KR20220131275A - 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 v2x 차량이 가상 v2x 메시지를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시예에 따른 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 V2X 차량이 가상 V2X 메시지를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 개시한다. 네트워크로부터 제1 VRU (Vulnerable Road User)에 대한 제1 VRU 정보를 포함하는 제1 메시지를 주기적으로 수신하는 단계, 상기 제1 VRU 정보에 기초하여 상기 제1 VRU에 대한 상태를 결정하고, 상기 제1 VRU에 대한 상태에 기초하여 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환 여부를 결정하는 단계 및 상기 제1 VRU 정보를 포함하는 상기 가상 V2X 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 V2X 차량은 상기 주기적으로 수신된 상기 제1 메시지에 기초하여 상기 제1 VRU 상태가 제1 상태에서 제2 상태로 전환될 경우에 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환하는 방법 및 이를 위한 장치를 개시한다.
Description
사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 V2X 차량이 V2X 메시지를 전송하는 방법 및 장치에 대한 것으로, 구체적으로, 네트워크로부터 수신된 VRU 메시지를 가상 V2X 메시지로 변환하여 전송하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(예를 들어, 대역폭, 전송 전력 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원하는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
사이드링크(sidelink, SL)란 단말(User Equipment, UE)들 간에 직접적인 링크를 설정하여, 기지국(Base Station, BS)을 거치지 않고, 단말 간에 음성 또는 데이터 등을 직접 주고 받는 통신 방식을 말한다. SL는 급속도로 증가하는 데이터 트래픽에 따른 기지국의 부담을 해결할 수 있는 하나의 방안으로서 고려되고 있다.
V2X(vehicle-to-everything)는 유/무선 통신을 통해 다른 차량, 보행자, 인프라가 구축된 사물 등과 정보를 교환하는 통신 기술을 의미한다. V2X는 V2V(vehicle-to-vehicle), V2I(vehicle-to-infrastructure), V2N(vehicle-to- network) 및 V2P(vehicle-to-pedestrian)와 같은 4 가지 유형으로 구분될 수 있다. V2X 통신은 PC5 인터페이스 및/또는 Uu 인터페이스를 통해 제공될 수 있다.
한편, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라, 기존의 무선 액세스 기술(Radio Access Technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라, 신뢰도(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스 또는 단말을 고려한 통신 시스템이 논의되고 있는데, 개선된 이동 광대역 통신, 매시브 MTC(Machine Type Communication), URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술을 새로운 RAT(new radio access technology) 또는 NR(new radio)이라 칭할 수 있다. NR에서도 V2X(vehicle-to-everything) 통신이 지원될 수 있다.
도 1은 NR 이전의 RAT에 기반한 V2X 통신과 NR에 기반한 V2X 통신을 비교하여 설명하기 위한 도면이다
V2X 통신과 관련하여, NR 이전의 RAT에서는 BSM(Basic Safety Message), CAM(Cooperative Awareness Message), DENM(Decentralized Environmental Notification Message)과 같은 V2X 메시지를 기반으로, 안전 서비스(safety service)를 제공하는 방안이 주로 논의되었다. V2X 메시지는, 위치 정보, 동적 정보, 속성 정보 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 주기적인 메시지(periodic message) 타입의 CAM, 및/또는 이벤트 트리거 메시지(event triggered message) 타입의 DENM을 다른 단말에게 전송할 수 있다.
예를 들어, CAM은 방향 및 속도와 같은 차량의 동적 상태 정보, 치수와 같은 차량 정적 데이터, 외부 조명 상태, 경로 내역 등 기본 차량 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 CAM을 방송할 수 있으며, CAM의 지연(latency)은 100ms보다 작을 수 있다. 예를 들어, 차량의 고장, 사고 등의 돌발적인 상황이 발행하는 경우, 단말은 DENM을 생성하여 다른 단말에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말의 전송 범위 내에 있는 모든 차량은 CAM 및/또는 DENM을 수신할 수 있다. 이 경우, DENM은 CAM 보다 높은 우선 순위를 가질 수 있다.
이후, V2X 통신과 관련하여, 다양한 V2X 시나리오들이 NR에서 제시되고 있다. 예를 들어, 다양한 V2X 시나리오들은, 차량 플라투닝(vehicle platooning), 향상된 드라이빙(advanced driving), 확장된 센서들(extended sensors), 리모트 드라이빙(remote driving) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 차량 플라투닝을 기반으로, 차량들은 동적으로 그룹을 형성하여 함께 이동할 수 있다. 예를 들어, 차량 플라투닝에 기반한 플라툰 동작들(platoon operations)을 수행하기 위해, 상기 그룹에 속하는 차량들은 선두 차량으로부터 주기적인 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 그룹에 속하는 차량들은 주기적인 데이터를 이용하여, 차량들 사이의 간격을 줄이거나 넓힐 수 있다.
예를 들어, 향상된 드라이빙을 기반으로, 차량은 반자동화 또는 완전 자동화될 수 있다. 예를 들어, 각 차량은 근접 차량 및/또는 근접 로지컬 엔티티(logical entity)의 로컬 센서(local sensor)에서 획득된 데이터를 기반으로, 궤도(trajectories) 또는 기동(maneuvers)을 조정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 각 차량은 근접한 차량들과 드라이빙 인텐션(driving intention)을 상호 공유할 수 있다.
예를 들어, 확장 센서들을 기반으로, 로컬 센서들을 통해 획득된 로 데이터(raw data) 또는 처리된 데이터(processed data), 또는 라이브 비디오 데이터(live video data)는 차량, 로지컬 엔티티, 보행자들의 단말 및/또는 V2X 응용 서버 간에 상호 교환될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 차량은 자체 센서를 이용하여 감지할 수 있는 환경 보다 향상된 환경을 인식할 수 있다.
예를 들어, 리모트 드라이빙을 기반으로, 운전을 하지 못하는 사람 또는 위험한 환경에 위치한 리모트 차량을 위해, 리모트 드라이버 또는 V2X 애플리케이션은 상기 리모트 차량을 동작 또는 제어할 수 있다. 예를 들어, 대중 교통과 같이 경로를 예측할 수 있는 경우, 클라우드 컴퓨팅 기반의 드라이빙이 상기 리모트 차량의 동작 또는 제어에 이용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 클라우드 기반의 백엔드 서비스 플랫폼(cloud-based back-end service platform)에 대한 액세스가 리모트 드라이빙을 위해 고려될 수 있다.
한편, 차량 플라투닝, 향상된 드라이빙, 확장된 센서들, 리모트 드라이빙 등 다양한 V2X 시나리오들에 대한 서비스 요구사항(service requirements)들을 구체화하는 방안이 NR에 기반한 V2X 통신에서 논의되고 있다.
해결하고자 하는 과제는 VRU나 VRU 사용자의 상태 변화를 감지한 경우에 soft V2X에 따른 VRU 메시지를 가상 V2X 메시지로 전환 전송함으로써, soft V2X 모듈이 구비되지 않은 주변 차량에게 soft V2X에 VRU 사용자의 존재를 알릴 수 있고, 이를 통한 soft V2X 및 V2X 간의 상호 보완으로 효과적인 자율 주행 시스템을 구축할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 측면에 따른 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 V2X 차량이 가상 V2X 메시지를 전송하는 방법은, 네트워크로부터 제1 VRU (Vulnerable Road User)에 대한 제1 VRU 정보를 포함하는 제1 메시지를 주기적으로 수신하는 단계, 상기 제1 VRU 정보에 기초하여 상기 제1 VRU에 대한 상태를 결정하고, 상기 제1 VRU에 대한 상태에 기초하여 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환 여부를 결정하는 단계 및 상기 제1 VRU 정보를 포함하는 상기 가상 V2X 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 V2X 차량은 상기 주기적으로 수신된 상기 제1 메시지에 기초하여 상기 제1 VRU 상태가 제1 상태에서 제2 상태로 전환될 경우에 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환할 수 있다.
또는, 상기 제1 VRU 정보는 상기 제1 VRU의 이동 속도에 대한 정보를 더 포함하고, 상기 제1 VRU 상태는 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 이상이고 상기 상기 제1 VRU의 이동 속도가 상기 V2X 장치의 이동 속도와 대응하는 경우에 상기 제1 상태로 결정되고, 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 미만이고 상기 제1 VRU의 이동 속도가 상기 특정 임계 이상인 경우에 상기 제2 상태로 결정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 V2X 차량은 상기 제1 VRU 정보에 포함된 위치 정보가 상기 V2X 차량을 기준으로 하는 미리 구성된 특정 범위 내에 위치하는 상기 제1 VRU에 대해서만 상기 제1 VRU 상태가 상기 제1 상태인지 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또는, 제2 VRU에 대한 제2 VRU 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 네트워크로부터 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 VRU 상태 및 상기 제2 VRU에 대한 제2 VRU 상태가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환되는 경우에, 상기 V2X 차량은 상기 제1 메시지 및 상기 제2 메시지를 하나의 가상 V2X 메시지로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 하나의 가상 V2X 메시지는 상기 제1 VRU 및 상기 제2 VRU의 위치 정보를 포함하는 지리적 영역에 대한 클러스터 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 하나의 가상 V2X 메시지는 상기 클러스터 정보에 대응하는 VRU의 개수에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 메시지는 SoftV2X 서버로부터 Uu 인터페이스를 통해 수신되는 VRU 메시지인 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따르면, 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 가상 V2X 메시지를 전송하는 V2X 차량는 RF(Radio Frequency) 송수신기 및 상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 네트워크로부터 제1 VRU (Vulnerable Road User)에 대한 제1 VRU 정보를 포함하는 제1 메시지를 주기적으로 수신 받고, 상기 제1 VRU 정보에 기초하여 상기 제1 VRU에 대한 상태를 결정하고, 상기 제1 VRU에 대한 상태에 기초하여 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환 여부를 결정하며, 상기 RF 송수신기를 제어하여 상기 제1 VRU 정보를 포함하는 상기 가상 V2X 메시지를 전송하며 상기 프로세서는 상기 주기적으로 수신된 상기 제1 메시지에 기초하여 상기 제1 VRU 상태가 제1 상태에서 제2 상태로 전환될 경우에 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환할 수 있다.
또는, 상기 제1 VRU 정보는 상기 제1 VRU의 이동 속도에 대한 정보를 더 포함하고, 상기 제1 VRU 상태는 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 이상이고 상기 상기 제1 VRU의 이동 속도가 상기 V2X 장치의 이동 속도와 대응하는 경우에 상기 제1 상태로 결정되고, 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 미만이고 상기 제1 VRU의 이동 속도가 상기 특정 임계 이상인 경우에 상기 제2 상태로 결정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 프로세서는 상기 제1 VRU 정보에 포함된 위치 정보가 상기 V2X 차량을 기준으로 하는 미리 구성된 특정 범위 내에 위치하는 상기 제1 VRU에 대해서만 상기 제1 VRU 상태가 상기 제1 상태인지 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또는, 제2 VRU에 대한 제2 VRU 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 네트워크로부터 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 VRU 상태 및 상기 제2 VRU에 대한 제2 VRU 상태가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환되는 경우에, 상기 V2X 차량은 상기 제1 메시지 및 상기 제2 메시지를 하나의 가상 V2X 메시지로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 하나의 가상 V2X 메시지는 상기 제1 VRU 및 상기 제2 VRU의 위치 정보를 포함하는 지리적 영역에 대한 클러스터 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시예들은 VRU나 VRU 사용자의 상태 변화를 감지한 경우에 soft V2X에 따른 VRU 메시지를 가상 V2X 메시지로 전환 전송함으로써, soft V2X 모듈이 구비되지 않은 주변 차량에게 soft V2X에 VRU 사용자의 존재를 알릴 수 있고, 이를 통한 soft V2X 및 V2X 간의 상호 보완으로 효과적인 자율 주행 시스템을 구축할 수 있다.
다양한 실시예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 NR 이전의 RAT에 기반한 V2X 통신과 NR에 기반한 V2X 통신을 비교하여 설명하기 위한 도면이다
도 2은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 3은 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 4은 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5은 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 6 SL 통신을 위한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다.
도 7은 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 단말을 나타낸다.
도 8는 V2X 또는 SL 통신을 위한 자원 단위를 나타낸다.
도 9은 단말이 전송 모드에 따라 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 절차를 나타낸다.
도 10은 ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)를 설명하기 위한 도면이다.
도 11는 SoftV2X에 기반하여 VRU 메시지를 전송하는 VRU 사용자 및 V2X 통신을 수행하는 V2X 차량 및 종래 ITS VRU를 기반하여 VRU 메시지를 전송하는 VRU 사용자 및 SoftV2X 통신을 수행하는 V2X 차량을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13는 가상 V2X 메시지를 전송하는 V2X 차량의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 14, 도 15 및 도 16은 V2X 차량에 승차한 VRU를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 및 도 18은 V2X 차량이 VRU 메시지에 기반한 VRU에 대한 상태를 분석하는 방법 및 분석된 상태에 따라 V2X 메시지로 변환이 필요한 VRU 메시지를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19 및 도 20은 V2X 차량이 수신된 VRU 메시지에 기초하여 가상 V2X 메시지를 주변 차량에 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 수신된 VRU 메시지에 기반한 가상 V2X 메시지의 구조를 설명하기 위한 도면이다
도 22는 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 23는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 24은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다
도 25은 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다.
도 1은 NR 이전의 RAT에 기반한 V2X 통신과 NR에 기반한 V2X 통신을 비교하여 설명하기 위한 도면이다
도 2은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 3은 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 4은 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5은 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 6 SL 통신을 위한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다.
도 7은 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 단말을 나타낸다.
도 8는 V2X 또는 SL 통신을 위한 자원 단위를 나타낸다.
도 9은 단말이 전송 모드에 따라 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 절차를 나타낸다.
도 10은 ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)를 설명하기 위한 도면이다.
도 11는 SoftV2X에 기반하여 VRU 메시지를 전송하는 VRU 사용자 및 V2X 통신을 수행하는 V2X 차량 및 종래 ITS VRU를 기반하여 VRU 메시지를 전송하는 VRU 사용자 및 SoftV2X 통신을 수행하는 V2X 차량을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13는 가상 V2X 메시지를 전송하는 V2X 차량의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 14, 도 15 및 도 16은 V2X 차량에 승차한 VRU를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 및 도 18은 V2X 차량이 VRU 메시지에 기반한 VRU에 대한 상태를 분석하는 방법 및 분석된 상태에 따라 V2X 메시지로 변환이 필요한 VRU 메시지를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19 및 도 20은 V2X 차량이 수신된 VRU 메시지에 기초하여 가상 V2X 메시지를 주변 차량에 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 수신된 VRU 메시지에 기반한 가상 V2X 메시지의 구조를 설명하기 위한 도면이다
도 22는 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 23는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 24은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다
도 25은 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다.
무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(예를 들어, 대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원하는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
사이드링크(sidelink)란 단말(User Equipment, UE)들 간에 직접적인 링크를 설정하여, 기지국(Base Station, BS)을 거치지 않고, 단말 간에 음성 또는 데이터 등을 직접 주고 받는 통신 방식을 말한다. 사이드링크는 급속도로 증가하는 데이터 트래픽에 따른 기지국의 부담을 해결할 수 있는 하나의 방안으로서 고려되고 있다.
V2X(vehicle-to-everything)는 유/무선 통신을 통해 다른 차량, 보행자, 인프라가 구축된 사물 등과 정보를 교환하는 통신 기술을 의미한다. V2X는 V2V(vehicle-to-vehicle), V2I(vehicle-to-infrastructure), V2N(vehicle-to- network) 및 V2P(vehicle-to-pedestrian)와 같은 4 가지 유형으로 구분될 수 있다. V2X 통신은 PC5 인터페이스 및/또는 Uu 인터페이스를 통해 제공될 수 있다.
한편, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라, 기존의 무선 액세스 기술(Radio Access Technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라, 신뢰도(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스 또는 단말을 고려한 통신 시스템이 논의되고 있는데, 개선된 이동 광대역 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술을 새로운 RAT(new radio access technology) 또는 NR(new radio)이라 칭할 수 있다. NR에서도 V2X(vehicle-to-everything) 통신이 지원될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
5G NR은 LTE-A의 후속 기술로서, 고성능, 저지연, 고가용성 등의 특성을 가지는 새로운 Clean-slate 형태의 이동 통신 시스템이다. 5G NR은 1GHz 미만의 저주파 대역에서부터 1GHz~10GHz의 중간 주파 대역, 24GHz 이상의 고주파(밀리미터파) 대역 등 사용 가능한 모든 스펙트럼 자원을 활용할 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A 또는 5G NR을 위주로 기술하지만 실시예(들)의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2은 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고 불릴 수 있다.
도 2을 참조하면, E-UTRAN은 단말(10)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(Mobile Terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.
EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection, OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제 1 계층), L2 (제 2 계층), L3(제 3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제 1 계층에 속하는 물리 계층은 물리 채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3 계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
도 3은 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, NG-RAN은 단말에게 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단(termination)을 제공하는 gNB 및/또는 eNB를 포함할 수 있다. 도 7에서는 gNB만을 포함하는 경우를 예시한다. gNB 및 eNB는 상호 간에 Xn 인터페이스로 연결되어 있다. gNB 및 eNB는 5세대 코어 네트워크(5G Core Network: 5GC)와 NG 인터페이스를 통해 연결되어 있다. 보다 구체적으로, AMF(access and mobility management function)과는 NG-C 인터페이스를 통해 연결되고, UPF(user plane function)과는 NG-U 인터페이스를 통해 연결된다.
도 4은 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4을 참조하면, NR에서 상향링크 및 하향링크 전송에서 무선 프레임을 사용할 수 있다. 무선 프레임은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 5ms 하프-프레임(Half-Frame, HF)으로 정의될 수 있다. 하프-프레임은 5개의 1ms 서브프레임(Subframe, SF)을 포함할 수 있다. 서브프레임은 하나 이상의 슬롯으로 분할될 수 있으며, 서브프레임 내 슬롯 개수는 부반송파 간격(Subcarrier Spacing, SCS)에 따라 결정될 수 있다. 각 슬롯은 CP(cyclic prefix)에 따라 12개 또는 14개의 OFDM(A) 심볼을 포함할 수 있다.
노멀 CP(normal CP)가 사용되는 경우, 각 슬롯은 14개의 심볼을 포함할 수 있다. 확장 CP가 사용되는 경우, 각 슬롯은 12개의 심볼을 포함할 수 있다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼 (또는, CP-OFDM 심볼), SC-FDMA(Single Carrier - FDMA) 심볼 (또는, DFT-s-OFDM(Discrete Fourier Transform-spread-OFDM) 심볼)을 포함할 수 있다.
다음 표 1은 노멀 CP가 사용되는 경우, SCS 설정(u)에 따라 슬롯 별 심볼의 개수((Nslot symb), 프레임 별 슬롯의 개수((Nframe,u slot)와 서브프레임 별 슬롯의 개수((Nsubframe,u slot)를 예시한다.
| SCS (15*2u) | Nslot symb | Nframe,u slot | Nsubframe,u slot |
| 15KHz (u=0) | 14 | 10 | 1 |
| 30KHz (u=1) | 14 | 20 | 2 |
| 60KHz (u=2) | 14 | 40 | 4 |
| 120KHz (u=3) | 14 | 80 | 8 |
| 240KHz (u=4) | 14 | 160 | 16 |
표 2는 확장 CP가 사용되는 경우, SCS에 따라 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수와 서브프레임 별 슬롯의 개수를 예시한다.
| SCS (15*2u) | Nslot symb | Nframe,u slot | Nsubframe,u slot |
| 60KHz (u=2) | 12 | 40 | 4 |
NR 시스템에서는 하나의 단말에게 병합되는 복수의 셀들 간에 OFDM(A) 뉴머놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)가 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 개수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, 서브프레임, 슬롯 또는 TTI)(편의상, TU(Time Unit)로 통칭)의 (절대 시간) 구간이 병합된 셀들 간에 상이하게 설정될 수 있다.
NR에서, 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 뉴머놀로지(numerology) 또는 SCS가 지원될 수 있다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)이 지원될 수 있고, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)이 지원될 수 있다. SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)을 극복하기 위해 24.25GHz보다 큰 대역폭이 지원될 수 있다.
NR 주파수 밴드(frequency band)는 두 가지 타입의 주파수 범위(frequency range)로 정의될 수 있다. 상기 두 가지 타입의 주파수 범위는 FR1 및 FR2일 수 있다. 주파수 범위의 수치는 변경될 수 있으며, 예를 들어, 상기 두 가지 타입의 주파수 범위는 하기 표 3과 같을 수 있다. NR 시스템에서 사용되는 주파수 범위 중 FR1은 "sub 6GHz range"를 의미할 수 있고, FR2는 "above 6GHz range"를 의미할 수 있고 밀리미터 웨이브(millimeter wave, mmW)로 불릴 수 있다.
| Frequency Range designation | Corresponding frequency range | Subcarrier Spacing (SCS) |
| FR1 | 450MHz - 6000MHz | 15, 30, 60kHz |
| FR2 | 24250MHz - 52600MHz | 60, 120, 240kHz |
상술한 바와 같이, NR 시스템의 주파수 범위의 수치는 변경될 수 있다. 예를 들어, FR1은 하기 표 4와 같이 410MHz 내지 7125MHz의 대역을 포함할 수 있다. 즉, FR1은 6GHz (또는 5850, 5900, 5925 MHz 등) 이상의 주파수 대역을 포함할 수 있다. 예를 들어, FR1 내에서 포함되는 6GHz (또는 5850, 5900, 5925 MHz 등) 이상의 주파수 대역은 비면허 대역(unlicensed band)을 포함할 수 있다. 비면허 대역은 다양한 용도로 사용될 수 있고, 예를 들어 차량을 위한 통신(예를 들어, 자율주행)을 위해 사용될 수 있다.
| Frequency Range designation | Corresponding frequency range | Subcarrier Spacing (SCS) |
| FR1 | 410MHz - 7125MHz | 15, 30, 60kHz |
| FR2 | 24250MHz - 52600MHz | 60, 120, 240kHz |
도 5은 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 5을 참조하면, 슬롯은 시간 영역에서 복수의 심볼들을 포함한다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯이 14개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 12개의 심볼을 포함할 수 있다. 또는 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯이 7개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 6개의 심볼을 포함할 수 있다.
반송파는 주파수 영역에서 복수의 부반송파들을 포함한다. RB(Resource Block)는 주파수 영역에서 복수(예를 들어, 12)의 연속한 부반송파로 정의될 수 있다. BWP(Bandwidth Part)는 주파수 영역에서 복수의 연속한 (P)RB((Physical) Resource Block)로 정의될 수 있으며, 하나의 뉴머놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)에 대응될 수 있다. 반송파는 최대 N개(예를 들어, 5개)의 BWP를 포함할 수 있다. 데이터 통신은 활성화된 BWP를 통해서 수행될 수 있다. 각각의 요소는 자원 그리드에서 자원요소(Resource Element, RE)로 지칭될 수 있고, 하나의 복소 심볼이 맵핑될 수 있다.
한편, 단말과 단말 간 무선 인터페이스 또는 단말과 네트워크 간 무선 인터페이스는 L1 계층, L2 계층 및 L3 계층으로 구성될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예에서, L1 계층은 물리(physical) 계층을 의미할 수 있다. 또한, 예를 들어, L2 계층은 MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층 및 SDAP 계층 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 예를 들어, L3 계층은 RRC 계층을 의미할 수 있다.
이하, V2X 또는 SL(sidelink) 통신에 대하여 설명한다.
도 6는 SL 통신을 위한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다. 구체적으로, 도 6의 (a)는 NR의 사용자 평면 프로토콜 스택을 나타내고, 도 6의 (b)는 NR의 제어 평면 프로토콜 스택을 나타낸다.
이하, SL 동기 신호(Sidelink Synchronization Signal, SLSS) 및 동기화 정보에 대해 설명한다.
SLSS는 SL 특정적인 시퀀스(sequence)로, PSSS(Primary Sidelink Synchronization Signal)와 SSSS(Secondary Sidelink Synchronization Signal)를 포함할 수 있다. 상기 PSSS는 S-PSS(Sidelink Primary Synchronization Signal)라고 칭할 수 있고, 상기 SSSS는 S-SSS(Sidelink Secondary Synchronization Signal)라고 칭할 수 있다. 예를 들어, 길이-127 M-시퀀스(length-127 M-sequences)가 S-PSS에 대하여 사용될 수 있고, 길이-127 골드-시퀀스(length-127 Gold sequences)가 S-SSS에 대하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 단말은 S-PSS를 이용하여 최초 신호를 검출(signal detection)할 수 있고, 동기를 획득할 수 있다. 예를 들어, 단말은 S-PSS 및 S-SSS를 이용하여 세부 동기를 획득할 수 있고, 동기 신호 ID를 검출할 수 있다.
PSBCH(Physical Sidelink Broadcast Channel)는 SL 신호 송수신 전에 단말이 가장 먼저 알아야 하는 기본이 되는 (시스템) 정보가 전송되는 (방송) 채널일 수 있다. 예를 들어, 상기 기본이 되는 정보는 SLSS에 관련된 정보, 듀플렉스 모드(Duplex Mode, DM), TDD UL/DL(Time Division Duplex Uplink/Downlink) 구성, 리소스 풀 관련 정보, SLSS에 관련된 어플리케이션의 종류, 서브프레임 오프셋, 방송 정보 등일 수 있다. 예를 들어, PSBCH 성능의 평가를 위해, NR V2X에서, PSBCH의 페이로드 크기는 24 비트의 CRC를 포함하여 56 비트일 수 있다.
S-PSS, S-SSS 및 PSBCH는 주기적 전송을 지원하는 블록 포맷(예를 들어, SL SS(Synchronization Signal)/PSBCH 블록, 이하 S-SSB(Sidelink-Synchronization Signal Block))에 포함될 수 있다. 상기 S-SSB는 캐리어 내의 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)/PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)와 동일한 뉴머놀로지(즉, SCS 및 CP 길이)를 가질 수 있고, 전송 대역폭은 (미리) 설정된 SL BWP(Sidelink BWP) 내에 있을 수 있다. 예를 들어, S-SSB의 대역폭은 11 RB(Resource Block)일 수 있다. 예를 들어, PSBCH는 11 RB에 걸쳐있을 수 있다. 그리고, S-SSB의 주파수 위치는 (미리) 설정될 수 있다. 따라서, 단말은 캐리어에서 S-SSB를 발견하기 위해 주파수에서 가설 검출(hypothesis detection)을 수행할 필요가 없다.
한편, NR SL 시스템에서, 서로 다른 SCS 및/또는 CP 길이를 가지는 복수의 뉴머놀로지가 지원될 수 있다. 이 때, SCS가 증가함에 따라서, 전송 단말이 S-SSB를 전송하는 시간 자원의 길이가 짧아질 수 있다. 이에 따라, S-SSB의 커버리지(coverage)가 감소할 수 있다. 따라서, S-SSB의 커버리지를 보장하기 위하여, 전송 단말은 SCS에 따라 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 하나 이상의 S-SSB를 수신 단말에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 전송 단말이 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 전송하는 S-SSB의 개수는 전송 단말에게 사전에 설정되거나(pre-configured), 설정(configured)될 수 있다. 예를 들어, S-SSB 전송 주기는 160ms 일 수 있다. 예를 들어, 모든 SCS에 대하여, 160ms의 S-SSB 전송 주기가 지원될 수 있다.
예를 들어, SCS가 FR1에서 15kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개 또는 2개의 S-SSB를 전송할 수 있다. 예를 들어, SCS가 FR1에서 30kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개 또는 2개의 S-SSB를 전송할 수 있다. 예를 들어, SCS가 FR1에서 60kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개, 2개 또는 4개의 S-SSB를 전송할 수 있다.
예를 들어, SCS가 FR2에서 60kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개, 2개, 4개, 8개, 16개 또는 32개의 S-SSB를 전송할 수 있다. 예를 들어, SCS가 FR2에서 120kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개, 2개, 4개, 8개, 16개, 32개 또는 64개의 S-SSB를 전송할 수 있다.
한편, SCS가 60kHz인 경우, 두 가지 타입의 CP가 지원될 수 있다. 또한, CP 타입에 따라서 전송 단말이 수신 단말에게 전송하는 S-SSB의 구조가 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 CP 타입은 Normal CP(NCP) 또는 Extended CP(ECP)일 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, CP 타입이 NCP인 경우, 전송 단말이 전송하는 S-SSB 내에서 PSBCH를 맵핑하는 심볼의 개수는 9 개 또는 8 개일 수 있다. 반면, 예를 들어, CP 타입이 ECP인 경우, 전송 단말이 전송하는 S-SSB 내에서 PSBCH를 맵핑하는 심볼의 개수는 7 개 또는 6 개일 수 있다. 예를 들어, 전송 단말이 전송하는 S-SSB 내의 첫 번째 심볼에는, PSBCH가 맵핑될 수 있다. 예를 들어, S-SSB를 수신하는 수신 단말은 S-SSB의 첫 번째 심볼 구간에서 AGC(Automatic Gain Control) 동작을 수행할 수 있다.
도 7은 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 단말을 나타낸다.
도 7을 참조하면, V2X 또는 SL 통신에서 단말이라는 용어는 주로 사용자의 단말을 의미할 수 있다. 하지만, 기지국과 같은 네트워크 장비가 단말 사이의 통신 방식에 따라 신호를 송수신하는 경우, 기지국 또한 일종의 단말로 간주될 수도 있다. 예를 들어, 단말 1은 제 1 장치(100)일 수 있고, 단말 2 는 제 2 장치(200)일 수 있다.
예를 들어, 단말 1은 일련의 자원의 집합을 의미하는 자원 풀(resource pool) 내에서 특정한 자원에 해당하는 자원 단위(resource unit)를 선택할 수 있다. 그리고, 단말 1은 상기 자원 단위를 사용하여 SL 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 수신 단말인 단말 2는 단말 1이 신호를 전송할 수 있는 자원 풀을 설정 받을 수 있고, 상기 자원 풀 내에서 단말 1의 신호를 검출할 수 있다.
여기서, 단말 1이 기지국의 연결 범위 내에 있는 경우, 기지국이 자원 풀을 단말 1에게 알려줄 수 있다. 반면, 단말 1이 기지국의 연결 범위 밖에 있는 경우, 다른 단말이 단말 1에게 자원 풀을 알려주거나, 또는 단말 1은 사전에 설정된 자원 풀을 사용할 수 있다.
일반적으로 자원 풀은 복수의 자원 단위로 구성될 수 있고, 각 단말은 하나 또는 복수의 자원 단위를 선택하여 자신의 SL 신호 전송에 사용할 수 있다.
도 8는 V2X 또는 SL 통신을 위한 자원 단위를 나타낸다.
도 8를 참조하면, 자원 풀의 전체 주파수 자원이 NF개로 분할될 수 있고, 자원 풀의 전체 시간 자원이 NT개로 분할될 수 있다. 따라서, 총 NF * NT 개의 자원 단위가 자원 풀 내에서 정의될 수 있다. 도 8는 해당 자원 풀이 NT 개의 서브프레임의 주기로 반복되는 경우의 예를 나타낸다.
도 8에 나타난 바와 같이, 하나의 자원 단위(예를 들어, Unit #0)는 주기적으로 반복하여 나타날 수 있다. 또는, 시간 또는 주파수 차원에서의 다이버시티(diversity) 효과를 얻기 위해서, 하나의 논리적인 자원 단위가 맵핑되는 물리적 자원 단위의 인덱스가 시간에 따라 사전에 정해진 패턴으로 변화할 수도 있다. 이러한 자원 단위의 구조에 있어서, 자원 풀이란 SL 신호를 전송하고자 하는 단말이 전송에 사용할 수 있는 자원 단위들의 집합을 의미할 수 있다.
자원 풀은 여러 종류로 세분화될 수 있다. 예를 들어, 각 자원 풀에서 전송되는 SL 신호의 컨텐츠(content)에 따라, 자원 풀은 아래와 같이 구분될 수 있다.
(1) 스케쥴링 할당(Scheduling Assignment, SA)은 전송 단말이 SL 데이터 채널의 전송으로 사용하는 자원의 위치, 그 외 데이터 채널의 복조를 위해서 필요한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 또는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송 방식, TA(Timing Advance)등의 정보를 포함하는 신호일 수 있다. SA는 동일 자원 단위 상에서 SL 데이터와 함께 멀티플렉싱되어 전송되는 것도 가능하며, 이 경우 SA 자원 풀이란 SA가 SL 데이터와 멀티플렉싱되어 전송되는 자원 풀을 의미할 수 있다. SA는 SL 제어 채널(control channel)로 불릴 수도 있다.
(2) SL 데이터 채널(Physical Sidelink Shared Channel, PSSCH)은 전송 단말이 사용자 데이터를 전송하는데 사용하는 자원 풀일 수 있다. 만약 동일 자원 단위 상에서 SL 데이터와 함께 SA가 멀티플렉싱되어 전송되는 경우, SA 정보를 제외한 형태의 SL 데이터 채널만이 SL 데이터 채널을 위한 자원 풀에서 전송 될 수 있다. 다시 말해, SA 자원 풀 내의 개별 자원 단위 상에서 SA 정보를 전송하는데 사용되었던 REs(Resource Elements)는 SL 데이터 채널의 자원 풀에서 여전히 SL 데이터를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 전송 단말은 연속적인 PRB에 PSSCH를 맵핑시켜서 전송할 수 있다.
(3) 디스커버리 채널은 전송 단말이 자신의 ID 등의 정보를 전송하기 위한 자원 풀일 수 있다. 이를 통해, 전송 단말은 인접 단말이 자신을 발견하도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 SL 신호의 컨텐츠가 동일한 경우에도, SL 신호의 송수신 속성에 따라서 상이한 자원 풀을 사용할 수 있다. 일 예로, 동일한 SL 데이터 채널이나 디스커버리 메시지라 하더라도, SL 신호의 전송 타이밍 결정 방식(예를 들어, 동기 기준 신호의 수신 시점에서 전송되는지 아니면 상기 수신 시점에서 일정한 타이밍 어드밴스를 적용하여 전송되는지), 자원 할당 방식(예를 들어, 개별 신호의 전송 자원을 기지국이 개별 전송 단말에게 지정해주는지 아니면 개별 전송 단말이 자원 풀 내에서 자체적으로 개별 신호 전송 자원을 선택하는지), 신호 포맷(예를 들어, 각 SL 신호가 한 서브프레임에서 차지하는 심볼의 개수, 또는 하나의 SL 신호의 전송에 사용되는 서브프레임의 개수), 기지국으로부터의 신호 세기, SL 단말의 송신 전력 세기 등에 따라서 다시 상이한 자원 풀로 구분될 수도 있다.
이하, SL에서 자원 할당(resource allocation)에 대하여 설명한다.
도 9은 단말이 전송 모드에 따라 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 절차를 나타낸다. 본 개시의 다양한 실시 예에서, 전송 모드는 모드 또는 자원 할당 모드라고 칭할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, LTE에서 전송 모드는 LTE 전송 모드라고 칭할 수 있고, NR에서 전송 모드는 NR 자원 할당 모드라고 칭할 수 있다.
예를 들어, 도 9의 (a)는 LTE 전송 모드 1 또는 LTE 전송 모드 3과 관련된 단말 동작을 나타낸다. 또는, 예를 들어, 도 24의 (a)는 NR 자원 할당 모드 1과 관련된 단말 동작을 나타낸다. 예를 들어, LTE 전송 모드 1은 일반적인 SL 통신에 적용될 수 있고, LTE 전송 모드 3은 V2X 통신에 적용될 수 있다.
예를 들어, 도 9의 (b)는 LTE 전송 모드 2 또는 LTE 전송 모드 4와 관련된 단말 동작을 나타낸다. 또는, 예를 들어, 도 24의 (b)는 NR 자원 할당 모드 2와 관련된 단말 동작을 나타낸다.
도 9의 (a)를 참조하면, LTE 전송 모드 1, LTE 전송 모드 3 또는 NR 자원 할당 모드 1에서, 기지국은 SL 전송을 위해 단말에 의해 사용될 SL 자원을 스케쥴링할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말 1에게 PDCCH(보다 구체적으로 DCI(Downlink Control Information))를 통해 자원 스케쥴링을 수행할 수 있고, 단말 1은 상기 자원 스케쥴링에 따라 단말 2와 V2X 또는 SL 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말 1은 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)를 통해 SCI(Sidelink Control Information)를 단말 2에게 전송한 후, 상기 SCI에 기반한 데이터를 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)를 통해 단말 2에게 전송할 수 있다.
예를 들어, NR 자원 할당 모드 1에서, 단말은 동적 그랜트(dynamic grant)를 통해 하나의 TB(Transport Block)의 하나 이상의 SL 전송을 위한 자원을 기지국으로부터 제공 또는 할당받을 수 있다. 예를 들어, 기지국은 동적 그랜트를 이용하여 PSCCH 및/또는 PSSCH의 전송을 위한 자원을 단말에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 전송 단말은 수신 단말로부터 수신한 SL HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 피드백을 기지국에게 보고할 수 있다. 이 경우, 기지국이 SL 전송을 위한 자원을 할당하기 위한 PDCCH 내의 지시(indication)를 기반으로, SL HARQ 피드백을 기지국에게 보고하기 위한 PUCCH 자원 및 타이밍(timing)이 결정될 수 있다.
예를 들어, DCI는 DCI 수신과 DCI에 의해 스케쥴링된 첫 번째 SL 전송 사이의 슬롯 오프셋을 나타낼 수 있다. 예를 들어, SL 전송 자원을 스케쥴링하는 DCI와 첫 번째 스케쥴링된 SL 전송 자원 사이의 최소 갭은 해당 단말의 처리 시간(processing time)보다 작지 않을 수 있다.
예를 들어, NR 자원 할당 모드 1에서, 단말은 설정된 그랜트(configured grant)를 통해 복수의 SL 전송을 위해 주기적으로 자원 세트를 기지국으로부터 제공 또는 할당받을 수 있다. 예를 들어, 상기 설정될 그랜트는 설정된 그랜트 타입 1 또는 설정된 그랜트 타입 2를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 주어진 설정된 그랜트(given configured grant)에 의해 지시되는 각각의 경우(occasions)에서 전송할 TB를 결정할 수 있다.
예를 들어, 기지국은 동일한 캐리어 상에서 SL 자원을 단말에게 할당할 수 있고, 서로 다른 캐리어 상에서 SL 자원을 단말에게 할당할 수 있다.
예를 들어, NR 기지국은 LTE 기반의 SL 통신을 제어할 수 있다. 예를 들어, NR 기지국은 LTE SL 자원을 스케쥴링하기 위해 NR DCI를 단말에게 전송할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상기 NR DCI를 스크램블하기 위한 새로운 RNTI가 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 단말은 NR SL 모듈 및 LTE SL 모듈을 포함할 수 있다.
예를 들어, NR SL 모듈 및 LTE SL 모듈을 포함하는 단말이 gNB로부터 NR SL DCI를 수신한 후, NR SL 모듈은 NR SL DCI를 LTE DCI 타입 5A로 변환할 수 있고, NR SL 모듈은 X ms 단위로 LTE SL 모듈에 LTE DCI 타입 5A를 전달할 수 있다. 예를 들어, LTE SL 모듈이 NR SL 모듈로부터 LTE DCI 포맷 5A를 수신한 후, LTE SL 모듈은 Z ms 후에 첫 번째 LTE 서브프레임에 활성화 및/또는 해제를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 X는 DCI의 필드를 사용하여 동적으로 표시될 수 있다. 예를 들어, 상기 X의 최솟값은 단말 능력(UE capability)에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 단말은 단말 능력에 따라 하나의 값(single value)을 보고할 수 있다. 예를 들어, 상기 X는 양수일 수 있다.
도 9의 (b)를 참조하면, LTE 전송 모드 2, LTE 전송 모드 4 또는 NR 자원 할당 모드 2에서, 단말은 기지국/네트워크에 의해 설정된 SL 자원 또는 미리 설정된 SL 자원 내에서 SL 전송 자원을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 설정된 SL 자원 또는 미리 설정된 SL 자원은 자원 풀일 수 있다. 예를 들어, 단말은 자율적으로 SL 전송을 위한 자원을 선택 또는 스케쥴링할 수 있다. 예를 들어, 단말은 설정된 자원 풀 내에서 자원을 스스로 선택하여, SL 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 센싱(sensing) 및 자원 (재)선택 절차를 수행하여, 선택 윈도우 내에서 스스로 자원을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱은 서브채널 단위로 수행될 수 있다. 그리고, 자원 풀 내에서 자원을 스스로 선택한 단말 1은 PSCCH를 통해 SCI를 단말 2에게 전송한 후, 상기 SCI에 기반한 데이터를 PSSCH를 통해 단말 2에게 전송할 수 있다.
예를 들어, 단말은 다른 단말에 대한 SL 자원 선택을 도울 수 있다. 예를 들어, NR 자원 할당 모드 2에서, 단말은 SL 전송을 위한 설정된 그랜트(configured grant)를 설정받을 수 있다. 예를 들어, NR 자원 할당 모드 2에서, 단말은 다른 단말의 SL 전송을 스케쥴링할 수 있다. 예를 들어, NR 자원 할당 모드 2에서, 단말은 블라인드 재전송을 위한 SL 자원을 예약할 수 있다.
예를 들어, NR 자원 할당 모드 2에서, 제 1 단말은 SCI를 이용하여 SL 전송의 우선 순위를 제 2 단말에게 지시할 수 있다. 예를 들어, 제 2 단말은 상기 SCI를 디코딩할 수 있고, 제 2 단말은 상기 우선 순위를 기반으로 센싱 및/또는 자원 (재)선택을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 자원(재)선택 절차는, 제 2 단말이 자원 선택 윈도우에서 후보 자원을 식별하는 단계 및 제 2 단말이 식별된 후보 자원 중에서 (재)전송을 위한 자원을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자원 선택 윈도우는 단말이 SL 전송을 위한 자원을 선택하는 시간 간격(time interval)일 수 있다. 예를 들어, 제 2 단말이 자원 (재)선택을 트리거한 이후, 자원 선택 윈도우는 T1 ≥ 0에서 시작할 수 있고, 자원 선택 윈도우는 제 2 단말의 남은 패킷 지연 버짓(remaining packet delay budget)에 의해 제한될 수 있다. 예를 들어, 제 2 단말이 자원 선택 윈도우에서 후보 자원을 식별하는 단계에서, 제 2 단말이 제 1 단말로부터 수신한 SCI에 의해 특정 자원이 지시되고 및 상기 특정 자원에 대한 L1 SL RSRP 측정값이 SL RSRP 임계값을 초과하면, 상기 제 2 단말은 상기 특정 자원을 후보 자원으로 결정하지 않을 수 있다. 예를 들어, SL RSRP 임계값은 제 2 단말이 제 1 단말로부터 수신한 SCI에 의해 지시되는 SL 전송의 우선 순위 및 제 2 단말이 선택한 자원 상에서 SL 전송의 우선 순위를 기반으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 상기 L1 SL RSRP는 SL DMRS(Demodulation Reference Signal)를 기반으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 자원 풀 별로 시간 영역에서 하나 이상의 PSSCH DMRS 패턴이 설정되거나 사전에 설정될 수 있다. 예를 들어, PDSCH DMRS 설정 타입 1 및/또는 타입 2는 PSSCH DMRS의 주파수 영역 패턴과 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 정확한 DMRS 패턴은 SCI에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, NR 자원 할당 모드 2에서, 전송 단말은 자원 풀에 대하여 설정된 또는 사전에 설정된 DMRS 패턴 중에서 특정 DMRS 패턴을 선택할 수 있다.
예를 들어, NR 자원 할당 모드 2에서, 센싱 및 자원 (재)선택 절차를 기반으로, 전송 단말은 예약 없이 TB(Transport Block)의 초기 전송을 수행할 수 있다. 예를 들어, 센싱 및 자원 (재)선택 절차를 기반으로, 전송 단말은 제 1 TB와 연관된 SCI를 이용하여 제 2 TB의 초기 전송을 위한 SL 자원을 예약할 수 있다.
예를 들어, NR 자원 할당 모드 2에서, 단말은 동일한 TB(Transport Block)의 이전 전송과 관련된 시그널링을 통해, 피드백 기반의 PSSCH 재전송을 위한 자원을 예약할 수 있다. 예를 들어, 현재 전송을 포함하여 하나의 전송에 의해 예약되는 SL 자원의 최대 개수는 2개, 3개 또는 4개일 수 있다. 예를 들어, 상기 SL 자원의 최대 개수는 HARQ 피드백이 인에이블되는지 여부와 관계 없이 동일할 수 있다. 예를 들어, 하나의 TB에 대한 최대 HARQ (재)전송 횟수는 설정 또는 사전 설정에 의해 제한될 수 있다. 예를 들어, 최대 HARQ (재)전송 횟수는 최대 32일 수 있다. 예를 들어, 상기 설정 또는 사전 설정이 없으면, 최대 HARQ (재)전송 횟수는 지정되지 않은 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 설정 또는 사전 설정은 전송 단말을 위한 것일 수 있다. 예를 들어, NR 자원 할당 모드 2에서, 단말이 사용하지 않는 자원을 해제하기 위한 HARQ 피드백이 지원될 수 있다.
예를 들어, NR 자원 할당 모드 2에서, 단말은 SCI를 이용하여 상기 단말에 의해 사용되는 하나 이상의 서브채널 및/또는 슬롯을 다른 단말에게 지시할 수 있다. 예를 들어, 단말은 SCI를 이용하여 PSSCH (재)전송을 위해 상기 단말에 의해 예약된 하나 이상의 서브채널 및/또는 슬롯을 다른 단말에게 지시할 수 있다. 예를 들어, SL 자원의 최소 할당 단위는 슬롯일 수 있다. 예를 들어, 서브채널의 사이즈는 단말에 대하여 설정되거나 미리 설정될 수 있다.
이하, SCI(Sidelink Control Information)에 대하여 설명한다.
기지국이 PDCCH를 통해 단말에게 전송하는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라 칭하는 반면, 단말이 PSCCH를 통해 다른 단말에게 전송하는 제어 정보를 SCI라 칭할 수 있다. 예를 들어, 단말은 PSCCH를 디코딩하기 전에, PSCCH의 시작 심볼 및/또는 PSCCH의 심볼 개수를 알고 있을 수 있다. 예를 들어, SCI는 SL 스케쥴링 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 PSSCH를 스케쥴링하기 위해 적어도 하나의 SCI를 다른 단말에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 SCI 포맷(format)이 정의될 수 있다.
예를 들어, 전송 단말은 PSCCH 상에서 SCI를 수신 단말에게 전송할 수 있다. 수신 단말은 PSSCH를 전송 단말로부터 수신하기 위해 하나의 SCI를 디코딩할 수 있다.
예를 들어, 전송 단말은 PSCCH 및/또는 PSSCH 상에서 두 개의 연속적인 SCI(예를 들어, 2-stage SCI)를 수신 단말에게 전송할 수 있다. 수신 단말은 PSSCH를 전송 단말로부터 수신하기 위해 두 개의 연속적인 SCI(예를 들어, 2-stage SCI)를 디코딩할 수 있다. 예를 들어, (상대적으로) 높은 SCI 페이로드(payload) 크기를 고려하여 SCI 구성 필드들을 두 개의 그룹으로 구분한 경우에, 제 1 SCI 구성 필드 그룹을 포함하는 SCI를 제 1 SCI 또는 1st SCI라고 칭할 수 있고, 제 2 SCI 구성 필드 그룹을 포함하는 SCI를 제 2 SCI 또는 2nd SCI라고 칭할 수 있다. 예를 들어, 전송 단말은 PSCCH를 통해서 제 1 SCI를 수신 단말에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 전송 단말은 PSCCH 및/또는 PSSCH 상에서 제 2 SCI를 수신 단말에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 제 2 SCI는 (독립된) PSCCH를 통해서 수신 단말에게 전송되거나, PSSCH를 통해 데이터와 함께 피기백되어 전송될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 연속적인 SCI는 서로 다른 전송(예를 들어, 유니캐스트(unicast), 브로드캐스트(broadcast) 또는 그룹캐스트(groupcast))에 대하여 적용될 수도 있다.
예를 들어, 전송 단말은 SCI를 통해서, 아래 정보 중에 일부 또는 전부를 수신 단말에게 전송할 수 있다. 여기서, 예를 들어, 전송 단말은 아래 정보 중에 일부 또는 전부를 제 1 SCI 및/또는 제 2 SCI를 통해서 수신 단말에게 전송할 수 있다.
- PSSCH 및/또는 PSCCH 관련 자원 할당 정보, 예를 들어, 시간/주파수 자원 위치/개수, 자원 예약 정보(예를 들어, 주기), 및/또는
- SL CSI 보고 요청 지시자 또는 SL (L1) RSRP (및/또는 SL (L1) RSRQ 및/또는 SL (L1) RSSI) 보고 요청 지시자, 및/또는
- (PSSCH 상의) SL CSI 전송 지시자 (또는 SL (L1) RSRP (및/또는 SL (L1) RSRQ 및/또는 SL (L1) RSSI) 정보 전송 지시자), 및/또는
- MCS 정보, 및/또는
- 전송 전력 정보, 및/또는
- L1 데스티네이션(destination) ID 정보 및/또는 L1 소스(source) ID 정보, 및/또는
- SL HARQ 프로세스(process) ID 정보, 및/또는
- NDI(New Data Indicator) 정보, 및/또는
- RV(Redundancy Version) 정보, 및/또는
- (전송 트래픽/패킷 관련) QoS 정보, 예를 들어, 우선 순위 정보, 및/또는
- SL CSI-RS 전송 지시자 또는 (전송되는) SL CSI-RS 안테나 포트의 개수 정보
- 전송 단말의 위치 정보 또는 (SL HARQ 피드백이 요청되는) 타겟 수신 단말의 위치 (또는 거리 영역) 정보, 및/또는
- PSSCH를 통해 전송되는 데이터의 디코딩 및/또는 채널 추정과 관련된 참조 신호(예를 들어, DMRS 등) 정보, 예를 들어, DMRS의 (시간-주파수) 맵핑 자원의 패턴과 관련된 정보, 랭크(rank) 정보, 안테나 포트 인덱스 정보;
예를 들어, 제 1 SCI는 채널 센싱과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신 단말은 PSSCH DMRS를 이용하여 제 2 SCI를 디코딩할 수 있다. PDCCH에 사용되는 폴라 코드(polar code)가 제 2 SCI에 적용될 수 있다. 예를 들어, 자원 풀에서, 제 1 SCI의 페이로드 사이즈는 유니캐스트, 그룹캐스트 및 브로드캐스트에 대하여 동일할 수 있다. 제 1 SCI를 디코딩한 이후에, 수신 단말은 제 2 SCI의 블라인드 디코딩을 수행할 필요가 없다. 예를 들어, 제 1 SCI는 제 2 SCI의 스케쥴링 정보를 포함할 수 있다.
한편, 본 개시의 다양한 실시 예에서, 전송 단말은 PSCCH를 통해 SCI, 제 1 SCI 및/또는 제 2 SCI 중 적어도 어느 하나를 수신 단말에게 전송할 수 있으므로, PSCCH는 SCI, 제 1 SCI 및/또는 제 2 SCI 중 적어도 어느 하나로 대체/치환될 수 있다. 그리고/또는, 예를 들어, SCI는 PSCCH, 제 1 SCI 및/또는 제 2 SCI 중 적어도 어느 하나로 대체/치환될 수 있다. 그리고/또는, 예를 들어, 전송 단말은 PSSCH를 통해 제 2 SCI를 수신 단말에게 전송할 수 있으므로, PSSCH는 제 2 SCI로 대체/치환될 수 있다.
이하, SL 단말의 동기 획득에 대하여 설명한다.
TDMA(time division multiple access) 및 FDMA(frequency division multiples access) 시스템에서, 정확한 시간 및 주파수 동기화는 필수적이다. 시간 및 주파수 동기화가 정확하게 되지 않으면, 심볼 간 간섭(Inter Symbol Interference, ISI) 및 반송파 간 간섭(Inter Carrier Interference, ICI)으로 인해 시스템 성능이 저하될 수 있다. 이는, V2X에서도 마찬가지이다. V2X에서는 시간/주파수 동기화를 위해, 물리 계층에서는 SL 동기 신호(sidelink synchronization signal, SLSS)를 사용할 수 있고, RLC(radio link control) 계층에서는 MIB-SL-V2X(master information block-sidelink-V2X)를 사용할 수 있다.
Tx/Rx beam sweep
mmWave와 같은 아주 높은 주파수를 사용하는 경우에는 높은 일반적으로 경로 손실 (pathloss)를 극복하는 목적으로 빔포밍(Beamforming)이 이용될 수 있다. 빔포밍(beamforming)을 이용하기 위해서, 먼저 송신단과 수신단간의 여러 빔페어(beam pair) 중에서 가장 좋은 빔페어(best beam pair)를 검출해야 한다. 이러한 과정을 수신단 입장에서 빔 획득 (Beam acquisition) 또는 빔 트래킹 (Beam tracking) 이라고 할 수 있다. 특히, mmWave에서는 아날로그 빔 포밍 (analog beamforming)을 이용하기 때문에 차량은 빔 획득 (Beam acquisition) 또는 빔 트래킹 (Beam tracking) 과정에서 자신의 안테나 어레이 (antenna array)를 이용하여 서로 다른 시간에 서로 다른 방향으로 빔 (beam)을 스위칭 (switching)하는 빔 스위핑 (beam sweeping)을 수행할 필요가 있다.
Vehicular Communications for ITS
V2X (Vehicle-to-Everything, 차량 통신)을 활용하는 ITS (Intelligent Transport System)는 주요하게 Access layer (접속 계층), Network & Transport layer (네트워킹 및 트랜스포트 계층), Facilities layer (퍼실리티 계층), Application layer (어플리케이션 계층), Security (보안)와 Management (관리) Entity (엔터티) 등으로 구성될 수 있다. 차량 통신은, 차량 간 통신 (V2V), 차량과 기지국 간 통신 (V2N, N2V), 차량과 RSU (Road-Side Unit) 간 통신(V2I, I2V), RSU 간 통신 (I2I), 차량과 사람 간 통신 (V2P, P2V), RSU와 사람 간 통신 (I2P, P2I) 등 다양한 시나리에 적용될 수 있다. 차량 통신의 주체가 되는 차량, 기지국, RSU, 사람 등은 ITS station이라고 지칭된다.
도 10은 ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)를 설명하기 위한 도면이다.
ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)는, 액세스 계층 (Access layer), 네트워크&운송 계층 (Network & Transport layer), Facilities layer과 보안 (Security)과 관리 (Management)를 위한 엔티티 (Entity) 및 최상위에는 어플리케이션 계층 (Application layer)으로 구성되어 있으며, 기본적으로 layered OSI (계층 OSI) 모델을 따른다.
구체적으로, 도 10을 참조하면, OSI 모델을 기반한 ITS station 참조 구조 특징이 나타나 있다. ITS 스테이션 (station)의 액세스 (access) 계층은 OSI 계층 1 (physical 계층)과 계층 2 (data link 계층)에 상응하며, ITS 스테이션 (station)의 네트워크&운송 (network & transport) 계층은 OSI 계층 3 (network 계층)과 계층 4 (transport 계층)에 상응하고, ITS 스테이션 (station)의 facilities 계층은 OSI 계층 5 (session 계층), 계층 6 (presentation 계층) 및 계층 7 (application 계층)에 상응한다.
ITS 스테이션 (station)의 최상위에 위치한 어플리케이션 (application) 계층은 사용 케이스 (use-case)를 실제 구현하여 지원하는 기능을 수행하며 사용 케이스 (use-case)에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 관리 엔티티 (Management entity)는 ITS 스테이션 (station)의 통신 (communication) 및 동작을 비롯한 모든 계층을 관리하는 역할을 수행한다. 보안 엔티티 (Security entity)는 모든 계층에 대한 보안 서비스 (security service)를 제공한다. ITS 스테이션 (station)의 각 계층은 상호 간 interface (인터페이스)를 통해 차량 통신을 통해 전송할 혹은 수신한 데이터 및 다양한 목적의 부가 정보들을 교환한다. 다음은 다양한 인터페이스에 대한 약어 설명이다.
MA: Interface between management entity and application layer
MF: Interface between management entity and facilities layer
MN: Interface between management entity and networking & transport layer
MI: Interface between management entity and access layer
FA: Interface between facilities layer and ITS-S applications
NF: Interface between networking & transport layer and facilities layer
IN: Interface between access layer and networking & transport layer
SA: Interface between security entity and ITS-S applications
SF: Interface between security entity and facilities layer
SN: Interface between security entity and networking & transport layer
SI: Interface between security entity and access layer
ITS 스테이션 (station)의 참조 구조의 주된 개념은 통신 네트워크로 구성된 두 개의 종단 차량/이용자 사이에서, 통신 처리를 각 계층이 가지고 있는 특별한 기능을 가지고 계층별로 나눌 수 있도록 하는 것이다. 즉, 차량 간 메시지가 생성되면, 차량 및 ITS 시스템 (또는 기타 ITS 관련 단말기/시스템)에서 한 계층씩 아래로 각 층을 통과하여 데이터가 전달되고, 다른 쪽에서는 메시지가 도착할 때 메시지를 받는 차량 또는 ITS (또는 기타 ITS 관련 단말기/시스템)는 한 계층씩 위로 통과하여 전달된다.
차량 통신 및 네트워크를 통한 ITS 시스템은, 다양한 use-case 지원을 위해 다양한 접속 기술, 네트워크 프로토콜, 통신 인터페이스 등을 고려하여 유기적으로 설계되며, 하기 기술된 각 계층의 역할 및 기능은 상황에 따라 변경될 수 있다. 다음은 각 계층별 주요 기능에 간략히 기술한다.
어플리케이션 계층 (Application layer)는 다양한 use-case를 실제 구현하여 지원하는 역할을 수행하며, 예로서 안전 및 효율적 교통정보, 기타 오락 정보 등을 제공한다.
어플리케이션 (Application) 계층은 application이 속한 ITS Station을 다양한 형태로 제어하거나, 하위의 access 계층, network & transport 계층, facilities 계층을 통해 서비스 메시지를 차량 통신을 통해 종단 차량/이용자/인프라 등에 전달하여 서비스를 제공한다. 이때 ITS 어플리케이션은 다양한 use case를 지원할 수 있으며, 일반적으로 이러한 use-case들은 road-safety, traffic efficiency, local services, 그리고 infotainment 등 other application으로 grouping 되어 지원될 수 있다. application classification, use-case등은 새로운 application 시나리오가 정의되면 업데이트 (update) 될 수 있다. 계층 관리 (layer management)는 어플리케이션 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련 정보는 MA (interface between management entity and application 계층) 와 SA (interface between security entity and ITS-S applications) (또는 SAP: Service Access Point, 예 MA-SAP, SA-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Application 계층에서 facilities 계층으로의 request 또는 facilities 계층에서 application 계층으로의 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 FA (interface between facilities layer and ITS-S applications 또는 FA-SAP)를 통해 수행된다.
퍼실리티 계층 (Facilities layer)는 상위 어플리케이션 계층에서 정의된 다양한 use-case를 효과적으로 실현할 수 있도록 지원하는 역할을 수행하며, 예컨대, application support, information support, session/communication support를 수행할 수 있다.
퍼실리티 계층 (Facilities layer)은 기본적으로 OSI 모델의 상위 3개 계층, 예) session 계층, presentation 계층, application 계층, 기능을 지원한다. 구체적으로는, ITS를 위해 어플리케이션 지원 (Application support), 인포메이션 지원 (Information support), 세션/통신 지원 (Session/communication support) 등과 같은 퍼실리티 (facilities)를 제공한다. 여기서, 퍼실리티 (facilities)는 기능 (functionality), 정보 (information), 데이터 (data)를 제공하는 컴포넌트 (component)를 의미한다.
어플리케이션 지원 퍼실리티 (Application support facilities)는 ITS application의 동작을 (주로 ITS 용 메시지 생성 및 하위계층과의 송수신, 및 그에 대한 관리) 지원하는 퍼실리티이다. 상기 어플리케이션 지원 퍼실리티는 CA (Cooperative Awareness) basic service, DEN (Decentralized Environmental Notification) basic service 등이 있다. 향후에는 CACC (Cooperative Adaptive Cruise Control), Platooning, VRU (Vulnerable Roadside User), CPS (Collective Perception Service) 등 새로운 서비스를 위한 퍼실리티 엔티티 (facilities entity) 및 관련된 메시지가 추가 정의될 수 있다.
정보 지원 퍼실리티 (Information support facilities)는 다양한 ITS application에 의해 사용될 공통된 데이터 정보나 데이터베이스를 제공하는 퍼실리티 (facilities)로 Local Dynamic Map (LDM) 등이 있다.
세션/통신 지원 퍼실리티 (Session/communication support facilities)는 communications and session management를 위한 서비스를 제공하는 facilities로서 addressing mode와 session support 등이 있다.
또한, 퍼실리티 (facilities)는 공통 퍼실리티 (common facilities)와 도메인 퍼실리티 (domain facilities)로 나뉠 수 있다.
공통 퍼실리티 (common facilities)는 다양한 ITS application과 ITS station 동작에 필요한 공통적 서비스나 기능을 제공하는 facilities이며, 예로서 time management, position management, 그리고 services managements등이 있다.
도메인 퍼실리티 (domain facilities)는 일부 (하나 또는 복수의) ITS application에만 필요한 특별한 서비스나 기능을 제공하는 facilities이며, 예로서 Road Hazard Warning applications (RHW)를 위한 DEN basic service 등이 있다. Domain facilities는 optional 기능으로서 ITS station에 의해 지원되지 않으면 사용되지 않는다.
계층 관리 (layer management)는 facilities 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련정보는 MF (interface between management entity and facilities 계층) 와 SF (interface between security entity and facilities 계층) (또는 MF-SAP, SF-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Application 계층에서 facilities 계층으로의 request 또는 facilities 계층에서 application 계층으로의 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 FA (또는 FA-SAP)를 통해 이루어지며, facilities 계층과 하위 networking & transport 계층 간의 양방향 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 NF (interface between networking & transport 계층 and facilities 계층, 또는 NF-SAP)에 의해 이루어진다.
다양한 트랜스포트 프로토콜과 네트워크 프로토콜의 지원을 통해 동종 (Homogenous) 또는 이종 (Heterogeneous) 네트워크 간 차량 통신을 위한 네트워크를 구성하는 역할을 수행한다. 예로서 TCP/UDP+IPv6 등 인터넷 프로토콜을 이용한 인터넷 접속, 라우팅 및 차량 네트워크를 제공하며, BTP (Basic Transport Protocol)와 GeoNetworking 기반 프로토콜을 이용하여 차량 네트워크를 형성할 수 있다. 이때 지리적 위치 정보 (Geographical position)를 활용한 네트워킹도 지원될 수 있다. 차량 네트워크 계층은 access layer에 사용되는 기술에 의존적으로 (access layer technology-dependent) 설계되거나 구성될 수 있으며, access layer에 사용되는 기술에 상관 없이 (access layer technology-independent, access layer technology agnostic) 설계되거나 구성될 수 있다.
유럽 ITS 네트워크 & 트랜스포트 (network & transport) 계층 기능은 하기와 같다. 기본적으로 ITS 네트워크 & 트랜스포트 (network & transport) 계층의 기능은 OSI 3 계층 (network 계층)와 4 계층 (transport 계층)과 유사 또는 동일하며 다음과 같은 특징을 지닌다.
트랜스포트 계층 (transport layer)은 상위 계층 (session 계층, presentation 계층, application 계층)과 하위 계층 (network 계층, data link 계층, physical 계층)에서 제공받은 서비스 메시지와 관련정보를 전달하는 연결 계층으로서, 송신 ITS station의 application이 보낸 데이터가 목적지로 하는 ITS station의 application process에 정확하게 도착하도록 관리하는 역할을 한다. 유럽 ITS에서 고려될 수 있는 transport 프로토콜은 예로서 그림 OP5.1에서 보이듯 기존의 인터넷 프로토콜로 사용되는 TCP, UDP 등이 있으며, BTS 등 ITS 만을 위한 transport 프로토콜 등이 있다.
네트워크 계층은 논리적인 주소 및 패킷의 전달 방식/경로 등을 결정하고, transport 계층에서 제공받은 패킷에 목적지의 논리적인 주소 및 전달 경로/방식 등의 정보를 네트워크 계층의 헤더에 추가하는 역할을 한다. 패킷 방식의 예로서 ITS station 간 unicast (유니캐스트), broadcast (브로드캐스트), multicast (멀티캐스트) 등이 고려될 수 있다. ITS를 위한 networking 프로토콜은 GeoNetworking, IPv6 networking with mobility support, IPv6 over GeoNetworking 등 다양하게 고려 될 수 있다. GeoNetworking 프로토콜은 단순한 패킷 전송뿐만 아니라, 차량을 포함한 station의 위치정보를 이용한 forwarding (포워딩) 혹은 forwarding hop 개수 등을 이용한 forwarding 등의 다양한 전달 경로 혹은 전달 범위를 적용할 수 있다.
네트워크 & 트랜스포트 (network & transport) 계층과 관련된 계층 관리 (layer management)는 network & transport 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련정보는 MN (interface between management entity and networking & transport 계층, 또는 MN-SAP) 와 SN (interface between security entity and networking & transport 계층, 또는 SN-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Facilities 계층과 networking & transport 계층 간의 양방향 서비스메시지 및 관련정보의 전달은 NF (또는 NF-SAP)에 의해 이루어지며, networking & transport 계층과 access 계층 간의 서비스메시지 및 관련정보의 교환은 IN (interface between access layer and networking & transport 계층, 또는 IN-SAP)에 의해 이루어진다.
북미 ITS network & transport 계층은, 유럽과 마찬가지로 기존의 IP 데이터를 지원하기 위해 IPv6 와 TCP/UDP를 지원하고 있으며, ITS만을 위한 프로토콜로는 WSMP (WAVE Short Message Protocol)를 정의하고 있다.
WSMP에 따라 생성되는 WSM (WAVE Short Message)의 packet 구조은 WSMP Header 와 Message가 전송되는 WSM data로 구성된다. WSMP header는 version, PSID, WSMP header extension field, WSM WAVE element ID, length로 구성된다.
Version 은 4bits 의 실제 WSMP 버전을 나타내는 WsmpVersion 필드와 4bits 의 reserved 필드로 정의 된다. PSID 는 provider service identifier 로 상위 레이어에서 application 에 따라 할당 되며, 수신기 측에서 적절한 상위 계층을 결정하는데 도움을 준다. Extension fields 는 WSMP header 를 확장하기 위한 필드로 channel number, data-rate, transmit power used 와 같은 정보들이 삽입된다. WSMP WAVE element ID 는 전송되는 WAVE short message 의 타입을 지정하게 된다. Lenth 는 12bits 의 WSMLemgth 필드를 통해 전송되는 WSM data 의 길이를 octets 단위로 지정해주게 되며, 나머지 4bits는 reserved 되어 있다. LLC Header 는 IP data 와 WSMP data 를 구별하여 전송할 수 있게 해주는 기능을 하며, SNAP 의 Ethertype 을 통해 구별된다. LLC header 와 SNAP header 의 구조는 IEEE802.2 에서 정의 되어 있다. IP data 를 전송 하는 경우 Ethertype 은 0x86DD 로 설정하여 LLC header 를 구성한다. WSMP 를 전송하는 경우 Ethertype 은 0x88DC 로 설정하여 LLC header 를 구성한다. 수신기의 경우, Ethertype 을 확인 하고 0x86DD 인 경우 IP data path 로 packet 을 올려 보내고, Ethertype 이 0x88DC 인 경우 WSMP path로 올려 보내게 된다.
액세스 계층 (Access layer)은 상위 계층으로부터 받은 메시지나 데이터를 물리적 채널을 통해 전송하는 역할을 수행한다. 액세스 계층 (Access layer) 기술로서, IEEE 802.11p를 기반한 ITS-G5 차량 통신 기술, 위성/광대역 무선 이동 통신 기술, 2G/3G/4G (LTE (Long-Term Evolution)등)/5G 등 무선 셀룰러 (cellular) 통신 기술, LTE-V2X와 NR-V2X (New Radio)와 같은 cellular-V2X 차량 전용 통신 기술, DVB-T/T2/ATSC3.0등 광대역 지상파 디지털 방송 기술, GPS 기술 등이 적용될 수 있다
데이터 링크 계층 (Data link layer)은 일반적으로 잡음이 있는 인접 노드 간 (또는 차량 간) 물리적인 회선을 상위 네트워크계층이 사용할 수 있도록 전송 에러가 없는 통신 채널로 변환시키는 계층으로 3계층 프로토콜을 전송/운반/전달하는 기능, 전송할 데이터를 전송단위로서의 패킷(또는 프레임)으로 나누어 그룹화하는 프레이밍 (Framing) 기능, 보내는 측과 받는 측 간의 속도차를 보상하는 흐름제어 (Flow Control) 기능, (물리 전송 매체의 특징상 오류와 잡음이 랜덤하게 발생할 확률이 높으므로) 전송 오류를 검출하고 이것을 수정 또는 ARQ (Automatic Repeat Request)등의 방식으로 송신측에서 타이머와 ACK 신호를 통해 전송에러를 검출하고 정확하게 수신되지 않은 패킷들을 재전송하는 기능 등을 수행한다. 또한 패킷이나 ACK 신호를 혼동하는 것을 피하기 위해 패킷과 ACK 신호에 일련번호 (Sequence number)를 부여하는 기능, 그리고 네트워크 Entity 간 데이터 링크의 설정, 유지, 단락 및 데이터 전송 등을 제어하는 기능 등도 수행한다. 그림 OP6.1의 data link layer를 구성하는 LLC (Logical Link Control), RRC (Radio Resource Control), PDCP (Packet Data Convergence Protocol), RLC (Radio Link Control), MAC (Medium Access Control), MCO (Multi-channel Operation) 부계층 (sub-layer)에 대한 주요 기능은 다음과 같다.
LLC sub-layer는 여러 상이한 하위 MAC 부계층 프로토콜을 사용할 수 있게 하여 망의 토폴로지에 관계없는 통신이 가능토록 한다. RRC sub-layer는 셀 내 모든 단말에게 필요한 셀 시스템 정보 방송, 페이징 메시지의 전달 관리, 단말과 E-UTRAN 간의 RRC 연결 관리 (설정/유지/해제), 이동성 관리 (핸드오버), 핸드오버 시의 eNodeB 간의 UE 컨텍스트 전송, 단말 (UE) 측정 보고와 이에 대한 제어, 단말 (UE) 능력 관리, UE로의 셀 ID의 일시적 부여, 키 관리를 포함한 보안 관리, RRC 메시지 암호화 등의 기능을 수행한다. PDCP sub-layer는 ROHC (Robust Header Compression) 등의 압축 방식을 통한 IP 패킷 헤더 압축 수행할 수 있고, 제어 메시지 및 사용자 데이터의 암호화 (Ciphering), 데이터 무결성 (Data Integrity), 핸드오버 동안에 데이터 손실 방지 등의 기능을 수행한다. RLC sub-layer는 패킷의 분할(Segmentation)/병합(Concatenation)을 통해, 상위 PDCP 계층으로부터의 패킷을 MAC 계층의 허용 크기로 맞추어 데이터 전달하고, 전송 오류 및 재전송 관리를 통한 데이터 전송 신뢰성 향상, 수신 데이터들의 순서 확인, 재정렬, 중복확인 등을 수행한다. MAC sub-layer는 여러 노드들의 공유 매체 사용을 위해, 노드 간 충돌/경합 발생 제어 및 상위계층에서 전달된 패킷을 Physical layer 프레임 포맷에 맞추는 기능, 송신단/수신단 주소의 부여 및 식별 기능, 반송파 검출, 충돌 감지, 물리매체 상의 장해를 검출하는 등의 역할을 수행한다. MCO sub-layer는 복수개의 주파수 채널을 이용하여 다양한 서비스를 효과적으로 제공할 수 있도록 하며, 주요 기능은 특정 주파수 채널에서의 트래픽 가중 (traffic load)를 다른 채널로 효과적으로 분산하여 각 주파수 채널에서의 차량 간 통신 정보의 충돌/경합을 최소화한다.
물리 계층은 ITS 계층 구조상의 최하위 계층으로 노드와 전송매체 사이의 인터페이스를 정의하고, data link 계층 Entity 간의 비트 전송을 위해 변조, 코딩, 전송채널을 물리 채널로의 매핑 등을 수행하며, 반송파 감지 (Carrier Sense), 빈 채널 평가 (CCA: Clear Channel Assessment) 등을 통해 무선매체가 사용 중인지 여부(busy 또는 idle)를 MAC 부계층에게 알리는 기능을 수행한다.
VRU 메시지에 기반한 가상 V2X 메시지의 전송
대중 교통을 이용하는 경우 보행자들이 차선과 보행로 접경 지역에서 위치하게 되어서 VRU 에게 특히 위험한 상황이 발생한다. 하지만 하차객들 (또는, VRU 사용자)은 모두 VRU 장치를 장착하고 있지 않게 될 뿐만 아니라 낮은 전송 파워 등으로 인해 하차객의 안전을 보장 할 수 없게 된다. 또한, 주변 차량은 상기 VRU 장치가 전송하는 VRU 메시지를 수신할 모듈이 없을 수 있고, 상기 VRU 장치의 사용자인 하차객 또는 보행자를 인지할 수 없을 수 있다.
또한, VRU의 사용자 (User)가 SoftV2X 시스템을 사용할 경우, 시스템의 특성 상 VRU 가 많이 쓰는 핸드폰에 PC5 장치가 장착되지 않을 수 있다. 이 경우, VRU의 사용자 (User)가 SoftV2X 시스템에 기반하여 UU 인터페이스 통해 VRU 안전 정보 (또는, VRU 메시지)를 전송할 수 있고, 주변 차량들 중에서 PC5 기반 (또는 LTE시스템이 아닌 DSRC 시스템)하는 차량은 상기 VRU 메시지를 수신 받을 수 없다.
이하에서는, 상기 VRU 장치가 전송하는 VRU 메시지를 V2X 장치 또는 V2X 차량이 V2X 메시지로 변환하여 재전송하는 방법을 자세히 설명한다.
도 11는 SoftV2X에 기반하여 VRU 메시지를 전송하는 VRU 사용자 및 V2X 통신을 수행하는 V2X 차량 및 종래 ITS VRU를 기반하여 VRU 메시지를 전송하는 VRU 사용자 및 SoftV2X 통신을 수행하는 V2X 차량을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 (a)를 참조하면, 스마트폰 등을 통해 SoftV2X (V2N) 서비스를 하고 있는 VRU 장치들의 VRU 사용자들이 버스 (or 스쿨 버스, 택시, 승용차)에서 하차 하는 경우, 상기 VRU 사용자들과 뒤 따르는 차량 간의 충돌이 발생 할 수 있다.
즉, SoftV2X 장치의 VRU 들이 UU 인터페이스를 통해 전송하는 SoftV2X 신호 (또는, VRU 메시지)를 전송하더라도, 주변을 주행하는 기존의 C-V2X(or DSRC) 차량들은 SoftV2X 모듈이 구비되지 않아 SoftV2X 신호를 수신할 수 없을 수 있다. 이 경우, C-V2X(or DSRC) 차량들은 상기 사용자들을 인지하지 못할 수 있다. 또한, 상기 사용자들의 VRU 장치들은 V2X 모듈이 장착되지 않아 차량으로부터 C-V2X 신호를 수신하지 못해 주변에 존재하는 차량을 인지하지 못할 수 있다. 이와 같이, 차량과 상기 VRU 장치의 사용자 간에 서로 인지하지 못할 수 있고, 상기 버스 등 V2X 차량에서 하차하는 사용자들과 상기 상기 인지하지 못하게 된다. 이 경우, 상기C-V2X(or DSRC) 차량들과 하차하는 상기 VRU 사용자들 (이하, 사용자들) 간의 충돌이 발생할 우려가 있다.
도 11 (b)를 참조하면, 도 11 (a)와 달리, V2X 장치의 VRU 들이 direct communication 통신을 통해 전송하는 V2X 신호를 전송하더라도, 주변을 주행하는 SoftV2X 차량들은 종래의 ITS 모듈을 구비하지 않아 종래 ITS 시스템의 VRU 신호를 수신할 수 없을 수 있다.
이 경우, SoftV2X 차량들은 상기 사용자들을 인지하지 못할 수 있다. 또한, 상기 사용자들의 VRU 장치들은 SoftV2X 모듈이 장착되지 않아 차량으로부터 SoftV2X 신호를 수신하지 못해 주변에 존재하는 차량을 인지하지 못할 수 있다. 이와 같이, 차량과 상기 VRU 장치의 사용자 간에 서로 인지하지 못할 수 있다.
따라서, 상기 사용자들이 하차하는 V2X 차량은 상기 사용자들과 관련된 VRU 메시지를 V2X 메시지로 변환하여 C-V2X 차량에게 전송하는 방법이 필요할 수 있다. 다시 말하자면, 상기 V2X 장치인 V2X 차량은 상기 VRU가 전송한 VRU 메시지를 네트워크로부터 수신하여 상기 VRU 메시지에 포함된 VRU에 대한 정보를 포함하는 V2X 메시지를 ITS 모뎀 또는 V2X 모듈을 통해 전송할 수 있다. 또는, 상기 사용자들이 하차하는 V2X 차량은 상기 사용자들과 관련된 V2X 메시지를 가상 VRU 메시지로 변환하여 SoftV2X 차량들에게 전송하는 방법이 필요할 수 있다.
도 12 및 도 13는 가상 V2X 메시지를 전송하는 V2X 차량의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 12을 참조하면, V2X 차량 (100)은 RF 안테나 (110), 무선 모뎀 (120), GNSS 안테나 (130), GNSS 수신기 (140), V2X 장치 프로세서 (150)를 포함하는 V2X 장치 또는 V2X 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 수신된 VRU 메시지를 가상 V2X 메시지로 변환하기 위해서, 상기 V2X 차량(100)은 어플리케이션 ECU (160), VRU를 검출하기 위한 센서 (170) 또는 other 통신 장치 (180, DSRC, 블루투스, NFC, wifi 등 VRU 가 사용하는 다른 통신 신호를 수신 받을 수 있는 다른 통신 모듈)를 포함할 수 있다. other 통신 장치 (180)는 상술한 SoftV2X VRU 정보를 수신 받을 수 있다. 또한, 상기 V2X 차량은 하차하는 VRU 에게 위험을 경고 해주기 위해 사용되는 Human Interface 부 (190)를 더 포함할 수 있다.
도 13를 참조하면, 상기 V2X 차량은 취득한 VRU 정보를 차량에 설치된 ITS 모뎀을 이용한 가상 V2X 메시지의 전송을 위한 복수의 구성들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 차량의 종래 ITS 시스템은 차량 정보에 기반하여 파라미터들을 추출하는 차량 파라미터 추출부 (111), 상기 추출된 파라미터들에 대한 정보에 기초하여 BSM을 생성 BSM 생성부(112), 상기 생성된 BSM에 기초하여 ITS stack 에 맞게 packet 을 생성하고 생성된 패킷들을 ITS access layer 및/또는 ITS 모뎀을 통해 V2X 메시지로 전송하는 ITS 스택 및 ITS 모뎀(113)를 포함할 수 있다.
VRU 메시지를 가상 V2X 메시지로 변환 및 전송하기 위해서, 상기 V2X 차량은 차량의 종래 ITS 시스템에 추가적으로 UU 인터페이스 (121), SoftV2X 디코더 (122), 위치 비교기 (123), 상태 비교기 (124), 계수기 (131), 카메라 (132), VRU 검출 블록 (133), 및/또는 가상 PSM 생성기 또는 가상 V2X 메시지 생성기 (125)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 V2X 차량은 UU 인터페이스 (121)를 통하여 네트워크로부터 VRU 메시지를 수신 받아 인접 VRU에 대한 정보들을 획득 또는 검출할 수 있다. 또는, 상기 V2X 차량은 계수기 (131), 카메라 (132)를 통하여 VRU에 대한 정보들을 획득 또는 검출할 수 있다. 이하에서는, 상기 V2X 차량이 계수기 (131), 카메라 (132)를 통하여 VRU에 대한 정보들을 획득 또는 검출하는 방법을 먼저 설명한다.
도 14, 도 15 및 도 16은 V2X 차량에 승차한 VRU를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 (a)를 참조하면, 상기 V2X 차량은 계수기를 이용하여 VRU 또는 VRU의 방향을 예측할 수 있다. 구체적으로, 상기 V2X 차량은 하차 문에 설치된 적외선이나 초음파 센서의 송신기(110)와 수신기(120)를 포함하는 VRU 검출기를 이용할 수 있다. 상기 V2X 차량은 상기 검출기를 이용하여 VRU의 하차 패턴을 획득할 수 있다. 상기 V2X 차량은 상기 적외선이나 초음파 센서를 통해 하차하는 총 VRU 수와 VRU 하차 시간, VRU 하차 간격을 측정하여 이를 이용하여 하차하는 VRU에 대한 Cluster 정보를 생성하고, 생성된 VRU에 대한 Cluster 정보를 포함하는 V2X 메시지 (또는, 가상의 PSM)을 전송할 수 있다.
예컨대, 도 14 (b)를 참조하면, 1명의 VRU 사용자가 하차하는 경우, VRU 사용자가 내리는 시작점을 기반으로 시간이 지남에 따라 VRU 가 위치 할 수 있는 후보 지역은 상기 Cluster 정보로 표시된다.
또는, 복수의 VRU 또는 복수의 VRU 사용자가 하차하는 경우, 상기 V2X 차량은 각 VRU 또는 VRU 사용자에 대한 후보 지역을 오버랩하여 상기 Cluster 정보를 생성할 수 있다. 상기 V2X 여러 명이 내리는 경우 기존의 VRU 에 다음 VRU 의 상태를 Overlap 하여 전송 하여 주변을 주행하는 차량이 VRU 사용자 (또는, 하차객)의 상태를 예측하게 된다. 상기 V2X 차량은 상기 Cluster 정보를 포함하는 가상의 VRU 메시지인 V2X 메시지를 전송하여 주변 차량들에게 인접한 곳에서 하차하는 VRU 사용자에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또는, 도 15 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 V2X 차량은 차량 전용 카메라를 이용한 영상 처리 방식을 통하여 VRU 또는 VRU 사용자의 상태를 분석할 수 있다. 구체적으로, 상기 V2X 차량 (또는, 대중교통 차량)의 하차문에 설치된 카메라를 이용하여 VRU 를 tracking 하게 된다. 상기 V2X 차량은 Tracking된 VRU의 패턴을 분석하여 VRU 의 각각의 상태를 파악하고, 파악된 VRU 패턴에 대한 정보를 포함하는 가상의 VRU 메시지인 가상의 V2X 메시지를 주변 차량들에게 전송할 수 있다.
예컨대, 도 15 (b)를 참조하면, 1명의 VRU 사용자 또는 1개의 VRU가 하차 상태인 경우, 상기 V2X 차량의 카메라는 하차하는 VRU를 감지하고, T1 시간에 위치하는 VRU의 위치를 추출할 수 있고, 다음 t2 시간에 다시 VRU 의 위치를 추출할 수 있다. 또는, 복수의 VRU 또는 VRU 사용들이 하차할 경우, 상기 V2X 차량은 카메라를 통해 복수의 VRU들 각각의 위치를 특정 시간에 맞게 추출할 수 있다.
도 16을 참조하면, 상기 V2X 차량에서 하차하는 VRU는 V2X 모듈 또는 V2X 장치를 포함할 수도 있다. 이 경우, V2X 차량은 상기 VRU가 송출하는 V2X 메시지인 PSM을 수신하고, 수신된 PSM을 전송한 VRU가 상기 V2X 차량에서 하차하는 VRU인지 파악할 수 있다. 상기 PSM의 전송 VRU가 상기 V2X 차량의 하차 VRU인 경우, 상기 V2X 차량은 상기 수신된 PSM에 대한 가상의 VRU 메시지인 가상 V2X 메시지를 생성하여 재전송할 수 있다. 이 경우, 상기 V2X 차량은 상기 PSM을 가상 V2X 메시지로 재전송함으로써, VRU 장치의 특징인 낮은 전송 주기, 낮은 파워, 낮은 성능의 안테나 송출 방식을 보조할 수 있다.
도 17 및 도 18은 V2X 차량이 VRU 메시지에 기반한 VRU에 대한 상태를 분석하는 방법 및 분석된 상태에 따라 가상 V2X 메시지로 변환이 필요한 VRU 메시지를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
V2X 차량은 주변의 SoftV2X 신호 (또는, VRU 메시지)를 분석하고, 분석 결과에 따라 SoftV2X 신호 (또는, VRU 메시지)를 가상 V2X 메시지 (또는, 가상 PSM)로 변환하여 재전송할 수 있다. 이를 통해, SoftV2X 신호 (또는, VRU 메시지)를 수신하지 못하는 주변 V2X 차량에게도 상기 가상 V2X 메시지를 통하여 상기 VRU에 대한 상태 정보를 제공할 수 있다.
구체적으로, 승객이 자주 탑승하는 대중교통의 V2X 차량이 VRU(Vulnerable Road User)를 보호하기 위해, 주변의 SoftV2X 신호를 분석하여 VRU 대신 PSM(Personal Safety Messages) 을 생성하여 주변 V2X 차량에 신호를 송출하여 하차하는 VRU의 상태를 알려주어 VRU 안전을 보호할 수 있다. 한편, 설명의 편의를 위해서 대중교통과 관련된 상기 V2X 차량으로써 버스를 위주로 설명하나, 대중교통 목적/성격을 갖는 차량들을 포함할 수 있다.
도 17을 참조하면, V2X 차량(100)은 ITS 장치와 스마트폰을 통해 VRU 안전을 제공하는 SoftV2X 장치를 포함하고, SoftV2X 신호를 분석하여 가상 PSM (또는, 가상 V2X 메시지)을 전송할 수 있는 구성을 추가적으로 포함할 수 있다.
V2X 차량(100)의 주변에는 여러 타입의 VRU 들이 존재하게 된다. 여러 타입의 VRU 들은 V2X 차량(100) 안에 탑승하고 있는 VRU(230), V2X 차량(100) 에서 하차하는 VRU(220), V2X 차량(100)을 탑승하기 위해 V2X 차량(100) 주변에 몰려있는 VRU(210), 및/또는 V2X 차량(100)과 관련 없이 주변을 보행하는 VRU (240)을 포함할 수 있다. 각각의 VRU 들은 UU interface을 이용하여 기지국(410)을 통해 SoftV2X server(420) 와 통신을 하여 SoftV2X와 관련된 서비스를 제공 받을 수 있다. 주변을 주행하는 차량(500)은 ITS 통신 모뎀을 구축한 차량으로 C-V2X 의 PC5 나 DSRC 통신을 통해 주변 차량이나 주변의 VRU 들로부터 PSM, BSM 신호를 수신 받아 주변의 위험을 인지하게 된다. 하지만 V2X 차량(500)은 ITS direct 통신 장치가 장착되지 않는 VRU 가 보낸 신호를 수신 받지 못해 VRU 를 인지 하지 못하게 된다.
V2X 차량(100)은 SoftV2X 장치와 ITS 모뎀(C-V2X, DSRC) 을 모두 장착하고 있으며, VRU 가 아니지만 SoftV2X 신호를 분석하고 가상 PSM (또는, 가상 V2X 메시지)를 생성하여 송출 할 수 있는 장치를 구성하여, 가상 PSM를 상기 VRU 대신하여 송신할 수 있다. 여기서, 가상 PSM 신호는 상기 SoftV2X를 통해 전송되는 VRU 메시지의 변환을 통해 생성될 수 있다.
도 18을 참조하면, SoftV2X를 통한 VRU 메시지를 재전송 해주기 위해서 V2X 차량(100)은 주변의 VRU에 대한 상태를 파악할 수 있다. 즉, V2X 차량(100)은 상기 주변 VRU에 대한 위치분석, 속도분석을 통하여 상기 주변 VRU의 상태를 파악할 수 있다.
상기 주변 VRU에 대한 위치 분석은 하기의 수학식 1에 기초하여 V2X 차량(100)의 중심 위치에서 처리할 특정 거리 안에 존재하는 VRU를 분석한다. 즉, V2X 차량(100)와 VRU 간 직선 거리를 계산한 다음 미리 설정한 거리(rprotection) 안에 존재하는 VRU 들을 판별하게 된다. 이 경우, V2X 차량(100)은 버스 외부에서 보행하는 VRU(240)이 V2X 차량(100)에 탑승하지 않은 VRU로써 제외 할 수 있게 된다.
한편, 상술한 방법처럼, 위치만을 이용하여 VRU 상태를 분석하는 경우, V2X 차량(100)에 승차 및/또는 하차하는 VRU와 이미 탑승하고 있던 VRU 간 구별을 할 수 없게 된다. V2X 차량(100)는 VRU의 속도를 비교를 하게 된다.
예컨대, V2X 차량(100)가 주행 하다 정차 하는 경우, V2X 차량(100)의 속도는 주행 속도(예 60km/h) 에서 특정 시간에 정지(0km/h)를 하게 된다. 정지한 V2X 차량(100)의 문이 열리면, V2X 차량(100)은 위치 분석을 통해 필터링된 VRU의 속도 상태를 비교할 수 있다. V2X 차량(100)이 정차 전까지는 탑승하고 있던 VRU (220, 230) 들은 차량과 같은 속도로 이동을 할 것이며, 탑승을 기다리고 있던 VRU(210) 은 버스 정류장에서 정지 혹은 낮은 이동 속도를 가지고 있을 것이다. 이 경우, V2X 차량(100)가 정차하고 문을 열게 되면, 하차 VRU(220)는 정차한 V2X 차량(100)와 다르게 보행 속도를 가지고 이동하게 된다 (도 18의 VRU2). 이와 달리, V2X 차량(100)에 계속 탑승하고 있는 승객(230)들은 버스와 같이 정차 후 속도가 0km/h 값을 가지게 된다(도 18의 VRU3). 또한, V2X 차량(100)에 탑승하려는 VRU들(210)은 V2X 차량(100) 정차 전 정지 상태에서 V2X 차량(100)의 정차 후 이동을 하게 된다(VRU1). 이와 같이, V2X 차량(100)은 위치 비교와 속도 비교를 통해 차량 주변의 SoftV2X VRU 장치들의 상태를 파악 할 수 있다.
다시 말하자면, V2X 차량(100)는 SoftV2X에 따른 VRU 메시지를 수신하고, 수신된 VRU 메시지에 포함된 VRU 위치 정보가 V2X 차량(100)을 기준으로 한 특정 영역 내에 위치할 경우 상기 V2X 차량(100)에 탑승 상태인 것으로 결정할 수 있다. 또는, V2X 차량(100)는 SoftV2X에 따른 상기 VRU 메시지를 수신하고, 상기 수신된 VRU 메시지에 VRU의 이동 속도가 V2X 차량(100)의 이동 속도와 일치하거나 대응할 경우 (또는, 미리 구성된 시간 동안 수신된 VRU 메시지에 VRU의 이동 속도가 V2X 차량의 이동 속도와 일치 또는 대응할 경우)에 상기 VRU 메시지와 관련된 VRU가 V2X 차량(100)에 탑승한 것으로 판단할 수 있다. 또는, V2X 차량(100)은 수신된 VRU 메시지에 포함된 VRU 위치 정보가 V2X 차량(100)을 기준으로 한 특정 영역 내에 위치하고, VRU의 이동 속도가 V2X 차량(100)의 이동 속도와 일치할 경우에 상기 VRU 메시지와 관련된 VRU가 탑승 상태 (또는, 제1 상태)인 것으로 결정할 수 있다.
V2X 차량(100)는 상술한 방법으로 상기 수신된 VRU 메시지와 관련된 VRU가 탑승 상태인 것으로 결정된 후에 상기 VRU와 관련된 VRU 메시지를 주기적으로 수신하여 상기 VRU에 대한 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있다. V2X 차량(100)이 정차 (미리 결정된 임계 속도 미만의 이동 속도)한 경우에 상기 VRU의 상태가 변경될 수 있으므로, V2X 차량(100)은 자신의 이동 속도가 0 또는 미리 결정된 임계 속도 미만이 될 경우에 상기 VRU가 하차 상태인 여부를 분석할 수 있다. 이 경우, V2X 차량(100)은 정차 시점 또는 정차 시점 이후에 수신된 VRU 메시지에 포함된 VRU의 이동 속도가 상기 미리 결정된 임계 속도보다 큰 경우에 상기 탑승 상태의 VRU가 하차 상태로 제2 상태 또는 제1 상태에서 제2 상태로 전환 (또는, 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환)됨을 확인할 수 있다.
이와 같이, SoftV2X에 따른 VRU 메시지에 기반으로 상기 VRU의 상태가 탑승 상태에서 하차 상태 (또는, 제2 상태)로 전환됨이 감지될 경우, V2X 차량(100)은 VRU 메시지를 통해 수집된 SoftV2X VRU 정보에 기반하여 상기 수신된 VRU 메시지를 가상 V2X 메시지 (또는, BSM, PSM)으로 변환하고, V2X 모듈을 이용하여 상기 가상 V2X 메시지를 전송할 수 있다. 여기서, 상기 가상 V2X 메시지는 상기 V2X 차량이 정차한 시점 이후에 수신된 VRU 메시지의 변환을 통해 생성될 수도 있다.
또는, 도 11 (b)를 참조하여 설명한 바와 같이, V2X 장치의 VRU 들이 direct communication 통신을 통해 전송하는 V2X 신호를 전송하더라도, 주변을 주행하는 SoftV2X 차량들은 종래의 ITS 모듈을 구비하지 않아 종래 ITS 시스템의 VRU 신호를 수신할 수 없을 수 있다. 이 경우는 V2X 장치의 VRU 들의 V2X 메시지에 기초하여 상기 제1 상태 및 상기 제2 상태를 결정하고, 상기 V2X 차량은 상기 제1 상태에서 제2 상태로 전환된 VRU들의 V2X 메시지를 가상 VRU 메시지로 변환 후에 ITS 모듈을 구비하지 않은 SoftV2X 차량들에게 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 SoftV2X 차량들은 상기 가상 VRU 메시지로부터 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환된 V2X 장치의 VRU 들에 대해 인식할 수 있다.
도 19 및 도 20은 V2X 차량이 수신된 VRU 메시지에 기초하여 가상 V2X 메시지를 주변 차량에 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19를 참조하면, V2X 차량 (또는, 버스) 내부의 승객들 (또는, VRU들)은 핸드폰에 설치된 SoftV2X 장치를 통해 자신의 상태 등의 VRU 정보를 주기적으로 SoftV2X 서버에 상태를 전송하게 된다. 이 경우, 상기 V2X 차량은 상기 VRU들이 전송한 VRU 정보를 포함하는 VRU 메시지를 상기 서버로부터 수신 받을 수 있다.
앞에서 설명한 VRU 위치와 상태를 비교하여 보호할 VRU 를 분류하게 되고 분류된 VRU 의 SoftV2X 정보를 취합하여 해당 하는 가상 PSM (또는, 가상 V2X 메시지)를 생성하게 된다. 즉, 상기 V2X 차량은 자신의 BSM 정보를 전송 할 뿐만 아니라 상기 보호할 VRU에 대한 위치와 상태를 기반으로 가상 PSM을 생성하여 대신 가상의 PSM을 상기 V2X 차량에서 대신 전송하게 된다. 하차 후 분류된 VRU 들의 SoftV2X 신호를 계속 수신하고, 해당 데이터를 기반으로 지속적으로 가상 PSM을 업데이트 하여 주변 차량에 전송을 하게 되어 VRU 들의 안전을 보호해주게 된다.
다시 말하자면, 상기 V2X 차량이 정차 하고 승객이 하차하는 경우, V2X 차량는 도 18을 참조하여 설명한 바와 같이, VRU 메시지에 포함된 VRU의 위치 및/또는 이동 속도에 대한 정보에 기초하여 상기 VRU의 위치를 분석하고, 보호할 필요가 있는 VRU (즉, 탑승 상태에서 하차 상태 전환 또는 제1 상태에서 제2 상태로 전환되는 VRU)가 존재하는지 판단할 수 있다. 상기 V2X 차량은 상기 상태가 전환되는 VRU가 존재할 경우에 상기 상태가 전환된 VRU와 관련된 VRU 메시지를 가상 V2X 메시지인 V2X 메시지로 변환하고, 상기 가상 V2X 메시지를 주변 차량들에게 전송할 수 있다. 여기서, 상기 가상 V2X 메시지는 SoftV2X와 관련된 VRU 메시지에 포함된 정보와 대응하는 정보를 포함할 수 있다.
도 20을 참조하면, 상술한 가상 PSM 또는 가상 V2X 메시지를 생성하는 방법은 상태가 전환된 VRU들 각각에 대응하는 VRU 메시지 별로 가상 V2X 메시지로 변환하고, 변환된 가상 V2X 메시지들 각각을 전송하는 방법 (도 20 (a))과, 상기 상태가 전환된 VRU들에 대한 복수의 VRU 메시지들을 하나의 가상 V2X 메시지로 변환하여 상기 하나의 가상 V2X 메시지를 전송하는 방법 (도 20 (b))을 포함할 수 있다.
먼저, 도 20 (a)에 따른 방법은 상기 VRU 각각에 대한 가상 V2X 메시지 (또는, 가상 PSM)를 각각 전송해주는 방법이다. 즉, V2X 장치는 상기 수신된 VRU 메시지에 포함된 위치 정보와 상태 정보에 기초하여 상기 VRU 메시지들 각각을 가상 V2X 메시지 (또는, 가상 PSM)로 전환하고, 각각의 가상 V2X 메시지를 전송할 수 있다. 이 경우, 각각의 VRU 들의 정확한 상태를 전송할 수 있는 장점이 있으나, 상기 VRU들의 수가 상당히 많은 경우에 채널 자원 또는 채널 용량이 요구되는 단점이 존재할 수 있다.
다음으로, 도 20 (b)를 참조하면, V2X 장치는 상기 분류된 VRU들의 상태 정보를 분석하여 클러스터로 정보를 생성하고, 상기 클러스터 정보를 포함하는 가상 V2X 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 상기 V2X 장치는 상기 분류된 VRU들 중 어느 하나의 VRU를 중심으로 상기 분류된 VRU들의 위치 정보를 모두 포함하는 클러스터 영역 (또는, 원)을 결정하고, 상기 클러스터 영역 및/또는 상기 클러스터 영역에 포함된 VRU에 대한 개수를 포함하는 클러스터 정보를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 V2X 장치는 상기 클러스터 정보를 포함하는 하나의 가상 V2X 메시지를 전송할 수 있다. 여기서, 상기 클러스터 영역은 ClusterRadius를 통해 표시하고, 클러스터 영역에 포함된 VRU들의 개수는 clusterSize로 표시될 수 있다. 이와 같은 방식은 하나의 PSM 메시지를 송신하여 채널을 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있으며, SoftV2X VRU들 사이에 위치하는 일반 VRU (310) 들도 보호를 받을 수 있는 장점이 있다. 단, VRU 들 각각의 정확한 정보를 줄 수 없단 단점이 존재할 수도 있다.
또는, 상기 V2X 장치는 상기 분류 또는 상태 전환된 VRU들의 개수가 미리 구성된 개수 이상인 경우에 도 20 (b)에 따른 방식으로 가상 V2X 메시지를 전송하고, VRU들의 개수가 미리 구성된 개수 미만인 경우에 도 20 (a)에 따른 방식으로 가상의 V2X 메시지를 전송할 수 있다. 또는, 상기 V2X 장치는 V2X 통신이 수행되는 채널의 CBR 또는 CR에 대한 정보를 측정 또는 획득하고, 상기 CBR 또는 CR이 미리 구성된 임계 이상인 경우에 도 20 (b)에 따른 방식으로 가상 V2X 메시지를 전송하고, 상기 CBR 또는 CR이 미리 구성된 임계 미만인 경우에 도 20 (a)에 따른 방식으로 가상 V2X 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 상기 V2X 차량은 상기 복수의 VRU 메시지들을 각각 가상 V2X 메시지로 변환할지, 하나의 가상 V2X 메시지로 통합하여 변환할지 여부를 상기 CR 또는 CBR에 기초하여 결정할 수 있다.
도 21은 수신된 VRU 메시지에 기반한 가상 V2X 메시지의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 21을 참조하면, 상기 가상 V2X 메시지 (또는, 가상 PSM)은 일반적인 V2X 메시지 (또는, 일반적인 PSM)과 동일한 메시지 구조로 구성될 수 있다. 다만, 자신에 대한 정보가 포함된 V2X 메시지 (또는, PSM)과 상기 가상 V2X 메시지 (또는, 가상 PSM)을 구별하기 위해서, 상기 가상 V2X 메시지 (또는, 가상 PSM)은 메시지의 마지막에 VirtualVRU container가 추가될 수 있다. VirtualVRU Container 는 VirtualVRU 의 전송하는 차량이 버스인지 택시인지 승용차인지 구별해주는 DeviceType, 해당 차량이 위치를 알려주는 DevicePosition, 장치가 VRU 위치 추정을 위해 사용한 센서의 종류를 나타내는 DeviceSensorType, 상기 센서의 신뢰도를 나타내는 SensorConfidence, 및/또는 해당 차량이 정지한 시간 (또는 VRU 들이 내리기 시작한 시간)인 StopTime에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이를 통해, 주변 V2X 차량들은 상기 V2X 차량에서 VRU 가 하차를 시작한 시간을 획득할 수 있게 된다.
한편, 계수기를 이용한 방식의 메시지 생성은 계수기를 통해 VRU 의 수와 내리는 시간차를 이용하여 클러스터 (Cluster)를 계산하여 생성하게 된다. VRU 수는 PSM 메시지에 ClusterSize 에 하차객 수를 표시하게 되며 승객 하차 인터벌 시간을 이용하여 ClusterRadius 를 계산하게 된다. 또는, 카메라 센싱 방식을 이용하는 경우 메시지 생성은 종래의 VRU 방식과 같이 각각의 상태를 표시 할 수 있는 VRU 메시지를 생성 한다. 단 두 경우 모두 가상으로 차량이 VRU 메시지에 대응하는 PSM 메시지를 생성하고, 상기 생성된 가상 V2X 메시지 (또는, 가상 PSM)은 종래 V2X 메시지 (또는, PSM)과 달리 끝에 VirtualVRU container가 추가될 수 있다.
또는, 상기 VRU 메시지를 가상 V2X 메시지로 변환할 경우, 상기 가상 V2X 메시지는 측정 또는 획득된 CBR 또는 CR 정보에 기초하여 상기 VirtualVRU container의 부가 여부가 결정될 수 있다. 상기 측정된 CBR 또는 CR이 미리 구성된 임계 레벨 이상이 경우, 상기 가상 V2X 메시지는 상기 VirtualVRU container가 부가될 수 있다. 이와 달리, 상기 측정된 CBR 또는 CR이 미리 구성된 임계 레벨 이상이 경우, 상기 가상 V2X 메시지는 상기 VirtualVRU container가 부가되지 않을 수 있다. 예컨대, 상기 측정된 CBR 또는 CR이 미리 구성된 임계 레벨 이상이 경우, 상기 V2X 메시지에 상기 VirtualVRU container를 부가하여 주변 차량에서 상기 가상 V2X 메시지를 필터링하도록 할 수 있다.
다시 말하자면, V2X 차량은 soft V2X와 관련된 VRU 메시지 (또는, 제1 메시지)를 네트워크로 수신 받고, 상기 VRU 메시지에 기초하여 소정의 조건을 만족하면 상기 VRU 메시지를 PC5 또는 DSRC 인테페이스를 통해 전송되는 사이드링크 신호 또는 V2X 신호로써 가상 V2X 메시지로 전환하고, 상기 전환된 V2X 메시지를 주변 차량들에게 전송할 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이, soft V2X와 관련된 VRU 메시지를 수신 받지 못하는 주변 차량들은 상기 가상 V2X 메시지를 통하여 인접하는 VRU 나 보행자를 인식할 수 있다. 여기서, 상기 가상 V2X 메시지는 가상 PSM, 가상 BSM 또는 가상 CAM일 수 있다.
구체적으로, 상기 소정의 조건은 상기 VRU 메시지에 포함된 VRU 정보에 기초하여 상기 VRU 상태가 제1 상태에서 제2 상태로 전환될 경우, 주변의 CBR (channel busy ratio) 또는 CR (channel occupancy ratio)이 미리 구성된 임계 미만일 경우, 상기 VRU 메시지에 포함된 VRU 정보에 기초하여 상기 VRU의 위치가 상기 V2X 차량을 기준으로 미리 구성된 특정 범위 (예컨대, V2X 차량의 특정 위치를 중심으로 하는 미리 구성된 반경의 원) 내에 위치하는 경우 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
즉, 상기 V2X 차량은 주기적으로 수신된 VRU 메시지에 기초하여 상기 VRU 상태를 지속적으로 모니터링하며, 상기 VRU 상태가 제2 상태로 전환될 경우에 상기 VRU 메시지를 가상 V2X 메시지로 변환할 수 있다. 또한, 상기 V2X 차량은 상기 VRU 상태가 상기 제1 상태인지 여부를 판단하기 위해서 상기 VRU의 위치가 상기 V2X 차량을 기준으로 미리 구성된 특정 범위 내에 있음을 전제할 수 있다.
또는, 상기 V2X 차량은 상기 VRU 메시지에 기초하여 상기 VRU의 위치가 상기 V2X 차량을 기준으로 미리 구성된 특정 범위 내에 위치하고 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 이상인 경우에 상기 VRU가 제1 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 V2X 차량은 상기 VRU 메시지에 포함된 상기 VRU의 이동 속도가 상기 V2X 장치의 이동 속도와 대응하거나 상기 V2X 장치의 이동 속도를 기준으로 미리 결정된 오차 범위 내에 있다고 판단되면 상기 VRU 상태를 상기 제1 상태로 결정할 수 있다.
또는, 상기 V2X 차량은 주기적으로 Soft V2X를 지원하는 네트워크로부터 적어도 하나의 VRU 메시지를 수신 받고, 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 미만이거나 0인 경우에 상기 적어도 하나의 VRU 메시지에 기초하여 상기 VRU 상태가 제2 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 미만이고, 상기 VRU 이동 속도가 상기 특정 임계 이상인 경우에 상기 V2X 차량은 상기 VRU 상태를 상기 제2 상태로 결정할 수 있다. 한편, 상기 V2X 차량은 상기 VRU 상태가 상기 제1 상태로 결정된 경우에만 상기 VRU 상태가 상기 제2 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 한편, 상기 제1 상태는 상기 V2X 차량에 상기 VRU가 승차 또는 탑승하는 상태일 수 있고, 상기 제2 상태는 상기 V2X 차량에서 상기 VRU가 하차하는 상태일 수 있다.
또는, 상기 V2X 차량은 복수의 VRU 메시지들을 수신 받을 수 있고, 상기 복수의 VRU 메시지에 기초하여 적어도 둘 이상의 VRU가 제1 상태에서 제2 상태로 전환됨을 감지하거나 전환 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 V2X 차량은 상기 적어도 둘 이상의 VRU에 대응하는 적어도 둘 이상의 VRU 메시지를 하나의 가상 V2X 메시지로 변환할 수 있다. 이 때, 상기 하나의 가상 V2X 메시지는 상기 적어도 둘 이상의 VRU 메시지에 포함된 VRU 위치들을 모두 포함하는 (또는, 모두 위치하는) 지리적 영역에 대한 클러스터 정보가 포함될 수 있다. 나아가, 상기 하나의 가상 V2X 메시지는 상기 클러스터 정보와 관련된 VRU들의 수에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 방식을 통해, V2X 모뎀을 장착하고 있는 차량이 하차하는 VRU 를 파악하여 상기 VRU를 대신하여 상기 VRU에 대한 정보를 포함하는 가상 V2X 메시지 (또는, 가상 PSM)를 전송할 수 있고, 이를 통해 V2X 차량을 하차하는 VRU를 효율적으로 보호할 수 있다. 뿐만 아니라 낮은 성능의 VRU 가 쏘는 PSM 메시지를 보조 하기 위해서 재전송 하는 기능도 수행하게 되어 도로와 인도가 인접하는 위험 상황에서의 VRU를 더욱 안전하게 보호 할 수 있는 장점이 있다.
발명이 적용되는 통신 시스템 예
이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 발명의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 22은 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 22을 참조하면, 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(eXtended Reality) 기기(100c), 휴대 기기(Hand-held device)(100d), 가전(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI기기/서버(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(200a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)을 통해 네트워크(300)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(300)를 통해 AI 서버(400)와 연결될 수 있다. 네트워크(300)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)/네트워크(300)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(e.g. 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(e.g. V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(200), 기지국(200)/기지국(200) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(e.g. relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 예
도 23는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 23를 참조하면, 제1 무선 기기(100)와 제2 무선 기기(200)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(100), 제2 무선 기기(200)}은 도 24의 {무선 기기(100x), 기지국(200)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(100)는 하나 이상의 프로세서(102) 및 하나 이상의 메모리(104)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(106) 및/또는 하나 이상의 안테나(108)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 메모리(104) 및/또는 송수신기(106)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 메모리(104) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(106)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(102)는 송수신기(106)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(104)에 저장할 수 있다. 메모리(104)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 프로세서(102)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(104)는 프로세서(102)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(102)와 메모리(104)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩셋의 일부일 수 있다. 송수신기(106)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(108)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(106)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(106)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩셋을 의미할 수도 있다.
구체적으로, 상기 UE는 상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서 (102)와 메모리(104)를 포함할 수 있다. 메모리(104)는 도 10 내지 도 20에서 설명된 실시예들과 관련된 동작을 수행할 수 있는 적어도 하나의 프로그램들이 포함될 수 있다.
프로세서(102)는 상기 RF 송수신기를 제어하여 네트워크로부터 제1 VRU (Vulnerable Road User)에 대한 제1 VRU 정보를 포함하는 제1 메시지를 주기적으로 수신 받고, 상기 제1 VRU 정보에 기초하여 상기 제1 VRU에 대한 상태를 결정하고, 상기 제1 VRU에 대한 상태에 기초하여 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환 여부를 결정하며, 상기 RF 송수신기를 제어하여 상기 제1 VRU 정보를 포함하는 상기 가상 V2X 메시지를 전송하며, 상기 프로세서는 상기 주기적으로 수신된 상기 제1 메시지에 기초하여 상기 제1 VRU 상태가 제1 상태에서 제2 상태로 전환될 경우에 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환할 수 있다. 프로세서 (102)는 메모리(104)에 포함된 프로그램에 기초하여 도 10 내지 도 21에서 설명한 상기 가상 V2X 메시지를 전송하는 동작들을 수행할 수 있다.
또는, 프로세서 (102) 및 메모리(104)를 포함하는 칩 셋이 구성될 수 있다. 이 경우, 칩 셋은 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 메모리를 포함할 수 있다.
제2 무선 기기(200)는 하나 이상의 프로세서(202), 하나 이상의 메모리(204)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206) 및/또는 하나 이상의 안테나(208)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 메모리(204) 및/또는 송수신기(206)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 메모리(204) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202)는 송수신기(206)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204)에 저장할 수 있다. 메모리(204)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 프로세서(202)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204)는 프로세서(202)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202)와 메모리(204)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(100, 200)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(102, 202)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(104, 204)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(104, 204)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 활용 예
도 24은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다(도 24 참조).
도 24을 참조하면, 무선 기기(100, 200)는 도 24의 무선 기기(100,200)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(112) 및 송수신기(들)(114)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(112)는 도 24의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 24의 하나 이상의 송수신기(106,206) 및/또는 하나 이상의 안테나(108,208)을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 통신부(110), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 정보를 통신부(110)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(130)에 저장할 수 있다.
추가 요소(140)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(140)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 23, 100a), 차량(도 23, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 23, 100c), 휴대 기기(도 23, 100d), 가전(도 23, 100e), IoT 기기(도 23, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 23, 400), 기지국(도 23, 200), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 24에서 무선 기기(100, 200) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200) 내에서 제어부(120)와 통신부(110)는 유선으로 연결되며, 제어부(120)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(100, 200) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(130)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명이 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량 예
도 25는 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(Aerial Vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있다.
도 25를 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(100)은 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 구동부(140a), 전원공급부(140b), 센서부(140c) 및 자율 주행부(140d)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110/130/140a~140d는 각각 도 24의 블록 110/130/140에 대응한다.
통신부(110)는 다른 차량, 기지국(e.g. 기지국, 노변 기지국(Road Side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있다. 구동부(140a)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)을 지상에서 주행하게 할 수 있다. 구동부(140a)는 엔진, 모터, 파워 트레인, 바퀴, 브레이크, 조향 장치 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(140b)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140c)는 IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 등을 포함할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등을 구현할 수 있다.
일 예로, 통신부(110)는 외부 서버로부터 지도 데이터, 교통 정보 데이터 등을 수신할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 획득된 데이터를 기반으로 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 생성할 수 있다. 제어부(120)는 드라이빙 플랜에 따라 차량 또는 자율 주행 차량(100)이 자율 주행 경로를 따라 이동하도록 구동부(140a)를 제어할 수 있다(예, 속도/방향 조절). 자율 주행 도중에 통신부(110)는 외부 서버로부터 최신 교통 정보 데이터를 비/주기적으로 획득하며, 주변 차량으로부터 주변 교통 정보 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 자율 주행 도중에 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보를 획득할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 새로 획득된 데이터/정보에 기반하여 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 갱신할 수 있다. 통신부(110)는 차량 위치, 자율 주행 경로, 드라이빙 플랜 등에 관한 정보를 외부 서버로 전달할 수 있다. 외부 서버는 차량 또는 자율 주행 차량들로부터 수집된 정보에 기반하여, AI 기술 등을 이용하여 교통 정보 데이터를 미리 예측할 수 있고, 예측된 교통 정보 데이터를 차량 또는 자율 주행 차량들에게 제공할 수 있다.
여기서, 본 명세서의 무선 기기(XXX, YYY)에서 구현되는 무선 통신 기술은 LTE, NR 및 6G뿐만 아니라 저전력 통신을 위한 Narrowband Internet of Things를 포함할 수 있다. 이때, 예를 들어 NB-IoT 기술은 LPWAN(Low Power Wide Area Network) 기술의 일례일 수 있고, LTE Cat NB1 및/또는 LTE Cat NB2 등의 규격으로 구현될 수 있으며, 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로 또는 대체적으로, 본 명세서의 무선 기기(XXX, YYY)에서 구현되는 무선 통신 기술은 LTE-M 기술을 기반으로 통신을 수행할 수 있다. 이때, 일 예로, LTE-M 기술은 LPWAN 기술의 일례일 수 있고, eMTC(enhanced Machine Type Communication) 등의 다양한 명칭으로 불릴 수 있다. 예를 들어, LTE-M 기술은 1) LTE CAT 0, 2) LTE Cat M1, 3) LTE Cat M2, 4) LTE non-BL(non-Bandwidth Limited), 5) LTE-MTC, 6) LTE Machine Type Communication, 및/또는 7) LTE M 등의 다양한 규격 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있으며 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로 또는 대체적으로, 본 명세서의 무선 기기(XXX, YYY)에서 구현되는 무선 통신 기술은 저전력 통신을 고려한 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth) 및 저전력 광역 통신망(Low Power Wide Area Network, LPWAN) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 일 예로 ZigBee 기술은 IEEE 802.15.4 등의 다양한 규격을 기반으로 소형/저-파워 디지털 통신에 관련된 PAN(personal area networks)을 생성할 수 있으며, 다양한 명칭으로 불릴 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 신호 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 이러한 송수신 관계는 단말과 릴레이 또는 기지국과 릴레이간의 신호 송수신에도 동일/유사하게 확장된다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.
Claims (10)
- 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 V2X 차량이 가상 V2X 메시지를 전송하는 방법에 있어서,
네트워크로부터 제1 VRU (Vulnerable Road User)에 대한 제1 VRU 정보를 포함하는 제1 메시지를 주기적으로 수신하는 단계;
상기 제1 VRU 정보에 기초하여 상기 제1 VRU에 대한 상태를 결정하고, 상기 제1 VRU에 대한 상태에 기초하여 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환 여부를 결정하는 단계; 및
상기 제1 VRU 정보를 포함하는 상기 가상 V2X 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 V2X 차량은 상기 주기적으로 수신된 상기 제1 메시지에 기초하여 상기 제1 VRU 상태가 제1 상태에서 제2 상태로 전환될 경우에 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 VRU 정보는 상기 제1 VRU의 이동 속도에 대한 정보를 더 포함하고,
상기 제1 VRU 상태는 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 이상이고 상기 상기 제1 VRU의 이동 속도가 상기 V2X 장치의 이동 속도와 대응하는 경우에 상기 제1 상태로 결정되고, 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 미만이고 상기 제1 VRU의 이동 속도가 상기 특정 임계 이상인 경우에 상기 제2 상태로 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제2항에 있어서,
상기 V2X 차량은 상기 제1 VRU 정보에 포함된 위치 정보가 상기 V2X 차량을 기준으로 하는 미리 구성된 특정 범위 내에 위치하는 상기 제1 VRU에 대해서만 상기 제1 VRU 상태가 상기 제1 상태인지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항에 있어서,
제2 VRU에 대한 제2 VRU 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 네트워크로부터 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 VRU 상태 및 상기 제2 VRU에 대한 제2 VRU 상태가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환되는 경우에, 상기 V2X 차량은 상기 제1 메시지 및 상기 제2 메시지를 하나의 가상 V2X 메시지로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제4항에 있어서,
상기 하나의 가상 V2X 메시지는 상기 제1 VRU 및 상기 제2 VRU의 위치 정보를 포함하는 지리적 영역에 대한 클러스터 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 메시지는 SoftV2X 서버로부터 Uu 인터페이스를 통해 주기적으로 수신되는 VRU 메시지인 것을 특징으로 하는, 방법 - 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 가상 V2X 메시지를 전송하는 V2X 차량에 있어서,
RF(Radio Frequency) 송수신기; 및
상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 네트워크로부터 제1 VRU (Vulnerable Road User)에 대한 제1 VRU 정보를 포함하는 제1 메시지를 주기적으로 수신 받고, 상기 제1 VRU 정보에 기초하여 상기 제1 VRU에 대한 상태를 결정하고, 상기 제1 VRU에 대한 상태에 기초하여 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환 여부를 결정하며, 상기 RF 송수신기를 제어하여 상기 제1 VRU 정보를 포함하는 상기 가상 V2X 메시지를 전송하며,
상기 프로세서는 상기 주기적으로 수신된 상기 제1 메시지에 기초하여 상기 제1 VRU 상태가 제1 상태에서 제2 상태로 전환될 경우에 상기 제1 메시지를 상기 가상 V2X 메시지로 변환하는, V2X 차량. - 제7항에 있어서,
상기 제1 VRU 정보는 상기 제1 VRU의 이동 속도에 대한 정보를 더 포함하고,
상기 제1 VRU 상태는 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 이상이고 상기 상기 제1 VRU의 이동 속도가 상기 V2X 장치의 이동 속도와 대응하는 경우에 상기 제1 상태로 결정되고, 상기 V2X 차량의 이동 속도가 특정 임계 미만이고 상기 제1 VRU의 이동 속도가 상기 특정 임계 이상인 경우에 상기 제2 상태로 결정되는 것을 특징으로 하는, V2X 차량. - 제8항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제1 VRU 정보에 포함된 위치 정보가 상기 V2X 차량을 기준으로 하는 미리 구성된 특정 범위 내에 위치하는 상기 제1 VRU에 대해서만 상기 제1 VRU 상태가 상기 제1 상태인지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는, V2X 차량. - 제7항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 상기 네트워크로부터 제2 VRU에 대한 제2 VRU 정보를 포함하는 제2 메시지를 더 수신하고,
상기 프로세서는, 상기 제1 VRU 상태 및 상기 제2 VRU에 대한 제2 VRU 상태가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환되는 경우, 상기 제1 메시지 및 상기 제2 메시지를 하나의 가상 V2X 메시지로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 하는, V2X 차량.
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