하면, 게이트웨이(920)는 복수의 SDN 스위치들(911 내지 916) 각각과 연결될 수 있으며, 복수의 SDN 스위치들(911 내지 916)은 서로 연결될 수 있다. 복수의 SDN 스위치들(911 내지 916)은 디바이스들(931 내지 938)과 연결될 수 있으며, 디바이스들(931 내지 938)의 데이터를 목적지로 전송할 수 있다.
일 예에 따라, SDN 스위치들(911,912,913)은, 게이트웨이(920)의 제어 하에, SDN 스위치(911)에 연결된 디바이스들(931) 중 초단거리용 레이더(R(S))가 측정한 데이터를 ECU인 디바이스(938)로 전송할 수 있다. 다시 말해, 초단거리용 레이더(R(S))가 측정한 데이터는 SDN 스위치들(911,912,913)을 거쳐 ECU인 디바이스(938)로 전송될 수 있다. 다른 예에 따라, SDN 스위치들(915,916)은, 게이트웨이(920)의 제어 하에, SDN 스위치(915)에 연결된 디바이스들(935) 중 카메라(C)가 측정한 데이터를 ECU인 디바이스(937)로 전송할 수 있다.
도 10은 게이트웨이가 데이터의 전송 경로를 변경하는 일 실시예를 나타낸다.
차량 네트워크 장치(1000)는 복수의 SDN 스위치들(1011 내지 1016) 및 게이트웨이(1020)를 포함할 수 있다. 또한, 차량 네트워크 장치(1000)는 복수의 디바이스들(1031,1032)을 더 포함할 수 있다. 복수의 SDN 스위치들(1011 내지 1016), 게이트웨이(1020) 및 디바이스들(1031,1032)은 도 7의 복수의 SDN 스위치들(710), 게이트웨이(720), 및 디바이스들(732,734)과 대응될 수 있는 바, 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
도 10의 상단을 살펴보면, 게이트웨이(1020)는 디바이스(1031)의 데이터를 디바이스(1032)로 전송하기 위한 경로를 SDN 스위치들(1011,1012,1013)을 통과하는 경로로 확인할 수 있다. 따라서, 게이트웨이트(1020)는 SDN 스위치들(1011,1012,1013)을 제어하여, 디바이스(1031)의 데이터를 디바이스(1032)로 전송할 수 있다.
이어서, 게이트웨이(1020)는 SDN 스위치(1012)의 상태를 확인할 수 있고, 디바이스(1031)의 데이터 전송 경로를 변경할 수 있다. 구체적으로, 게이트웨이(1020)는 복수의 SDN 스위치들(1011 내지 1016)의 상태를 모니터링할 수 있고, SDN 스위치(1012)의 상태가 데이터를 전송하기에 부적합하다는 것을 확인할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(1020)는 SDN 스위치(1012)의 과부하를 확인할 수 있다.
도 10의 하단을 살펴보면, 게이트웨이(1020)는 디바이스(1031)의 데이터를 전송하기 위한 경로를 SDN 스위치(1011), 게이트웨이(1020), 및 SDN 스위치(1013)를 통과하는 경로로 변경할 수 있다. 다시 말해, 게이트웨이(1020)는 도 10의 상단과 같은 데이터 전송 경로에서 도 10의 하단과 같은 데이터 전송 경로로 데이터 전송 경로를 변경할 수 있다. 따라서, 게이트웨이(1020)는, SDN 스위치(1011), 게이트웨이(1020)의 내부 SDN 스위치, 및 SDN 스위치(1013)를 제어하여, 디바이스(1031)의 데이터를 디바이스(1032)로 전송할 수 있다.
따라서, 차량 네트워크 장치(1000)는 SDN 스위치의 상태에 따라 실시간으로 데이터의 전송 경로를 변경할 수 있으며, 페일오버(failover)를 위한 네트워크 이중화를 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
도 11은 게이트웨이가 데이터의 전송 경로를 변경하는 다른 실시예를 나타낸다.
차량 네트워크 장치(1100)는 복수의 SDN 스위치들(1111 내지 1116) 및 게이트웨이(1120)를 포함할 수 있다. 또한, 차량 네트워크 장치(1100)는 복수의 디바이스들(1131 내지 1133)을 더 포함할 수 있다. 복수의 SDN 스위치들(1111 내지 1116), 게이트웨이(1120) 및 디바이스들(1131 내지 1133)은 도 7의 복수의 SDN 스위치들(710), 게이트웨이(720), 및 디바이스들(732,734)과 대응될 수 있는 바, 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
도 11의 좌측을 살펴보면, 게이트웨이(1120)는 디바이스들(1132)의 데이터를 ECU인 디바이스(1133)로 전송하기 위한 경로를 SDN 스위치들(1111,1112)을 통과하는 경로로 확인할 수 있다. 구체적으로, 게이트웨이(1120)는 디바이스들(1132)인 2개의 카메라들(C) 및 라이다(L)의 데이터를 SDN 스위치들(1111,1112)을 통해 ECU인 디바이스(1133)로 전송할 수 있다.
이어서, 게이트웨이(1120)는 디바이스들(1132)의 데이터의 상태를 확인할 수 있고, 디바이스들(1132)의 데이터 전송 경로를 변경할 수 있다. 구체적으로, 게이트웨이(1120)는, 디바이스들(1132) 중 2대의 카메라들(C)에서 고용량의 데이터를 전송할 것이라는 것을 확인할 수 있다. 예를 들어, 2대의 카메라들(C)은 고용량의 데이터를 전송하기 위해 데이터 전송속도를 200Mbps에서 400Mbps로 증가시킬 수 있다. 이 때, 2대의 카메라들(C)은 고용량의 데이터를 전송할 것이라는 정보를 게이트웨이(1120)로 전송할 수 있다. 이어서, 게이트웨이(1120)는 SDN 스위치들(1111,1112)의 대역폭 허용량을 고려하여 디바이스들(1132) 중 2대의 카메라들(C)의 데이터의 전송 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, SDN 스위치들(1111,1112) 각각의 대역폭 허용량이 1000Mbps인 경우, SDN 스위치(1111)는 디바이스들(1131)의 150Mbps를 갖는 데이터를 전송하고 있기 때문에, 디바이스들(1132) 중 2대의 카메라들(C)의 800Mpbs를 갖는 데이터를 추가적으로 전송할 수 없다. 따라서, 게이트웨이(1120)는 로드 밸런싱(load balancing)을 위해 디바이스들(1132) 중 2대의 카메라들(C)의 데이터의 전송 경로를 변경할 수 있다. 또한, 게이트웨이(1120)는 SDN 스위치의 대역폭 허용량이 초과되는 경우, SDN 스위치의 대역폭에 대한 정보를 알리거나 저장할 수 있다.
도 11의 우측을 살펴보면, 게이트웨이(1120)는 디바이스들(1132) 중 2대의 카메라들(C)의 데이터의 전송 경로를 SDN 스위치들(1112,1113,1114,1115,1116)을 통과하는 경로로 변경할 수 있다. 다시 말해, 게이트웨이(1120)는 디바이스들(1132) 중 2대의 카메라들(C)의 데이터의 전송 경로를 도 11의 좌측과 같은 경로에서 도 11의 우측과 같은 경로로 변경할 수 있다. 또한, 게이트웨이(1120)는 디바이스들(1132) 중 라이다(L)의 데이터 전송 경로는 SDN 스위치들(1111,1112)을 통과하는 경로로 유지시킬 수 있다. 또한, 2대의 카메라들(C)의 고용량 데이터 전송이 완료되는 경우, 게이트웨이(1120)는 데이터 전송 경로를 도 11의 우측에서 도 11의 좌측으로 재 변경할 수 있다. 이 경우, 2대의 카메라들(C)은 고용량 데이터 전송이 완료되었다는 정보를 게이트웨이(1120)로 전송할 수 있다.
따라서, 차량 네트워크 장치(1100)는 SDN 스위치의 상태에 따라 실시간으로 데이터의 전송 경로를 변경할 수 있으며, 로드 밸런싱을 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
도 12는 게이트웨이가 디바이스의 데이터를 차단하는 실시예를 나타낸다.
차량 네트워크 장치(1200)는 복수의 SDN 스위치들(1211 내지 1214) 및 게이트웨이(1220)를 포함할 수 있다. 차량 네트워크 장치(1200)는 디바이스(1231)를 더 포함할 수 있다. 복수의 SDN 스위치들(1211 내지 1214), 게이트웨이(1220) 및 디바이스(1231)는 도 7의 복수의 SDN 스위치들(710), 게이트웨이(720), 및 디바이스들(732,734)과 대응될 수 있는 바, 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
게이트웨이(1220)는 복수의 SDN 스위치들(1211 내지 1214)을 모니터링하여 복수의 SDN 스위치들(1211 내지 1214)로 비정상적인 데이터가 전송되었는지 여부를 확인할 수 있다. 또한, 게이트웨이(1220)는 디바이스(1231)를 모니터링하여 디바이스(1231)로부터 SDN 스위치(1211)로 비정상적인 데이터가 전송되었는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(1231)에 이상 또는 고장이 발생하여 비정상적인 데이터가 SDN 스위치(1211)로 전송될 수 있다. 또 다른 예로, 디바이스(1231)에 트래픽 스톰(traffic storm)이 발생하여, 비정상적인 데이터가 SDN 스위치(1211)로 전송될 수 있다.
게이트웨이(1220)는 SDN 스위치(1211)에 비정상적인 데이터가 전송되는 경우, SDN 스위치(1211)를 통해 비정상적인 데이터를 차단할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(1220)는 SDN 스위치(1211)의 포트(port)가 불능(disable) 상태로 되도록 제어하여, 비정상적인 데이터가 SDN 스위치(1211)를 통과하지 못하도록 할 수 있다.
도 13은 게이트웨이가 외부 네트워크와 통신하는 실시예를 나타낸다.
차량 네트워크 장치(1300)는 복수의 SDN 스위치들(1310) 및 게이트웨이(1320)를 포함할 수 있다. 복수의 SDN 스위치들(1310) 및 게이트웨이(1320)는 도 7의 복수의 SDN 스위치들(710) 및 게이트웨이(720)와 대응될 수 있는 바, 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
게이트웨이(1320)는 외부 서버(1350)와 통신할 수 있다. 게이트웨이(1320)는 외부 서버(1350)와 통신하여, 외부 서버(1350)로부터 데이터를 전송 받거나 외부 서버(1350)로 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(1320)는 외부 서버(1350)와 5G 네트워크 접속 절차를 수행할 수 있다. 게이트웨이(1320)는 도 1 내지 6에 도시된 5G 네트워크 접속 절차를 수행할 수 있다. 또한, 게이트웨이(1320)는 외부 서버(1350)와 5G 네트워크로 연결될 수 있는 바, 상향링크 그랜트에 기초하여 외부 서버(1350)로 데이터를 전송하거나 하향링크 그랜트에 기초하여 외부 서버(1350)로부터 데이터를 전송받을 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 게이트웨이(1320)는 이더넷 네트워크인 차량 네트워크 장치(1300)와 외부의 이더넷 네트워크를 연결할 수 있다.
게이트웨이(1320)는 외부 서버(1350)로부터 전송되는 데이터가 비정상적인 데이터인지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(1320)는 디도스 공격(DDoS)과 같이 비정상적으로 반복되는 데이터 패킷이 외부 서버(1350)로부터 전송되는지 여부를 판단할 수 있다.
게이트웨이(1320)는 외부 네트워크로부터 비정상적인 데이터가 전송되는 경우, 비정상적이 데이터가 차량 네트워크 장치(1300) 내부에 전송되지 않도록 비정상적인 데이터를 차단할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(1320)는, 게이트웨이(1320) 내부의 SDN 스위치의 포트(port)를 불능(disable) 상태로 제어하여, 비정상적인 데이터를 차단할 수 있다.
따라서, 차량 네트워크 장치(1300)는 네트워크 토폴로지 상에서 최상단에 위치하는 게이트웨이(1320)를 통해 비정상적인 외부 데이터를 차단할 수 있으므로, 보다 효과적인 방화벽(firewall)을 구현할 수 있다.
도 14는 차량 네트워크 장치가 AI 서버와 통신하는 실시예를 나타낸다.
차량 네트워크 장치(1400)는 도 7 내지 도 13의 차량 네트워크 장치(700 내지 1300)과 대응될 수 있는 바, 중복되는 내용은 생략한다.
차량 네트워크 장치(1400)는 AI 서버(1450)와 통신하여, AI 서버(1450)로부터 데이터를 전송 받을 수 있고, AI 서버(1450)로 데이터를 전송할 수 있다.
차량 네트워크 장치(1400)는 디바이스의 데이터 전송 경로에 대한 정보를 AI 서버(1450)로부터 전송 받을 수 있고, 전송 받은 정보에 따라 SDN 스위치들을 제어하여 디바이스의 데이터를 전송할 수 있다. 구체적으로, 차량 네트워크 장치(1400)는 복수의 SDN 스위치들 및 디바이스들에 관한 정보를 AI 서버(1450)로 전송할 수 있고, AI 서버(1450)는 디바이스의 데이터 전송 경로를 확인할 수 있다. 이어서, 차량 네트워크 장치(1400)는 AI 서버(1450)로부터 전송 받은 데이터 전송 경로에 따라 SDN 스위치들을 제어하여 디바이스의 데이터를 전송할 수 있다.
AI 서버(1450)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 따라서, AI 서버(200)는 학습된 인공 신경망을 이용하여 차량 네트워크 장치(1400)의 데이터 전송 경로를 결정할 수 있다. 또한, AI 서버(1450)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(1450)는 차량 네트워크 장치(1400)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.
AI 서버(1450)는 통신부(1410), 메모리(1430), 러닝 프로세서(1440) 및 프로세서(1460) 등을 포함할 수 있다.
통신부(1410)는 차량 네트워크 장치(1400) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.
메모리(1430)는 모델 저장부(1431)를 포함할 수 있다. 모델 저장부(1431)는 러닝 프로세서(1440)를 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 1431a)을 저장할 수 있다.
러닝 프로세서(1440)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(1431a)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(1450)에 탑재된 상태에서 이용되거나, 차량 네트워크 장치(1400) 등의 외부 장치에 탑재되어 이용될 수도 있다.
학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어(instruction)는 메모리(230)에 저장될 수 있다.
프로세서(1460)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.
따라서, 차량 네트워크 장치(1400) 대신에 AI 서버(1450)가 디바이스의 데이터 전송 경로를 확인하기 위한 연산을 수행할 수 있고, 차량 네트워크 장치(1400)는 AI 서버(1450)에 의해 확인된 데이터 전송 경로에 따라 복수의 SDN 스위치들을 제어하므로, 차량 네트워크 장치(1400)의 연산 로드를 줄일 수 있다.
도 15는 본 개시에 따른 차량 네트워크 장치의 동작 방법을 나타낸다.
도 15에 도시된 방법은, 도 7 내지 도 14의 차량 네트워크 장치(700 내지 1400)의 각 구성요소에 의해 수행될 수 있고, 중복되는 설명에 대해서는 생략한다.
단계 S1510에서, 차량 네트워크 장치(700 내지 1400)는, 차량 네트워크 장치 (700 내지 1400)의 복수의 SDN 스위치들 중 적어도 하나의 SDN 스위치와 연결되는 디바이스의 데이터를 전송할 경로를 확인할 수 있다.
차량 네트워크 장치(700 내지 1400)는 복수의 SDN 스위치들 간의 연결을 통해 형성되는 복수의 경로들 중에서 디바이스의 데이터를 전송하기에 적합한 경로를 확인할 수 있다. 차량 네트워크 장치(700 내지 1400)는 복수의 SDN 스위치들의 상태 및 디바이스의 데이터의 상태 중 적어도 하나에 기초하여, 디바이스의 데이터를 전송할 경로를 확인할 수 있다.
단계 S1520에서, 차량 네트워크 장치(700 내지 1400)는, S1510에서 확인된 경로에 따라 데이터가 전송되도록 복수의 SDN 스위치들을 제어할 수 있다.
차량 네트워크 장치(700 내지 1400)는 오픈플로(openflow)를 통해 S1510에서 확인된 경로에 대한 정보를 복수의 SDN 스위치들에게 전송할 수 있고, 복수의 SDN 스위치들은 확인된 경로에 따라 데이터를 전송할 수 있다.
차량 네트워크 장치(700 내지 1400)는 디바이스의 데이터가 비정상적인 데이터인지 여부를 판단할 수 있고, 디바이스의 데이터가 비정상적인 데이터인 경우, 비정상적인 데이터가 적어도 하나의 SDN 스위치를 통과하지 않도록 적어도 하나의 SDN 스위치 내부의 포트(port)를 불능(disable) 상태로 제어할 수 있다.
차량 네트워크 장치(700 내지 1400)는 외부 서버와 5G 네트워크 접속 절차를 수행할 수 있고, 하향링크 그랜트에 기초하여 외부 서버로부터 데이터를 전송받거나, 상향링크 그랜크에 기초하여 외부 서버로 데이터를 전송할 수 있다.
차량 네트워크 장치(700 내지 1400)는 외부 서버로부터 전송되는 데이터가 비정상적인 데이터인지 여부를 판단할 수 있고, 외부 서버로부터 전송되는 데이터가 비정상적인 데이터인 경우, 비정상적인 데이터가 차량 네트워크 장치(700 내지 1400)의 게이트웨이를 통과하지 않도록 게이트웨이 내부의 SDN 스위치의 포트를 불능 상태로 제어할 수 있다.
차량 네트워크 장치(700 내지 1400)는 복수의 SDN 스위치들에 관한 정보 및 디바이스의 데이터에 관한 정보를 외부의 AI 서버로 전송할 수 있고, AI 서버로부터 디바이스의 데이터를 전송할 경로에 관한 정보를 수신할 수 있다.
상기 살펴 본 실시예들에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.
본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.

Claims (17)

  1. SDN(Software Defined Network) 기반의 차량 네트워크 장치로서,
    복수의 SDN 스위치들; 및
    상기 복수의 SDN 스위치들 중 적어도 하나의 SDN 스위치와 연결되는 디바이스의 데이터를 전송할 경로를 확인하고, 상기 확인된 경로에 따라 상기 데이터가 전송되도록 상기 복수의 SDN 스위치들을 제어하는 게이트웨이(gateway)를 포함하는, 차량 네트워크 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    오픈플로(openflow)를 통해 상기 확인된 경로에 대한 정보를 상기 복수의 SDN 스위치들에게 전송하고,
    상기 복수의 SDN 스위치들은,
    상기 확인된 경로에 대한 정보에 따라 상기 데이터를 전송하는, 차량 네트워크 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 복수의 SDN 스위치들 간의 연결을 통해 형성되는 복수의 경로들 중에서 상기 데이터를 전송하기에 적합한 경로를 확인하는, 차량 네트워크 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 복수의 SDN 스위치들의 상태 및 상기 디바이스의 데이터의 상태 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 디바이스의 데이터를 전송할 경로를 확인하는, 차량 네트워크 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 디바이스의 데이터가 비정상적인 데이터인지 여부를 판단하고, 상기 디바이스의 데이터가 비정상적인 데이터인 경우, 상기 비정상적인 데이터가 상기 적어도 하나의 SDN 스위치를 통과하지 않도록 상기 적어도 하나의 SDN 스위치 내부의 포트(port)를 불능(disable) 상태로 제어하는, 차량 네트워크 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    외부 서버와 5G 네트워크 접속 절차를 수행하고, 하향링크 그랜트에 기초하여 상기 외부 서버로부터 데이터를 전송받거나, 상향링크 그랜크에 기초하여 상기 외부 서버로 데이터를 전송하는, 차량 네트워크 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    외부 서버로부터 전송되는 데이터가 비정상적인 데이터인지 여부를 판단하고, 상기 외부 서버로부터 전송되는 데이터가 비정상적인 데이터인 경우, 상기 비정상적인 데이터가 상기 게이트웨이를 통과하지 않도록 상기 게이트웨이 내부의 SDN 스위치의 포트를 불능 상태로 제어하는, 차량 네트워크 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 복수의 SDN 스위치들에 관한 정보 및 상기 디바이스의 데이터에 관한 정보를 외부의 AI 서버로 전송하고, 상기 AI 서버로부터 상기 디바이스의 데이터를 전송할 경로에 관한 정보를 수신하는, 차량 네트워크 장치.
  9. SDN(Software Defined Network) 기반의 차량 네트워크 장치의 동작 방법으로서,
    상기 차량 네트워크 장치 내의 복수의 SDN 스위치들 중 적어도 하나의 SDN 스위치와 연결되는 디바이스의 데이터를 전송할 경로를 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 경로에 따라 상기 데이터가 전송되도록 상기 복수의 SDN 스위치들을 제어하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    오픈플로(openflow)를 통해 상기 확인된 경로에 대한 정보를 상기 복수의 SDN 스위치들에게 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 SDN 스위치들은,
    상기 확인된 경로에 대한 정보에 따라 상기 데이터를 전송하는, 동작 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 확인하는 단계는,
    상기 복수의 SDN 스위치들 간의 연결을 통해 형성되는 복수의 경로들 중에서 상기 데이터를 전송하기에 적합한 경로를 확인하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 확인하는 단계는,
    상기 복수의 SDN 스위치들의 상태 및 상기 디바이스의 데이터의 상태 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 디바이스의 데이터를 전송할 경로를 확인하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 디바이스의 데이터가 비정상적인 데이터인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 디바이스의 데이터가 비정상적인 데이터인 경우, 상기 비정상적인 데이터가 상기 적어도 하나의 SDN 스위치를 통과하지 않도록 상기 적어도 하나의 SDN 스위치 내부의 포트(port)를 불능(disable) 상태로 제어하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    외부 서버와 5G 네트워크 접속 절차를 수행하는 단계; 및
    하향링크 그랜트에 기초하여 상기 외부 서버로부터 데이터를 전송받거나, 상향링크 그랜크에 기초하여 상기 외부 서버로 데이터를 전송하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    외부 서버로부터 전송되는 데이터가 비정상적인 데이터인지 여부를 판단하는 단계 및
    상기 외부 서버로부터 전송되는 데이터가 비정상적인 데이터인 경우, 상기 비정상적인 데이터가 상기 차량 네트워크 장치의 게이트웨이를 통과하지 않도록 상기 게이트웨이 내부의 SDN 스위치의 포트를 불능 상태로 제어하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 SDN 스위치들에 관한 정보 및 상기 디바이스의 데이터에 관한 정보를 외부의 AI 서버로 전송하는 단계; 및
    상기 AI 서버로부터 상기 디바이스의 데이터를 전송할 경로에 관한 정보를 수신하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중에 어느 한 항의 동작 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 비휘발성 기록매체.
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