KR20210030870A - 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 방법, 컴퓨터 프로그램 및 장치, 차량, 트래픽 제어 엔티티 - Google Patents

플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 방법, 컴퓨터 프로그램 및 장치, 차량, 트래픽 제어 엔티티 Download PDF

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폭스바겐 악티엔게젤샤프트
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Abstract

실시예들은 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 차량, 트래픽 제어 엔티티, 방법, 컴퓨터 프로그램 및 장치를 제공한다. 차량들의 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 방법(10)은 플래툰의 차량들 사이의 통신 링크들의 예측된 서비스 품질, pQoS, 플래툰의 차량들의 속력, 플래툰의 차량들의 속력, 및 플래툰의 차량들의 하나 이상의 최대 감속들과 관련된 정보를 획득하는 단계(12)를 포함한다. 방법(10)은 pQoS, 속력, 하나 이상의 최대 감속들 및 차량간 거리 사이의 함수 관계를 사용하여, 최소 차량간 거리를 결정하는 단계(14)를 더 포함한다.

Description

플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 방법, 컴퓨터 프로그램 및 장치, 차량, 트래픽 제어 엔티티{METHOD, COMPUTER PROGRAM, AND APPARATUS FOR DETERMINING A MINIMUM INTER-VEHICULAR DISTANCE FOR A PLATOON, VEHICLE, TRAFFIC CONTROL ENTITY}
본 발명은 플래툰(platoon)에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 차량, 트래픽 제어 엔티티, 방법, 컴퓨터 프로그램 및 장치에 관한 것이고, 더 구체적이지만 비배타적으로, 플래툰의 차량들 사이의 통신 링크에 대한 예측된 서비스 품질에 기초하여 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 개념에 관한 것이다.
예측된 서비스 품질(predicted Quality of Service, pQoS)의 개념 내에서, 통신 시스템에 의해 지원되는 애플리케이션은 자신의 세팅들을 예상되는 서비스 품질(QoS)로 적응시킨다. 차량 환경에서 거리 대 pQoS 적응에 대한 하나의 더 새로운 애플리케이션은, 중앙집중형 조정 엔티티에 의해 트래픽이 조정되는 도시 플래투닝(platooning)이다. 도시 플래투닝은 안전-관련 시간-결정적 애플리케이션이다. 트래픽은 무선 통신(예를 들어, 5세대(5G) 시스템)을 통해 트래픽 제어 센터에 의해 조정될 수 있고, 차량들은 직접 통신(예를 들어, 3세대 파트너쉽 프로젝트 PC5 또는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11p)에 기초하여 플래툰들을 형성할 수 있다.
문헌 US2019079538A1은 자동 또는 부분 자동 제어를 사용하여 안전하게 다른 차량에 근접하게 따르도록 차량을 제어하기 위한 개념을 설명한다. 설명된 제어 방식들은 차량 플래투닝 및/또는 차량 호송 애플리케이션들에서 사용하기에 적합하다. 호스트 차량과 플래툰 파트너 사이에서 플래툰을 개시하는 방법들이 설명된다. 플래툰 제어기가 호스트 차량의 플래툰 제어를 개시할 준비가 되었는지 여부를 결정하기 위한 다수의 특정 확인들이 설명된다.
문헌 EP3418844A1은 로컬 플래투닝 제어기 및 글로벌 플래투닝 제어기에 대한 개념을 설명한다. 차량의 로컬 플래투닝 제어기를 위한 장치는, 글로벌 플래투닝 제어기로부터 제어 커맨드와 관련된 정보를 수신하고 글로벌 플래투닝 제어기에 피드백 정보를 송신하도록 구성된 트랜시버 모듈을 포함한다. 장치는 글로벌 플래투닝 제어기로부터의 제어 커맨드와 관련된 정보와 함께 수신된 제어 정보와 차량의 실제 상태 사이의 편차와 관련된 정보를 결정하고 편차와 관련된 정보에 기초하여 피드백 정보의 송신을 시행하도록 구성되는 제어 모듈을 포함한다.
문헌 US2010256835A1은 차량 내의 통신 디바이스를 통해 수신된 제어 메시지들에 기초하여 차량의 속력을 제어하기 위한 방법을 설명한다. 방법은, 추진 제어기로의 제어 메시지들의 통신을 모니터링하는 단계 - 제어 메시지들은 차량의 원하는 순시 속력을 표현하는 현재 속력 커맨드 및 속력 프로파일 기간에 걸쳐 미리 결정된 제어된 차량 정지를 표현하는 장래의 속력 커맨드들을 포함하는 속력 프로파일을 포함함 -, 제어 메시지들의 비정상 통신들을 검출하는 단계, 및 장래의 속력 커맨드들을 사용하여 비정상 통신들 동안 차량의 속력을 제어하는 단계를 포함한다.
문헌 US 2018/0366005 A1은 하나 이상의 경로들을 따라 함께 주행하는 둘 이상의 차량들로부터 형성된 호송에서 차량간 간격을 결정하는 호송 관리 시스템 및 방법을 설명한다. 둘 이상의 차량들에 탑재된 제어기들은 차량간 간격을 유지하기 위해 호송 내의 차량들 중 적어도 하나의 움직임을 자동으로 변경하도록 명령받는다. 차량간 간격은 하나 이상의 경로들을 따라 호송의 움직임 동안 동적으로 변경된다.
플래툰 제어에 대한 개선된 개념에 대한 요구가 존재한다.
실시예들은, 트래픽 제어 센터가 도시들 또는 구역들(특정 영역들)의 트래픽 흐름을 담당할 수 있다는 발견에 기초한다. 차량들은 자동으로 주행할 수 있지만 조정 엔티티(트래픽 제어 센터)는 예를 들어 속력, 차량들 사이의 허용 거리, 가속, 감속(및 또한 최상의 경로 등)을 정의함으로써 트래픽을 조정해야 한다. 따라서, 차량은 얼마나 근접하게 주행할 수 있는지 및 어떻게 거동할지, 예를 들어, 다른 차량이 직접 통신을 통해 긴급 제동을 표시하는 정보를 전송하는 경우 여전히 제동할 수 있도록 얼마나 빨리 가속할 수 있는지를 알 필요가 있다. pQoS가 이용가능할 수 있고, 플래툰의 차량들 사이의 차량간 거리는 pQoS를 고려해야 하는 것이 추가적인 발견이다.
실시예들은 차량들의 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 플래툰의 차량들 사이의 통신 링크들의 예측된 서비스 품질, pQoS와 관련된 정보를 획득하는 단계를 포함한다. 플래툰의 차량들의 속력 및 플래툰의 차량들의 하나 이상의 최대 감속들에 대한 추가 정보가 획득된다. 방법은 pQoS, 속력, 하나 이상의 최대 감속들 및 차량간 거리 사이의 함수 관계를 사용하여, 최소 차량간 거리, IVD를 결정하는 단계를 더 포함한다. 실시예들은 플래툰을 제어할 때 pQoS가 고려될 수 있도록 플래투닝 시나리오에서 최소 IVD를 결정하기 위해 함수 관계를 사용하는 것을 가능하게 한다.
pQoS는 패킷 인터-리셉션(inter-reception) 시간을 포함할 수 있다. 실시예들에서 플래투닝에 대한 제어의 일부는, 차량들의 반응 시간, 즉, 전방 차량의 갑작스런 제동 조작에 대해 후속 차량이 반응하는데 얼마나 소요되는지를 고려하는 것이다. 하나의 원인은 통신 지연일 수 있으며, 이는 패킷 인터-리셉션 시간 또는 왕복 지연으로 표현될 수 있는 통신 지연일 수 있다. 따라서 실시예들은 예측된 패킷 인터-리셉션 시간에 기초하여 플래툰에서 최소 IVD의 적응을 가능하게 한다.
함수 관계는 시뮬레이트된 및/또는 측정 데이터에 기초할 수 있다. 실시예들은 시뮬레이트된 데이터에 기초하여 함수 관계를 결정 또는 업데이트하도록 할 수 있고, 시뮬레이트된 데이터는 인공/시뮬레이트된 환경에서 많은 트래픽 상황들 및/또는 현장에서의 실제/측정된 데이터에 기초하는 측정 데이터를 분석하게 할 수 있다.
실시예들에서 데이터에 기초하여 함수 관계를 결정하기 위해 상이한 보간 또는 회귀 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 함수 관계는 데이터의 선형 회귀에 기초한다. 선형 회귀는 함수 관계를 결정 및/또는 업데이트하기 위한 간단한 구현을 가능하게 한다. 또한, 함수 관계는 이력 데이터, 예를 들어, 경험으로부터 결정된 데이터에 기초할 수 있다. 따라서 최소 IVD의 결정은 더 앞선 상황들, 시뮬레이션들 및/또는 측정들로부터 획득된 경험들로부터 이익을 얻을 수 있다.
방법은 추가적 실시예들에서 플래툰의 조작들을 모니터링하고 플래툰의 pQoS, 속력, 감속들 및 차량간 거리들에 대한 데이터를 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 데이터를 저장하는 것은 함수 관계의 추후의 업데이트들 또는 개선들에 대한 기반을 형성할 수 있다. 예를 들어, 함수 관계는 저장된 데이터에 기초하여 업데이트될 수 있다.
실시예들은 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 장치를 추가로 제공한다. 장치는 플래툰의 하나 이상의 차량들 및 모바일 통신 시스템과 통신하기 위한 하나 이상의 인터페이스들을 포함한다. 장치는 본 명세서에 설명된 방법들 중 하나를 실행 또는 수행하도록 구성된 제어 모듈을 더 포함한다.
다른 실시예는 장치를 포함하는 차량이다. 차량은 플래툰에서 플래툰 멤버의 역할 또는 플래툰에서 플래툰 리더의 역할을 하도록 구성될 수 있다. 실시예들은 플래툰의 임의의 차량이 본 명세서에 설명된 방법들에 따라 최소 IVD를 결정하게 할 수 있다.
다른 실시예는 장치를 포함하는 트래픽 제어 엔티티일 수 있다. 따라서, 인프라구조 컴포넌트가 플래툰을 제어하고 최소 IVD를 결정할 수 있다. 트래픽 제어 엔티티는 신호등 또는 플래툰 제어 센터를 더 포함할 수 있다.
실시예들은, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터, 프로세서 또는 프로그래밍가능 하드웨어 컴포넌트 상에서 실행될 때, 설명된 방법들 중 하나 이상을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램을 추가로 제공한다. 추가적인 실시예는 컴퓨터, 프로세서 또는 프로그래밍가능 하드웨어 컴포넌트에 의해 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 본원에 설명된 방법들 중 하나를 구현하게 하는 명령어들을 저장하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체이다.
일부 다른 특징들 또는 양상들은 단지 예시의 방식으로 그리고 첨부된 도면들을 참조하여 장치들 또는 방법들 또는 컴퓨터 프로그램들 또는 컴퓨터 프로그램 제품들의 하기 비제한적인 실시예들을 사용하여 설명될 것이다.
도 1은 차량들의 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 방법의 실시예에 대한 블록도를 예시한다.
도 2는 차량들의 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 장치의 블록도를 예시한다.
도 3은 주위의 통신하는 차량들의 수의 함수로서 패킷 인터-리셉션 비율들의 분포를 예시한다.
도 4는 최상부의 긴급 제동 시나리오 및 바닥의 패킷 인터-리셉션 비율들의 함수로서 제동 이후 정지 상태 거리들의 뷰 차트를 예시한다.
도 5는 트럭 플래툰 파라미터 세트들의 예시적인 뷰 차트를 예시한다.
도 6은 다양한 실시예들에서 다수의 상이한 모델들 및 세팅들에 대한 최소 타겟 IVD 대 지연 측정들을 예시한다.
도 7은 시간에 따른 지연 측정들의 함수로서 최소 타겟 IVD를 예시한다.
도 8은 트럭 플래투닝 및 도시 플래투닝에 대한 예들을 예시한다.
이제 다양한 예시적인 실시예들은, 일부 예시적인 실시예들이 예시되는 첨부된 도면들을 참조하여 더 완전히 설명될 것이다. 도면들에서, 선들, 층들 또는 영역들의 두께들은 명확성을 위해 과장될 수 있다. 선택적인 컴포넌트들은 파선들 또는 점선들을 사용하여 예시될 수 있다.
따라서, 예시적인 실시예들은 다양한 수정들 및 대안적인 형태들이 가능하지만, 이의 실시예들은 도면들의 예로서 도시되며 본원에 상세히 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 실시예들을 개시된 특정 형태들로 제한하려는 의도는 없지만, 반대로, 예시적인 실시예들은 본 발명의 범위 내에 속하는 모든 수정들, 균등물들 및 대안들을 커버하는 것으로 이해되어야 한다. 동일한 부호들은 도면들의 설명 전반에 걸쳐 동일하거나 유사한 요소들을 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 달리(예를 들어, "또는 다른" 또는 "또는 대안적으로") 표시되지 않는 한 비배타적인 또는을 지칭한다. 또한, 본원에 사용된 바와 같이, 요소들 사이의 관계를 설명하기 위해 사용된 단어들은 달리 표시되지 않는 한, 직접적인 관계 또는 개재 요소들의 존재를 포함하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다. 예를 들어, 요소가 다른 요소에 "접속된" 또는 "결합된" 것으로 언급되는 경우, 요소는 다른 요소에 직접 접속되거나 결합될 수 있거나 또는 개재 요소들이 존재할 수 있다. 대조적으로, 요소가 다른 요소에 "직접 접속된" 또는 "직접 결합된" 것으로 언급되는 경우, 어떠한 개재 요소도 존재하지 않는다. 유사하게, "사이", "인접한" 등과 같은 단어들은 유사한 방식으로 해석되어야 한다.
본원에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적이고, 예시적인 실시예들을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 명백히 달리 지시하지 않는 한 복수 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 본원에서 사용되는 경우, 용어들 "포함하다", "포함하는", "구비하다" 또는 "구비하는"은, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 오퍼레이션들, 요소들 또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 다른 특징들, 정수들, 단계들, 오퍼레이션들, 요소들, 컴포넌트들 또는 이들의 그룹들 중 하나 이상의 존재 또는 추가를 배제하지는 않음을 추가로 이해할 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들(기술 및 과학 용어들을 포함함)은, 예시적인 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 용어들, 예를 들면, 통상적으로 사용되는 사전들에서 정의되는 용어들은 관련 기술분야의 맥락에서 이들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 본 명세서에서 명시적으로 그렇게 정의되지 않는 한 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것임을 추가로 이해할 것이다.
도 1은 차량들의 플래툰에 대한 최소 차량간 거리, IVD를 결정하기 위한 방법(10)의 실시예에 대한 블록도를 예시한다. 방법(10)은 플래툰의 차량들 사이의 통신 링크들의 예측된 서비스 품질, pQoS, 플래툰의 차량들의 속력, 플래툰의 차량들의 속력, 및 플래툰의 차량들의 하나 이상의 최대 감속들과 관련된 정보를 획득하는 단계(12)를 포함한다. 방법은 pQoS, 속력, 하나 이상의 최대 감속들 및 차량간 거리 사이의 함수 관계를 사용하여, 최소 차량간 거리를 결정하는 단계를 더 포함한다.
차량들의 플래툰은 둘 이상의 차량들을 포함한다. 차량은 운송을 위한 임의의 인식가능한 수단, 예를 들어, 자동차, 자전거, 모터바이크, 밴, 트럭, 버스, 선박, 보트, 비행기, 기차, 전차 등에 대응할 수 있다. 플래툰의 세이브(save) 동작을 가능하게 하기 위해, 차량들은 최소 IVD를 유지할 필요가 있다. 예를 들어, 긴급 제동 상황을 고려하여 플래툰의 모든 차량들은 임의의 충돌 없이 정지 상태인 전방의 차량까지의 최소 거리를 유지하면서 정지 상태에 도달할 수 있어야 한다. 이를 달성하기 위해, 다수의 팩터들, 즉, 차량들의 감속 능력들, 차량들의 속력 및 또한 차량들 사이의 임의의 통신 품질 및 통신 링크들의 지연이 작용한다.
도 2는 차량들의 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 장치(20)의 블록도를 예시한다. 장치(20)는 플래툰의 하나 이상의 차량들 및 모바일 통신 시스템과 통신하기 위한 하나 이상의 인터페이스들(22)을 포함한다. 장치(20)는 하나 이상의 인터페이스들(22)에 결합되고 본 명세서에 설명된 방법들(10) 중 하나를 수행하도록 구성되는 제어 모듈(24)을 더 포함한다.
도 2는 선택적인 컴포넌트들로서 장치(20)의 실시예를 포함하는 엔티티(200)의 추가적 실시예들을 추가로 도시한다. 이러한 엔티티(200)는 예를 들어, 차량 또는 트래픽 제어 엔티티(예를 들어, (스마트) 신호등 또는 플래툰 제어 센터)일 수 있다. 예를 들어, 차량은 플래툰의 일부일 수 있어서, 예를 들어, 플래툰에서 플래툰 멤버의 역할 또는 플래툰에서 플래툰 리더의 역할을 할 수 있다.
장치(20) 및 엔티티(200)(예를 들어, 플래툰의 차량들)는 모바일 통신 시스템을 통해 통신할 수 있다. 모바일 통신 시스템은 예를 들어, 3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)-표준화된 모바일 통신 네트워크들 중 하나에 대응할 수 있으며, 여기서 모바일 통신 시스템이란 용어는 모바일 통신 네트워크와 동의어로 사용된다. 따라서 메시지들(입력 데이터, 측정된 데이터, 제어 정보)은 다수의 네트워크 노드들(예를 들어, 인터넷, 라우터, 스위치들 등) 및 모바일 통신 시스템을 통해 통신될 수 있고, 이는 실시예들에서 고려되는 지연 또는 레이턴시들을 생성한다.
모바일 또는 무선 통신 시스템은 5세대(5G, 또는 New Radio)의 모바일 통신 시스템에 대응할 수 있고, mm-Wave 기술을 사용할 수 있다. 모바일 통신 시스템은 예를 들어, LTE(Long-Term Evolution), LTE-A(LTE-Advanced), HSPA(High Speed Packet Access), UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 또는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network), e-UTRAN(evolved-UTRAN), GSM(Global System for Mobile communication) 또는 EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) 네트워크, GERAN(GSM/EDGE Radio Access Network), 또는 상이한 표준들을 갖는 모바일 통신 네트워크들, 예를 들어, WIMAX(Worldwide Inter-operability for Microwave Access) 네트워크 IEEE 802.16 또는 WLAN(Wireless Local Area Network) IEEE 802.11, 일반적으로 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 네트워크, TDMA(Time Division Multiple Access) 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크, WCDMA(Wideband-CDMA) 네트워크, FDMA(Frequency Division Multiple Access) 네트워크, SDMA(Spatial Division Multiple Access) 네트워크 등에 대응하거나 포함할 수 있다.
서비스 제공은 예를 들어, 다수의 UE들/차량들의 클러스터 또는 그룹에서 서비스 제공을 조정하는 네트워크 컴포넌트, 예를 들어, 기지국 트랜시버, 중계국 또는 UE에 의해 수행될 수 있다. 기지국 트랜시버는 하나 이상의 활성 모바일 트랜시버들/차량들과 통신하도록 동작가능할 수 있거나 구성될 수 있고, 기지국 트랜시버는 다른 기지국 트랜시버, 예를 들어, 매크로 셀 기지국 트랜시버 또는 소형 셀 기지국 트랜시버의 커버리지 영역에 위치되거나 그에 인접할 수 있다. 따라서, 실시예들은 둘 이상의 모바일 트랜시버들/차량들(200) 및 하나 이상의 기지국 트랜시버들을 포함하는 모바일 통신 시스템을 제공할 수 있으며, 기지국 트랜시버들은 매크로 셀들 또는 소형 셀들, 예를 들어, 피코, 메트로, 또는 펨토 셀들을 설정할 수 있다. 모바일 트랜시버 또는 UE는 스마트폰, 셀 폰, 랩탑, 노트북, 개인용 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistant), USB(Universal Serial Bus)-스틱, 자동차, 차량, 도로 참여자, 트래픽 엔티티, 트래픽 인프라구조 등에 대응할 수 있다. 모바일 트랜시버는 또한 3GPP 용어와 일치하는 사용자 장비(UE) 또는 모바일로 지칭될 수 있다.
기지국 트랜시버는 네트워크 또는 시스템의 고정된 또는 정적인 부분에 위치될 수 있다. 기지국 트랜시버는 원격 무선 헤드, 송신 포인트, 액세스 포인트, 매크로 셀, 소형 셀, 마이크로 셀, 펨토 셀, 메트로 셀 등일 수 있거나 그에 대응할 수 있다. 기지국 트랜시버는, 무선 신호들의 UE 또는 모바일 트랜시버로의 송신을 가능하게 하는 유선 네트워크의 무선 인터페이스일 수 있다. 이러한 무선 신호는 예를 들어 3GPP에 의해 표준화된 무선 신호들, 또는 일반적으로 상기 나열된 시스템들 중 하나 이상과 일치하는 무선 신호들에 부합할 수 있다. 따라서, 기지국 트랜시버는 NodeB, eNodeB, gNodeB, 베이스 트랜시버 스테이션(Base Transceiver Station; BTS), 액세스 포인트, 원격 무선 헤드, 중계국, 송신 포인트 등에 대응할 수 있고, 이들은 원격 유닛 및 중앙 유닛으로 추가로 세분화될 수 있다.
모바일 트랜시버 또는 차량(200)은 기지국 트랜시버 또는 셀과 연관될 수 있다. 셀이라는 용어는 기지국 트랜시버, 예를 들어, NodeB(NB), eNodeB(eNB), gNodeB, 원격 무선 헤드, 송신 포인트 등에 의해 제공되는 무선 서비스들의 커버리지 영역을 지칭한다. 기지국 트랜시버는 하나 이상의 주파수 계층들 상에서 하나 이상의 셀들을 동작시킬 수 있고, 일부 실시예들에서 셀은 섹터에 대응할 수 있다. 예를 들어, 섹터들은, 원격 유닛 또는 기지국 트랜시버 주위의 각도 섹션을 커버하기 위한 특성을 제공하는 섹터 안테나들을 사용하여 달성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기지국 트랜시버는 예를 들어 120°(3개 셀들의 경우), 60°(6개 셀들의 경우)의 섹터들을 커버하는 3개 또는 6개의 셀들을 각각 동작시킬 수 있다. 기지국 트랜시버는 다수의 섹터화된 안테나들을 동작시킬 수 있다. 다음으로, 셀은 셀을 생성하는 그에 따른 기지국 트랜시버를 표현할 수 있거나, 또는 마찬가지로, 기지국 트랜시버는 기지국 트랜시버가 생성하는 셀을 표현할 수 있다.
장치(20)는 서버, 기지국, NodeB, UE, 중계국 또는 실시예들에서 네트워크 엔티티를 조정하는 임의의 서비스에 포함될 수 있다. 용어 네트워크 컴포넌트는 기지국, 서버 등과 같은 다수의 서브-컴포넌트들을 포함할 수 있음에 유의해야 한다.
실시예들에서 하나 이상의 인터페이스들(22)은 아날로그 또는 디지털 신호들 또는 정보를 획득, 수신, 송신 또는 제공하기 위한 임의의 수단, 예를 들어, 신호 또는 정보를 제공 또는 획득하는 것을 허용하는 임의의 커넥터, 접촉부, 핀, 레지스터, 입력 포트, 출력 포트, 도체, 레인 등에 대응할 수 있다. 인터페이스는 무선 또는 유선일 수 있고, 추가적 내부 또는 외부 컴포넌트들과 정보를 통신하도록, 즉, 신호들을 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 인터페이스들(22)은 모바일 통신 시스템에서 그에 따른 통신을 가능하게 하는 추가적 컴포넌트들을 포함할 수 있고, 이러한 컴포넌트들은 트랜시버(송신기 및/또는 수신기) 컴포넌트들, 예를 들어, 하나 이상의 LNA(Low-Noise Amplifier)들, 하나 이상의 PA(Power-Amplifier)들, 하나 이상의 듀플렉서들, 하나 이상의 다이플렉서들, 하나 이상의 필터들 또는 필터 회로부, 하나 이상의 컨버터들, 하나 이상의 믹서들, 그에 따라 적응된 무선 주파수 컴포넌트들 등을 포함할 수 있다. 하나 이상의 인터페이스들(22)은 혼(horn) 안테나들, 다이폴 안테나들, 패치 안테나들, 섹터 안테나들 등과 같은 임의의 송신 및/또는 수신 안테나들에 대응할 수 있는 하나 이상의 안테나들에 결합될 수 있다. 안테나들은 정의된 기하학적 세팅, 예를 들어, 균일한 어레이, 선형 어레이, 원형 어레이, 삼각형 어레이, 균일한 필드 안테나, 필드 어레이, 이들의 조합들 등으로 배열될 수 있다. 일부 예들에서, 하나 이상의 인터페이스들(22)은 정보, 입력 데이터, 제어 정보, 추가적 정보 메시지들 등과 같은 정보를 송신하는 것 또는 수신하는 것 또는 송신 및 수신 둘 모두를 목적으로 기능할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 개개의 하나 이상의 인터페이스들(22)은 장치(20)에서 개개의 제어 모듈들(24)에 결합된다. 실시예들에서, 제어 모듈(24)은 하나 이상의 프로세싱 유닛, 하나 이상의 프로세싱 디바이스, 프로세싱을 위한 임의의 수단, 예를 들어, 프로세서, 컴퓨터 또는 그에 따라 적응된 소프트웨어와 동작가능한 프로그래밍가능 하드웨어 컴포넌트를 사용하여 구현될 수 있다. 즉, 제어 모듈(24)의 설명된 기능들은 또한 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 그 다음, 소프트웨어는 하나 이상의 프로그래밍가능 하드웨어 컴포넌트들 상에서 실행된다. 이러한 하드웨어 컴포넌트들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 마이크로-제어기 등을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 통신, 즉, 송신, 수신 또는 둘 모두는 모바일 트랜시버들/차량들(200) 사이에서 직접 발생할 수 있는데, 예를 들어, 입력 데이터 또는 제어 정보를 제어 센터로/로부터 포워딩할 수 있다. 이러한 통신은 모바일 통신 시스템을 이용할 수 있다. 이러한 통신은 예를 들어, 디바이스-투-디바이스(D2D) 통신에 의해 직접 수행될 수 있다. 이러한 통신은 모바일 통신 시스템의 규격들을 사용하여 수행될 수 있다. D2D의 예는 또한 V2V(Vehicle-to-Vehicle communication), 자동차-대-자동차, 전용 단거리 통신(Dedicated Short Range Communication, DSRC)으로 각각 지칭되는 차량들 사이의 직접 통신이다. 이러한 D2D 통신을 가능하게 하는 기술들은 802.11p, 3GPP 시스템들(4G, 5G, NR 및 그 초과), 등을 포함한다.
실시예들에서 하나 이상의 인터페이스들(22)은 모바일 통신 시스템에서 무선으로 통신하도록 구성될 수 있다. 이를 행하기 위해, 기지국 트랜시버와의 무선 통신 뿐만 아니라 직접 통신을 위해 사용될 수 있는 무선 자원들, 예를 들어, 주파수, 시간, 코드 및/또는 공간 자원들이 사용된다. 무선 자원들의 할당은 기지국 트랜시버, 즉, D2D를 위해 어느 자원들이 사용되고 어느 자원들이 사용되지 않는지의 결정에 의해 제어될 수 있다. 여기서 그리고 다음으로 개개의 컴포넌트들의 무선 자원들은 무선 캐리어들 상에서 인식가능한 임의의 무선 자원들에 대응할 수 있고, 이들은 개개의 캐리어들 상에서 동일하거나 상이한 입도들을 사용할 수 있다. 무선 자원들은 자원 블록(LTE/LTE-A/LTE-U(LTE-unlicensed)에서와 같은 RB), 하나 이상의 캐리어들, 서브캐리어들, 하나 이상의 무선 프레임들, 무선 서브프레임들, 무선 슬롯들, 잠재적으로 개개의 확산 팩터를 갖는 하나 이상의 코드 시퀀스들, 하나 이상의 공간 자원들, 예를 들어, 공간 서브-채널들, 공간 프리코딩 벡터들, 이들의 임의의 조합 등에 대응할 수 있다. 예를 들어, V2X가 적어도 V2V, V2I(V2-Infrastructure) 등을 포함하는 다이렉트 C-V2X(Cellular Vehicle-to-Anything)에서, 3GPP 릴리스 14 이상에 따른 송신은 인프라구조에 의해 관리되거나(소위 모드 3) 또는 UE에서 실행될 수 있다.
실시예들에서 pQoS에 대한 IVD의 적응을 위한 다른 애플리케이션은 고밀도 플래투닝(High-Density Platooning, HDPL)이고, 여기서 차량간 거리(IVD)들은 15m 이내이다. 이러한 IVD에서, 이용가능한 매우 낮은 검출 및 반응 시간들로 인해, 센서 시스템들은 다른 차량들과의 신뢰가능한 정보 교환에 의해 지원될 필요가 있다. 따라서, 통신 링크의 품질은, 애플리케이션의 성능이 그에 크게 의존하기 때문에 결정적이다. 애플리케이션이 서비스 품질에 대한 변동들에 대처할 수 있도록, pQoS는 링크의 장래의 품질에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이러한 정보는 예측된 값이 적용가능한 장래에 예측 수평선, 즉 델타 시간을 따를 수 있다. HDPL에 대한 예측된 QoS 파라미터는, 기본적으로 한 쌍의 통신 파트너들 내에서 2개의 유효 통신 메시지들 사이의 예상 시간인 패킷 인터-리셉션 비율(packet inter-reception ratio, PIR)일 수 있다. 일부 실시예들에서, pQoS는 패킷 인터-리셉션 시간 또는 PIR을 포함한다. 예를 들어, PIR은 트랜시버에서 데이터 패킷을 송신하는 것과 트랜시버에서 데이터 패킷에 대한 응답의 수신 사이의 시간과 같은 데이터 패킷의 왕복 시간을 표시할 수 있다.
이러한 파라미터는 변하며 차량 자체에 의해 예측될 수 있거나 또는 네트워크, 예를 들어, 기지국 또는 nodeB에 의해 제공될 수 있다. 실시예들에서, 플래툰은 그 조작 및 거리를 통신 품질에 적응시키기 위해 이러한 PIR 시간들을 사용할 수 있다. 이러한 적응은 플래툰의 차량(예를 들어, 플래툰 멤버 또는 플래툰 리더) 또는 트래픽 제어 엔티티(예를 들어, 기지국 또는 nodeB와 함께 구현될 수 있는 제어 센터, 스마트 신호등 등)에서 결정 또는 계산될 수 있다. 실시예들은 함수 관계를 사용하여 PIR을 적절한 IVD로 전환할 수 있다.
이어서, 플래툰의 차량들은 통신의 pQoS에 따라 자신들의 주행 거동을 적응시킬 수 있다. 실시예들에서, 적어도 이러한 2개의 파라미터들을 연결하고 추가적 파라미터들, 예를 들어, 속력, 가속, 감속, (거리의 기울기와 같은) 거리 프로파일 및 제어기 거동에 또한 의존할 수 있는 상이한 함수들이 인식가능하다. 또한, 실시예들은 pQoS 프로파일에 따라 거리 적응을 관리할 수 있다.
pQoS 값을 속력들, 가속들 및 최소 PIR과 연결하는 명시적 함수가 실시예들에서 사용될 수 있다. 이러한 함수는 시뮬레이션 및/또는 실제 실험, 예를 들어, 측정들로부터의 이력 데이터를 이용하여 오프라인으로 획득될 수 있다. 함수 관계는 이력(경험으로부터의 데이터), 시뮬레이트된 및/또는 측정 데이터에 기초할 수 있다. 일부 실시예들에서, 플래툰의 조작들의 모니터링이 수행되고, 플래툰의 pQoS, 속력, 감속들 및 차량간 거리들에 대한 데이터는 추후의 사용을 위해 저장될 수 있다. 이는 함수 관계의 연속적 개선을 가능하게 할 수 있다. 함수 관계는 저장된 데이터에 기초하여 업데이트 또는 개선될 수 있다.
이어서, 예를 들어, 이러 함수는 다른 파라미터들이 주어질 때 하나의 파라미터를 유도하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 함수는 명시적이기 때문에, 입력 및 출력을 변경하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 오직 pQoS 값만이 알려지면, (타겟 속력, 감속, 타겟 IVD)의 다수의 세트들이 획득될 수 있다. pQoS 값이 타겟 속력 및 감속과 함께 알려지면, 함수는 하나의 타겟 IVD를 도출할 것이다.
고밀도 플래투닝의 적용을 통해 트럭들은 이들의 전체 연료 소비를 감소시킬 수 있다. V2X(Vehicle-to-everything) 통신은 더 환경 친화적인 장래의 운송 시스템의 일부로서 고밀도 플래투닝의 조력자로서 간주된다. 배타적으로 센서들에 기초한 플래투닝 시스템들에 비해, V2X 가능 플래투닝 시스템들은 더 작은 차량간 거리들을 도출할 수 있다. 통신 시스템을 활용하는 것은 항상 특정양의 변동 및 그 결과로서 전체 시스템의 신뢰도에서의 감소를 의미한다. 따라서, 애플리케이션은 제외할 수 있는 최대 허용가능 통신 악화를 알 필요가 있다. 실시예들은 최대 허용가능 패킷 손실들과 IVD 사이의 관계를 유도 또는 사용한다. 파라미터들 둘 모두 사이의 연결관계는 상이한 선형 통계 모델들을 사용하여 획득될 수 있다.
배출을 감소시키고 더 환경 친화적인 장래의 운송 시스템들이 예상된다. 이는 고밀도 플래투닝(HDPL)의 심층 조사에 대한 동기를 부여하는데, 그 이유는 이것이 전체 연료 소비 및 그에 따른 배출을 감소시키기 때문이다. 또한, 운전자들에게 더 많은 편안함과 유연성을 제공할 수 있다. 플래툰을 형성하는 트럭들에 대한 경험된 공기 저항은 자동화된 시스템들 사이의 IVD에 따라 감소된다. 따라서, 연료 소비 및 배출의 감소가 획득되며, A. Al Alam, A. Gattami, 및 K. H. Johansson에 의한 13th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC), 2010. IEEE, 2010, pp. 306-311의 "An experimental study on the fuel reduction potential of heavy duty vehicle platooning"을 참조한다.
트럭 플래투닝 및 자동화된 차량들의 협력 분야에서 광범위한 연구가 수행되었으며, S. Tsugawa, S. Jeschke, 및 S. E. Shladover에 의한 "A review of truck platooning projects for energy savings," IEEE Trans. on Intell. Veh., vol. 1, no. 1, pp. 68-77, Mar. 2016, 및 S. van de Hoef, K. H. Johansson, 및 D. V. Dimarogonas에 의한 "Fuel-efficient en route formation of truck platoons," IEEE Trans. on Intell. Transp. Syst., vol. 19, no. 1, pp. 102-112, Jan. 2018을 참조한다.
그러나, 이러한 유망한 이득들을 가능하게 하기 위해 몇몇 공개된 문제들이 처리될 필요가 있다. 차량 통신의 도입으로, 더 근접한 IVD가 가능하다. 플래투닝은 안전 결정적 애플리케이션이고 트럭들 사이에 매우 신뢰가능하고 낮은 레이턴시의 통신을 요구한다. 통신 시스템은 성능에서 가변적이지만 통신 품질은 예측될 수 있다. 통신 품질의 예측은 예측 서비스 품질(PQoS)로 지칭된다. HDPL과 같은 통신의 서비스 품질(QoS)에 의존하는 애플리케이션을 실행하는 것은 이에 의해 제한되는 경향이 있다.
실시예들은 애자일 서비스 품질 적응(agile quality of service adaptation, AQoSA)의 개념을 사용할 수 있다. AQoSA의 개념 내에서 애플리케이션은 자신의 기능 세팅들을 통신 시스템의 PQoS에 적응시킨다. 따라서, 통신 시스템은 애플리케이션으로부터 QoS 요건들을 수신한다. 분산형 ITS-G5 표준의 경우 애플리케이션은 주위 통신 트래픽의 수에 따라 패킷 인터-리셉션(PIR)을 예측할 수 있다. 도 3은 주위의 통신하는 차량들의 수의 함수로서 패킷 인터-리셉션 시간들 γ의 분포를 예시하며, Q1 및 Q3은 제1 및 제3 사분위수(quantile)들을 표시한다.
실시예들은 특히 HDPL 내에서 안전 결정적 제어와 통신 품질 사이의 연결관계의 조사, PIR을 최소 IVD에 연결하는 함수를 유도하는 것, 잔차 분포 관점에서 일반 선형 모델(general linear model, GLM)을 분석하는 것, 및 PIR 대 IVD 함수를 사용하는 것을 다루고 이들을 ITS-G5 통신 네트워크의 차량들의 수에 따라 예상되는 PIR과 연결한다.
일반적으로, 플래툰은 실시예들에서 2개의 제어 레벨들에 의해 관리될 수 있다. 첫째, 플래툰 리더(PLL)가 선행하는 글로벌 제어. 둘째, 모든 플래툰 멤버들(platoon members, PLM)에 의해 개별적으로 수행되는 로컬 제어. V2V(vehicle-to-vehicle) 메시지들이 이러한 제어 레벨들을 지원하고, 여기서 PLL이 IVD를 선택한다. 플래툰 제어 메시지(platoon control message, PCM)를 이용하여, 각각의 PLM은 IVD의 제어를 위해 필요한 이들의 동적 정보를 개별적으로 브로드캐스트한다. 제시된 실시예에서, PLL은 제1 PLM이다. 그러나, 이는 글로벌 제어의 구현에 의존한다. V2X 통신은 플래툰 제어기 구현의 필수적 특징이다. 이는, 제어 데이터 교환에 추가로, 차량들, 승객들, 인프라구조 및 보행자들과 같은 도로 사용자들을 연결함으로써 이들에게 안전 및 효율을 제공한다. V2X를 구현하기 위해 2개의 기술들, 즉, pWLAN으로 또한 지칭되는 WiFi 기반 표준 ITS-G5 및 3GPP에 의해 제안된 셀룰러-기반 V2X(C-V2X) 표준들이 경합하고 있다. 3GPP는 릴리스 15, 3GPP, "Release description; Release 15," 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Technical Report (TR) 21.915, June 2018, version 0.1.0을 통해 5G의 제1 표준화 요소들을 이용가능하게 하였고, 이는 https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=3389에서 입수가능하다. 5G의 V2X 특징들은 릴리스 16에서 2019년 말에 이용가능할 것으로 예상된다.
예로서, 2대의 트럭들에 대한 HDPL에 대한 긴급 제동이 고려된다. PLL 및 PLM은 S. Shladover, D. Su, 및 X.-Y. Lu에 의한 "Impacts of cooperative adaptive cruise control on freeway traffic flow," Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, no. 2324, pp. 63-70, 2012에서 상세화된 바와 유사한 협력적 적응형 크루즈 제어(cooperative adaptive cruise control, CACC) 알고리즘을 사용하여 플래툰을 형성한다.
도 4는 최상부의 긴급 제동 시나리오 및 패킷 인터-리셉션 비율들의 함수로서 제동 이후 정지 상태 거리들의 뷰 차트를 예시한다. 도 4는 PLL(220)이 장애물(230)을 검출하고 긴급 조작을 시작하는 것을 예시한다. PLM(210)의 센서들은 PLL(220)에 의해 막혀 있기 때문에 장애물을 감지할 수 없다. PLM들(210)은,
(i) PLL(220)의 속력 불일치를 감지하는 것;
(ii) PLL(220)로부터의 PCM의 수신된 감속을 적용함으로써 자신의 CACC 제어를 사용하는 것;
(iii) PLL로부터 긴급 메시지(EM)를 수신하는 것에 의해 긴급 제동을 검출하며, 이는, G. Jornod, T. Nan, M. Schweins, A. E. Assaad, A. Kwoczek, 및 T.
Figure pat00001
에 의한 "Sidelink Technologies Comparison for Highway High-Density Platoon Emergency Braking," in 2018 16th International Conference on ITS Telecommunications (ITST), Oct. 2018을 참조한다.
사례 (i)에서 센서 값은 잡음에 의해 영향받고 (ii)와 함께 플래툰 형성을 보존하도록 최적화된다. 따라서, 적절한 긴급 조작을 수행하기 위해 사례 (iii)이 필수적이다. 사례 (iii), EM의 연속적 패킷 손실은 이를 PLM(210)에 대한 최소 타겟 IVD에 맵핑함으로써 연구될 수 있다. PLL(220)은 20 헤르쯔의 송신 레이트로 EM을 전송한다.
트럭들의 제동 거동은 T1 = 0.021, T2 = 0.025 및 0.1 초의 데드 타임 요소를 갖는 2차 지연 요소(PT2)로 에뮬레이트된다. 유도된 결과는 또한 2대 초과의 트럭들에 대해 적용가능함에 유의한다. 모든 플래툰 멤버들의 동일한 감속 능력들이 가정되지만, 추가적 실시예들에서 이들은 상이할 수 있다(일부 실시예들에서, 가장 결정적인 것(최소 감속)이 사용될 수 있다). 더 많은 플래툰 멤버들은, 각각의 PLM이 PLL에 대해 상이한 안테나간 거리(inter-antenna distance. IAD)를 갖는 것을 의미한다. 높은 주위 통신 트래픽은 더 큰 IVD에 대해 높은 PIR을 도입한다. 예를 들어, 5대의 트럭들의 플래툰의 경우, PIR은 5번째 트럭에 대한 것보다 2번째 트럭에 대해 더 작다. 이는 앞서 참조된 논문에서 더 상세히 연구된다.
도 4는 바닥에서 다수의 시뮬레이션들에 대해 2대의 트럭들 사이의 정지 상태에서의 거리 ds에 대한 뷰 차트를 도시한다. 제동 이후 정지 상태 거리 ds는 amax = 3m/s2(최대 감소) 및 선택된 초기 IVD들 dt에 대한 PIR의 함수로서 도시된다. 타겟 속력 vt, 타겟 거리 ds, 및 최대 감속 amax의 각각의 조합에 대해, dmin = 10 m의 최소 거리를 유지하도록 허용되는 최소 PIR이 유도된다. 그 결과, vt, γ, amax를 dt에 연결하는 새로운 데이터세트가 획득되어 총 60개의 관찰들이 된다. 주행 파라미터들, 속도 및 가속도와 함께 PIR을 최소 IVD에 연결하는 모델이 생성될 수 있다. 이를 위해, GLM과 같은 상이한 최신 통계 모델들이 사용될 수 있다. 함수 관계는 데이터의 선형 회귀에 기초할 수 있다.
하기 실시예에서 일반화된 선형 모델이 사용된다.
Xt가 3개의 특징들을 표현한다고 하자.
Figure pat00002
(1)
x n은 특징 n의 관찰 벡터이다. Xt의 d차 다항식 조합을 취하여 예측자 행렬 X를 획득한다.
Figure pat00003
(2)
Figure pat00004
(3)
Figure pat00005
(4)
여기서
Figure pat00006
는 특징 i의 j번째 관찰이고 m = 60은 관찰들의 수이다. 이어서, 선형 회귀 모델은 다음과 같이 표현된다:
Figure pat00007
(5)
여기서 Y는 타겟들의 벡터이고, 타겟 거리들 β는 계수들이고, ε은 잔차 벡터이다. p는 다항식 조합들의 수이다.
Figure pat00008
여기서, n=3개의 특징들.
계수들 β를 획득하기 위해, 잔차 항 ε은 최소화될 수 있다.
OLS(Ordinary Least Square)를 사용하면, 이는 잔차들의 L2 놈(norm)을 최소화한다.
Figure pat00009
(6)
따라서, 일부 실시예들에서, pQoS 프로파일을 속력들 및 가속들 및 최소 PIR과 연결하는 함수가 획득된다. 입력 파라미터들이 수집된다. 하나의 파라미터는 통신 시스템으로부터의 pQoS 값이다. 추가적 입력 파라미터들은 도 5에 의해 예시된 바와 같이, 플래툰 멤버들에 의해 주어지는 최대 가속, 감속, 속력 제한들과 같은 플래툰 멤버들로부터의 에고(ego) 데이터이다. 도 5는 트럭 플래툰 파라미터 세트들의 예시적인 뷰 차트를 예시한다. 도 5는 5개의 상이한 트럭들에 대한 뷰 차트에서 m/s 단위의 속력 대 초 단위의 시간을 도시한다. 도 5는 5대의 트럭들의 플래툰에서 IVD가 감소되는 예를 도시한다. 트럭(2)(가정적으로 플래툰의 중간에 있음)은 그 속력(사각형 마커들)을 유지하는 한편, 트럭들(0 및 1)은 감속하고 트럭들(3 및 4)은 차량들 사이의 간격들을 좁히기 위해 가속한다.
또한, 교통 법규들에 의해 주어지는 속력 제한들과 같은 제약들이 있다. 도로의 기울기가 또한 고려될 필요가 있는데, 이는 차량들의 가속 및 감속 능력들에 강한 영향을 미치기 때문이다. 이어서, 이러한 정보 세트는 단일 세트의 동적 능력들로 전환될 필요가 있다. 실제로, 각각의 파라미터에 대해, 제한 팩터가 정의된다. 예를 들어, 플래툰은 더 작은 최대 속력 및 그 멤버들의 더 작은 감속에 의해 제한될 것이다. 도 5는 시나리오 및 조작에 대한 하나의 옵션을 예시한다.
또한, 도 5에 따른 조작을 가능하게 하기 위해, 함수는 pQoS 프로파일 및 선택된 파라미터 세트, 즉, PIR을 적절한 IVD로 전환할 필요가 있다. 또한, 에고 파라미터들의 세트, 즉, 속력, 감속, 가속 및 최소 IVD는, 모든 관련 차량들이 다른 차량들의 pQoS 프로파일 및 제한들에 따라 그들의 주행 거동을 적응시킬 수 있도록 모든 관련 차량들에 통신될 필요가 있다.
일 실시예에서 이러한 단계들은 다음과 같이 요약될 수 있다:
첫째, 파라미터 세트를 정의하기 위해 통신 시스템으로부터의 qQoS 프로파일 및 에고 데이터를 수신하는 단계;
둘째, pQoS 프로파일(PIR)을 최소 IVD로 전환하는 함수를 사용하는 단계; 및
셋째, 적합한 파라미터 세트(최대 속력, 최대 가속/감속) 및 최소 IVD를 플래툰의 차량들 사이에서 공유 또는 통신하는 단계.
다음으로, 전술된 통계 모델 및 그 잔차 분포들을 갖는 IVD에 PIR을 연결하는 함수들이 제시된다. 또한, 이러한 함수들은 ITS-G5 네트워크의 다수의 차량들과 연관되고, 추가적 애플리케이션들을 논의한다.
도 6은 다양한 실시예들에서 예시적인 회귀 모델 및 세팅들에 대한 최소 타겟 IVD 대 지연 측정들을 예시한다. PIR의 함수로서 최소 타겟 거리가 도시된다. 도 6c는 시뮬레이션 데이터로부터 유도된 값들을 도시한다. 도 6a는 속력들, 가속들 및 PIR의 동일한 조합들에 대한 모델로부터의 결과들을 도시한다. 마커 형상들은 가속들(원 8m/s2, 사각형 5m/s2, 삼각형 3m/s2)을 표현하는 한편, 마커 크기들은 플래툰 속도(작음 50km/h, 중간 70 km/h, 큼 80km/h)를 표시한다.
가속 당 평균들이 선들로 도시된다. 도 6c는 시뮬레이션 데이터(도 4 참조)로부터 유도된 값들을 도시한다. 따라서, 이러한 플롯은 일 실시예에서 상이한 통계 모델들에 의한 접근법에 대한 원하는 함수이다. 제1 모델은 L2-놈 최소화를 갖는 GLM이다. 도 6a는 제1 실시예에서 이러한 모델로부터의 결과들을 도시한다. 도 6b는 이러한 모델의 잔차 분포를 예시한다.
다른 실시예에서 차량들의 ITS-G5 수 대 IVD 예측이 사용된다. ITS-G5와 같은 분산형 통신 시스템의 경우, PQoS의 예측은 반드시 네트워크에 의해 제공되지는 않는다. 차량은 도 3에 도시된 바와 같이 주위의 통신 차량의 수로 PIR을 예측할 수 있다. 차량들의 수 및 예상되는 PIR은 위로부터의 3개의 함수들로 연결될 수 있고, 이는 차량들의 수에 의존하는 타겟 IVD를 제공한다. 도 7은 평균 확률 레벨들을 갖는 3개의 모델들에 대한 주위 통신 밀도의 함수로서 최소 IVD를 표현한다.
PQoS에 의존하여 애플리케이션에 요구되는 적응을 제공하는 함수를 획득하는 방법은 HDPL 뿐만 아니라 다른 애플리케이션에도 적용가능하다. 실제로, 실시예들은 AQoSA가 요구되는 다른 애플리케이션들로 확장되거나 그와 함께 사용될 수 있다. 애플리케이션 뿐만 아니라 그 주위로부터의 역학을 고려하는 것은 특정 반응 및 적응 시간을 도출한다. 이러한 애플리케이션이 무선 채널을 통해 수행되면, 실행 애플리케이션에 대한 최대 허용가능 제어 지연이 요구된다. 도시 플래투닝 및 원격 동작 주행과 같은 새로운 애플리케이션들이 이러한 예이며, 애플리케이션은 시간 및 안전 결정적 무선 통신에 의존한다. 원격 동작 주행의 경우 차량 환경의 PQoS 및 이동성에 따라 속력이 적응될 수 있다. HDPL에 대한 것과 유사한 도시 플래투닝의 경우, PQoS에 따라 최소 IVD가 획득될 수 있다.
실시예들은 플래툰이 pQoS 파라미터, 즉, PIR을 제안된 함수에 대한 입력으로서 사용하고 최소 IVD를 획득하게 할 수 있다. 이에 따라 연료 절감이 개선될 수 있다.
도 8은 실시예들에서 트럭 플래투닝 및 도시 플래투닝에 대한 예들을 예시한다. 도 8은 최상부의 실시예에서 4대의 트럭들(240, 250, 260, 및 270(플래툰 리더))에 대한 플래툰을 도시한다. 이러한 실시예에서 플래툰 리더(270)는 파라미터 세트를 정의하기 위해 통신 시스템으로부터 pQoS 프로파일들 및 플래툰 멤버들(240, 250, 260)로부터 에고 데이터를 수신한다(예들은 각각의 트럭/차량 아래에서 도 8에 주어진다). 또한, 이러한 시나리오에서 80km/h의 속력 제한을 적용하는 것으로 가정된다. 이어서, pQoS 프로파일(PIR)을 최소 IVD로 전환하는 함수를 사용한다. 이어서, 플래툰 리더(270)는 적합한 파라미터 세트(최대 속력, 최대 가속/감속) 및 최소 VD를 플래툰 멤버들과 공유한다.
도 8은 바닥의 실시예에서 도시 플래투닝 애플리케이션의 예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 무선 통신들, 예를 들어 5G를 통해 트래픽 조정 센터(280)에 의해 조정이 이루어진다. 이러한 시나리오에서, 50km/h의 속력 제한이 적용되고 차량들(1-6)이 조정된다. 트래픽 조정 센터(280)에서 pQoS 프로파일들은 통신 시스템으로부터 이용가능하고, 에고 데이터는 파라미터 세트를 정의하기 위해 차량들로부터 수신된다. 이어서, 파라미터 세트에 기초하여 pQoS 프로파일(PIR)을 최소 IVD로 전환하기 위한 함수가 사용된다. 이어서, 적합한 파라미터들(최대 속력, 최대 가속/감속)이 플래툰의 차량들 및 최소 IVD에 제공된다.
이미 언급된 바와 같이, 실시예들에서 개개의 방법들은 개개의 하드웨어 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램들 또는 코드들로서 구현될 수 있다. 따라서, 다른 실시예는, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터, 프로세서 또는 프로그래밍가능 하드웨어 컴포넌트 상에서 실행될 때, 상기 방법들 중 하나 이상을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다. 추가적인 실시예는 컴퓨터, 프로세서 또는 프로그래밍가능 하드웨어 컴포넌트에 의해 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 본원에 설명된 방법들 중 하나를 구현하게 하는 명령어들을 저장하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체이다.
본 기술분야의 통상의 기술자는 다양한 앞서 설명된 방법들의 단계들이 프로그래밍된 컴퓨터들에 의해 수행될 수 있는 것, 예를 들어, 슬롯들의 위치들이 결정 또는 계산될 수 있는 것을 용이하게 인식할 것이다. 따라서, 일부 실시예들은 또한 머신 또는 컴퓨터 판독가능이고 명령어들의 머신 실행가능 또는 컴퓨터 실행가능 프로그램들을 인코딩하는 프로그램 저장 디바이스들, 예를 들어 디지털 데이터 저장 매체를 커버하도록 의도되고, 상기 명령어들은 본원에 설명된 방법들의 단계들 중 일부 또는 전부를 수행한다. 프로그램 저장 디바이스들은 예를 들어 디지털 메모리들, 자기 저장 매체, 예를 들어, 자기 디스크들 및 자기 테이프들, 하드 드라이브들 또는 광학적으로 판독가능한 디지털 데이터 저장 매체일 수 있다. 실시예들은 또한 본원에 설명된 방법들의 상기 단계들을 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨터들 또는 전술한 방법들의 상기 단계들을 수행하도록 프로그래밍된 (필드) 프로그래밍가능 로직 어레이들((F)PLA들) 또는 (필드) 프로그래밍가능 게이트 어레이들((F)PGA들)을 커버하도록 의도된다.
설명 및 도면들은 단지 본 발명의 원리들을 예시한다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 본원에 명시적으로 설명되거나 도시되지는 않았지만, 본 발명의 원리들을 구현하고 그 범위 내에 포함되는 다양한 배열들을 고안할 수 있을 것임을 인식할 것이다. 또한, 본원에 인용된 모든 예들은 원칙적으로, 오직 독자가 본 발명의 원리들 및 발명자(들)가 기술을 발전시키는데 기여한 개념들을 이해하는 것을 돕는 교육적 목적을 위한 것으로 명시적으로 의도되고, 이러한 특별히 인용된 예들 및 조건들을 제한하지 않는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리들, 양태들 및 실시예들 뿐만 아니라 이의 특정 예들을 기재한 본 명세서의 모든 설명들은 이의 등가물들을 포함하도록 의도된다.
프로세서에 의해 제공되는 경우, 기능들은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서, 또는 복수의 개별적인 프로세서들에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다. 또한, 용어 "프로세서" 또는 "제어기"의 명시적 사용은 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어만을 배타적으로 지칭하는 것으로 해석되어서는 안되며, 제한없이, 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 네트워크 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA), 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM) 소프트웨어, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 비휘발성 스토리지를 묵시적으로 포함할 수 있다. 종래 또는 주문형의 다른 하드웨어가 또한 포함될 수 있다. 이들의 기능은 프로그램 로직의 동작을 통해, 전용 로직을 통해, 프로그램 제어 및 전용 로직의 상호작용을 통해, 또는 심지어는 수동으로 수행될 수 있고, 특정 기술은 문맥으로부터 더 구체적으로 이해되는 바와 같이 구현자에 의해 선택가능하다.
본원의 임의의 블록도들은 본 발명의 원리들을 구현하는 예시적인 회로부의 개념도들을 표현함을 본 기술분야의 통상의 기술자들은 인식해야 한다. 유사하게, 임의의 플로우차트들, 흐름도들, 상태 전이도들, 의사 코드 등은 컴퓨터 판독가능 매체에서 실질적으로 표현될 수 있고, 따라서 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 도시되든 도시되지 않든 이러한 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 다양한 프로세스들을 표현함을 인식할 것이다.
또한, 이하의 청구항들은 상세한 설명에 통합되며, 각각의 청구항은 별개의 실시예로서 독자적으로 기재될 수 있다. 각각의 청구항은 별개의 실시예로서 독립적일 수 있는 한편, 종속 청구항은 청구 범위에서 하나 이상의 다른 청구항들과 특정 조합을 참조할 수 있지만, 다른 실시예들은 또한 각각 다른 종속 청구항의 청구물을 갖는 종속 청구항의 조합을 포함할 수 있음에 유의해야 한다. 특정 조합이 의도되지 않는 것으로 언급되지 않는 한 이러한 조합들은 본원에서 제안된다.
명세서 또는 청구 범위에 개시된 방법들은 이들 방법들의 개개의 단계들 각각을 수행하기 위한 수단을 갖는 디바이스에 의해 구현될 수 있음에 추가로 유의해야 한다.
10 차량들의 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 방법
12 플래툰의 차량들 사이의 통신 링크들의 예측된 서비스 품질, pQoS, 플래툰의 차량들의 속력, 플래툰의 차량들의 속력, 플래툰의 차량들의 하나 이상의 최대 감속들과 관련된 정보를 획득하는 단계
14 pQoS, 속력, 최대 감속 및 차량간 거리 사이의 함수 관계를 사용하여, 최소 차량간 거리를 결정하는 단계
20 차량들의 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 장치
22 하나 이상의 인터페이스들
24 제어 모듈
200 차량
210 차량
220 차량
230 장애물
240 차량
260 차량
270 차량
280 트래픽 조정 센터

Claims (15)

  1. 차량들의 플래툰(platoon)에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 방법(10)으로서,
    상기 플래툰의 차량들 사이의 통신 링크들의 예측된 서비스 품질(predicted quality of service, pQoS);
    상기 플래툰의 차량들의 속력;
    상기 플래툰의 차량들의 하나 이상의 최대 감속들
    과 관련된 정보를 획득하는 단계(12); 및
    상기 pQoS, 상기 속력, 상기 하나 이상의 최대 감속들, 및 차량간 거리 사이의 함수 관계를 사용하여, 상기 최소 차량간 거리를 결정하는 단계
    를 포함하는, 차량들의 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 방법(10).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 pQoS는 패킷 인터-리셉션(inter-reception) 시간을 포함하는 것인, 방법(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 함수 관계는 시뮬레이트된 데이터 및 측정 데이터 중 적어도 하나에 기초하는 것인, 방법(10).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 함수 관계는 데이터의 선형 회귀에 기초하는 것인, 방법(10).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 함수 관계는 이력 데이터에 기초하는 것인, 방법(10).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플래툰의 조작들을 모니터링하고 상기 플래툰의 pQoS, 속력, 감속들 및 차량간 거리들에 대한 데이터를 저장하는 단계
    더 포함하는 것인, 방법(10).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 함수 관계는 상기 저장된 데이터에 기초하여 업데이트되는 것인, 방법(10).
  8. 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 장치(20)로서,
    상기 플래툰의 하나 이상의 차량들 및 모바일 통신 시스템과 통신하기 위한 하나 이상의 인터페이스들(22); 및
    제1항 또는 제2항의 방법을 수행하도록 구성되는 제어 모듈(24)
    을 포함하는, 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 장치(20).
  9. 제8항의 장치를 포함하는 차량(200).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플래툰에서 플래툰 멤버의 역할을 하도록 구성되는, 차량(200).
  11. 제9항에 있어서,
    상기 플래툰에서 플래툰 리더의 역할을 하도록 구성되는, 차량(200).
  12. 제8항의 장치를 포함하는 트래픽 제어 엔티티(300).
  13. 제12항에 있어서,
    신호등
    을 더 포함하는, 트래픽 제어 엔티티(300).
  14. 제12항에 있어서,
    플래툰 제어 센터
    를 더 포함하는, 트래픽 제어 엔티티(300).
  15. 컴퓨터, 프로그램, 또는 프로그래밍가능 하드웨어 컴포넌트 상에서 실행될 때, 제1항 또는 제2항에 따른 방법(10)을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
KR1020200113294A 2019-09-09 2020-09-04 플래툰에 대한 최소 차량간 거리를 결정하기 위한 방법, 컴퓨터 프로그램 및 장치, 차량, 트래픽 제어 엔티티 KR102321208B1 (ko)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19196177.0A EP3790295B1 (en) 2019-09-09 2019-09-09 Method, computer program, and apparatus for determining a minimum inter-vehicular distance for a platoon, vehicle, traffic control entity
EP19196177.0 2019-09-09

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