KR20200046654A - 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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DSRC 통신을 위한 DSRC 안테나와 WiFi 통신을 위한 WiFi 안테나를 이용하여 DSRC 통신의 다이버시티(diversity)를 제공할 수 있는 차량이 개시된다. 차량은 제1 신호를 수신하는 제1 안테나; 제2 신호를 수신하는 제2 안테나; 및 제1 모드에서 제1 신호 및 제2 신호를 합성하고 제1 신호 및 제2 신호가 합성된 신호를 제1 통신 방식에 따라 처리하고, 제2 모드에서 제1 신호 및 제2 신호가 합성된 신호를 제1 통신 방식에 따라 처리하는 것과 제2 신호를 제2 통신 방식에 따라 처리하는 것을 교대로 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량 및 그 제어 방법{VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
개시된 발명은 차량 및 그 제어 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 통신을 위하여 복수의 안테나를 포함하는 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단 또는 운송 수단을 의미한다.
최근, 차량은 단순히 물자와 인력을 운송하는 것을 넘어서서 운전자가 운전 중에 음악을 듣고 영상을 볼 수 있도록 오디오 장치와 비디오 장치를 포함하며, 차량에는 운전자가 목적하는 장소까지의 경로를 표시하는 내비게이션(Navigation) 장치 역시 널리 설치되고 있다.
차량이 외부 장치와 통신(Vehicle-to-everything Communication, V2X)의 필요성이 점점 증가하고 있다. 예를 들어, 차량은 교통 인프라와의 통신(Vehicle to Infra Communication, V2I)을 통하여 도로의 교통 정보를 획득할 수 있으며, 다른 차량과의 통신(Vehicle to Vehicle Communication, V2V)을 통하여 다른 차량의 주행 정보를 획득할 수 있다.
이러한 외부 장치와의 통신(V2X)은 차량이 유/무선망을 통해 다른 차량 및 사물과 통신을 하는 기술로 자율주행 자동차를 실현하는 주요 기술이다. 외부 장치와의 통신(V2V)은 다양한 통신 방식에 의하여 실현될 수 있다. 예를 들어, 외부 장치와의 통신(V2V)은 WAVE (Wireless Access for Vehicle Environment) 통신 표준 등의 DSRC (Dedicated Short Range Communication) 통신 표준에 의하여 실현될 수 있다.
DSRC 통신 표준은 대략 5.9 GHz의 주파수 대역을 사용한다. 또한, 이미 널리 알려진 WiFi (Wireless Fidelity, IEEE 802.11a 표준) 통신 방식 역시 DSRC 통신 표준의 저대역과 동일한 주파수 대역을 이용한다.
이상의 이유로, 개시된 발명의 일 측면은 외부 장치와의 통신(V2V) 성능을 향상할 수 있는 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 DSRC 통신을 위한 DSRC 안테나와 WiFi 통신을 위한 WiFi 안테나를 이용하여 DSRC 통신의 다이버시티(diversity)를 제공할 수 있는 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량은 제1 신호를 수신하는 제1 안테나; 제2 신호를 수신하는 제2 안테나; 및 제1 모드에서 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 합성하고 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 합성된 신호를 제1 통신 방식에 따라 처리하고, 제2 모드에서 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하는 것과 상기 제2 신호를 제2 통신 방식에 따라 처리하는 것을 교대로 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 통신 방식 또는 상기 제2 통신 방식에 따라 신호를 처리하는 신호 처리기; 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 합성하는 합성 회로; 상기 제2 신호를 상기 합성 회로 및 상기 신호 처리기 중 어느 하나로 출력하는 시분할 회로를 포함할 수 있다.
상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 비활성화되면, 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 합성 회로로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 합성 회로에 의하여 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리할 수 있다.
상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 제1 시간 동안 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 합성 회로로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 합성 회로로부터 출력된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리할 수 있다.
상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 제2 시간 동안 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 신호 처리기로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 시분할 회로로부터 출력된 제2 신호를 상기 제2 통신 방식에 따라 처리할 수 있다.
상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 상기 제2 시간 동안 상기 합성 회로는 상기 제1 신호를 상기 신호 처리기로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 제1 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율을 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도에 따라 변경할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율을 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도의 증가에 따라 감소시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율을 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도의 감소에 따라 증가시킬 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른, 제1 신호를 수신하는 제1 안테나 및 제2 신호를 수신하는 제2 안테나를 포함하는 차량의 제어 방법은 제1 모드에서, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 합성하고 상기 제1 신호와 상기 제2 신호가 합성된 신호를 제1 통신 방식에 따라 처리하고; 제2 모드에서, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하는 것과 상기 제2 신호를 제2 통신 방식에 따라 처리하는 것을 교대로 수행하는 것을 포함할 수 있다.
상기 제1 신호와 상기 제2 신호가 합성된 신호를 제1 통신 방식에 따라 처리하는 것은, 상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 비활성화되면, 시분할 회로에 의하여 상기 제2 신호를 합성 회로로 출력하고 상기 합성 회로에 의하여 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 신호 처리기에 의하여 처리하는 것을 포함할 수 있다.
상기 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하는 것과 상기 제2 신호를 제2 통신 방식에 따라 처리하는 것을 교대로 수행하는 것은, 상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 제1 시간 동안 시분할 회로에 의하여 상기 제2 신호를 합성 회로로 출력하고 상기 합성 회로에 의하여 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 신호 처리기에 의하여 처리하는 것을 포함할 수 있다.
상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 제2 시간 동안 시분할 회로에 의하여 상기 제2 신호를 상기 신호 처리기로 출력하고 제2 통신 방식에 따라 상기 신호 처리기에 의하여 상기 제2 신호를 처리하는 것을 포함할 수 있다.
상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 상기 제2 시간 동안 상기 합성 회로에 의하여 상기 제1 신호를 상기 신호 처리기로 출력하고 상기 제1 통신 방식에 따라 상기 신호 처리기에 의하여 상기 제1 신호를 처리할 수 있다.
상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율은 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도에 따라 변경될 수 있다.
상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율은 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도의 증가에 따라 감소할 수 있다.
상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율은 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도의 감소에 따라 증가할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량용 통신 장치는 제1 신호를 수신하는 제1 안테나; 제2 신호를 수신하는 제2 안테나; 제1 통신 방식 또는 제2 통신 방식에 따라 신호를 처리하는 신호 처리기; 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 합성하는 합성 회로; 및 상기 제2 신호를 상기 합성 회로 및 상기 신호 처리기 중 어느 하나로 출력하는 시분할 회로를 포함할 수 있다.
상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 비활성화되면, 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 합성 회로로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 합성 회로에 의하여 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리할 수 있다.
상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 제1 시간 동안 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 합성 회로로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 합성 회로로부터 출력된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하고, 제2 시간 동안 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 신호 처리기로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 시분할 회로로부터 출력된 제2 신호를 상기 제2 통신 방식에 따라 처리할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 외부 장치와의 통신(V2V) 성능을 향상할 수 있는 차량 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, DSRC 통신을 위한 DSRC 안테나와 WiFi 통신을 위한 WiFi 안테나를 이용하여 DSRC 통신의 다이버시티(diversity)를 실현할 수 있는 차량 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 기존의 WiFi 안테나를 이용하므로, DSRC 통신의 다이버시티를 위한 안테나의 추가 없이 DSRC 통신의 다이버시티를 실현할 수 있는 차량 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량이 다른 차량 및 통신 인프라와 통신하는 일 예를 도시한다.
도 2은 와이파이 통신을 위한 주파수 대역과 V2X 통신을 위한 주파수 대역을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량과 다른 차량과 통신하는 다른 일 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량의 구성을 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 제어부 및 통신부의 구성을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 차량의 V2X 통신과 와이파이 통신을 수행하는 것을 도시한다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 의한 차량의 V2X 통신과 와이파이 통신 사이의 시분할을 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 차량의 통신 동작을 도시한다.
도 10는 도 9에 도시된 통신 동작에 의한 차량의 통신 품질의 향상을 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량이 다른 차량 및 통신 인프라와 통신하는 일 예를 도시한다. 도 2은 와이파이 통신을 위한 주파수 대역과 V2X 통신을 위한 주파수 대역을 도시한다. 도 3은 일 실시예에 의한 차량과 다른 차량과 통신하는 다른 일 예를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 다른 차랑 (2) 및 통신 인프라(3)와 통신할 수 있다.
차량(1)은 다양한 목적으로 외부 장치들과 통신할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 차량(1)에 구비된 전자 장치들의 소프트웨어를 업데이트하기 위하여 통신 인프라(3)와 통신할 수 있다.
통신 인프라(3)는 차량(1)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 통신 인프라(3)는 차량(1)이 외부 장치와 통신할 수 있도록 차량(1)과 외부 장치 사이의 통신을 중계하는 통신 중계 장치일 수 있다. 예를 들어, 통신 인프라(3)는 기지국, 액세스 포인트(access point, AP) 등일 수 있다.
차량(1)은 다양한 통신 방식으로 통신 인프라(3)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 시간 분할 다중 접속(Time Division Multiple Access: TDMA), 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA), 광대역 부호 분할 다중 접속(Wide Code Division Multiple Access: WCDMA), CDMA2000 (Code Division Multiple Access 2000), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: WiMAX), 엘티이(Long Term Evolution: LTE) 또는 와이브로 에볼류션(Wireless Broadband Evolution)을 이용하여 통신 인프라(3)와 통신할 수 있다.
특히, 차량(1)은 와이파이(wireless fidelity: WiFi™) 통신을 이용할 수 있다.
와이파이 통신은 IEEE 802.11a 표준에 기초한 무선 근거리 네트워크를 위한 기술이다. 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰 등 다양한 컴퓨팅/통신 장치가 와이파이 통신을 이용한다.
와이파이 통신은 도 2에 도시된 바와 같이 2.4GHz (gigahertz) (파장: 12cm) 주파수 대역 및 5.8 GHz (파장: 5cm) 주파수 대역을 이용할 수 있다. 와이파이 통신을 위한 주파수 대역은 복수의 채널들로 구획되며, 채널들 각각은 복수의 네트워크에 의하여 시분할(time-shared)될 수 있다.
와이파이 통신은 정지된 장치들 사이의 통신을 위한 통신 기술로서 이동하는 장치와의 통신에는 적절하지 않을 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 와이파이 통신으로 통신 인프라(3)와 통신하는 경우, 차량(1)은 정차하는 것이 바람직할 수 있다.
차량(1)에는 와이파이 통신을 이용하여 통신 인프라(3)와 통신하기 위하여 별도의 와이파이 안테나(20)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 와이파이 안테나(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량(1)의 헤드 유닛 또는 콘솔 박스 등 앞 좌석 근방에 설치될 수 있다.
차량(1)은 교통 인프라와 통신할 수 있다.
교통 인프라는 차량(1)에 교통 정보를 제공할 수 있다. 교통 인프라는 차량(1)이 교통 정보 서버와 통신할 수 있도록 차량(1)과 교통 정보 서버 사이의 통신을 중계하는 통신 중계 장치일 수 있다.
차량(1)은 다른 차량(2)과 통신할 수 있다.
차량(1)은 다른 차량(2)을 타겟으로 하여 다른 차량(2)의 통신 기기와 데이터를 주고받을 수 있다. 예를 들어, 운전자는 차량(1)의 통신 기기를 이용하여 다른 차량(2)의 운전자와 정보를 주고받을 수 있다.
또한, 차량(1)은 다른 차량(2)을 이용하여 멀티 홉(multihop) 방식으로 다른 장치와 통신할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)이 통신 범위를 벗어난 경우, 차량(1)은 다른 차량(2)을 거쳐 통신 인프라(3)와 데이터를 주고받을 수 있다. 또한, 차량(1)은 다른 차량(2)을 거쳐 교통 인프라로부터 교통 정보를 수신할 수 있다.
차량(1)은 다양한 통신 방식으로 다른 차량(2) 또는 교통 인프라와 통신할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 단거리 전용 통신(Dedicated Short Range Communication, DSRC) 또는 차량용 무선 접속(wireless access in vehicular environments, WAVE)을 이용할 수 있다.
단거리 전용 통신(DSRC)은 도로 주변에 설치되는 소형 기지국과 차량 사이의 단거리 통신을 지원한다. 특히, 단거리 전용 통신(DSRC)은 도 2에 도시된 바와 같이 5.8 GHz 주파수 대역을 이용하여 노변 장치(Road Side Equipment, RSE) 및 차량 탑재 장치(On-Board Equipment, OBE) 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다.
단거리 전용 통신(DSRC)은 대략 10m 내지 100m의 통신 거리를 가질 수 있으며, 대략 5MHz (megahertz) 내지 10MHz의 대역폭을 가질 수 있다. 또한, 단거리 전용 통신(DSRC)은 대략 500 kbps (kilobits per second) 내지 1Mbps (megabits per second)의 데이터 전송 속도를 가질 수 있다.
차량용 무선 접속(WAVE)은 IEEE 802.11p 표준에 기초한 차량용 통신 표준으로서, 단거리 전용 통신(DSRC)로부터 발전된 차량용 통신 기술이다. 차량용 무선 접속(WAVE)은 소형 기지국과 차량 사이의 단거리 통신뿐만 아니라 차량들 사이의 통신을 지원한다.
차량용 무선 접속(WAVE) 역시 5.8 GHz 주파수 대역을 이용하여 노변 장치(RSE)와 차량용 탑재 장치(OBE) 사이의 무선 통신과, 차량용 탑재 장치(OBE) 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다.
차량용 무선 접속(WAVE)은 대략 1km (kilometer)의 통신 거리를 가지며, 대략 10MHz의 대역폭을 가질 수 있다. 또한, 차량용 무선 접속(WAVE)은 대략 54Mbps의 데이터 전송 속도를 가질 수 있다.
차량(1)에는 단거리 전용 통신(DSRC) 또는 차량용 무선 접속(WAVE) 등의 V2X 통신을 이용하여 다른 차량(2) 또는 교통 인프라와 통신하기 위하여 별도의 V2X 안테나(10)가 마련될 수 있다. 예를 들어, V2X 안테나(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)의 루프 후방에 설치될 수 있다.
와이파이 통신의 통신 주파수 대역과 V2X 통신의 통신 주파수 대역을 비교하면, 도 2에 도시된 바와 같이 대략 5.8GHz에서 와이파이 통신의 통신 주파수가 V2X 통신의 통신 주파수와 중복된다.
V2X 통신은 대략 5855~5895MHz 주파수 대역의 무선 신호와 대략 5895~5925MHz 주파수 대역의 무선 신호를 이용하며, 와이파이 통신은 대략 2400~2483MHz (megahertz) 주파수 대역의 무선 신호와 대략 5000~5895MHz 주파수 대역의 무선 신호를 이용할 수 있다.
V2X 통신에 이용되는 주파수 중에 5855~5864MHz 주파수 대역은 제1 채널(CH172)로, 5865~5874MHz 주파수 대역은 제2 채널(CH174)로, 5875~5884MHz 주파수 대역은 제3 채널(CH176)로, 5885~5894MHz 주파수 대역은 제4 채널(CH178)로, 5895-5904MHz 주파수 대역은 제5 채널(CH180)로, 5905~5914MHz 주파수 대역은 제6 채널(CH182)로, 5915~5925MHz 주파수는 제7 채널(CH176)로 설정될 수 있다.
V2X 통신과 와이파이 통신은 통신을 수행하기 위해 이용되는 주파수 대역의 일부가 동일하다. V2X 통신과 와이파이 통신은 공통적으로 5855~5895MHz 주파수 대역을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
따라서, 와이파이 안테나(20)와 V2X 안테나(10)는 서로 간에 호환 가능하다. 다시 말해, 와이파이 안테나(20)는 와이파이 통신 뿐만 아니라 V2X 통신에 이용될 수 있다.
또한, 와이파이 통신은 차량(1)이 정차하거나 운전자가 특별히 와이파이 통신 서비스를 요청하는 등의 특별한 환경에서 제공될 수 있다.
반면, V2X 통신은 차량(1)의 주행 중에도 제공될 수 있는 등 상시로 제공될 수 있다. 특히, 자율 주행 차량 등에 이용되는 V2X 통신에서 운전자의 안전을 위하여 일정 수준 이상의 통신의 신뢰성이 요구된다.
통신의 신뢰성을 위하여, V2X 통신의 다이버시티(diversity)가 제공될 수 있다.
예를 들어, V2X 통신을 위하여 서로 간에 이격된 복수의 안테나가 마련될 수 있다. 동일 전파를 서로 충분히 떨어진 두 지점에서 수신하면 전파는 건물 등의 반사체에서 반사되어 도달하며 전파 경로의 차이가 발생하며, 전파 경로의 차이에 의해 서로 간섭을 일으켜서 페이딩(fading)이 발생할 수 있다. 이때, 수신 위치를 달리하면, 수신 전파의 페이딩 상태가 다르므로 서로 다른 위치에서 수신된 신호들을 적당히 합성하거나 선택함으로써 신호의 페이딩의 영향을 저감시킬 수 있다.
V2X 통신의 다이버시티를 제공하기 위하여 차량(1)은 와이파이 안테나(20)를 이용할 수 있다.
예를 들어, 차량(1)은 도 3에 도시된 바와 같이 V2X 안테나(10)와 와이파이 안테나(20)를 이용하여 다른 차량(2)과 통신할 수 있다. V2X 안테나(10)와 와이파이 안테나(20)는 각각 독립적으로 다른 차량(2)과 데이터를 주고받을 수 있으며, 차량(1)은 V2X 안테나(10)와 와이파이 안테나(20) 각각을 통하여 수신된 데이터를 합성하거나 선택함으로써 다른 차량(2)에 의하여 송신된 데이터를 수신할 수 있다.
이하에서는, V2X 통신의 다이버시티를 제공하기 위하여 차량(1)의 구성 및 동작이 설명된다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량의 구성을 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 입력부(110)와, 표시부(120)와, 검출부(130)와, 영상부(140)와, GPS (global position system)부(150)와, 통신부(160)와, 구동부(170)와, 제어부(180)를 포함한다.
입력부(110)는 운전자로부터 차량(1)의 주행 및 통신에 관한 입력을 수신할 수 있다. 입력부(110)는 예를 들어 운전자로부터 와이파이 통신을 통한 차량(1)의 소프트웨어의 업그레이드 요청을 수신하거나, V2X 통신을 통한 교통 정보 요청을 수신할 수 있다.
입력부(110)는 운전자의 입력을 수신하기 위한 복수의 스위치들을 포함할 수 있다. 또한, 입력부(110)는 사용자가 누르는 것에 의하여 작동되는 푸시 스위치(push switch)와 멤브레인 스위치(membrane), 또는 사용자의 신체 일부의 접촉에 의하여 작동되는 터치 스위치(touch switch) 등을 포함할 수 있다.
표시부(120)는 운전자에게 차량(1)의 주행 및 통신에 관한 정보를 표시할 수 있다. 표시부(120)는 예를 들어 와이파이 통신을 통한 소프트웨어의 업그레이드의 진행 상태 또는 V2X 통신을 통하여 수신된 주변 도로의 교통 정보를 표시할 수 있다.
표시부(120)는 차량(1)의 주행 및 통신에 관한 정보를 표시하기 위한 다양한 타입의 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시부(120)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 또는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널 등을 포함할 수 있다.
또한, 표시부(120)는 운전자로부터 입력을 수신하고, 입력받은 제어 명령에 대응하는 동작 정보를 표시하는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)을 채용할 수도 있다.
터치 스크린 패널은 동작 정보 및/또는 제어 명령을 표시하는 디스플레이, 사용자의 신체 일부가 접촉한 좌표를 검출하는 터치 패널(touch panel), 터치 패널이 검출한 접촉 좌표를 기초로 사용자가 입력한 제여 명령을 판단하는 터치 스크린 컨트롤러를 포함할 수 있다. 터치 스크린 컨트롤러는 터치 패널을 통하여 검출하는 사용자의 터치 좌표와 디스플레이를 통하여 표시하는 제어 명령의 좌표를 비교하여 사용자가 입력한 제어 명령을 인식할 수 있다.
검출부(130)는 차량의 상태 정보를 검출한다.
검출부(130)는 차량의 조향각을 검출하기 위한 스티어링 휠의 각속도를 검출하는 각속도 검출부와, 자 차량의 주행 속도를 검출하는 속도 검출부와, 차량의 요 모멘트를 검출하는 요레이트 검출부와, 차량의 가속도를 검출하는 가속도 검출부 중 적어도 하나를 더 포함하는 것도 가능하다.
속도 검출부는 전후좌우의 차륜에 마련된 휠 속도 센서 또는 차량의 가속도를 검출하는 가속도 센서일 수 있다.
검출부(130)는 차량(1)의 외부에 위치하는 물체, 예를 들면 자 차량의 전방에서 주행하는 타 차량과, 도로 주변에 설치된 구조물 등과 같은 정지 물체와, 반대 차선에서 다가오는 타 차량과의 거리를 검출하는 거리 검출부를 포함할 수 있다.
거리 검출부는 자 차량의 현재 위치에서 자 차량의 전방, 좌우의 측방의 물체 검출에 대응하는 신호를 출력하되, 검출된 물체와의 거리에 대응하는 신호를 제어부(150)에 전송한다.
이러한 거리 검출부는 라이다 센서를 포함할 수 있다. 라이다(LiDAR: Light Detection And Ranging)센서는 레이저 레이다(Laser Radar) 원리를 이용한 비접촉식 거리 검출 센서일 수 있다.
거리 검출부는 초음파 센서 또는 레이더 센서를 포함할 수도 있다.
영상부(140)는 도로의 영상을 획득하고, 획득된 영상을 제어부(180)에 전송한다. 여기서 도로의 영상은 자 차량의 주행 방향을 기준으로 전진 방향의 도로의 영상일 수 있다.
좀 더 구체적으로 영상부(140)는 물체 정보를 검출하여 전기적인 영상 신호로 변환하는 장치로, 자 차량의 현재 위치에서 자 차량 외부의 환경, 특히 차량이 주행하는 도로 및 그 주변의 자 차량의 전방, 좌우의 측방의 물체 정보를 검출하고 검출된 물체 정보의 영상 신호를 제어부(180)로 전송한다.
영상부(140)는 카메라로, CCD 또는 CMOS 이미지 센서를 포함할 수 있다.
영상부(140)는 전면의 윈도우 글래스에 마련되되 차량 내부의 윈도 글래스에 마련될 수도 있고, 차량 내부의 룸 미러에 마련될 수도 있으며, 루프 패널의 마련되되 외부로 노출되도록 마련될 수도 있다.
영상부(140)는 차량 주변의 물체 정보를 검출하여 전기적인 영상 신호로 변환하는 것으로, 자 차량의 현재 위치에서 자 차량 외부의 환경, 특히 차량이 주행하는 도로 및 그 주변의 자 차량의 전방, 좌우의 측방의 물체 정보를 검출하고 검출된 물체 정보의 영상 신호를 제어부(180)로 전송한다.
영상부(140)는 후방 카메라, 블랙 박스의 카메라일 수 있고, 자율 주행을 위해 마련된 자율 주행 제어 장치의 카메라일 수 있다.
GPS부(150)는 복수의 위성에서 제공된 위치 정보를 수신하여 차량의 현재 위치 정보를 획득할 수 있다. GPS부(150)는 복수의 GPS 위성의 신호를 수신하는 안테나와, 복수의 GPS위성의 위치 신호에 대응하는 거리 및 시간 정보를 이용하여 차량의 위치를 획득하는 소프트웨어와, 획득된 차량의 현재 위치 정보를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
통신부(160)는 다른 차량, 교통 인프라 및 통신 인프라 중 적어도 하나와 통신을 수행할 수 있다. 통신부(160)는 다른 차량, 교통 인프라 및 통신 인프라 중 적어도 하나로부터 수신된 통신 신호를 제어부(180)에 전송할 수 있다. 통신부(160)는 제어부(180)의 제어 명령에 기초하여 차량(1)의 상태 정보, 검출 정보 및 사용자의 입력 정보에 대응하는 통신 신호를 다른 차량, 교통 인프라 및 통신 인프라 중 적어도 하나에 전송할 수 있다.
통신부(160)의 구성 및 동작을 아래에서 자세하게 설명된다.
구동부(170)는 차량을 구동시키기 위한 장치로, 제동장치, 현가 장치, 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 조향 장치를 포함할 수 있다.
제어부(180)는 차량(1)의 주행 및/또는 통신을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하는 메모리(182)와, 메모리(182)에 저장된 프로그램 및 데이터에 기초하여 차량(1)의 주행 및/또는 통신을 제어하기 위한 신호를 생성하는 프로세서(181)를 포함할 수 있다.
메모리(182)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(181)는 차량(1)의 주행을 제어하는 메인 프로세서와, 차량(1)의 통신을 제어하는 통신 프로세서와, 영상부(140)의 영상을 처리하는 영상 프로세서 등을 포함할 수 있다.
제어부(180)는 차량(1)에 마련되고 차량(1)에 마련된 각종 구동부(170)와 부가 장치를 제어한다. 제어부(180)는 자율 주행을 위한 자율 주행 제어 장치에 마련된 것일 수도 있다.
제어부(180)는 입력부(110)의 사용자 입력 정보, 영상부(140)의 영상 정보, 검출부(130)의 검출 정보, GPS부(150)의 위치 정보 및 통신부(160)를 통해 수신된 정보에 기초하여 차량의 자율 주행을 제어한다.
제어부(180)는 입력부(110)를 통해 선택된 내비게이션 모드의 선택 신호가 수신되면 GPS부(150)에 수신된 현재 위치를 확인하고, 입력부(110)를 통해 선택된 목적지를 확인하며 메모리(182)에 저장된 지도 정보를 확인하며, 현재 위치에서 목적지까지의 경로를 탐색하고 탐색된 경로를 지도에 매칭시키며 경로가 매칭된 지도가 표시부(120)를 통해 표시되도록 한다.
제어부(180)는 자율 주행 모드의 선택 신호가 수신되면 내비게이션 모드와 연동을 수행하며, 내비게이션 정보, 영상 정보, 거리 정보, 속도 정보, 외부의 정보에 기초하여 구동부(170)의 구동을 제어함으로써 현재 위치에서부터 목적지까지 자율적으로 주행하도록 한다.
여기서 외부의 정보는, 통신 장치를 통해 수신된 정보로, 다른 차량, 교통 인프라 및 통신 인프라 중 적어도 하나에서 전송된 정보일 수 있다.
제어부(180)는 자율 주행 모드 수행 중 거리 검출부에서 검출된 장애물과의 거리 정보에 기초하여 자 차로의 좌측 방향과 우측 방향의 차로를 주행하는 타 차량의 위치를 확인하고, 확인된 타 차량의 위치에 대응하는 타 차량의 거리를 확인하며, 확인된 타 차량의 거리에 기초하여 자 차량의 속도를 조절할 수 있다.
제어부(180)는 자율 주행 모드 수행 중 도로의 영상 정보가 수신되면 영상 처리를 수행하여 도로의 차선을 인식하고, 인식된 차선의 위치 정보에 기초하여 자 차량이 주행하는 차로를 인식할 수 있다.
제어부(180)는 자율 주행 모드 수행 중 타 차량과의 거리, 현재 위치, 인식된 차선, 인식된 차로 및 탐색된 경로에 기초하여 차로가 유지 또는 변경되도록 차량의 주행 방향(즉 조향)을 제어할 수 있다.
제어부(180)는 자율 주행 모드의 수행 중 영상부(140)를 통해 획득된 자 차량의 전후좌우 방향의 영상을 표시하도록 하는 것도 가능하고, 내비게이션 모드와 연동하여 경로가 매칭된 지도 정도 및 길 안내 정보를 표시하도록 표시부(120)를 제어할 수 있다.
여기서 내비게이션 정보는 목적지 정보, 지도 정보를 포함하고 지도 내 도로의 명칭, 도로의 위치 정보, 도로의 종류, 도로의 노선 번호를 더 포함할 수 있다.
제어부(180)는 자율 주행 모드가 해제되었을 때 수동 주행 모드를 수행한다. 즉 제어부(180)는 수동 주행 모드 수행 중 운전자에 의해 조작된 브레이크 페달의 조작 정보, 엑셀러레이터 페달의 조작 정보에 기초하여 동력장치와 제동 장치를 제어함으로써 차량의 속도가 조절되도록 하고, 운전자에 의해 조작된 스티어링 휠의 조향 정보에 기초하여 조향 장치를 제어함으로써 차량의 주행 방향이 조절되도록 할 수 있다.
제어부(180)는 주행 중 타 차량에서 전송된 전방 교통 정보, 타 차량의 접근 정보, 충돌 예측 정보를 표시하도록 표시부(120)를 제어할 수 있다.
제어부(180)는 주행 중 타 차량에서 전송된 전방 교통 정보, 타 차량의 접근 정보, 충돌 예측 정보를 사운드로 출력하도록 스피커를 제어할 수 있다.
제어부(180)는 통신부(160)를 통해 차량(1)의 상태 정보와 차량(1)의 주변 정보를 다른 차량 또는 교통 인프라로 전송하도록 하고, 통신부(160)를 통해 다른 차량(2)의 상태 정보와 다른 차량(2)의 주변 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 차량의 구동 장치 및 부가 장치 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다. 여기서 주변 정보는, 전방 교통 정보, 타 차량과의 거리 정보 등을 포함할 수 있다.
특히, 제어부(180)는 통신부(160)에 포함된 V2X 안테나(10)와 와이파이 안테나(20)를 이용하여 공간 다이버시티를 구현하고, V2X 안테나(10)와 와이파이 안테나(20)를 통하여 다른 차량(2)의 상태 정보와 다른 차량(2)의 주변 정보를 수신할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 운전자의 와이파이 접속 요청 또는 소프트웨어 업그레이드 요청에 응답하여 와이파이 안테나(20)를 통신 인프라(3)와의 통신에 이용할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 와이파이 안테나(20)를 통하여 통신 인프라(3)로부터 소프트웨어 업그레이드를 위한 데이터를 수신할 수 있다.
특히, 제어부(180)는 와이파이 안테나(20)를 V2X 통신과 와이파이 통신이 시간적으로 공유하도록 통신부(160)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 시간을 차량용 통신 이용 시간과 와이파이 이용 시간으로 분할하고, 차량용 통신 이용 시간 동안 와이파이 안테나(20)를 V2X 통신에 이용하고, 와이파이 이용 시간 동안 와이파이 안테나(20)를 와이파이 통신에 이용할 수 있다. 다시 말해, 제어부(180)는 시분할을 이용하여 V2X 통신과 와이파이 통신이 와이파이 안테나(20)를 공유하도록 통신부(160)를 제어할 수 있다.
도 4에 도시된 차량의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 수 있다.
한편, 도 4에서 도시된 각각의 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 제어부 및 통신부의 구성을 도시한다. 도 6은 일 실시예에 의한 차량의 V2X 통신과 와이파이 통신을 수행하는 것을 도시한다. 도 7 및 도 8은 일 실시예에 의한 차량의 V2X 통신과 와이파이 통신 사이의 시분할을 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 V2X 통신 안테나(210)와, V2X (Vehicle-to-everything) 통신부(220)와, 와이파이 통신 안테나(230)와, 와이파이 통신부(240)와, 통신 제어부(250)를 포함한다.
V2X 통신 안테나(210)은 V2X 통신에 이용될 수 있다. V2X 통신 안테나(210)는 대략 5855~5925MHz 주파수 대역의 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, V2X 통신 안테나(210)는 대략 5855~5925MHz 주파수 대역의 전파를 자유 공간으로 방출할 수 있으며, 대략 5855~5925MHz 주파수 대역의 전파를 자유 공간으로부터 수신할 수 있다.
V2X 통신 안테나(210)는 V2X 통신부(220)와 연결되며, V2X 통신부(220)로부터 대략 5855~5925MHz 주파수 대역의 송신 신호를 수신하고, 대략 5855~5925MHz 주파수 대역의 수신 신호를 V2X 통신부(220)로 출력할 수 있다.
V2X 통신부(220)는 대략 5855~5925MHz 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있는 V2X RF 송수신기(221)를 포함할 수 있다.
V2X RF 송수신기(221)는 V2X 통신 안테나(210)와 연결되고, 통신 제어부(250)와 연결될 수 있다.
V2X RF 송수신기(221)는 통신 제어부(250)로부터 V2X 통신 안테나(210)로 전달되는 송신 신호와 V2X 통신 안테나(210)로부터 통신 제어부(250)로 전달되는 수신 신호를 분리할 수 있다. V2X RF 송수신기(221)는 V2X 통신 안테나(210)에 의하여 수신된 수신 신호를 필터링하고, V2X 통신 안테나(210)에 의하여 수신된 수신 신호를 증폭할 수 있다.
V2X RF 송수신기(221)는 V2X 통신 안테나(210)에 의하여 수신된 대략 5855~5925MHz 주파수 대역의 고주파 수신 신호를 중간 주파수 (intermediate frequency) 대역의 저주파 수신 신호로 주파수 변환을 수행할 수 있다. 또한, V2X RF 송수신기(221)는 통신 제어부(250)로부터 수신된 주간 주파수의 저주파 송신 신호를 대략 5855~5925MHz 주파수 대역의 고주파 수신 신호로 주파수 변환을 수행할 수 있다.
와이파이 통신 안테나(230)는 와이파이 통신에 이용될 수 있다.
와이파이 통신 안테나(230)는 대략 5000~5895MHz 주파수 대역의 무선 신호를 송수신할 수 있는 제1 와이파이 통신 안테나(231)와, 대략 2400~2483MHz 주파수 대역의 무선 신호를 송수신할 수 있는 제2 와이파이 통신 안테나(232)와, 제1 와이파이 통신 안테나(231)와 제2 와이파이 통신 안테나(232) 중 어느 하나를 활성화하는 스위치 모듈(233)을 포함할 수 있다.
제1 와이파이 통신 안테나(231)는 대략 5000~5895MHz 주파수 대역의 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 와이파이 통신 안테나(231)는 대략 5000~5895MHz 주파수 대역의 전파를 자유 공간으로 방출할 수 있으며, 대략 5000~5895MHz 주파수 대역의 전파를 자유 공간으로부터 수신할 수 있다.
이처럼, 제1 와이파이 통신 안테나(231)는 와이파이 통신을 위한 무선 신호의 송수신과 V2X 통신을 위한 무선 신호의 송수신이 모두 가능하다. 와이파이 통신 서비스의 활성화 여부에 따라 제1 와이파이 통신 안테나(231)는 와이파이 통신을 위한 무선 신호의 송수신하거나 V2X 통신을 위한 무선 신호의 송수신할 수 있다.
제1 와이파이 통신 안테나(231)는 와이파이 통신부(240)와 연결되며, 와이파이 통신부(240)로부터 대략 5000~5895MHz 주파수 대역의 송신 신호를 수신하고, 대략 5000~5895MHz 주파수 대역의 수신 신호를 와이파이 통신부(240)로 출력할 수 있다.
제2 와이파이 통신 안테나(232)는 대략 2400~2483MHz 주파수 대역의 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 와이파이 통신 안테나(232)는 대략 2400~2483MHz 주파수 대역의 전파를 자유 공간으로 방출할 수 있으며, 대략 2400~2483MHz 주파수 대역의 전파를 자유 공간으로부터 수신할 수 있다.
제2 와이파이 통신 안테나(232)는 와이파이 통신부(240)와 연결되며, 와이파이 통신부(240)로부터 대략 2400~2483MHz 주파수 대역의 송신 신호를 수신하고, 대략 2400~2483MHz 주파수 대역의 수신 신호를 와이파이 통신부(240)로 출력할 수 있다.
제2 와이파이 통신 안테나(232)는 스위치 모듈(233)의 스위칭 동작에 의존하여 활성화되거나 비활성화될 수 있다.
스위치 모듈(233)은 와이파이 통신 서비스의 활성화 여부에 따라 제1 와이파이 통신 안테나(231) 또는 제2 와이파이 통신 안테나(232)를 활성화할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 와이파이 통신 서비스의 활성화되면 스위치 모듈(233)은 제1 와이파이 통신 안테나(231)와 제2 와이파이 통신 안테나(232) 모두를 활성화하며, 와이파이 통신 서비스의 비활성화되면 스위치 모듈(233)은 제1 와이파이 통신 안테나(231)를 활성화하고 제2 와이파이 통신 안테나(232)를 비활성화할 수 있다.
와이파이 통신부(240)는 대략 5000~5895MHz 주파수 대역의 신호와 대략 2400~2483MHz 주파수 대역의 신호를 송신할 수 있는 와이파이 RF 송수신기(241)를 포함할 수 있다.
와이파이 RF 송수신기(241)는 와이파이 통신 안테나(230)와 연결되고, 통신 제어부(250)와 연결될 수 있다.
와이파이 RF 송수신기(241)는 통신 제어부(250)로부터 와이파이 통신 안테나(230)로 전달되는 송신 신호와 와이파이 통신 안테나(230)로부터 통신 제어부(250)로 전달되는 수신 신호를 분리할 수 있다. 와이파이 RF 송수신기(241)는 와이파이 통신 안테나(230)에 의하여 수신된 수신 신호를 필터링하고, 와이파이 통신 안테나(230)에 의하여 수신된 수신 신호를 증폭할 수 있다.
와이파이 RF 송수신기(241)는 와이파이 통신 안테나(230)에 의하여 수신된 대략 5000~5895MHz 주파수 대역 또는 대략 2400~2483MHz 주파수 대역의 고주파 수신 신호를 중간 주파수 (intermediate frequency) 대역의 저주파 수신 신호로 주파수 변환을 수행할 수 있다. 또한, 와이파이 RF 송수신기(241)는 통신 제어부(250)로부터 수신된 주간 주파수의 저주파 송신 신호를 대략 5000~5895MHz 주파수 대역 또는 대략 2400~2483MHz 주파수 대역의 고주파 수신 신호로 주파수 변환을 수행할 수 있다.
통신 제어부(250)는 와이파이 통신과 V2X 통신을 시간적으로 분할하는 시분할 회로(251)와, V2X 통신 안테나(210)를 통하여 수신된 신호와 와이파이 통신 안테나(230)를 통하여 수신된 신호를 합성하는 합성 회로(252)와, V2X 통신에 의한 무선 신호를 처리하고 와이파이 통신에 의한 무선 신호를 처리하는 디지털 신호 처리기(253)와, 와이파이 통신 안테나(230)의 스위치 모듈(233)과 시분할 회로(251)를 제어하는 마이크로 컨트롤러(254)를 포함할 수 있다.
시분할 회로(251)는 마이크로 컨트롤러(254), 와이파이 통신부(240), 합성 회로(252) 및 디지털 신호 처리기(253)와 연결될 수 있으며, 마이크로 컨트롤러(254)의 제어 신호에 따라 와이파이 통신 안테나(230)을 와이파이 통신에 이용하는 것과 와이파이 통신 안테나(230)를 V2X 통신에 이용하는 것을 시간적으로 분할할 수 있다.
와이파이 통신 서비스가 비활성화되면, 시분할 회로(251)는 도 6에 도시된 바와 같이 와이파이 통신 안테나(230)를 오직 V2X 통신에만 이용하도록 할 수 있다.
구체적으로, 와이파이 통신 서비스가 비활성화된 동안 시분할 회로(251)는 와이파이 통신 안테나(230)를 합성 회로(252)에 연결할 수 있다. 그로 인하여, 와이파이 통신 안테나(230)에 의하여 수신된 신호는 합성 회로(252)에 의하여 V2X 통신 안테나(210)에 의하여 수신된 신호와 합성된다.
그 결과, 와이파이 통신 서비스가 비활성화된 동안 도 6에 도시된 바와 같이 V2X 통신 안테나(210)와 와이파이 통신 안테나(230)를 이용하여 V2X 통신을 위한 공간 다이버시티가 제공될 수 있다.
와이파이 통신 서비스가 활성화되면, 시분할 회로(251)는 도 6에 도시된 바와 같이 와이파이 통신 안테나(230)을 와이파이 통신에 이용하는 것과 와이파이 통신 안테나(230)를 V2X 통신에 이용하는 것을 시간적으로 분할할 수 있다.
구체적으로, 제1 시간 동안 시분할 회로(251)는 와이파이 통신 안테나(230)를 합성 회로(252)에 연결할 수 있으며, 제1 시간 이후 제2 시간 동안 시분할 회로(251)는 와이파이 통신 안테나(230)를 디지털 신호 처리기(253)에 연결할 수 있다. 그로 인하여, 제1 시간 동안 와이파이 통신 안테나(230)에 의하여 수신된 신호는 합성 회로(252)에 의하여 V2X 통신 안테나(210)에 의하여 수신된 신호와 합성되며, 제2 시간 동안 와이파이 통신 안테나(230)에 의하여 수신된 신호는 디지털 신호 처리기(253)에 의하여 와이파이 통신 표준에 따라 처리될 수 있다.
그 결과, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 시간 동안 V2X 통신 안테나(210)와 와이파이 통신 안테나(230)를 이용하여 V2X 통신을 위한 공간 다이버시티가 제공될 수 있으며, 제2 시간 동안 V2X 통신을 위한 공간 다이버시티가 제공되지 아니한다.
합성 회로(252)는 V2X 통신부(220), 시분할 회로(251) 및 디지털 신호 처리기(253)와 연결되며, V2X 통신 안테나(210)를 통하여 수신된 신호와 와이파이 통신 안테나(230)를 통하여 수신된 신호를 합성할 수 있다.
와이파이 통신 서비스가 비활성화되면, 합성 회로(252)는 항상 V2X 통신 안테나(210)를 통하여 수신된 신호와 와이파이 통신 안테나(230)를 통하여 수신된 신호를 합성하고, 합성된 신호를 디지털 신호 처리기(253)로 출력할 수 있다.
와이파이 통신 서비스가 활성화되면, 시분할 회로(251)의 동작에 따라 합성 회로(252)는 V2X 통신 안테나(210)를 통하여 수신된 신호와 와이파이 통신 안테나(230)를 통하여 수신된 신호를 합성하가나, 또는 V2X 통신 안테나(210)를 통하여 수신된 신호를 출력할 수 있다.
구체적으로, 와이파이 통신 안테나(230)가 V2X 통신에 이용되는 제1 시간 동안 합성 회로(252)는 V2X 통신 안테나(210)를 통하여 수신된 신호와 와이파이 통신 안테나(230)를 통하여 수신된 신호를 합성하고, 합성된 신호를 디지털 신호 처리기(253)로 출력할 수 있다. 또한, 와이파이 통신 안테나(230)가 와이파이 통신에 이용되는 제2 시간 동안 합성 회로(252)는 V2X 통신 안테나(210)를 통하여 수신된 신호를 그대로 디지털 신호 처리기(253)로 출력할 수 있다.
디지털 신호 처리기(253)는 시분할 회로(251) 및 합성 회로(252)와 연결되며, 안테나들에 의하여 수신된 신호를 V2X 통신 표준 또는 와이파이 통신 표준에 따라 처리할 수 있다.
예를 들어, 디지털 신호 처리기(253)는 합성 회로(252)로부터 수신된 신호를 V2X 통신 표준에 따라 처리할 수 있으며, 시분할 회로(251)로부터 수신된 신호를 와이파이 통신 표준에 따라 처리할 수 있다.
마이크로 컨트롤러(254)는 와이파이 통신 서비스의 활성화 여부에 따라 와이파이 통신 안테나(230)의 스위치 모듈(233)를 제어할 수 있다.
와이파이 통신 서비스가 활성화되면, 마이크로 컨트롤러(254)는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 와이파이 통신 안테나(231)와 제2 와이파이 통신 안테나(232) 모두를 활성화하도록 스위치 모듈(233)를 제어할 수 있다. 와이파이 통신 서비스가 비활성화되면, 마이크로 컨트롤러(254)는 도 6에 도시된 바와 같이 1 와이파이 통신 안테나(230)를 활성화하고 제2 와이파이 통신 안테나(232)를 비활성화하도록 스위치 모듈(233)d을 제어할 수 있다.
또한, 마이크로 컨트롤러(254)는 와이파이 통신 서비스의 활성화 여부에 따라 시분할 회로(251)를 제어할 수 있다.
와이파이 통신 서비스가 비활성화되면, 마이크로 컨트롤러(254)는 도 6에 도시된 바와 같이 와이파이 통신 안테나(230)에 의하여 수신된 신호를 합성 회로(252)로 출력하도록 시분할 회로(251)를 제어할 수 있다.
와이파이 통신 서비스가 활성화되면, 마이크로 컨트롤러(254)는 제1 시간 동안 와이파이 통신 안테나(230)에 의하여 수신된 신호를 합성 회로(252)로 출력하도록 시분할 회로(251)를 제어하고, 제2 시간 동안 와이파이 통신 안테나(230)에 의하여 수신된 신호를 디지털 신호 처리기(253)로 출력하도록 시분할 회로(251)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 와이파이 통신 서비스가 활성화되면, 와이파이 통신 안테나(230)는 제1 시간 동안 V2X 통신에 이용되며 제2 시간 동안 와이파이 통신에 이용될 수 있다.
이때, 제1 시간과 제2 시간은 와이파이 통신 속도에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 제2 시간에 대한 제1 시간의 비율은 와이파이 통신 속도에 따라 달라질 수 있다
와이파이 통신 속도가 증가할수록 제2 시간이 증가하고 제2 시간에 대한 제1 시간의 비율이 감소하며, 와이파이 통신 속도가 감소할수록 제2 시간이 감소하고 제2 시간에 대한 제1 시간이 증가할 수 있다.
예를 들어, 와이파이 통신 속도가 80Mbps 이상이면 제2 시간에 대한 제1 시간의 비율은 도 7에 도시된 바와 같이 "1"일 수 있다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 와이파이 통신 안테나(230)가 V2X 통신에 이용되는 시간(제1 시간)과 와이파이 통신 안테나(230)가 와이파이 통신에 이용되는 시간(제2 시간)이 동일할 수 있다.
와이파이 통신 속도가 60Mbps 이상 80Mbps 미만이면 제2 시간에 대한 제1 시간의 비율은 도 7에 도시된 바와 같이 "2"일 수 있다. 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 시간이 제2 시간의 2배가 될 수 있다.
와이파이 통신 속도가 40Mbps 이상 60Mbps 미만이면 제2 시간에 대한 제1 시간의 비율은 도 7에 도시된 바와 같이 "3"일 수 있다. 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 시간이 제2 시간의 3배가 될 수 있다.
와이파이 통신 속도가 40Mbps 미만이면 제2 시간에 대한 제1 시간의 비율은 도 7에 도시된 바와 같이 "4"일 수 있다. 도 8의 (d)에 도시된 바와 같이, 제1 시간이 제2 시간의 4배가 될 수 있다.
와이파이 통신이 비활성화되면 와이파이 통신 안테나(230)가 도 8의 (e)에 도시된 바와 같이 오직 V2X 통신에만 이용될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 차량(1)은 V2X 통신을 위한 V2X 통신 안테나(210)와 와이파이 통신을 위한 와이파이 통신 안테나(230)를 이용하여 V2X 통신을 위한 공간 디이버시티를 구현할 수 있다.
와이파이 통신 서비스가 활성화되면, 차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)를 와이파이 통신과 V2X 통신의 다이버시티에 교대로 이용할 수 있다. 구체적으로, 제1 시간 동안 차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)를 V2X 통신의 다이버시티에 이용하고, 제2 시간 동안 차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)를 와이파이 통신에 이용할 수 있다.
와이파이 통신 서비스가 비활성화되면, 차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)를 V2X 통신의 다이버시티에만 이용할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 의한 차량의 통신 동작을 도시한다. 도 10는 도 9에 도시된 통신 동작에 의한 차량의 통신 품질의 향상을 도시한다.
도 9를 참조하며, 차량(1)은 V2X 통신을 제공한다(1010).
차량(1)은 단거리 전용 통신(DSRC) 또는 차량용 무선 접속(WAVE)을 이용하여 다른 차량(2)과 통신하거나 교통 인프라와 통신할 수 있다.
차량(1)은 와이파이 통신을 제공할지 여부를 판단한다(1020).
차량(1)은 운전자의 요청에 의하여 또는 소프트웨어의 업그레이드를 위하여 와이파이 통신을 이용하여 통신 인프라(3)와 통신할 수 있다.
와이파이 통신을 제공하지 않으면(1020의 아니오), 차량(1)은 와이파이 통신 안테나의 주파수를 고정한다(1030).
차량(1)은 대략 5000~5895MHz 주파수 대역의 무선 신호를 송수신할 수 있는 제1 와이파이 통신 안테나(231)를 활성화하고, 대략 2400~2483MHz 주파수 대역의 무선 신호를 송수신할 수 있는 제2 와이파이 통신 안테나(232)를 비활성화할 수 있다.
와이파이 통신을 제공하지 않으면(1020의 아니오), 차량(1)은 또한 와이파이 통신 안테나(230)를 V2X 통신에만 이용한다(1040).
와이파이 통신이 비활성화된 동안 차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)가 V2X 통신에 이용되도록 통신부를 제어할 수 있다.
차량(1)은 또한 와이파이 통신 안테나(230)를 이용하여 V2X 통신을 위한 다이버시티를 수행한다(1050).
차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)를 통하여 수신되는 신호와 V2X 통신 안테나(210)를 통하여 수신되는 신호를 합성함으로써 2X 통신을 위한 다이버시티를 수행하고, V2X 통신의 품질을 향상시킬 수 있다.
와이파이 통신을 제공하면(1020의 예), 차량(1)은 와이파이 통신 속도를 산출한다(1060).
차량(1)은 운전자의 요청 또는 시스템의 요청에 따라 와이파이 통신을 통한 데이터의 전송 속도를 산출할 수 있다.
차량(1)은 V2X 통신과 와이파이 통신의 시분할 비율을 산출한다(1070).
차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)를 와이파이 통신과 V2X 통신의 다이버시티에 교대로 이용할 수 있다. 구체적으로, 제1 시간 동안 차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)를 V2X 통신의 다이버시티에 이용하고, 제2 시간 동안 차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)를 와이파이 통신에 이용할 수 있다.
차량(1)은 와이파이 통신을 통한 데이터의 전송 속도에 기초하여 V2X 통신과 와이파이 통신의 시분할 비율 즉 제2 시간에 대한 제1 시간의 비율을 산출할 수 있다.
차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)를 이용하여 V2X 통신을 위한 다이버시티를 수행한다(1050).
와이파이 통신이 활성화되면 제1 시간 동안 차량(1)은 와이파이 통신 안테나(230)를 V2X 통신의 다이버시티에 이용하고, 제2 시간 동안 차량(1)은 V2X 통신의 다이버시티를 수행하지 못한다.
그 결과, 도 10에 도시된 바와 같이, 오직 V2X 통신 안테나(210)를 이용하는 경우와 비교하여, 와이파이 통신 안테나(230)를 V2X 통신의 다이버시티에 이용하는 경우 차량(1)의 V2X 통신 품질이 향상된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 차량 10: V2X 안테나
20: 와이파이 안테나 110: 입력부
120: 표시부 130: 검출부
140: 영상부 150: GPS부
160: 통신부 170: 구동부
180: 제어부 181: 프로세서
182: 메모리 210: V2X 통신 안테나
220: V2X 통신부 221: V2X RF 송수신기
230: 와이파이 통신 안테나 231: 제1 와이파이 통신 안테나
232: 제2 와이파이 통신 안테나 233: 스위치 모듈
240: 와이파이 통신부 241: 와이파이 RF 송수신기
250: 통신 제어부 251: 시분할 회로
252: 합성 회로 253: 디지털 신호 처리기
254: 마이크로 컨트롤러

Claims (20)

  1. 제1 신호를 수신하는 제1 안테나;
    제2 신호를 수신하는 제2 안테나; 및
    제1 모드에서 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 합성하고 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 합성된 신호를 제1 통신 방식에 따라 처리하고, 제2 모드에서 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하는 것과 상기 제2 신호를 제2 통신 방식에 따라 처리하는 것을 교대로 수행하는 제어부를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 통신 방식 또는 상기 제2 통신 방식에 따라 신호를 처리하는 신호 처리기;
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 합성하는 합성 회로;
    상기 제2 신호를 상기 합성 회로 및 상기 신호 처리기 중 어느 하나로 출력하는 시분할 회로를 포함하는 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 비활성화되면, 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 합성 회로로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 합성 회로에 의하여 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하는 차량.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 제1 시간 동안 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 합성 회로로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 합성 회로로부터 출력된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하는 차량.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 제2 시간 동안 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 신호 처리기로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 시분할 회로로부터 출력된 제2 신호를 상기 제2 통신 방식에 따라 처리하는 차량.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 상기 제2 시간 동안 상기 합성 회로는 상기 제1 신호를 상기 신호 처리기로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 제1 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하는 차량.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율을 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도에 따라 변경하는 차량.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율을 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도의 증가에 따라 감소시키는 차량.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율을 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도의 감소에 따라 증가시키는 차량.
  10. 제1 신호를 수신하는 제1 안테나 및 제2 신호를 수신하는 제2 안테나를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서,
    제1 모드에서, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 합성하고 상기 제1 신호와 상기 제2 신호가 합성된 신호를 제1 통신 방식에 따라 처리하고;
    제2 모드에서, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하는 것과 상기 제2 신호를 제2 통신 방식에 따라 처리하는 것을 교대로 수행하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호가 합성된 신호를 제1 통신 방식에 따라 처리하는 것은,
    상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 비활성화되면, 시분할 회로에 의하여 상기 제2 신호를 합성 회로로 출력하고 상기 합성 회로에 의하여 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 신호 처리기에 의하여 처리하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하는 것과 상기 제2 신호를 제2 통신 방식에 따라 처리하는 것을 교대로 수행하는 것은,
    상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 제1 시간 동안 시분할 회로에 의하여 상기 제2 신호를 합성 회로로 출력하고 상기 합성 회로에 의하여 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 신호 처리기에 의하여 처리하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 제2 시간 동안 시분할 회로에 의하여 상기 제2 신호를 상기 신호 처리기로 출력하고 제2 통신 방식에 따라 상기 신호 처리기에 의하여 상기 제2 신호를 처리하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 상기 제2 시간 동안 상기 합성 회로에 의하여 상기 제1 신호를 상기 신호 처리기로 출력하고 상기 제1 통신 방식에 따라 상기 신호 처리기에 의하여 상기 제1 신호를 처리하는 차량의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율은 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도에 따라 변경되는 차량의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율은 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도의 증가에 따라 감소하는 차량의 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 시간에 대한 상기 제1 시간의 비율은 상기 제2 통신 방식에 의한 통신 속도의 감소에 따라 증가하는 차량의 제어 방법.
  18. 제1 신호를 수신하는 제1 안테나;
    제2 신호를 수신하는 제2 안테나;
    제1 통신 방식 또는 제2 통신 방식에 따라 신호를 처리하는 신호 처리기;
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 합성하는 합성 회로; 및
    상기 제2 신호를 상기 합성 회로 및 상기 신호 처리기 중 어느 하나로 출력하는 시분할 회로를 포함하는 차량용 통신 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 비활성화되면, 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 합성 회로로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 합성 회로에 의하여 합성된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하는 차량용 통신 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제2 통신 방식에 의한 통신이 활성화되면, 제1 시간 동안 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 합성 회로로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 합성 회로로부터 출력된 신호를 상기 제1 통신 방식에 따라 처리하고, 제2 시간 동안 상기 시분할 회로는 상기 제2 신호를 상기 신호 처리기로 출력하고, 상기 신호 처리기는 상기 시분할 회로로부터 출력된 제2 신호를 상기 제2 통신 방식에 따라 처리하는 차량용 통신 장치.
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