KR20190123229A - Calm 시스템에서의 광학 카메라 통신을 이용한 신호의 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

OCC(optical camera communication)를 지원하는 ITS(intelligent transportation system)에 속한 RSU(roadside unit)의 동작 방법에 있어서, 상기 ITS에 속한 OBU(onboard unit)로 전송할 데이터를 미리 설정된 변조 방식에 의해 변조하여 변조된 데이터 신호를 생성하는 단계; 및 상기 변조된 데이터 신호에 따라 RSU에 포함된 광원들 각각을 점멸시켜 상기 변조된 데이터 신호를 상기 OBU로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 변조된 데이터 신호는, 상기 미리 설정된 변조 방식에 관한 정보, 변조 주파수에 관한 정보 및 상기 RSU에 포함된 상기 광원들의 디밍 레벨(dimming level)에 관한 정보를 더 포함한다.

Description

CALM 시스템에서의 광학 카메라 통신을 이용한 신호의 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING SIGNAL USING OPTICAL CAMERA COMMUNICATION IN COMMUNICATION ACCESS FOR LAND MOBILES SYSTEM}
본 발명은 광학 카메라 통신(optical camera system, OCC)을 이용하여 신호를 송수신하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 OCC를 지원하는 스테이션(station)(예를 들어, ITS(intelligent transportation system) 스테이션)의 동작 방법 및 스테이션의 아키텍쳐에 관한 것이다.
최근 가시광 파장에 통신기능을 부가하여 무선 통신을 가능하게 하는 기술인 가시광 통신(Visible Light Communication; VLC) 기술이 활발히 연구되고 있으며, IEEE 802.15.7 국제표준규격도 완료되어 상용화를 위한 비즈니스 모델 발굴을 추진하고 있다. 그러나 IEEE 802.15.7은 주로 광 검출기(Photo Diode; PD)를 이용한 데이터 전송에 국한되어 있어 VLC 동글 등의 전용 통신장치를 사용해야 하는 문제점이 있다. 이에 따라 광검출기보다는 주로 카메라와 같은 이미지 센서를 이용하고, 가시광선뿐만 아니라 적외선 및 자외선 파장까지 포함하는 광학 무선 통신(Optical Camera Communications; OCC)의 국제표준화가 IEEE 802.15.7m OWC TG(Task Group)에서 진행되고 있다. OCC는 다양한 분야에 활용될 수 있으며, 특히 차량 간(vehicle to vehicle, V2V) 통신 및 차량 및 사물(vehicle to everything, V2X) 간 통신에 활용될 수 있다.
CALM(communication access for land mobiles) 시스템은 다양한 무선 통신 프로토콜을 통해 통신 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여 CALM 시스템은 무선 인터넷 서비스(Wibro/Mobile WiMAX), 무선 LAN(WLAN) 서비스, 적외선(IR) 통신 서비스 등의 다양한 무선 통신 프로토콜을 활용하는 시스템일 수 있다. 특히 CALM 시스템을 활용하여 이동 중인 자동차 환경에서도 연속적으로 통신이 가능한 지능형 무선 통합 플랫폼인 ITS(intelligent transportation system)을 구현하기 위한 연구가 진행되고 있으며, ISO 21217 및 ISO 21218에 의해 규격화가 되어 상용화를 위한 비즈니스 모델 발굴을 추진하고 있다. 다만, 현재까지의 ITS 시스템은 OCC 프로토콜에 의한 통신을 지원하지 않는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 OCC(optical camera communication) 방식을 지원하는 ITS(intelligent transportation system) 스테이션(station)의 아키텍처(architecture) 및 ITS 스테이션의 동작 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 OCC(optical camera communication)를 지원하는 ITS(intelligent transportation system)에 속한 RSU(roadside unit)의 동작 방법에 있어서, 상기 ITS에 속한 OBU(onboard unit)로 전송할 데이터를 미리 설정된 변조 방식에 의해 변조하여 변조된 데이터 신호를 생성하는 단계; 및 상기 변조된 데이터 신호에 따라 RSU에 포함된 광원들 각각을 점멸시켜 상기 변조된 데이터 신호를 상기 OBU로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 변조된 데이터 신호는, 상기 미리 설정된 변조 방식에 관한 정보, 상기 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수에 관한 정보 및 상기 RSU에 포함된 상기 광원들의 디밍 레벨(dimming level)에 관한 정보를 더 포함하 할 수 있다.
여기서, 상기 미리 설정된 변조 방식은, S2-PSK(spatial 2-phase shift keying) 변조 방식이고, 상기 변조된 데이터 신호는, RRL(run-length limited) 코딩의 코딩율(code rate) 정보를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 미리 설정된 변조 방식은, S2-PSK 및 DSM-PSK(dimmable spatial M-PSK) 변조 방식을 포함하는, HS-PSK(hybrid spatial phase shift keying) 변조 방식이고, 상기 변조된 데이터 신호는 상기 DSM-PSK의 변조 차수(M)에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는주파수에 관한 정보는, 상기 S2-PSK 방식에 의해 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수에 관한 정보 및 상기 DSM-PSK 방식에 의해 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는의 변조 주파수에 관한 정보를 더 포함하고, 상기 S2-PSK 방식에 의해 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수에 관한 정보 및 상기 DSM-PSK 방식에 의해 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수는 서로 다른 주파수인 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 디밍 레벨에 관한 정보는, DSM-PSK의 고 디밍 레벨에 관한 정보 및 DSM-PSK의 저 디밍 레벨에 관한 정보를 더 포함하고, 상기 고 디밍 레벨에 관한 정보 및 상기 저 디밍 레벨에 관한 정보는 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 변조된 데이터 신호는, 상기 S2-PSK의 RRL 코딩의 코딩율 정보 및 상기 DSM-PSK의 FEC(forward error coding)에 관한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 OCC(optical camera communication)를 지원하는 ITS(intelligent transportation system) 스테이션(station)으로서, 상기 ITS 스테이션은, 액세스 기능을 수행하는 액세스 엔티티(access entity); 및 차량 통신을 위한 관리 기능을 수행하는 관리 엔티티(management entity)를 포함하며, 상기 액세스 엔티티는, 상기 관리 엔티티와 상기 액세스 엔티티 간의 OCC 인터페이스를 설정하기 위해 사용되는 MI 요청(MI-request) 메시지를 생성하고, 그리고 상기 MI 요청 메시지를 상기 관리 엔티티로 전송하도록 실행되고, 상기 관리 엔티티는, 상기 액세스 엔티티로부터 상기 MI 요청 메시지를 수신하고, 상기 MI 요청 메시지에 포함된 OCC 파라미터에 기초하여 상기 OCC 인터페이스를 설정하도록 실행될 수 있다.
ITS(intelligent transportation system) 스테이션(station)에 포함된 액세스 엔티티(access entity)로서, 프로세서(processor) 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 ITS 스테이션에 속한 관리 엔티티(management entity) 와 상기 액세스 엔티티 간의 OCC 인터페이스를 설정하기 위해 사용되는 MI 요청(MI-request) 메시지를 생성하고, 그리고 상기 MI 요청 메시지를 상기 관리 엔티티로 전송하도록 실행되고, 상기 MI 요청 메시지는, 상기 OCC에 관한 통신 인터페이스 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 OCC 파라미터는, OCC 신호의 변조 방식에 관한 정보, 상기 OCC 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수에 관한 정보 및 상기 ITS 스테이션에 포함된 출력부의 디밍 레벨(dimming level)에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 OCC 파라미터는, OCC 프로토콜의 규격 정보(regulation information), OCC 링크의 데이터율(data rate) 및 OCC 신호의 송수신을 위한 QoS(quality of service) 요구 사항에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 액세스 엔티티는, 상기 관리 엔티티로부터 상기 MI 요청에 대한 응답 메시지인 MI 명령(MI-command) 메시지를 수신하도록 더 실행되고, 상기 MI 명령 메시지는, 상기 OCC 파라미터의 모니터링(monitoring) 동작을 요청하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 OCC(optical camera communication)를 지원하는 ITS(intelligent transpotation system) 스테이션(station)의 액세스 엔티티(access entity)는 OCC 프로토콜에 의한 신호를 송수신할 수 있고, OCC 인터페이스 파라미터를 포함하는 신호를 생성하여 ITS 스테이션의 관리 엔티티(management entity)로 전달할 수 있다.
본 발명에 따른 OCC를 지원하는 ITS 스테이션의 관리 엔티티는 액세스 엔티티로부터 OCC 인터페이스 파라미터들을 수신하고, 수신한 OCC 인터페이스 파라미터들을 기초로 ITS 스테이션의 관리 동작을 수행할 수 있다.
도 1은 OCC(optical camera communication) 기반 ITS(intelligent transportation system)의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 OCC 시스템의 구성의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3은 CALM(communications access for land mobiles)을 지원하는 ITS 스테이션(station)의 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도 4는 OCC 통신 인터페이스의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5는 ITS-OCC 통신 인터페이스의 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도 6은 ITS-OCC 통신 인터페이스의 PHY(physical) 계층의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7은 ITS-OCC 통신 인터페이스의 MAC(media access control) 계층의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 MAC 프레임(frame)의 구조의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9는 MAC 프레임의 프레임 제어 필드 구조의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10은 ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(access entity) 및 관리 엔티티(management entity) 간의 신호 전달 동작의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 11은 MI 요청 메시지에 포함되는 통신 인터페이스 파라미터의 제1 실시예를 도시한 표이다.
도 12는 MI 요청 메시지에 포함되는 통신 인터페이스 파라미터의 제2 실시예를 도시한 표이다.
도 13은 MI 요청 메시지에 포함된 요청 정보들의 일 실시예를 도시한 표이다.
도 14는 MI 명령 메시지에 포함된 명령 정보들의 일 실시예를 도시한 표이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 OCC(optical camera communication) 기반 ITS(intelligent transportation system)의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, ITS 시스템은 복수개의 하위 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, ITS 시스템은 중앙(central) 스테이션(110), 로드사이드(roadside) 스테이션(120), OBU(onboard unit) 스테이션(130) 및 개인 스테이션(140)을 포함할 수 있다.
ITS의 중앙 스테이션(110)은 ITS 어플리케이션(111) 및 네트워크 인터페이스(112)를 포함할 수 있다. ITS 어플리케이션(111)은 ITS를 유지하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 그리고 네트워크 인터페이스는 ITS 스테이션 간의 네트워크를 지원할 수 있으며, 서버를 더 포함할 수 있다.
ITS의 중앙 스테이션(110)과 ITS의 로드사이드 스테이션(120)은 통신 네트워크(150)에 의해 연결될 수 있다. 또한 통신 네트워크(150)는 ITS의 개인 스테이션(140)과도 연결될 수 있다. ITS의 중앙 스테이션(110), ITS의 로드사이드 스테이션(120) 및 ITS의 개인 스테이션(140)은 통신 네트워크(150)에 의해 데이터를 송수신할 수 있다.
ITS의 로드 사이드 스테이션(120)는 송수신 모듈(121)을 더 포함할 수 있으며, 송수신 모듈(121)을 통해 통신 네트워크(150)에 접속될 수 있다. 그리고 ITS의 로드 사이드 스테이션(120)는 OCC 방식을 지원할 수 있다. ITS의 로드 사이드 스테이션(120)는 OCC 신호를 송신하기 위한 복수개의 광원들을 포함할 수 있으며, OCC 신호를 수신하기 위한 이미지 센서를 포함할 수 있다. ITS의 로드 사이드 스테이션(120)는 OCC 방식을 통해 ITS의 OBU 스테이션(130)과 통신을 수행할 수 있다.
ITS의 OBU 스테이션(130-1, 130-2)은 차량에 구비된 스테이션일 수 있다. 제1 OBU 스테이션(130-1)은 OBU(131-1), 안테나(132-1), 호스트 컴퓨터(133-1) 및 사용자 인터페이스(134-1)을 포함할 수 있다. OBU(131-1)은 차량에 탑재되는 장치들을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 인포테인먼트(infortainment) 장치(예를 들어, 디스플레이(display) 장치, 내비게이션(navigation) 장치, 어라운드 뷰 모니터링(around view monitoring) 장치) 등을 포함할 수 있다. OBU(131-1)은 안테나(132-1)를 더 포함할 수 있으며, 안테나(132-1)를 통해 미리 설정된 네트워크에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다.
호스트 컴퓨터(133-1)는 프로세서 및 메모리 등을 포함할 수 있다. 프로세서는 OBU, 사용자 인터페이스 및 메모리를 제어하기 위한 컨트롤 로직을 포함할 수 있다. 메모리는 프로세서에 의해 처리된 신호를 저장할 수 있고, 프로세서의 요청에 따라 저장된 신호를 출력할 수 있다. 메모리는 프로세서의 동작을 위해 필요한 데이터를 일시 저장하는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM(random access memory) 등)를 의미할 수 있다. 또는 메모리는 운영체제 코드(operating system code)(예를 들어, 커널(kernel) 및 디바이스 드라이버(device driver))와 프로세서의 기능을 수행하기 위한 응용 프로그램(application program) 코드 등이 저장되는 비휘발성 메모리를 의미할 수 있다.
사용자 인터페이스(134-1)는 사용자에게 서비스를 제공하는 인터페이스일 수 있다. 사용자 인터페이스(134-1)는 입력부, 출력부, 디스플레이부 등을 포함할 수 있으며, OBU(131-1) 및 호스트 컴퓨터(133-1)의 명령에 의하여 서비스를 제공할 수 있다.
ITS의 OBU 스테이션(130-1, 130-2)은 OCC 방식을 지원할 수 있다. ITS의 OBU 스테이션(130-1, 130-2)은 OCC 신호를 송신하기 위한 복수개의 광원들을 포함할 수 있으며, OCC 신호를 수신하기 위한 이미지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, ITS의 제1 OBU 스테이션(130-1)은 ITS 로드사이드 스테이션(120)으로부터 OCC 신호를 수신할 수 있으며, 제2 OBU 스테이션(130-2)으로 신호를 송신할 수 있다.
ITS 시스템에 포함된 각각의 스테이션(110, 120, 130-1, 130-2 등)은 단일 네트워크 노드로 구성될 수 있다. 또는 ITS 시스템에 포함된 각각의 스테이션(110, 120, 130-1, 130-2 등)은 복수개의 네트워크 노드(예를 들어, 라우터 및 호스트 등)로 구성될 수 있다. 스테이션(110, 120, 130-1, 130-2 등)에 포함된 라우터는 ITS 스테이션 간의 패킷을 전송하는 기능을 수행할 수 있다. 그리고 스테이션(110, 120, 130-1, 130-2 등)에 포함된 호스트는 ITS의 서비스에 관한 기능들을 수행할 수 있다.
도 2는 OCC 시스템의 구성의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 OCC 시스템은 광학 무선 송신 장치(210)와 광학 무선 수신 장치(220)을 포함할 수 있다. 광학 무선 송신 장치(210)는 변조기(211)와 송신기(212)를 포함할 수 있다. 송신기(212)는 적어도 하나 이상의 광원들(212-1, 212-2)을 포함할 수 있으며, 광원(212-1, 212-2)은 LED일 수 있다. 광학 무선 수신 장치(220)는 수신기(221)와 복조기(223)를 포함할 수 있으며, 광원 검출기(222)를 더 포함할 수 있다. 수신기(221)는 카메라와 같은 이미지 센서(221-1)를 포함할 수 있다.
변조기(211)는 전송하고자 하는 비트 열(bit sequence)인 이진 데이터 신호 D[i]를 입력받을 수 있고, 변조된 펄스 파형을 갖는 이진 데이터 신호 S1(t) 및 S2(t)를 생성할 수 있다. S1 및 S2는 연속 신호일 수도 있고 이산 신호일 수 있다.
송신기(212)는 이진 데이터 신호 S1(t) 및 S2(t)에 따라 복수개의 광원들(212-1, 212-2) 각각을 점멸시킴으로써 데이터를 송신할 수 있다. 여기서 점멸이라 함은 반드시 광원(212-1, 212-2)이 완전히 켜지고 완전히 꺼지는 방식만을 나타내는 것이 아니라, 광원(212-1, 212-2)의 밝기 변화를 이용해 이진값 0과 1 두 가지 상태를 나타내는 모든 방식을 포함할 수 있다. 광원(212-1, 212-2)의 점멸 주파수가 일정값(예: 200Hz) 이상이면 사람은 광원(212-1, 212-2)의 점멸을 느끼지 못할 수 있다.
수신기(221)는 이미지 센서(221-1)가 광원(212-1, 212-2)들을 연속적으로 촬영(샘플링)한 이미지 열(image sequence)을 수신할 수 있다. 광원 검출기(222)는 수신한 이미지에서 광원(212-1, 212-2)들의 위치를 검출할 수 있다. 복조기(223)은 광원(212-1, 212-2)들의 점멸 상태로부터 데이터 신호를 복조할 수 있다.
도 3은 CALM(communications access for land mobiles)을 지원하는 ITS(intelligent transportation system) 스테이션(station)의 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, ITS 스테이션(intelligent transport system station)의 통신 인터페이스(communication interface, CI)는 어플리케이션 레이어(application layer)(310) 및 통신 레이어(communication layer)(320)를 포함할 수 있다. ITS 스테이션의 어플리케이션 레이어(310)는 복수의 기능을 지원할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 레이어(310)는 도로의 안전에 관한 기능, 교통의 혼잡도에 관한 기능 및 그 이외의 기능들을 지원하는 레이어일 수 있다. 어플리케이션 레이어(310)는 API(application programming interface)를 통해 통신 레이어(320) 및 통신 레이어(320)에 포함된 복수의 엔티티들과 연결될 수 있다.
통신 레이어(320)는 복수의 엔티티(entity)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 레이어는 관리(management) 엔티티(321), 보안 엔티티(security) 엔티티(322), 시설(facility) 엔티티(323), 네트워크 및 전송(network and transport) 엔티티(324) 및 엑세스(access) 엔티티(325)를 포함할 수 있다.
관리 엔티티(321)는 ITS 스테이션을 관리하는 기능을 수행할 수 있다. 관리 엔티티(321)는 복수개의 ITS 관리 객체(management object)들을 관리할 수 있으며, ITS 관리 객체는 ITS 스테이션이 지원하는 복수개의 프로토콜 및 통신 인터페이스에 관한 정보들을 포함할 수 있다.
보안 엔티티(322)는 ITS 스테이션의 보안 관련 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 보안 엔티티(322)는 방화벽(firewall) 및 침입(intrusion) 등을 관리할 수 있다. 보안 엔티티(322)는 HSM(hardware security module) 및 SMIB(security management information base)를 더 포함할 수 있다. SMIB는 인증 절차 및 암호화 키(crypto-key)를 관리할 수 있다.
시설 엔티티(323)는 ITS 스테이션에 포함된 엔티티들의 동작을 지원할 수 있다. 예를 들어 시설 엔티티(323)는 어플리케이션 지원(application support) 동작을 수행할 수 있고, 정보 지원(information support) 동작을 수행할 수 있으며, 세션 및 통신(session/communication support) 지원 동작을 수행할 수 있다.
네트워크 및 전송 엔티티(324)는 OSI 통신 프로토콜 스택의 네트워크 계층과 전송 계층을 포함할 수 있다. 네트워크 계층은 IP(internet protocol)(예를 들어, IPv6)에 의한 네트워크 및 비 IP(non-IP)에 의한 네트워크를 지원할 수 있다.
액세스 엔티티(325)는 복수의 통신 프로토콜을 통해 네트워크에 액세스할 수 있다. 예를 들어, 엑세스 엔티티(325)는 LTE(long term evolution) 및 5G NR(new radio) 프로토콜을 통해 ITS 스테이션 외부와의 통신을 수행할 수 있으며, 이더넷(Ethernet) 등의 프로토콜을 통해 ITS 스테이션 내부의 통신을 수행할 수 있다.
통신 레이어(320)에 포함된 복수의 엔티티들은 서비스 액세스 포인트(service access point, SAP)를 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 관리 엔티티(321)는 MS SAP를 통해 보안 엔티티(322)와 연결될 수 있다. 관리 엔티티(321)는 MF SAP를 통해 시설 엔티티(323)와 연결될 수 있다. 그리고 관리 엔티티(321)는 MN SAP를 통해 네트워크 통신 엔티티(324)와 연결될 수 있으며, MI SAP를 통해 액세스 엔티티(325)와 연결될 수 있다.
그리고 보안 엔티티(322)는 SF SAP를 통해 시설 엔티티(323)와 연결될 수 있다. 그리고 보안 엔티티(322)는 SN SAP를 통해 네트워크 및 전송 엔티티(324)와 연결될 수 있으며, SI SAP를 통해 액세스 엔티티(325)와 연결될 수 있다. 시설 엔티티(323)는 NF SAP를 통해 네트워크 및 전송 엔티티(324)와 연결될 수 있으며, 네트워크 및 전송 엔티티(324)는 IN SAP를 통해 액세스 엔티티(325)와 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 ITS 스테이션은 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, ITS 스테이션은 하나의 프로세서를 포함할 수 있으며, 하나의 프로세서는 ITS 스테이션에 포함된 복수의 엔티티들(321, 322, 323, 324, 325 등)의 기능을 수행할 수 있다. 또한 ITS 스테이션은 복수개의 프로세서들을 포함할 수 있으며, 복수개의 프로세서들 각각은 ITS 스테이션에 포함된 복수의 엔티티들(321, 322, 323, 324, 325 등)의 기능을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 ITS 스테이션 통신 인터페이스는 OCC를 지원하는 통신 인터페이스일 수 있다. OCC를 지원하는 ITS 통신 인터페이스를 ITS-OCC 통신 인터페이스라고 정의할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스는 미리 설정된 매체 타입(medium type, MedType), CI 클래스(class) 및 CI 액세스 클래스에 의해 통신을 수행하는 프로토콜을 OCC로 특정할 수 있다.
도 4는 OCC 통신 인터페이스의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, ITS-OCC 통신 인터페이스는 기존 ITS 통신 인터페이스의 일부 엔티티에 OCC를 지원하기 위한 기능 및 레이어들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, ITS-OCC 통신 인터페이스는 관리 엔티티(410), 보안 엔티티(420), 설비 엔티티(430), 네트워크 및 전송 엔티티(440) 및 액세스 엔티티(450)를 포함할 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스는 기지국에 의한 일대다 통신을 지원할 수 있다. 또는 ITS-OCC 통신 인터페이스는 별도의 기지국에 의한 지원 없이 ITS 스테이션 간의 일대다 통신을 지원하는 인터페이스일 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)는 기존 ITS 스테이션의 관리 엔티티(321)에 OCC를 지원하기 위한 기능을 더 포함할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티의 MIIB는 OCC를 지원하기 위한 기능들을 더 수행할 수 있으며, 다른 통신 인터페이스와 공존이 가능하도록 OCC를 지원하기 위한 기능들을 수행할 수 있다.
예를 들어, ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)는 광학 채널을 통해 데이터를 다른 노드로 전달하는 릴레이(relay) 기능을 수행할 수 있다. 그리고 ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)는 V2V(vehicle to vehicle) 토폴로지 또는 V2X(vehicle to everything) 토폴로지 상에서 하나의 노드로부터 다른 노드로의 핸드 오버를 지원하는 핸드오버(handover) 기능을 수행할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)는 OCC 통신 인터페이스 및 다른 통신 인터페이스들(예를 들어, LTE, 5G, Wi-Fi 등)을 이용하여 릴레이 기능 및 핸드오버 기능을 수행할 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)는 차량 간의 거리를 측정하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로 ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)는 OCC 인터페이스, 하이브리드 OCC 인터페이스 및 RF(radio frequency) 인터페이스에 의해 인접한 차량과의 거리를 측정할 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)는 OCC를 지원하는 노드의 송신부의 조도 레벨을 변경하는 디밍 관리 기능을 수행할 수 있다. 그리고 ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)는 노드의 위치 정보를 관리하는 기능을 수행할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)는 OCC 통신 인터페이스 또는 별도의 통신 인터페이스와 연동하여 노드의 위치 정보를 관리할 수 있다. 관리 엔티티의 위치 정보 관리 기능은 특정한 시나리오에서 CPS 인터페이스의 기능을 향상시킬 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스의 보안 엔티티(420)는 기존 IDS 스테이선의 보안 엔티티(322)와 동일한 레이어를 포함할 수 있으며, 동일한 기능을 수행할 수 있다. 그리고 ITS-OCC 통신 인터페이스의 시설 엔티티(430)는 기존 IDS 스테이선의 시설 엔티티(323)와 동일한 레이어를 포함할 수 있으며, 동일한 기능을 수행할 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스의 네트워크 및 전송 엔티티(440)는 기존 ITS 스테이션의 네트워크 및 전송 엔티티(324)에 OCC를 지원하기 위한 기능을 더 포함할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 네트워크 및 전송 엔티티(440)는 OCC를 수행함에 있어, 전송 시간을 단축하기 위해 전송 지연 및 패킷 헤더의 크기를 조정할 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)는 도 2에 도시된 ITS 스테이션의 액세스 엔티티(325)에 OCC를 지원하기 위한 기능 및 레이어들을 더 포함할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)는 OCC 모듈을 포함할 수 있으며, OCC 프로토콜을 지원할 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)는 복수의 서브레이어(sub-layer)들을 포함할 수 있다. 구체적으로 ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티는 PHY(physical) 레이어(451), MAC(media access control) 서브레이어(452), LLC(logical link control) 서브레이어(453) 및 관리 서브레이어를 포함할 수 있다. LLC 서브레이어(453)은 네트워크 및 전송 엔티티(440)과 연결되는 CAL(communication adaptation sublayer)(454)를 더 포함할 수 있다. CAL(454)는 하위 계층으로부터 수신한 OCC 프로토콜에 의한 신호를 변환하여, ITS 관련 표준에 정의된 프로토콜에 의한 신호를 생성할 수 있다. CAL(454)는 생성한 신호를 네트워크 및 전송 엔티티(440)로 전달할 수 있다.
액세스 엔티티(450)에 포함된 관리 서브레이어는 ITS 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)와 연결되는 MAE(manage adaptation entity)(455) 및 ITS 통신 인터페이스의 보안 엔티티(420)와 연결되는 SAE(security access entity)(456)를 더 포함할 수 있다. MAE(455)는 하위 계층으로부터 수신한 OCC 프로토콜에 의한 신호를 변환하여, ITS 관련 표준에 정의된 프로토콜에 의한 신호를 생성할 수 있다. MAE(455)는 생성한 신호를 관리 엔티티(410)로 전달할 수 있다. 그리고 SAE(455)는 하위 계층으로부터 수신한 OCC 프로토콜에 의한 신호를 변환하여, ITS 관련 표준에 정의된 프로토콜에 의한 신호를 생성할 수 있다. SAE(455)는 생성한 신호를 보안 엔티티(420)로 전달할 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)는 SAP를 통해 ITS 통신 인터페이스의 다른 엔티티들과 연결될 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)는 ISO 규격에서 정의하는 SAP를 지원할 수 있으며, ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)가 지원하는 각각의 SAP들은 ISO 규격에서 정의된 기능을 수행할 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)는 ISO 규격에서 정의하는 IN SAP를 지원할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티의 CA 서브레이어는 IN SAP를 통해 ITS 통신 인터페이스의 네트워크 및 전송 엔티티(440)와 연결될 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)의 IN SAP는 ISO 규격에서 정의된 기능을 수행할 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)는 ISO 규격에서 정의하는 SI SAP를 지원할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)의 SAE(452)는 SI SAP를 통해 ITS 통신 인터페이스의 보안 엔티티(420)와 연결될 수 있다. SI SAP는 ISO 규격에서 정의하는 기능을 수행할 수 있다.
ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)는 ISO 규격에서 정의하는 MI SAP를 지원할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티(450)의 MAE(451)는 MI SAP를 통해 ITS-OCC 통신 인터페이스의 관리 엔티티(410)와 연결될 수 있다. MI SAP는 ISO 규격에서 정의하는 기능을 수행할 수 있다.
도 5는 ITS-OCC 통신 인터페이스의 MAC 및 PHY를 포함하는 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도 5를 참고하면 ITS-OCC 통신 인터페이스는 액세스 엔티티를 포함할 수 있다. 액세스 엔티티의 아키텍처는 IEEE 표준에 정의된 바에 따라 복수의 레이어를 포함할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티는 광학 SAP(optical SAP), PHY 레이어(520), MAC 레이어(530), LLC 레이어(540), SSCS 레이어(550) 및 상위 레이어(560)를 포함할 수 있다. ITS-OCC 통신 인터페이스는 액세스 엔티티와 연결되는 관리 엔티티(570)를 포함할 수 있다. 그리고 ITS-OCC 통신 인터페이스는 디머(580)를 더 포함할 수 있다.
광학 SAP(510)는 광학 매체(optical media)에 의한 통신을 지원할 수 있다. 광학 매체는 복수의 셀들을 포함할 수 있으며, 복수의 셀들을 통해 신호를 수신할 수 있다. 광학 SAP(510)는 PHY 계층(520)의 PHY 스위치(switch)를 통해 PHY 계층(520)과 연결될 수 있다.
도 6은 ITS-OCC 통신 인터페이스의 PHY 계층의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6을 참조하면, PHY 계층(520)은 광학 SAP(510)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층(520)은 데이터를 처리하는 PD(physical data)-SAP 기능(521)과 관리 엔티티와의 연결을 위한 PLME(PHY layer management entity)-SAP 기능(522)을 지원할 수 있다.
PHY 계층(520)은 PDU(protocol data unit)를 생성할 수 있다. PHY 계층(520)은 OCC의 변조 방식에 따라서 서로 다른 포맷을 가지는 PDU를 생성할 수 있다. 예를 들어, S2-PSK(spatial 2-phase shift keying) 방식으로 변조된 신호를 송수신하는 OCC-ITS 아키텍처의 PHY 계층(520)은 S2-PSK PPDU(physical PDU) 포맷을 갖는 PDU를 생성할 수 있다. 그리고 HS-PSK(hybrid spatial phase shift keying) 방식으로 변조된 신호를 송수신하는 OCC-ITS 아키텍처의 PHY 계층(520)은 HS-PSK PPDU 포맷을 갖는 PDU를 생성할 수 있다.
S2-PSK 방식으로 변조된 신호를 송수신하는 OCC-ITS 아키텍쳐의 PHY 계층(520)은 S2-PSK PPDU를 생성할 수 있으며, S2-PSK PPDU는 표 1과 같은 프레임을 포함할 수 있다.
Figure pat00001
표 1을 참고하면 S2-PSK PPDU는 전제부와 PSDU(physical service data unit)을 포함할 수 있다. S2-PSK PPDU의 전제부는 헤더(SDU header, SHR)를 포함할 수 있으며, 표 2와 같은 프레임을 포함할 수 있다. 표 2를 참고하면, S2-PSK PPDU의 전제부의 지속 시간은 2 비트 타임일 수 있다. 그리고 S2-PSK PPDU는 4개의 비트를 포함할 수 있다.
Figure pat00002
S2-PSK PPDU의 PSDU는 PHY 페이로드(payload)를 포함할 수 있으며, S2-PSK PPDU의 PSDU는 라인 코드에 관한 정보를 지시하는 프레임을 포함할 수 있다. PSDU에 포함된 라인 코드에 관한 프레임은 표 3과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00003
표 3을 참고하면, S2-PSK PSDU의 PHY 페이로드는 비트 입력과 비트 입력에 따른 라인 코드(line code) 출력에 관한 정보를 포함할 수 있다.
HS-PSK 방식으로 변조된 신호를 송수신하는 OCC-ITS 아키텍쳐의 PHY 계층(520)은 HS-PSK PPDU를 생성할 수 있으며, HS-PSK PPDU는 표 4과 같은 프레임을 포함할 수 있다.
Figure pat00004
표 4를 참조하면 HS-PSK PPDU는 전제부, PHY 헤더 및 PHY 페이로드를 포함할 수 있다. PHY 헤더는 HCS(header check sequence)를 더 포함할 수 있다.
HS-PSK의 전제부는 신호의 변조 방식에 관한 정보를 포함할 수 있다. HS-PSK의 전제부는 표 5와 같은 프레임을 포함할 수 있다. 표 5를 참고하면, HS-PSK PPDU의 전제부의 지속 시간은 2 비트 타임일 수 있다. S2-PSK PPDU는 4개의 비트를 포함할 수 있다.
Figure pat00005
표 5를 참고하면, S2-PSK 방식에 의해 변조된 신호를 포함하는 PDU의 전제부는 '1111'로 설정될 수 있으며, DS8-PSK 방식에 의해 변조된 신호를 포함하는 PDU의 전제부는 '0000'으로 설정될 수 있다.
HS-PSK PPDU의 PSDU는 PHY 페이로드를 포함할 수 있으며, S2-PSK PPDU의 PSDU는 표 6과 같은 프레임을 포함할 수 있다.
Figure pat00006
HS-PSK PPDU의 PSDU는 로우 디밍(low dimming) 프레임 및 하이 디밍(high dimming) 프레임을 포함할 수 있다. 로우 디밍 프레임은 복수의 심볼들에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 하이 디밍 프레임은 복수의 심볼들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
OCC-ITS 아키텍처의 PHY 계층(520)은 PHY PIB(physical layer information base)(523)를 더 포함할 수 있으며, PHY PIB(523)는 OCC 신호의 속성에 관한 정보들을 포함하는 데이터베이스일 수 있다. PHY PIB(523)는 표 7과 같은 속성 정보들을 포함할 수 있으며, PHY 계층(520)은 표 7의 속성 정보를 포함하는 PDU를 생성할 수 있다.
Figure pat00007
phyOccMcsID는 OCC 신호의 변조 방식을 정의하는 속성 정보일 수 있다. 예를 들어 phyOccMcsID는 S2-PSK 또는 HS-PSK 방식에 의해 변조된 신호임을 정의할 수 있다. phyOccOpticalClockRate는 S2-PSK 및 DSM-PSK 변조 방식 각각에 적용되는 광학 클럭 속도(clock rate) 또는 심볼 레이트(symbol rate)에 관한 속성을 정의할 수 있다. phyDim은 OCC 신호의 디밍 레벨에 관한 속성을 정의할 수 있다.
phyOccRLLCode는 OCC 신호의 변조 방식에 따른 RLL 코딩 방식을 정의할 수 있다. phyOccRLLCode는 phyOccMcsID에 따라 OCC 신호의 변조 방식에 따른 RLL 코딩 방식을 정의할 수 있다.
phyOccFec는 OCC 신호의 변조 방식에 따른 FEC를 정의할 수 있다. phyOccFEC는 phyOccMcsID에 따라 OCC 신호의 변조 방식에 따른 FEC를 정의할 수 있다. 예를 들어, phyOccMcsID가 HS-PSK를 지시하고, phyOccFEC가 0인 경우, PHY 계층은 신호를 FEC를 수행하지 않고 신호를 변조할 수 있다. 그리고 phyOccMcsID가 HS-PSK를 지시하고, phyOccFEC가 1인 경우, PHY 계층은 DS8-PSK 변조를 수행할 때 FEC를 더 수행할 수 있다.
OCC-ITS 아키텍처의 PHY 계층(520)은 PHY PIB(physical layer information base) 속성 정보에 의해 OCC에 관한 정보들을 설정할 수 있으며, OCC 신호의 변조 방식에 따라서 추가적인 속성 정보를 더 설정할 수 있다. 예를 들어, OCC 신호가 S2-PSK 방식에 의해 변조되는 경우, PHY PIB(523)는 [표 8]에 표시된 속성들을 더 정의할 수 있으며, PHY 계층(520)은 표 8의 속성 정보를 포함하는 PDU를 생성할 수 있다.
Figure pat00008
phyS2pskNoLightSources는 OCC 신호를 송신하기 위해 사용되는 광원의 수를 정의하는 속성 정보일 수 있다. 그리고 phyS2pskModulationRate는 S2-PSK 변조를 수행하기 위한 신호의 주파수를 정의하는 속성 정보일 수 있다.
그리고 OCC 신호가 HS-PSK 방식에 의해 변조되는 경우 PHY PIB(523)는 [표 9]에 표시된 속성들을 더 정의할 수 있으며, PHY 계층(520)은 표 9의 속성 정보를 포함하는 PDU를 생성할 수 있다.
Figure pat00009
phyHSpskHighStreamMode은 HS-PSK 변조 방식 중 DSM-PSK 변조 방식의 변조 차수(M)을 설정할 수 있다. 예를 들어, phyHSpskHighStreamMode의 값이 0인 경우, OCC 신호는 S2-PSK 방식과 DS8-PSK 방식을 포함하는 HS-PSK 방식으로 변조될 수 있다. 그리고 phyHSpskHighStreamMode의 값이 1인 경우, OCC 신호는 S2-PSK 방식과 DS10-PSK 방식을 포함하는 HS-PSK 방식으로 변조될 수 있다.
phyHSpskModulationRate는 S2-PSK 변조 방식 및 DSM-PSK 변조 방식의 변조 주파수를 설정할 수 있다. 예를 들어, phyHSpskModulationRate의 값이 0인 경우, S2-PSK 변조 방식의 변조 주파수는 200Hz로 설정될 수 있으며, DS8-PSK 변조 방식의 변조 주파수는 80KHz로 설정될 수 있다. 그리고, phyHSpskModulationRate의 값이 1인 경우, S2-PSK 변조 방식의 변조 주파수는 200Hz로 설정될 수 있으며, DS8-PSK 변조 방식의 변조 주파수는 400KHz로 설정될 수 있다.
OCC 속성 정보는 디밍 레벨에 관한 정보를 포함할 수 있다. phyHSpskLowDim은 로우 디밍 레벨을 설정할 수 있으며, phyHSpskHighDim은 하이 디밍 레벨을 설정할 수 있다. 그리고 phyHSpskPsduLength는 HS-SPK 방식으로 생성된 신호에 있어, 고속 링크(high speed link)(또는 고속 메시지(high speed message))의 길이를 설정할 수 있다.
PHY 계층(520)은 OCC 속성 정보를 포함하는 PDU를 생성할 수 있으며, 생성한 PDU를 MAC 계층(530) 및 관리 엔티티(570)으로 전달할 수 있다.
도 7은 ITS-OCC 통신 인터페이스의 MAC 계층의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7을 참조하면, MAC 계층(530)은 PHY 계층으로부터 신호를 수신할 수 있다. MAC 계층(530)은 데이터를 처리하는 MCPS(MAC common part sublayer)-SAP 기능(531)과 관리 엔티티와의 연결을 위한 MLME(MAC layer management entity)-SAP(532) 기능을 지원할 수 있다.
MAC 계층의 MLME(532)는 MAC PIB(MAC layer information base) (533)를 더 포함할 수 있으며, MAC PIB(533)는 MAC 프레임의 속성에 관한 정보들을 포함하는 데이터 베이스일 수 있다. MAC 계층(530)은 MAC PIB(533)에 포함된 MAC 프레임 속성 정보를 기초로 MAC 프레임을 생성할 수 있다.
도 8은 MAC 프레임의 구조의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8을 참조하면 MAC 계층(530)은 MHR(MAC header), MSDU(MAC SDU) 및 MFR(MAC footer)을 포함하는 MAC 프레임을 생성할 수 있다. MAC 프레임의 MHR은 프레임 제어 (frame control) 필드, 시퀀스 필드 및 어드레스(address) 필드를 포함할 수 있다. MAC 프레임의 필드들은 옥텟(octet) 단위로 설정될 수 있으며, 옥텟은 8개의 비트를 포함할 수 있다.
도 9는 MAC 프레임의 프레임 제어 필드 구조의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9를 참조하면, 프레임 제어 필드는 MAC 프레임의 버전을 지시하는 프레임 버전 필드, 프레임의 타입을 지시하는 프레임 타입 필드, 보안 기능의 지원여부를 지시하는 필드(security enabled field), 프레임 펜딩 여부를 지시하는 필드, ACK 메시지의 요청 여부를 지시하는 필드, 신호의 수신 어드레스 지정 방식(destination addressing mode) 및 신호의 송신 어드레스 지정 방식(source addressing mode)을 지시하는 필드를 포함할 수 있다.
수신 어드레스 지정 방식 필드 및 신호의 송신 어드레스 지정 방식 필드는 MAC 프레임 제어 필드의 서로 다른 비트에 할당될 수 있다. 예를 들어, 수신 어드레스 지정 방식 필드는 MAC 프레임 제어 필드의 12-13 비트에 할당될 수 있으며, 신호의 송신 어드레스 지정 방식 필드는 MAC 프레임 제어 필드의 14-15 비트에 할당될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 MAC 프레임은 어드레스 지정 방식을 지시하는 필드를 포함할 수 있다. 어드레스 지정 방식을 지시하는 필드는 MAC 제어 필드의 하나의 비트에 할당될 수 있으며, 표 10과 같이 어드레스 지정 방식을 지시할 수 있다.
Figure pat00010
표 10을 참고하면, 어드레스 지정 방식 지시자가 0인 경우, MAC 프레임은 수신 어드레스 지정 방식을 지원할 수 있으며, 어드레스 지정 방식 지시자가 1인 경우, MAC 프레임은 송신 어드레스 지정 방식을 지원할 수 있다.
다시 도 8을 참고하면, MAC 프레임의 MHR는 어드레스 필드를 포함할 수 있다. MHR의 어드레스 필드는 수신 노드의 WPAN(wireless personal access network) 지시자를 지시하는 필드 및 수신 어드레스를 지시하는 필드를 포함할 수 있다. MHR의 어드레스 필드는 송신 노드의 WPAN 지시자를 지시하는 필드 및 송신 어드레스를 지시하는 필드를 포함할 수 있다. 그리고 MHR는 MAC 프레임의 보안성을 확보하기 위한 보조 보안 헤더(auxillary security header, ASH)를 더 포함할 수 있다.
MSDU는 PHY 계층으로부터 수신한 PDU를 포함할 수 있으며, MFR는 FCS(frame check sequence)를 포함할 수 있다. MAC 계층은 MHR, MSDU 및 MFR을 포함하는 MAC 프레임을 생성할 수 있으며, 생성한 MAC 프레임을 관리 엔티티 및 상위 계층으로 전달할 수 있다.
도 10은 ITS-OCC 통신 인터페이스의 액세스 엔티티 및 관리 엔티티 간의 신호 전달 동작의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 액세스 엔티티(450)는 MI 요청 메시지를 생성할 수 있다. MI 요청 메시지는 통신 인터페이스 파라미터(I-parameter)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스 파라미터는 ISO에 의해 정의된 규격을 포함할 수 있으며, OCC에 관한 파라미터들을 더 포함할 수 있다.
도 11은 MI 요청 메시지에 포함되는 통신 인터페이스 파라미터의 제1 실시예를 도시한 표이며, 도 12는 MI 요청 메시지에 포함되는 통신 인터페이스 파라미터의 제2 실시예를 도시한 표이다.
먼저 도 11을 참조하면, 통신 인터페이스 파라미터는 OCC 변조 방식에 관한 파라미터들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스 파라미터는 OCC 신호의 변조 방식을 지시하는 파라미터, 클럭 속도를 지시하는 파라미터, 디밍 레벨을 지시하는 파라미터, RLL 코딩에 관한 파라미터 및 FEC에 관한 파라미터들을 포함할 수 있다.
RLL 코딩에 관한 파라미터는 신호의 변조 방식을 지시하는 파라미터 값에 따라 RLL 코딩 방식을 지시할 수 있다. 그리고 FEC에 관한 파라미터는 신호의 변조 방식을 지시하는 파라미터의 값에 따라 FEC 코딩 방식을 지시할 수 있다.
그리고 도 12를 참고하면 통신 인터페이스 파라미터는 OCC 프로토콜에 기초한 통신에 관한 파라미터들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스 파라미터는 LL(low-level) 어드레스 파라미터, 규정 정보(regulatory information)에 관한 파라미터, 송신 및 수신에 관한 파라미터, 링크 데이터율(link data rate)에 관한 파라미터, PCI에 관한 파라미터, 동작 모드에 관한 파라미터 및 QoS에 관한 파라미터를 더 포함할 수 있다.
규정 정보 파라미터는 OCC 통신을 수행함에 있어 OCC 프로토콜을 위한 규정에 관한 정보를 지시할 수 있다. 송신 및 수신에 관한 파라미터는 OCC 신호를 송신하거나 수신할 때 노드의 동작에 관한 정보를 지시할 수 있다. 예를 들어, 수신에 관한 파라미터는 OCC 신호를 수신하는 노드의 수신 감도(sensitivity)에 관한 정보를 지시할 수 있다. 송신에 관한 파라미터는 OCC 신호의 송신 전력, 최대 송신 전력 및 피어 송신 전력에 관한 정보를 지시할 수 있다.
링크 데이터율에 관한 파라미터는 OCC 링크의 데이터율을 지시할 수 있다. PCI 파라미터는 OCC 프로토콜의 물리적 채널을 지시할 수 있다. 그리고 QoS 파라미터는 OCC 신호의 QoS 요구 사항에 관한 정보를 지시할 수 있다.
액세스 엔티티(450)는 도 11 내지 도 12에 도시된 OCC에 관한 통신 파라미터들을 포함하는 MI 요청 메시지를 생성할 수 있으며, MI 요청 메시지는 관리 엔티티의 동작을 요청하는 메시지들을 더 포함할 수 있다.
도 13은 MI 요청 메시지에 포함된 요청 정보들의 일 실시예를 도시한 표이다.
도 13을 참조하면, MI 요청 메시지는 통신 인터페이스 등록 요청, 이벤트 지시 정보, 위치 정보 업데이트 요청을 포함할 수 있다.
액세스 엔티티(450)는 도 11 내지 도 12에 도시된 통신 인터페이스 및 도 13에 도시된 요청 정보들을 포함하는 MI 요청 메시지를 생성할 수 있으며, 생성한 MI 요청 메시지를 관리 엔티티(410)로 전송할 수 있다(S1010).
관리 엔티티(410)는 액세스 엔티티(450)로부터 MI 요청 메시지를 수신할 수 있으며(S1010), MI 요청 메시지에 포함된 지시자에 의해 지시되는 동작들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 관리 엔티티(410)는 MI 요청 메시지에 포함된 통신 인터페이스 등록 요청 정보를 기초로 통신 인터페이스를 등록할 수 있다. MI 요청 메시지를 수신한 관리 엔티티(410)는 MI 명령 메시지를 생성할 수 있다.
도 14는 MI 명령 메시지에 포함된 명령 정보들의 일 실시예를 도시한 표이다.
도 14를 참조하면 MI 명령 메시지는 MI의 에코 테스트 명령, CI 상태 변경 명령, 통신 인터페이스 파라미터 모니터링 명령, 의사 MAC 주소 변경 명령 및 VCI 관리(vehicle communication interface) 명령을 포함할 수 있다.
관리 엔티티(410)는 MI 요청 메시지에 기초하여 통신 인터페이스 등록 동작을 수행할 수 있으며, 통신 인터페이스가 변경되었음을 지시하는 CI 상태 변경 명령을 생성할 수 있다. 관리 엔티티(410)는 VCI(virtual communication interface)의 관리를 요청하는 명령을 생성할 수 있으며, VCI 관리 요청 명령은 VCI의 생성, 리셋 및 삭제 등을 요청하는 명령일 수 있다. 관리 엔티티(410)는 통신 파라미터의 모니터링을 요청하는 명령을 생성할 수 있다.
관리 엔티티(410)는 도 13에 도시된 명령 정보들을 포함하는 MI 명령 메시지를 생성할 수 있으며, 생성한 MI 명령 메시지를 액세스 엔티티(450)로 전송할 수 있다(S1020). 액세스 엔티티(450)는 MI 명령 메시지를 수신할 수 있으며(S1020), 수신한 MI 명령 메시지가 지시하는 동작을 수행할 수 있다.
발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. OCC(optical camera communication)를 지원하는 ITS(intelligent transportation system)에 속한 RSU(roadside unit)의 동작 방법에 있어서,
    상기 ITS에 속한 OBU(onboard unit)로 전송할 데이터를 미리 설정된 변조 방식에 의해 변조하여 변조된 데이터 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 변조된 데이터 신호에 따라 상기 RSU에 포함된 광원들 각각을 점멸시킴으로써 상기 변조된 데이터 신호를 상기 OBU로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 변조된 데이터 신호는,
    상기 미리 설정된 변조 방식에 관한 정보, 상기 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수에 관한 정보 및 상기 RSU에 포함된 상기 광원들의 디밍 레벨(dimming level)에 관한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RSU의 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어,
    상기 미리 설정된 변조 방식은,
    S2-PSK(spatial 2-phase shift keying) 변조 방식이고,
    상기 변조된 데이터 신호는,
    RRL(run-length limited) 코딩의 코딩율(code rate) 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RSU의 동작 방법.
  3. 청구항 1에 있어,
    상기 미리 설정된 변조 방식은,
    S2-PSK 및 DSM-PSK(dimmable spatial M-PSK) 변조 방식을 포함하는, HS-PSK(hybrid spatial phase shift keying) 변조 방식이고,
    상기 변조된 데이터 신호는 상기 DSM-PSK의 변조 차수(M)에 관한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RSU의 동작 방법.
  4. 청구항 3에 있어,
    상기 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는주파수에 관한 정보는,
    상기 S2-PSK 방식에 의해 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수에 관한 정보 및 상기 DSM-PSK 방식에 의해 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수에 관한 정보를 더 포함하고,
    상기 S2-PSK 방식에 의해 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수와 상기 DSM-PSK 방식에 의해 변조된 데이터 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수는 서로 다른 주파수인 것을 특징으로 하는 RSU의 동작 방법.
  5. 청구항 3에 있어,
    상기 디밍 레벨에 관한 정보는,
    DSM-PSK의 고 디밍 레벨에 관한 정보 및 DSM-PSK의 저 디밍 레벨에 관한 정보를 더 포함하고,
    상기 고 디밍 레벨에 관한 정보 및 상기 저 디밍 레벨에 관한 정보는 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 RSU의 동작 방법.
  6. 청구항 3에 있어,
    상기 변조된 데이터 신호는,
    상기 S2-PSK의 RRL 코딩의 코딩율 정보 및 상기 DSM-PSK의 FEC(forward error coding)에 관한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RSU의 동작 방법.
  7. OCC(optical camera communication)를 지원하는 ITS(intelligent transportation system) 스테이션(station)으로서,
    상기 ITS 스테이션은,
    액세스 기능을 수행하는 액세스 엔티티(access entity); 및
    차량 통신을 위한 관리 기능을 수행하는 관리 엔티티(management entity)를 포함하며,
    상기 액세스 엔티티는,
    상기 관리 엔티티와 상기 액세스 엔티티 간의 OCC 인터페이스를 설정하기 위해 사용되는 MI 요청(MI-request) 메시지를 생성하고, 그리고
    상기 MI 요청 메시지를 상기 관리 엔티티로 전송하도록 실행되고,
    상기 관리 엔티티는,
    상기 액세스 엔티티로부터 상기 MI 요청 메시지를 수신하고,
    상기 MI 요청 메시지에 포함된 OCC 파라미터에 기초하여 상기 OCC 인터페이스를 설정하도록 실행되는 ITS 스테이션.
  8. 청구항 7에 있어,
    상기 OCC 파라미터는,
    OCC 신호의 변조 방식에 관한 정보, 상기 OCC 신호의 전송을 위해 사용되는 주파수에 관한 정보 및 상기 ITS 스테이션에 포함된 출력부의 디밍 레벨(dimming level)에 관한 정보 중에서 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ITS 스테이션.
  9. 청구항 7에 있어,
    상기 OCC 파라미터는,
    OCC 프로토콜의 규격 정보(regulation information), OCC 링크의 데이터율(data rate) 및 OCC 신호의 송수신을 위한 QoS(quality of service) 요구 사항에 관한 정보 중에서 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ITS 스테이션.
  10. 청구항 7에 있어,
    상기 액세스 엔티티는,
    상기 관리 엔티티로부터 상기 MI 요청에 대한 응답 메시지인 MI 명령(MI-command) 메시지를 수신하도록 더 실행되고,
    상기 MI 명령 메시지는,
    상기 OCC 파라미터의 모니터링(monitoring) 동작을 요청하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 ITS 스테이션.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210105278A (ko) * 2020-02-18 2021-08-26 국민대학교산학협력단 동적 qr 코드 기반의 led 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템
KR102293920B1 (ko) * 2020-02-18 2021-08-26 국민대학교산학협력단 Calm 시스템에서의 광학 카메라 통신을 이용한 신호의 송수신 방법 및 장치
CN116806069A (zh) * 2023-08-21 2023-09-26 中电信数字城市科技有限公司 路灯控制系统及路灯控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090051020A (ko) * 2009-04-09 2009-05-20 경희대학교 산학협력단 가시광 통신 장치를 이용한 지능형 교통 시스템
KR20150012479A (ko) * 2013-07-25 2015-02-04 현대모비스 주식회사 가시광 통신 차량의 광량 조절 장치 및 방법
US20160134366A1 (en) * 2013-06-28 2016-05-12 Trustees Of Boston University Optical orthogonal frequency division multiplexing (o-ofdm) system with pulse-width modulation (pwm) dimming
KR20160137846A (ko) * 2015-05-22 2016-12-01 영남대학교 산학협력단 가시광 통신 시스템을 이용한 데이터 송수신 방법 및 장치
WO2017096360A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Osram Sylvania Inc. Light-based vehicle positioning for mobile transport systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090051020A (ko) * 2009-04-09 2009-05-20 경희대학교 산학협력단 가시광 통신 장치를 이용한 지능형 교통 시스템
US20160134366A1 (en) * 2013-06-28 2016-05-12 Trustees Of Boston University Optical orthogonal frequency division multiplexing (o-ofdm) system with pulse-width modulation (pwm) dimming
KR20150012479A (ko) * 2013-07-25 2015-02-04 현대모비스 주식회사 가시광 통신 차량의 광량 조절 장치 및 방법
KR20160137846A (ko) * 2015-05-22 2016-12-01 영남대학교 산학협력단 가시광 통신 시스템을 이용한 데이터 송수신 방법 및 장치
WO2017096360A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Osram Sylvania Inc. Light-based vehicle positioning for mobile transport systems

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210105278A (ko) * 2020-02-18 2021-08-26 국민대학교산학협력단 동적 qr 코드 기반의 led 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템
KR102293920B1 (ko) * 2020-02-18 2021-08-26 국민대학교산학협력단 Calm 시스템에서의 광학 카메라 통신을 이용한 신호의 송수신 방법 및 장치
CN116806069A (zh) * 2023-08-21 2023-09-26 中电信数字城市科技有限公司 路灯控制系统及路灯控制方法
CN116806069B (zh) * 2023-08-21 2023-11-17 中电信数字城市科技有限公司 路灯控制系统及路灯控制方法

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