KR20200129724A

KR20200129724A - 즉시 액세스를 제공하기 위한 주기 정보 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20200129724A
Application number: KR1020190054551A
Authority: KR
Inventors: 이상선; 표성철
Original assignee: 현대자동차주식회사; 한양대학교 산학협력단; 기아자동차주식회사
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-18

Abstract

본 발명은 V2X(vehicle to everything) 통신을 사용하는 단말기에서 즉시 액세스(immediate access) 모드를 사용하는 경우에, 즉시 액세스 모드의 주기 정보를 전송하는 방법에 관한 것이다. 따라서 통신 시스템의 성능이 향상될 수 있다.

Description

즉시 액세스를 제공하기 위한 주기 정보 전송 방법 및 장치{METHOD OF TRANSMITTING DURATION INFORMATION FOR SUPPORTING IMMEDIATE ACCESS AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 동기화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 V2X(vehicle to everything) 통신을 사용하는 단말기에서 제공자와 사용자 사이에서 정보를 주고받기 위해 즉시 액세스(immediate access) 모드를 사용하는 경우에, 즉시 액세스 모드의 주기 정보를 전송하는 방법에 관한 것이다.

정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(wireless local area network, WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인용 휴대 정보 단말기(personal digital assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player, PMP), 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC 등과 같은 휴대형 단말기를 사용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.

무선랜 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. 무선랜의 보급이 활성화되고 이를 이용한 어플리케이션(application)이 다양화됨에 따라, 기존의 무선랜 기술보다 더 높은 처리율을 지원하는 새로운 무선랜 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다. 초고처리율(very high throughput, VHT) 무선랜 기술은 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 제안된 기술이다. 그 중, IEEE 802.11ac 표준에 따른 무선랜 기술은 6GHz 이하 대역에서 초고처리율 제공하기 위한 기술이고, IEEE 802.11ad 표준에 따른 무선랜 기술은 60GHz 대역에서 초고처리율 제공하기 위한 기술이다.

이 외에도 다양한 무선랜 기술에 대한 표준이 규정되었고 기술 개발이 진행되고 있다. 대표적으로, IEEE 802.11af 표준에 따른 무선랜 기술은 TV 유휴 대역(white space)에서 무선랜의 동작을 위해 규정된 기술이고, IEEE 802.11ah 표준에 따른 무선랜 기술은 1GHz 이하 대역에서 저전력으로 동작하는 많은 수의 단말을 지원하기 위해 규정된 기술이고, IEEE 802.11ai 표준에 따른 무선랜 기술은 무선랜 시스템에서 빠른 초기 링크 설정(fast initial link setup, FILS)을 위해 규정된 기술이다. 최근에는 다수의 기지국과 단말이 존재하는 밀집된 환경에서 주파수 효율의 향상을 목적으로 한 IEEE 802.11ax 표준화가 진행되고 있다.

본 발명의 배경은 V2X 통신을 사용하는 단말기에서 Provider와 User 사이에 정보를 주고 받기 위해 Immediate access 모드를 사용하는 경우에, Channel Switching하는 시점 동기화 방법에 관한 것이다. V2X 통신을 지원하기 위한 IEEE 1609.x 표준에 정의된 Channel access 모드는 3가지를 지원하고 있다. 아래의 그림 1과 같이 첫번째는 Continuous방식, 두번째는 Alternating 방식, 마지막으로 Immediate access 방식이 있다.

채널 운용과 관련하여 V2X 통신 단말기는 one-PHY 인 경우, Default로서 Alternating 방식을 사용해야 하며, 안전 서비스가 이뤄지는 상황에서는 Safety SCH에서 Continuous mode로 동작해야 한다. 그러나, 향후 V2X 통신 단말기는 two-PHYs가 주가 될 것으로 예상되는데, 이러한 경우 one-PHY는 안전 서비스를 위해 특정 채널(e.g. CH 172)에서 Continuous mode로 동작해야 하며 다른 one-PHY의 경우 Alternating mode로 동작하여 다른 서비스들이 이루어지도록 미국의 FCC나 유럽의 EC는 규제하고 있다.

그러나, 특정 서비스 및 통신 환경 등에 따라 Alternating 모드에서 Sync interval 100ms 내 SCH의 50ms을 넘어 일시적으로 특정 duration동안 Seamless하게 그 SCH에 Access해야 하는 상황이 발생될 수 있다. 이때 immediate access 모드가 필요하며, 향후 많은 서비스가 적용되는 경우에 채널 운용의 유연함을 위해 Immediate Access 모드가 많이 활용될 것으로 판단된다. 그러나, 표준 내에서 immediate access 모드는 optional로 정의되어 있어 Provider와 User 사이의 시나리오를 생각해 볼 때, 이를 지원하기 위한 방안이 필요하다.

한편, 발명의 배경이 되는 기술은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 내용을 포함할 수 있다.

본 발명은 V2X(vehicle to everything) 통신을 사용하는 단말기에서 즉시 액세스(immediate access) 모드를 사용하는 경우에, 즉시 액세스 모드의 주기 정보를 전송하는 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면 즉시 액세스(immediate access)를 제공하기 위한 즉시 액세스 모드의 주기 정보를 전송하는 방법 및 장치를 포함한다.

본 발명의 즉시 액세스를 제공하기 위한 주기 정보 전송 방법에 의하면, 단말은 즉시 액세스 모드의 주기 정보를 포함하는 액세스 요청 메시지를 전송하여 효율적으로 액세스를 수행할 수 있다.

도 1은 무선랜 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 무선랜 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 무선랜 시스템에서 스테이션의 연결 절차를 도시한 순서도이다.
도 4는 EDCA(enhanced distributed channel access)에 기초한 통신 노드의 동작 방법의 제1 실시예를 도시한 타이밍도이다.
도 5는 채널 액세스 옵션의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6은 서비스 요청 타입(service request type)의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7은 ImmediateAccess 파라미터의 정의 및 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 WSA, WSMP-N-Header 및 WSMP-T-Header의 포맷의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 9는 WSA, WSMP-N-Header 및 WSMP-T-Header의 extension 필드에 포함되는 파라미터들의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10은 즉시 액세스 요청 메시지를 전송하는 제1 시나리오의 실시예를 도시하는 순서도이다.
도 11은 즉시 액세스 요청 메시지를 전송하는 제1 시나리오에 따른 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 12는 ChannelAccess 파라미터의 구조의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 13은 WME에서의 WSA 구성의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 14는 ChannelAccess 파라미터의 구조의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 15는 즉시 액세스 요청 메시지를 전송하는 제2 시나리오의 실시예를 도시하는 순서도이다.
도 16은 즉시 액세스 요청 메시지를 전송하는 제2 시나리오에 따른 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 17은 WSMP 헤더 구성의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 18은 즉시 액세스 요청 메시지를 전송하는 제3 시나리오의 실시예를 도시하는 순서도이다.
도 19는 즉시 액세스 요청 메시지를 전송하는 제3 시나리오에 따른 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 20은 ImmediateAccess 파라미터의 구성의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 21은 WSMP 헤더 구성의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.

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.

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)(예를 들어, 무선랜(wireless local area network) 시스템)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 1은 무선랜 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 무선랜 시스템은 적어도 하나의 기본 서비스 세트(basic service set; BSS)를 포함할 수 있다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(STA1, STA2(AP1), STA3, STA4, STA5(AP2), STA6, STA7, STA8)의 집합을 의미하며, 특정 영역을 의미하는 개념은 아니다. 아래 실시예들에서 액세스 포인트(access point)의 기능을 수행하는 스테이션은 "액세스 포인트(AP)"로 지칭될 수 있고, 액세스 포인트의 기능을 수행하지 않는 스테이션은 "non-AP 스테이션" 또는 "스테이션"으로 지칭될 수 있다.

BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(independent BSS; IBSS)로 구분될 수 있다. 여기서, BSS1과 BSS2는 인프라스트럭쳐 BSS를 의미할 수 있고, BSS3은 IBSS를 의미할 수 있다. BSS1은 제1 스테이션(STA1), 분배 서비스(distribution service)를 제공하는 제1 액세스 포인트(STA2(AP1)), 및 다수의 액세스 포인트들(STA2(AP1), STA5(AP2))을 연결하는 분배 시스템(distribution system, DS)을 포함할 수 있다. BSS1에서 제1 액세스 포인트(STA2(AP1))는 제1 스테이션(STA1)을 관리할 수 있다.

BSS2는 제3 스테이션(STA3), 제4 스테이션(STA4), 분배 서비스를 제공하는 제2 액세스 포인트(STA5(AP2)), 및 다수의 액세스 포인트들(STA2(AP1), STA5(AP2))을 연결하는 분배 시스템(DS)을 포함할 수 있다. BSS2에서 제2 액세스 포인트(STA5(AP2))는 제3 스테이션(STA3)과 제4 스테이션(STA4)을 관리할 수 있다.

BSS3은 애드-혹(ad-hoc) 모드로 동작하는 IBSS를 의미할 수 있다. BSS3에는 중앙에서 관리 기능을 수행하는 개체(centralized management entity)인 액세스 포인트가 존재하지 않을 수 있다. 즉, BSS3에서 스테이션들(STA6, STA7, STA8)은 분산된 방식(distributed manner)으로 관리될 수 있다. BSS3에서 모든 스테이션들(STA6, STA7, STA8)은 이동 스테이션을 의미할 수 있으며, 분배 시스템(DS)으로 접속이 허용되지 않으므로 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.

액세스 포인트(STA2(AP1), STA5(AP2))는 자신에게 결합된 스테이션(STA1, STA3, STA4)을 위하여 무선 매체를 통해 분산 시스템(DS)에 대한 접속을 제공할 수 있다. BSS1 또는 BSS2에서 스테이션들(STA1, STA3, STA4) 사이의 통신은 일반적으로 액세스 포인트(STA2(AP1), STA5(AP2))를 통해 이루어지나, 다이렉트 링크(direct link)가 설정된 경우에는 스테이션들(STA1, STA3, STA4) 간의 직접 통신이 가능하다.

복수의 인프라스트럭쳐 BSS들은 분배 시스템(DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. 분배 시스템(DS)을 통하여 연결된 복수의 BSS들을 확장된 서비스 세트(extended service set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 통신 노드들(STA1, STA2(AP1), STA3, STA4, STA5(AP2))은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 임의의 스테이션(STA1, STA3, STA4)은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.

분배 시스템(DS)은 하나의 액세스 포인트가 다른 액세스 포인트와 통신하기 위한 메커니즘(mechanism)으로서, 이에 따르면 액세스 포인트는 자신이 관리하는 BSS에 결합된 스테이션들을 위해 프레임을 전송하거나, 다른 BSS로 이동한 임의의 스테이션을 위해 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 유선 네트워크 등과 같은 외부 네트워크와 프레임을 송수신할 수 있다. 이러한 분배 시스템(DS)은 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11 표준에 규정된 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예를 들어, 분배 시스템은 메쉬 네트워크(mesh network)와 같은 무선 네트워크이거나, 액세스 포인트들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수 있다. 무선랜 시스템에 포함된 통신 노드들(STA1, STA2(AP1), STA3, STA4, STA5(AP2), STA6, STA7, STA8)은 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 2는 무선랜 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 송수신 장치(230)는 트랜시버(transceiver), RF(radio frequency) 유닛, RF 모듈(module) 등으로 지칭될 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

한편, 무선랜 시스템에서 연결 절차는 다음과 같이 수행될 수 있다.

도 3은 무선랜 시스템에서 스테이션의 연결 절차를 도시한 순서도이다.

도 3을 참조하면, 인프라스트럭쳐 BSS에서 스테이션(STA)의 연결 절차는 크게 액세스 포인트(AP)를 탐지하는 단계(probe step), 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증 단계(authentication step), 및 인증 절차를 수행한 액세스 포인트(AP)와의 연결 단계(association step)로 구분될 수 있다.

스테이션(STA)은 먼저 패시브 스캐닝(passive scanning) 방법 또는 액티브 스캐닝(active scanning) 방법을 사용하여 이웃한 액세스 포인트들(APs)을 탐지할 수 있다. 패시브 스캐닝 방법을 사용하는 경우, 스테이션(STA)은 액세스 포인트들(APs)이 전송하는 비컨을 엿들음(overhearing)으로써 이웃한 액세스 포인트들(APs)을 탐지할 수 있다. 액티브 스캐닝 방법을 사용하는 경우, 스테이션(STA)은 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 전송할 수 있고, 액세스 포인트들(APs)로부터 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 수신함으로써 이웃한 액세스 포인트들(APs)을 탐지할 수 있다.

이웃한 액세스 포인트들(APs)이 탐지된 경우, 스테이션(STA)은 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증 단계를 수행할 수 있다. 이 경우, 스테이션(STA)은 복수의 액세스 포인트들(APs)과 인증 단계를 수행할 수 있다. IEEE 802.11 표준에 따른 인증 알고리즘(algorithm)은 두 개의 인증 프레임을 교환하는 오픈 시스템(open system) 알고리즘, 네 개의 인증 프레임을 교환하는 공유 키(shared key) 알고리즘 등으로 구분될 수 있다.

스테이션(STA)은 IEEE 802.11 표준에 따른 인증 알고리즘을 기반으로 인증 요청 프레임(authentication request frame)을 전송할 수 있고, 액세스 포인트(AP)로부터 인증 요청 프레임에 대한 응답인 인증 응답 프레임(authentication response frame)을 수신함으로써 액세스 포인트(AP)와의 인증을 완료할 수 있다.

액세스 포인트(AP)와의 인증이 완료된 경우, 스테이션(STA)은 액세스 포인트(AP)와의 연결 단계를 수행할 수 있다. 이 경우, 스테이션(STA)은 자신과 인증 단계를 수행한 액세스 포인트들(APs) 중 하나의 액세스 포인트(AP)를 선택할 수 있고, 선택된 액세스 포인트(AP)와 연결 단계를 수행할 수 있다. 즉, 스테이션(STA)은 연결 요청 프레임(association request frame)을 선택된 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있고, 선택된 액세스 포인트(AP)로부터 연결 요청 프레임에 대한 응답인 연결 응답 프레임(association response frame)을 수신함으로써 선택된 액세스 포인트(AP)와의 연결을 완료할 수 있다.

한편, 무선랜 시스템에 속한 통신 노드(예를 들어, 액세스 포인트, 스테이션 등)는 PCF(point coordination function), HCF(hybrid coordination function), HCCA(HCF controlled channel access), DCF(distributed coordination function), EDCA(enhanced distributed channel access) 등에 기초하여 프레임의 송수신 동작을 수행할 수 있다.

무선랜 시스템에서 프레임은 관리(management) 프레임, 제어(control) 프레임 및 데이터 프레임으로 분류될 수 있다. 관리 프레임은 연결 요청(association request) 프레임, 연결 응답(response) 프레임, 재연결(reassociation) 요청 프레임, 재연결 응답 프레임, 프로브 요청(probe request) 프레임, 프로브 응답 프레임, 비컨(beacon) 프레임, 연결 해제(disassociation) 프레임, 인증(authentication) 프레임, 인증 해제(deauthentication) 프레임, 액션(action) 프레임 등을 포함할 수 있다.

제어 프레임은 ACK(acknowledgement) 프레임, BAR(block ACK request) 프레임, BA(block ACK) 프레임, PS(power saving)-Poll 프레임, RTS(request to send) 프레임, CTS(clear to send) 프레임 등을 포함할 수 있다. 데이터 프레임은 QoS(quality of service) 데이터 프레임 및 비-QoS(non-QoS) 데이터 프레임으로 분류될 수 있다. QoS 데이터 프레임은 QoS에 따른 전송이 요구되는 데이터 프레임을 지시할 수 있고, 비-QoS 데이터 프레임은 QoS에 따른 전송이 요구되지 않는 데이터 프레임을 지시할 수 있다.

한편, 무선랜 시스템에서 통신 노드(예를 들어, 액세스 포인트, 스테이션)는 EDCA에 기초하여 동작할 수 있다.

도 4는 EDCA에 기초한 통신 노드의 동작 방법의 제1 실시예를 도시한 타이밍도이다.

도 4를 참조하면, 제어 프레임(또는, 관리 프레임)을 전송하고자 하는 통신 노드는 미리 설정된 구간(예를 들어, SIFS(short interframe space), PIFS(PCF IFS)) 동안 채널 상태의 모니터링(monitoring) 동작(예를 들어, 캐리어 센싱(carrier sensing) 동작)을 수행할 수 있고, 미리 설정된 구간(예를 들어, SIFS, PIFS) 동안 채널 상태가 아이들 상태(idle state)로 판단된 경우에 제어 프레임(또는, 관리 프레임)을 전송할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 SIFS 동안 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 ACK 프레임, BA 프레임, CTS 프레임 등을 전송할 수 있다. 또한, 통신 노드는 PIFS 동안 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 비컨 프레임 등을 전송할 수 있다. 반면, 미리 설정된 구간(예를 들어, SIFS, PIFS) 동안 채널 상태가 비지(busy) 상태로 판단된 경우, 통신 노드는 제어 프레임(또는, 관리 프레임)을 전송하지 않을 수 있다. 여기서, 캐리어 센싱 동작은 CCA(clear channel assessment) 동작을 지시할 수 있다.

비-QoS 데이터 프레임을 전송하고자 하는 통신 노드는 DIFS(DCF IFS) 동안 채널 상태의 모니터링 동작(예를 들어, 캐리어 센싱 동작)을 수행할 수 있고, DIFS 동안 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 랜덤 백오프(random backoff) 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 랜덤 백오프 절차에 따른 경쟁 윈도우(contention window) 내에서 백오프 값(예를 들어, 백오프 카운터)를 선택할 수 있고, 선택된 백오프 값에 대응하는 구간(이하 "백오프 구간"이라 함) 동안에 채널 상태의 모니터링 동작(예를 들어, 캐리어 센싱 동작)을 수행할 수 있다. 통신 노드는 백오프 구간 동안에 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 비-QoS 데이터 프레임을 전송할 수 있다.

QoS 데이터 프레임을 전송하고자 하는 통신 노드는 AIFS(arbitration IFS) 동안에 채널 상태의 모니터링 동작(예를 들어, 캐리어 센싱 동작)을 수행할 수 있고, AIFS 동안 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 랜덤 백오프 절차를 수행할 수 있다. AIFS는 QoS 데이터 프레임에 포함된 데이터 유닛(예를 들어, PDU(protocol data unit))의 AC(access category)에 따라 설정될 수 있다. 데이터 유닛의 AC는 아래 표 1과 같을 수 있다.

AC_BK는 백그라운드(background) 데이터를 지시할 수 있고, AC_BE는 베스트 에퍼트(best effort) 방식으로 전송되는 데이터를 지시할 수 있고, AC_VI는 비디오(video) 데이터를 지시할 수 있고, AC_VO는 보이스(voice) 데이터를 지시할 수 있다. 예를 들어, AC_VO 및 AC_VI 각각에 대응하는 QoS 데이터 프레임을 위한 AIFS의 길이는 DIFS의 길이와 동일하게 설정될 수 있다. AC_BE 및 AC_BK 각각에 대응하는 QoS 데이터 프레임을 위한 AIFS의 길이는 DIFS의 길이보다 길게 설정될 수 있다. 여기서, AC_BK에 대응하는 QoS 데이터 프레임을 위한 AIFS의 길이는 AC_BE에 대응하는 QoS 데이터 프레임을 위한 AIFS의 길이보다 길게 설정될 수 있다.

랜덤 백오프 절차에서 통신 노드는 QoS 데이터 프레임의 AC에 따른 경쟁 윈도우 내에서 백오프 값(예를 들어, 백오프 카운터)를 선택할 수 있다. AC에 따른 경쟁 윈도우는 아래 표 2와 같을 수 있다. CW_min은 경쟁 윈도우의 최소값을 지시할 수 있고, CW_max는 경쟁 윈도우의 최대값을 지시할 수 있고, 경쟁 윈도우의 최소값 및 최대값 각각은 슬롯의 개수로 표현될 수 있다.

통신 노드는 백오프 구간 동안에 채널 상태의 모니터링 동작(예를 들어, 캐리어 센싱 동작)을 수행할 수 있고, 백오프 구간 동안에 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 QoS 데이터 프레임을 전송할 수 있다.

다음으로, 통신 시스템에서 즉시 액세스를 제공하기 위한 동기화 방법이 설명될 것이다. 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

본 발명의 배경은 V2X 통신을 사용하는 단말기에서 Provider와 User 사이에 정보를 주고 받기 위해 Immediate access 모드를 사용하는 경우에, Channel Switching하는 시점 동기화 방법에 관한 것이다. V2X 통신을 지원하기 위한 IEEE 1609.x 표준에 정의된 Channel access 모드는 3가지를 지원하고 있다. 아래의 도 5 같이 첫번째는 Continuous방식, 두번째는 Alternating 방식, 마지막으로 Immediate access 방식이 있다.

Continuous 모드의 경우, Channel Switching 없이 ITS 5.9GHz band 내 7개 채널 중 특정 채널을 지속적으로 활용하는 경우이며, Alternating 모드의 경우, 50ms(Default)마다 CCH(or SCH)와 SCH로 Channel Switching 하도록 되어 있다. 일반적으로, 이 모드를 통해 CCH에서 Provider로부터 서비스에 대한 정보(Service Info., Channel Info. 등)를 포함한 메시지인 WSA를 수신하여, SCH를 통해 서비스와 관련된 정보를 Provider와 User 사이에 주고 받는다.

그러나, 특정 서비스 및 통신 환경 등에 따라 Alternating 모드에서 Sync interval 100ms 내 SCH의 50ms을 넘어 일시적으로 특정 duration동안 Seamless하게 그 SCH에 Access해야 하는 상황이 발생될 수 있다. 이때 immediate access 모드가 필요하며, 향후 많은 서비스가 적용되는 경우에 채널 운용의 유연함을 위해 Immediate Access 모드가 많이 활용될 것으로 판단된다. 그러나, 표준 내에서 immediate access 모드는 optional로 정의되어 있고 Provider와 User 사이의 시나리오를 생각해 볼 때 필요하다고 생각되는 Immediate Access 모드의 Channel Switching 동기화 방법에 관한 것은 언급하고 있지 않다.

따라서, 본 발명은 Immediate Access 모드를 지원하기 위하여 Provider와 User들이 Channel Switching 하는 시점을 동기화하기 위한 방법을 제안한다.

기존 IEEE 1609.3과 1609.4 표준에 따른 Immediate Access 모드를 지원하기 위한 관련 Primitives 및 Parameter 들은 도 6과 같이 정의되어 있다.

1609.3 표준에서 정의되고 있는, 상위 계층이 WME(WAVE Management Entity)에 요청할 수 있는 Service Request Type에는 아래의 도 6과 같이 Provider, User, WSM, Channel 및 Timing Advertisement 총 5가지 타입이 정의되어 있다. 이 때 사용되는 각 request primitive에서 전달되는 parameter들을 확인해보면 “ImmediateAccess”라는 parameter는 UserService.request에만 정의되어 있으며 다른 Service request type의 primitives 내 에는 정의되어 있지 않다. 그리고 표준 내 “ImmediateAccess” parameter는 0의 값을 갖는 경우 Immediate access에 대한 요청이 없는 것이고, 255의 값을 경우 indefinite access 하는 것으로 정의되어 있다. 1~254의 값을 갖는 경우는 다수의 sync interval 내 duration을 나타낸다고 정의되어 있다.

즉시 액세스 파라미터

WME가 MLMEX(MLME Extension)에 요청하는 MLMEX-CHSTART.request는 1609.4에서 정의된 primitive로서 도 7에 도시된 바와 같으며, Channel Access를 위해 사용될 수 있다. WME-ProviderService.request와 WME-UserService.request는 상위 계층이 WME에 각 서비스를 요청하는 경우에 사용될 수 있다.

WSA 포맷, WSMP-N-헤더 및 WSMP-T-헤더

현재 정의된 WAVE 통신에서 사용되는 WSA 및 WSMP-N-Header 및 WSMP-T-Header Formats은 도 8에 도시된 바와 같으며 어떠한 필드도 Immediate Access의 동기화 관련 정보를 포함하고 있지 않다.

WAVE 정보 요소 지시자(WAVE information element identifiers)

WAVE Information Element는 앞서 설명된 WSMP-N-Header 및 WSMP-T-Header의 Extension 필드 그리고 WSA 내 Extension 필드 내 포함될 수 있다. 아래의 도 9는 IEEE 1609.3-2016의 Annex에 정의된 것으로 필요에 따라 추가적으로 정의될 수 있는 부분이다.

도 10 및 도 11에 따른 Scenario 1의 Solution - Provider에 의해 WSA를 광고하면서 immediate access 정보를 보내는 경우

① WME-ProviderService.req에 Immediate Access 모드 요청& Duration 정보 전달 방법은 다음과 같다.

WME-ProviderService.req Parameters는 표 3과 같이 구성되어 있고 이 중 1 octet 사이즈의 ChannelAccess 파라미터 내 활용되지 않는 B2~B7 비트들을 활용하거나(①-A), 기존 표준 내 다른 primitives에서 활용되고 있는 ImmediateAccess 파라미터를 추가함으로써(①-B), Immediate Access 모드 요청 및 Duration 정보 전달을 상위 계층에서 WME에 전달할 수 있다.

WME-ProviderService.request에 “ImmediateAccess” Parameter가 없기 때문에, ①-A. "ChannelAccess“ Parameter를 통해 모드 요청 및 duration 정보 전달할 수 있다(도 12에 도시된 아래의 방법 사용).

“Channel Access” parameter 내 “Immediate Access” duration을 표현(현재 0,1,2 값만을 사용)

따라서, Channel access 필드의 B1,B0를 Immediate access mode를 표현(ImmediateAccess 모드는 B1,B0 모두 1)하고, B7~B2 bits를 immediate access duration으로 표현할 수 있다. 이 경우, 6비트뿐이라 64 sync intervals까지만 표현 할 수 있다.

①-B. WME-ProviderService.request primitive에 새롭게 “ImmediateAccess” Parameter를 추가하여 모드 요청 및 duration 정보 전달할 수 있다.

“ImmediateAccess” Parameter는 이미 표준 내 다른 primitives에서 정의된 것이므로, 파라미터 정의 자체는 아래와 같이 기 표준 내용을 따를 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 표준 내 정의에 따르면

“ImmediateAccess” Value은 다음과 같을 수 있다.

- 0 : not requested

- 1~254 : definite ImmediateAccess (이 값 곱하기 Sync interval 만큼)

- 255 : indefinite Access

② 도 13을 참조하면, WME가 WSA를 구성할 때, Immediate Access 모드 요청 & Duration 정보를 WSA 내 Channel Info Segment의 WAVE Information Element Extension 필드로서 구성할 수 있다. WSA는 WSM Data가 되며, WSM-WaveShortMessage.req를 통해 WME에서 WSMP로 전달되고, WSMP-T-Header, WSMP-N-Header까지 붙여진 후, LLC 계층으로, LLC에서 MAC/PHY 계층으로 전달되어 최종 전송될 수 있다.

User에게 Duration 정보 전달을 위해 WSA Channel Info Segment 내 Extension 필드 구성 방법

②-A. WSA의 Channel Info Segment 내 Extension 필드인 “ChannelAccess”를 사용하여 ①-A의 방법과 동일하게 표현함으로써 User에게 Immediate Access duration 정보 전달할 수 있다.

②-B. 표 4와 같이 “ImmediateAccess” 파라미터의 WAVE Information Element ID를 추가 설정하여 WSA의 Channel Info Segment 내 Extension 필드에 “ImmediateAccess” 파라미터를 포함하여 WSA를 구성 할 수 있다.

③ Immediate Access를 위해 WME가 MLMEX에 MLMEX-CHSTART.request를 통해 정보 전달 할 수 있다.

③-A. 상위 계층에서 Immediate Access 모드 요청 및 Duration 정보 전달을 “ChannelAccess” 파라미터를 통해 진행하였을 경우(①-A ,②-A),

MLMEX-CHSTART.req 내 기 존재하는 ImmediateAccess 파라미터를 활용하기 위해 “ChannelAccess → ImmediateAccess” 파라미터로 값을 변환하여 정보 전달 할 수 있다.

“ChannelAccess → ImmediateAccess” 파라미터 값 변환 예시 :

만약 “ChannelAccess” Parameter 값이 다음과 같이 주어진 경우, 다음 도 14와 같이 대응될 수 있다.

③-B. 상위 계층에서 Immediate Access 모드 요청 및 Duration 정보 전달을 새롭게 추가 “ImmediateAccess”파라미터를 통해 진행하였을 경우(①-B ,②-B), MLMEX-CHSTART.req 내 기 존재하는 “ImmediateAccess” 파라미터를 그대로 사용할 수 있다.

도 15 및 도 16의 Scenario 2의 Solution - 이미 광고된 서비스에 대해 User가 Provider한테 immediate access를 요청 및 immediate access duration을 User가 결정하여 Provider에게 전달하는 경우

User의 경우, ① WME-UserService.request 및 ② MLMEX-CHSTART.request primitives에 기 존재하는 “ImmediateAccess” parameter를 통해 단말기 내부에서 immediate access 모드 요청 및 duration 정보 전달이 가능할 수 있다.

따라서, User가 Provider에게 Immediate Access 모드 요청 및 Duration 정보 전달하기 위해 다음과 같은 방법이 필요할 수 있다.

Duration 정보를 T-Header Extension 필드에 넣어서 보내도록 하며, 이 때 WSMP-T-Header의 PSID로 WSA를 나타내는 값을 사용할 수 있다.

또한, User는 수신한 WSA로부터 얻은 Provider의 MAC address를 통해 Unicast의 형태로 WSM을 Provider에게 전송할 수 있다. 이를 위해 아래의 ③, ④ 과정들만 필요로 할 수 있다.

③ 표 5와 같이 WSM-WaveShortMessage.request primitive에 “ImmediateAccess” 파라미터 추가할 수 있다.

④ WSMP T-Header Extension 필드에 Duration 정보인 “ImmediateAccess” 파라미터를 넣어 Unicast WSM의 WSMP Header 구성할 수 있다. 이를 위해, 표 6 및 도 17과 같이 WAVE Information Elements ID 추가 설정이 선행될 수 있다.

도 18 및 도 19의 Scenario 3의 Solution - 이미 광고된 서비스에 대해 User가 Provider한테 immediate access를 요청만하고, Provider가 이에 대한 duration을 결정해서 User에게 알려주는 경우

시나리오 2는 Duration 정보까지 전달하는 반면, 시나리오 3은 우선 User가 서비스를 광고한 Provider에게 Immediate Access 모드 요청만 한다는 점에서 시나리오 2와 상이할 수 있다. 즉, User가 Provider에 Unicast WSM을 전송할 때, WSMP-T-Header Extension 필드에 Immediate Access 모드 ‘요청’ 정보만을 전달할 수 있다.

① WME-UserService.request 내 존재하는 “ImmediateAccess” 파라미터에 Immediate Access Duration 정보를 제외한 요청 정보만 표현 할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 표준 내 정의에 따르면 “ImmediateAccess” Value은 다음과 같을 수 있다.

- 0 : not requested

- 1~254 : definite ImmediateAccess (이 값 곱하기 Sync interval 만큼)

- 255 : indefinite Access

도 20을 참고하면,“ImmediateAccess” 파라미터 내 Immediate Access 모드 요청 표현 방법에 따르면, 254 값을 Immediate Access 모드 요청 값으로 사용할 수 있다.

“ImmediateAccess” Value

- 0 : not requested

- 1~253 : definite ImmediateAccess (이 값 곱하기 Sync interval 만큼)

- 254 : Immediate Access 모드 요청

- 255 : indefinite Access

② 표 7과 같이 WSM-WaveShortMessage.request primitive에 “ImmediateAccess” 파라미터 추가할 수 있다.

③ WSMP T-Header Extension 필드에 모드 요청 정보인 254의 값을 갖는 “ImmediateAccess” 파라미터를 넣어 Unicast WSM의 WSMP Header를 구성할 수 있다. 이를 위해, 표 8 및 도 21과 같이 WAVE Information Elements ID 추가 설정이 선행될 수 있다.

요청을 수신한 Provider는 Scenario 1의 Solution의 절차와 방법을 따르되, WSA를 Immediate Access 모드를 요청한 User에게만 전달되도록 Unicast 방식으로 WSA를 송신함으로써 Duration 정보를 결정하여 전달할 수 있다. 따라서, ④, ⑤, ⑥ 과정은 시나리오 1에서 제시한 방법과 동일할 수 있다.

본 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, 램, 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

즉시 액세스를 제공하기 위한 주기 정보 전송 방법.