KR20200050177A - 근접 차량 리스트 공유를 통한 tdma 기반의 v2x 통신 방법 - Google Patents

근접 차량 리스트 공유를 통한 tdma 기반의 v2x 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 슬롯 번호 할당 방법은, TDMA(Time Division Multiple Access) 기반 통신 시스템을 이용하는 차량이, 2홉 이내의 근접 차량으로부터 상기 근접 차량의 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 수신하는 단계, 상기 차량이, 상기 수신한 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 취합하여 차량 정보 리스트를 생성하고, 상기 차량의 제2 프레임에 대한 슬롯 번호를 할당하는 단계 및 상기 차량이, 상기 슬롯 번호를 할당한 제2 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 상기 2홉 이내의 근접 차량으로 송신하는 단계를 포함한다.

Description

근접 차량 리스트 공유를 통한 TDMA 기반의 V2X 통신 방법{TDMA-BASED V2X COMMUNICATION METHOD BY SHARING PROXIMITY CAR LIST}
본 발명은 근접 차량 리스트 공유를 통한 TDMA 기반의 V2X 통신 방법 에 관한 것이다. 보다 자세하게는, TDMA(Time Division Multiple Access) 무선 통신 방식을 이용하여 근접한 차량들이 데이터 충돌 없이 정보를 주고받을 수 있는 통신 방법 및 통신 시스템에 관한 것이다.
통신 기술의 발달 및 차량에 적용되는 디지털 기술이 발달함에 따라 V2X(Vehicle to Everything) 통신 기술을 사용하는 지능형 차량의 개발이 이루어지고 있다.
V2X 통신 기술은, 도로와 연계된 지능형 교통 시스템(Cooperative Intelligent Transport System, C-ITS) 환경에서 도로를 주행하는 모든 차량들이 V2V(Vehicle to Vehicle) 또는 V2I(Vehicle to Infrastructure) 기반의 협력 통신을 통해 안전 서비스를 제공하는 기술이다.
이러한 V2X 통신 기술은 대부분 DSRC/WAVE(Dedicated Short Range Communication/ Wireless Access in Vehicular Environment) 통신 방식 또는 CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 통신 방식을 통해 구현되고 있지만, 혼잡한 교통 지역에서 다수의 차량들이 통신을 시도하게 되면 충돌이 발생하게 되며, 그에 따라 통신 효율이 급감하게 되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 다수의 차량들 각각에게 타임 슬롯을 부여하여, 해당 타임 슬롯에만 정보를 송신하는 TDMA 무선 통신 방식이 사용될 수 있으나, 많은 차량이 혼재되어 있는 상황에서 슬롯을 할당하고 정보를 송수신하는 방법이 정의되어 있지 않아, 여전히 데이터 충돌의 위험이 있는 통신 방식을 사용해야 한다는 문제점이 있다.
따라서 다수의 차량들이 TDMA 기반 V2X 통신을 수행하여 데이터 충돌의 위험 없이 차량 간의 정보를 공유할 수 있는 기술이 요구되며, 본 발명은 이에 관한 것이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1413777호 (2009.03.24.)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 많은 차량들이 혼재되어 있는 공간에서 차량들이 주고받는 정보들의 충돌에 의한 데이터 손실을 방지할 수 있는 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 시시각각으로 변하는 가변 네트워크에서 해당 차량과 근접한 차량 간의 차량 정보 리스트를 공유하여 차량 간 데이터 충돌을 방지할 수 있는 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 슬롯 번호 할당 방법은, TDMA(Time Division Multiple Access) 기반 통신 시스템을 이용하는 차량이, 2홉(Hop) 이내의 근접 차량으로부터 상기 근접 차량의 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 수신하는 단계, 상기 차량이, 상기 수신한 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 취합하여 차량 정보 리스트를 생성하고, 상기 차량의 제2 프레임에 대한 슬롯 번호를 할당하는 단계 및 상기 차량이, 상기 슬롯 번호를 할당한 제2 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 상기 2홉 이내의 근접 차량으로 송신하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 프레임에 대한 슬롯 번호를 할당하는 단계는, 상기 차량 정보 리스트에서 상기 2홉 이내의 근접 차량에게 할당되지 않은 슬롯 번호 중 하나의 슬롯 번호를 선택하여 할당할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 근접 차량의 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트는, 2홉 이내의 차량에 대한 식별 번호, 슬롯 번호 및 호핑(Hopping) 카운트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 차량 정보 리스트를 수신하는 단계 이전에, 상기 차량이, 근접 차량 간 정보 송수신을 위한 전체 프레임(Frame)을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 슬롯 번호 할당 방법은, TDMA(Time Division Multiple Access) 기반 통신 시스템을 이용하는 차량이, 2홉 이내의 근접 차량으로부터 상기 근접 차량의 제3 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 수신하는 단계, 상기 차량이, 수신한 제3 프레임에 대한 차량 정보 리스트 내에서 현재 차량의 슬롯 번호와 동일한 슬롯 번호의 차량이 존재하는지 확인하는 단계, 상기 차량이, 확인 결과에 따라 상기 차량의 제4 프레임에 대한 슬롯 번호를 할당하는 단계 및 상기 차량이, 상기 슬롯 번호를 할당한 제4 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 상기 2홉 이내의 근접 차량으로 송신하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 슬롯 번호를 할당하는 단계는, 확인 결과에 따라, 동일한 슬롯 번호의 차량이 존재하는 경우, 상기 차량이, 상기 제3 프레임에 대한 차량 정보 리스트 내에서 상기 2홉 이내의 근접 차량에게 할당되지 않은 슬롯 번호 중 하나의 슬롯 번호를 선택하여 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 하나의 슬롯 번호 선택하여 할당하는 단계는, 상기 차량이, 현재 차량이 가지는 프레임에 대한 차량 정보 리스트 내에서 2홉 이내의 근접 차량에게 할당된 슬롯 번호를 배제하고 선택할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 슬롯 번호를 할당하는 단계는, 확인 결과에 따라, 동일한 슬롯 번호의 차량이 존재하지 않는 경우, 상기 차량이, 상기 차량의 제4 프레임에 대한 슬롯 번호를 현재 차량의 슬롯 번호로 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 또는 제4 프레임에 대한 차량 정보 리스트는, 2홉 이내의 차량에 대한 식별 번호, 슬롯 번호 및 호핑(Hopping) 카운트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 장치는, 차량 간에 TDMA(Time Division Multiple Access) 기반 V2X 통신을 수행하는 장치로서, 차량 정보 또는 차량이 가지는 차량 정보 리스트를, 상기 차량과 근접한 제1 차량으로 송신하는 송신부, 상기 제1 차량 중 2홉 이내의 제2 차량으로부터 상기 제2 차량의 차량 정보 리스트를 수신하는 수신부 및 상기 차량 정보 리스트를 취합하여 새로운 차량 정보 리스트를 생성하고, 상기 차량이 가지는 프레임에 대한 슬롯 번호를 할당하는 슬롯 번호 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 장치는, 차량 간에 TDMA(Time Division Multiple Access) 기반 V2X 통신을 수행하는 장치로서, 2홉(Hop) 이내의 근접 차량으로부터 상기 근접 차량에 대한 차량 정보 리스트를 수신하는 수신부, 상기 차량 정보 리스트 내에서 현재 차량의 슬롯 번호와 동일한 슬롯 번호가 존재하는지 확인하고, 확인 결과에 따라 슬롯 번호를 할당하는 슬롯 번호 제어부 및 상기 할당된 슬롯 번호를 포함하는 차량 정보 리스트를 상기 2홉 이내의 차량으로 송신하는 송신부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 차량 정보 리스트는, 2홉 이내의 차량에 대한 식별 번호, 슬롯 번호 및 호핑(Hopping) 카운트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 수신부는, 상기 2홉 이내의 제2 차량으로부터 브로드캐스팅(Broadcasting)된 차량 정보 리스트를 수신할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 차량 간의 차량 정보 리스트를 공유하여, 차량들이 주고 받는 정보들의 충돌에 의한 데이터 손실을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 많은 차량들 중에서 근접한 2홉 이내의 차량 간의 차량 정보 리스트를 지속적으로 수신하여, 신규 차량의 진입을 감지하고, 신규 차량과 기존 차량들 간의 프레임 별 슬롯 번호를 할당하여 차량 간의 안정적인 V2X 통신을 수행할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDMA 기반 V2X 통신을 수행할 수 있는 차량 통신 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치가 이용하는 통신 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 간의 홉 카운트 방식을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량의 이동 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량의 슬롯 번호 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량의 이동 과정을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량의 슬롯 번호 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDMA 기반 V2X 통신을 수행할 수 있는 차량 통신 시스템(10)의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 설명하기에 앞서, 본 발명이 적용되는 V2X(Vehicle to Everything communication) 통신 시스템은 일반적으로 V2X에 적용되는 CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 방식이 아닌, TDMA(Time Division Multiple Access) 통신 방식을 사용하며, 도로 위의 많은 차량들이 각각에 할당된 타임 슬롯(Time Slot)을 통해서 정보를 주고받을 수 있다.
도 1을 참조하면, TDMA 기반 V2X 통신을 수행할 수 있는 차량 통신 시스템(10)은 복수 개의 차량(101~106)과 차량이 주행하는 도로 근방에 배치된 기지국(200)을 포함함을 확인할 수 있으며, 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위한 부가적인 구성을 더 포함할 수 있다.
복수 개의 차량(101~106)은 TDMA 기반 V2X 통신 시스템(10)을 활용하여 근접한 차량과 정보를 주고받을 수 있는 통신 장치(100)를 구비한 차량으로서, 근접한 차량과의 통신을 통해 현재 주행 중인 도로의 교통 정보를 확인할 수 있다.
보다 구체적으로, 복수 개의 차량(101~106)에 구비되는 통신 장치(100)는 통신 채널의 하위 계층인 TDMA 프레임(Frame)을 이용하여 차량 각각에 해당된 타임 슬롯 내에서 해당 차량의 식별 정보, 타임 슬롯 정보 등을 송신할 수 있다.
기지국(200)은 프레임(Frame)을 S개(S는 2 이상의 정수)의 타임 슬롯으로 나누어 도로 위의 차량에게 송출할 수 있으며, 기지국(200)이 복수 개의 차량(101~106)에게 송출하는 컨트롤 채널 프레임은 아래의 도 2와 같이 설명될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치(100)가 이용하는 통신 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, V2X 통신 채널은 서비스 채널(Service Channels)과 컨트롤 채널(Control Channels)로 이루어지며, 차량의 통신 장치(100)는 178 채널, 즉 컨트롤 채널을 이용하여 통신할 수 있다. 보다 구체적으로, 컨트롤 채널은 복수 개의 TDMA 프레임으로 쪼개지며, 차량의 통신 장치(100)는 S개로 쪼개진 하나의 TDMA 프레임 안에 데이터를 송신할 수 있는 하나의 타임 슬롯을 가질 수 있다.
또한, 하나의 타임 슬롯은 순차적으로 반송파 감지(Carrier Sense), 백 오프(Back Off) 시간 및 실제 전송 시간(Actual Transmission Time)으로 나누어질 수 있다. 차량의 통신 장치(100)는 자신에게 할당된 타임 슬롯 내에서 곧바로 정보를 송신하지 않고, 다른 차량이 정보를 송신할 경우를 대비하여 반송파 감지 및 백 오프 시간에서 대기 상태를 유지할 수 있으며, 실제 전송 시간에 도달했을 때, 근접 차량에게 해당 차량의 차량 정보 리스트를 송신할 수 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수 개의 차량들이 통신할 수 있는 통신 프레임의 구성에 대하여 간략하게 설명하였으며, 이하에서는 이러한 통신 프레임을 활용할 수 있는 차량의 통신 장치(100)에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치(100)의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 간의 홉 카운트 방식을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치(100)는 송신부(110), 수신부(120) 및 슬롯 번호 제어부(130)를 포함하는 것을 확인할 수 있으며, 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위한 부가적인 구성을 더 포함할 수 있다.
송신부(110)는 차량이 가지는 차량 정보 리스트를 통신 채널을 이용하여 차량과 근접한 차량(이하, "제1 차량"이라 한다)으로 송신할 수 있다. 여기서, 차량 정보 리스트는 해당 차량 또는 해당 차량과 근접한 차량의 식별 번호, 식별 번호에 대응되는 타임 슬롯 번호 및 호핑(Hopping) 카운트를 포함하는 리스트로서, 송신부(110)는 지속적으로 차량 정보 리스트를 제1 차량으로 송신함으로써, 자신과 근접한 차량들에게 주변 차량들의 존재를 알릴 수 있다.
한편, 차량이 차량 통신 시스템(10)에 처음 접속하여 타임 슬롯 번호를 가지고 있지 않은 경우, 송신부(110)는 해당 차량의 식별 번호만을 제1 차량으로 송신하여, 자신과 근접한 차량에게 자신의 존재를 알릴 수 있다.
아울러, 송신부(110)는 가지고 있는 차량 정보 리스트를 브로드캐스팅(Broadcasting) 방식으로 지속적으로 송신할 수 있으며, 그에 따라 차량이 이동하는 과정에서 근접하게 되는 차량들에게 해당 차량의 존재를 알릴 수 있다.
한편, 차량이 교통 정체 구간 도로에 진입하여, 해당 차량 주변에 많은 차량들이 존재할 경우, 많은 차량들이 송신하는 정보들로 인해 차량 통신 시스템(10)에 과부하가 걸리거나, 정보를 주고받는 과정에서 데이터의 충돌이 발생할 수 있으므로, 통신 장치(100)는 해당 차량과 가장 근접한 차량에게서만 차량 정보 리스트를 주고받을 수 있다.
그에 따라, 도 4를 참조하면, 본 발명의 차량 통신 시스템(10)은 각각의 차량과 근접한 차량임을 판단하기 위해, 홉(Hop)을 이용할 수 있다. 홉은 하나의 차량이 송신한 정보가 해당 차량과 가장 가까운 차량으로 전송되었을 때, 그 카운트가 1씩 늘어나는 것으로, 예를 들어, 제1 차량(Vehicle 1, 101)과 가장 가까운 제2 차량(Vehicle 2, 102)의 홉 카운트는 1 일 수 있다. 또한, 제2 차량(102) 다음으로 제1 차량(101)과 가까운 제3 차량(Vehicle 3, 103)의 홉 카운트는 2가 되며, 가까운 차량과의 거리를 기준으로 1홉 영역(1 hop neighbor)과 제2 홉 영역(2 hop neighbor)이 형성될 수 있다.
본 발명에서는 차량 정보 리스트를 주고받는 근접 차량의 기준을 2홉 이내의 차량으로 설정할 수 있으며, 2홉 이내의 차량과 주고받은 차량 정보 리스트를 이용하여 하나의 TDMA 프레임 내 타임 슬롯을 설정할 수 있다.
또한, 2홉 이내의 차량 정보 리스트를 공유함에 따라, 송신부(110)는 호핑(Hopping) 카운트를 포함하는 차량 정보 리스트를 제1 차량으로 송신할 수 있다. 즉, 송신부(110)가 송신하는 차량 정보 리스트에는 2홉 이내의 차량에 대한 식별 번호, 슬롯 번호, 호핑(Hopping) 카운트가 포함될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 수신부(120)는 제1 차량 중 2홉 이내의 제2 차량으로부터 제2 차량의 차량 정보 리스트를 수신할 수 있다. 즉, 수신부(120)는 많은 차량들이 존재하는 교통 상황에서 해당 차량과 가장 근접한 2홉 이내의 차량들로부터 브로드캐스팅(Broadcasting)된 차량 정보 리스트를 수신하고 이를 취합함으로써 차량 정보 리스트를 얻을 수 있다.
슬롯 번호 제어부(130)는 수신부(120)가 제2 차량으로부터 수신한 차량 정보 리스트를 취합하여 새로운 차량 정보 리스트를 생성하고, 차량 간의 통신을 위한 슬롯 번호를 할당할 수 있다. 보다 구체적으로, 슬롯 번호 제어부(130)는 S개로 쪼개진 하나의 TDMA 프레임 내에서 2홉 이내의 제2 차량들의 슬롯 번호를 확인하고, 할당되어 있지 않은 슬롯 번호를 해당 차량의 슬롯 번호로 설정할 수 있다.
또한, 슬롯 번호 제어부(130)는 기존에 다른 차량과 통신하는 과정에서 TDMA 프레임 내 슬롯 번호를 할당하여 가지고 있는 경우, 현재 수신한 차량 정보 리스트 내에서 자신과 동일한 슬롯 번호가 존재하는지 확인하고, 확인 결과에 따라 다른 차량들에게 할당되어 있지 않은 슬롯 번호를 할당할 수 있다.
즉, 슬롯 번호 제어부(130)는 중복되지 않는 슬롯 번호를 설정한 이후, 새롭게 생성한 차량 정보 리스트에 해당 차량의 슬롯 번호를 추가한 후, 이를 송신부(110)를 통해 2홉 이내의 제2 차량으로 송신함으로써, 다음 TDMA 프레임에서 정보를 주고받을 때, 차량 간의 정보 충돌을 막을 수 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치(100)의 구성을 개략적으로 설명하였다. 본 발명에 따르면, 차량 간에 TDMA 기반 V2X 통신을 수행할 수 있는 차량 통신 시스템(10)에서 근접한 2홉 이내의 차량과 차량 정보 리스트를 주고받음으로써, 혼잡한 교통 상황에서도 차량 간 데이터 통신을 원활하게 수행할 수 있는 효과가 도출될 수 있다. 이하에서는, 이러한 통신 장치(100)를 구비한 차량들의 도로 주행 과정에서 V2X 통신을 위해 TDMA 프레임의 슬롯 번호를 설정하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량의 슬롯 번호 할당 방법을 나타낸 순서도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량의 이동 과정을 나타낸 도면이다.
한편, 도 5에 도시한 방법은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시 예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 삭제 또는 추가되거나, 어느 한 단계가 다른 단계에 포함되어 수행될 수 있음은 물론이다.
도 5를 참조하면, 차량이 2홉 이내의 근접 차량으로부터 근접 차량의 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 수신한다(S101). 여기서, 차량 정보 리스트를 수신하는 차량은 차량 통신 시스템(10)에 처음 접속한 차량으로서, 어떠한 슬롯 번호도 가지고 있지 않은 차량을 의미할 수 있다.
즉, 도 6과 같이, 제1 차량(101)이 제2 차량(102)의 1홉 영역 및 제3 차량의 2홉 영역으로 진입함에 따라, 제1 차량(101)은 제2 차량(102) 및 제3 차량(103)으로부터 차량 정보 리스트를 수신할 수 있다.
예를 들어, 도 6에서 제1 차량(101)은 제2 차량(102) 및 제3 차량(103)으로부터 아래의 [표 1] 같은 차량 정보 리스트를 수신할 수 있다.
차량 식별 번호(Vehicle ID) 슬롯 번호(Slot Num.)
102 5
103 7
한편, 근접 차량의 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트에는 2홉 이내의 차량에 대한 식별 번호, 슬롯 번호, 호핑 카운트가 포함될 수 있으며, 차량은 현재 진입한 영역에 배치된 차량들의 식별 번호와 함께 슬롯 번호를 확인할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, S101 단계 이후, 차량은 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 취합하여 차량 정보 리스트를 생성하고, 해당 차량의 제2 프레임에 대한 슬롯 번호를 할당한다(S102). 보다 구체적으로, 차량은 새롭게 생성한 차량 정보 리스트에서 2홉 이내의 근접 차량에게 할당되어 있지 않은 슬롯 번호 중 하나의 번호를 다음 프레임에서(제2 프레임) 자신의 슬롯 번호로 선택할 수 있다.
한편, 차량이 근접 차량에 대한 차량 정보 리스트를 수신하고, 다음 프레임에 대한 자신의 슬롯 번호를 할당하기 위해, 차량은 차량 통신 시스템(10)에 접속하는 즉시 근접 차량과 정보 송수신 할 수 있는 전체 프레임을 수신할 수 있다.
S102 단계 이후, 차량은 선택한 슬롯 번호를 새롭게 생성한 차량 정보 리스트에 추가할 수 있으며, 제2 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 앞서 차량 정보 리스트를 수신한 2홉 이내의 근접 차량으로 송신한다(S103).
예를 들어, 도 6에서 제1 차량(101)은 아래의 [표 2]와 같은 제2 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 제2 차량(102) 및 제3 차량(103)으로 송신할 수 있다.
차량 식별 번호(Vehicle ID) 슬롯 번호(Slot Num.)
102 5
103 7
101 2
그에 따라, 2홉 이내의 근접 차량도 새롭게 진입한 차량의 슬롯 번호를 확인하고, 자신의 차량 정보 리스트를 갱신할 수 있으며, 추후에 다른 차량이 근접하는 경우, 갱신한 차량 정보 리스트를 송신할 수 있다.
지금까지 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량의 슬롯 번호 할당 방법에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 새롭게 진입한 차량이 근접한 2홉 이내의 차량의 슬롯 번호와 중복되지 않도록 슬롯 번호를 설정하고, 그 자신의 슬롯 번호를 포함한 차량 정보 리스트를 근접 차량에게 송신함으로써, 원활한 데이터 통신을 수행할 수 있다는 효과가 도출된다.
한편, 앞서 설명한 방법은 슬롯 번호를 가지고 있지 않은 신규 차량에 해당하는 경우로서, TDMA 프레임에 대한 슬롯 번호를 가지고 있는 차량이 기존의 2홉 영역에 진입할 수도 있다. 이는 도 7 및 도 8에 대한 설명이며, 이하에서 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량의 슬롯 번호 할당 방법을 나타낸 순서도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량의 이동 과정을 나타낸 도면이다.
한편, 도 7에 도시한 방법은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시 예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 삭제 또는 추가되거나, 어느 한 단계가 다른 단계에 포함되어 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 차량은 2홉 이내의 근접 차량으로부터, 근접 차량의 제3 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 수신한다(S201). 여기서, 근접 차량의 제3 프레임에 대한 차량 정보 리스트에는 2홉 이내의 차량에 대한 식별 번호, 슬롯 번호, 호핑 카운트가 포함될 수 있으며, 해당 차량은 현재 진입한 영역에 배치된 차량들의 식별 번호와 함께 슬롯 번호를 확인할 수 있다
S201 단계 이후, 차량은 수신한 제3 프레임에 대한 차량 정보 리스트 내에서 현재 차량의 슬롯 번호와 동일한 슬롯 번호의 차량이 존재하는지 확인한다(S202).
이와 관련하여, 도 8을 보면, 제1 차량(101)이 2홉 이내의 제2 차량(102), 제3 차량(103) 및 제4 차량(104)의 홉 영역으로 진입함에 따라, 제2 차량(102), 제3 차량(103) 및 제4 차량(104)으로부터 아래의 [표 3] 같은 차량 정보 리스트를 수신할 수 있다.
차량 식별 번호(Vehicle ID) 슬롯 번호(Slot Num.)
102 4
103 2
104 1
S202 단계 이후, 슬롯 번호의 확인 결과, 동일한 슬롯 번호의 차량이 존재하는 경우, 제3 프레임에 대한 차량 정보 리스트 내에서 2홉 이내의 근접 차량에게 할당되지 않은 슬롯 번호 중 하나의 슬롯 번호를 선택하여 할당한다(S202-1, YES).
즉, 도 8에서 슬롯 번호 2를 가지고 있는 제1 차량(101)이 차량 정보 리스트에서 제3 차량(103)이 자신과 동일한 슬롯 번호를 가짐을 확인한 경우, 2홉 이내의 제2 차량(102), 제3 차량(103) 및 제4 차량(104)에 할당되지 않은 슬롯 번호(예. slot 7)를 선택할 수 있다.
한편, 차량이 새로운 영역에 진입하여 슬롯 번호를 공유하는 과정에서, 차량과 근접한 차량들이 동일한 속도로 이동하여, 기존의 차량들이 2홉 이내로 유지되는 상황이 발생할 수 있다.
예를 들어, 도 8에서 제1 차량(101)이 제2 차량(102), 제3 차량(103) 및 제4 차량(104)의 2홉 영역에 근접함과 동시에, 기존에 제1 차량(101)과 차량 정보 리스트를 공유한 제5 차량(105) 및 제6 차량(106)이 제1 차량(101)과 동일한 속도로 이동할 수 있다.
그에 따라, 제1 차량(101)은 새로운 슬롯 번호를 선택하는 경우, 기존의 제5 차량(105) 및 제6 차량(106)에 할당된 슬롯 번호를 배제하고 선택할 수 있다. 즉, 제1 차량(101)은 제1 내지 제6 차량(101~106)의 슬롯 번호와 중복되지 않는 슬롯 번호(예. slot 8)를 선택할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, S202 단계 이후, 슬롯 번호의 확인 결과, 동일한 슬롯 번호의 차량이 존재하지 않는 경우, 현재 가지고 있는 슬롯 번호를 그 다음 프레임(제4 프레임)에 대한 슬롯 번호로 유지한다(S202-2, NO).
S202-1, S202-2 단계를 통해, 차량의 슬롯 번호 선정이 완료되면, 차량은 이어진 제4 프레임에 대한 자신의 슬롯 번호를 할당하고, 제4 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 생성한 후, 2홉 이내의 근접 차량으로 송신한다(S203, S204).
이와 같이, 차량은 주행과정에서 시시각각으로 변화하는 가변 네트워크에서 자신과 인접한 2홉 이내의 차량과 차량 정보 리스트를 지속적으로 공유할 수 있으며, 그에 따라 정보를 송신할 수 있는 타임 슬롯을 중복되지 않게 설정할 수 있어, 혼잡한 교통 지역에서 차량 간 데이터의 충돌을 피할 수 있다. 또한, 데이터 충돌이 발생하지 않기 때문에, 차량 통신 시스템(10)의 품질이 상승하고, 차량은 주변의 교통 상황을 파악할 수 있어, 근접 차량 간의 사고를 예방할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 차량 통신 시스템
100: 통신 장치
110: 송신부
120: 수신부
130: 슬롯 번호 제어부
101, 102, 103, 104, 105, 106: 차량
200: 기지국

Claims (13)

  1. TDMA(Time Division Multiple Access) 기반 통신 시스템을 이용하는 차량이, 2홉(Hop) 이내의 근접 차량으로부터 상기 근접 차량의 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 수신하는 단계;
    상기 차량이, 상기 수신한 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 취합하여 차량 정보 리스트를 생성하고, 상기 차량의 제2 프레임에 대한 슬롯 번호를 할당하는 단계; 및
    상기 차량이, 상기 슬롯 번호를 할당한 제2 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 상기 2홉 이내의 근접 차량으로 송신하는 단계;
    를 포함하는 차량의 슬롯 번호 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 프레임에 대한 슬롯 번호를 할당하는 단계는,
    상기 차량 정보 리스트에서 상기 2홉 이내의 근접 차량에게 할당되지 않은 슬롯 번호 중 하나의 슬롯 번호를 선택하여 할당하는 차량의 슬롯 번호 할당 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 근접 차량의 제1 프레임에 대한 차량 정보 리스트는,
    2홉 이내의 차량에 대한 식별 번호, 슬롯 번호 및 호핑(Hopping) 카운트 중 적어도 하나를 포함하는 차량의 슬롯 번호 할당 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차량 정보 리스트를 수신하는 단계 이전에,
    상기 차량이, 근접 차량 간 정보 송수신을 위한 전체 프레임(Frame)을 수신하는 단계;
    를 더 포함하는 차량의 슬롯 번호 할당 방법.
  5. TDMA(Time Division Multiple Access) 기반 통신 시스템을 이용하는 차량이, 2홉(Hop) 이내의 근접 차량으로부터 상기 근접 차량의 제3 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 수신하는 단계;
    상기 차량이, 수신한 제3 프레임에 대한 차량 정보 리스트 내에서 현재 차량의 슬롯 번호와 동일한 슬롯 번호의 차량이 존재하는지 확인하는 단계;
    상기 차량이, 확인 결과에 따라 상기 차량의 제4 프레임에 대한 슬롯 번호를 할당하는 단계; 및
    상기 차량이, 상기 슬롯 번호를 할당한 제4 프레임에 대한 차량 정보 리스트를 상기 2홉 이내의 근접 차량으로 송신하는 단계;
    를 포함하는 차량의 슬롯 번호 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 슬롯 번호를 할당하는 단계는,
    확인 결과에 따라, 동일한 슬롯 번호의 차량이 존재하는 경우,
    상기 차량이, 상기 제3 프레임에 대한 차량 정보 리스트 내에서 상기 2홉 이내의 근접 차량에게 할당되지 않은 슬롯 번호 중 하나의 슬롯 번호를 선택하여 할당하는 단계;
    를 더 포함하는 차량의 슬롯 번호 할당 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하나의 슬롯 번호 선택하여 할당하는 단계는,
    상기 차량이, 현재 차량이 가지는 프레임에 대한 차량 정보 리스트 내에서 2홉 이내의 근접 차량에게 할당된 슬롯 번호를 배제하고 선택하는 차량의 슬롯 번호 할당 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 슬롯 번호를 할당하는 단계는,
    확인 결과에 따라, 동일한 슬롯 번호의 차량이 존재하지 않는 경우,
    상기 차량이, 상기 차량의 제4 프레임에 대한 슬롯 번호를 현재 차량의 슬롯 번호로 유지하는 단계;
    를 더 포함하는 차량의 슬롯 번호 할당 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제3 또는 제4 프레임에 대한 차량 정보 리스트는,
    2홉 이내의 차량에 대한 식별 번호, 슬롯 번호 및 호핑(Hopping) 카운트 중 적어도 하나를 포함하는 차량의 슬롯 번호 할당 방법.
  10. 차량 간에 TDMA(Time Division Multiple Access) 기반 V2X 통신을 수행하는 장치로서,
    차량이 가지는 차량 정보 리스트를, 상기 차량과 근접한 제1 차량으로 송신하는 송신부;
    상기 제1 차량 중 2홉(Hop) 이내의 제2 차량으로부터 상기 제2 차량의 차량 정보 리스트를 수신하는 수신부; 및
    상기 차량 정보 리스트를 취합하여 새로운 차량 정보 리스트를 생성하고, 상기 차량이 가지는 프레임에 대한 슬롯 번호를 할당하는 슬롯 번호 제어부;
    를 포함하는 통신 장치.
  11. 차량 간에 TDMA(Time Division Multiple Access) 기반 V2X 통신을 수행하는 장치로서,
    2홉(Hop) 이내의 근접 차량으로부터 상기 근접 차량에 대한 차량 정보 리스트를 수신하는 수신부;
    상기 차량 정보 리스트 내에서 현재 차량의 슬롯 번호와 동일한 슬롯 번호가 존재하는지 확인하고, 확인 결과에 따라 슬롯 번호를 할당하는 슬롯 번호 제어부; 및
    상기 할당된 슬롯 번호를 포함하는 차량 정보 리스트를 상기 2홉 이내의 차량으로 송신하는 송신부;
    를 포함하는 통신 장치.
  12. 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량 정보 리스트는,
    2홉 이내의 차량에 대한 식별 번호, 슬롯 번호 및 호핑(Hopping) 카운트 중 적어도 하나를 포함하는 통신 장치.
  13. 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 2홉 이내의 제2 차량으로부터 브로드캐스팅(Broadcasting)된 차량 정보 리스트를 수신하는 통신 장치.
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