KR20230131849A - 무선통신시스템에서 단말이 제1 신호를 전송하는 방법및 이를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 제1 V2X (Vehicle to Everything) 단말이 제1 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 주변 장치들로부터 제2 신호들을 수신하는 단계, 및 상기 제2 신호들에 기초하여 상기 제1 신호를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제2 신호들은 상기 주변 장치들에서 발생한 소리 신호들이고, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하는 방법 및 이를 위한 장치를 개시한다.
Description
무선통신시스템에서 V2X (Vehicle to Everything) 단말이 제1 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 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 주변 소리 신호들을 통해 주변 차량들의 접근 여부를 신속하고 분석하여 상기 소리 신호들을 수치화한 위험 레벨을 산출할 수 있고, 상기 위험 레벨에 따라 신호의 전송 주기 등을 결정하여 주변 위험 상황에 최적화된 전송 주기로 VRU 안전을 위한 메시지를 전송할 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 무선 통신 시스템에서 제1 V2X (Vehicle to Everything) 단말이 제1 신호를 전송하는 방법은 주변 장치들로부터 제2 신호들을 수신하는 단계, 및 상기 제2 신호들에 기초하여 상기 제1 신호를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제2 신호들은 상기 주변 장치들에서 발생한 소리 신호들이고, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정할 수 있다.
또는, 상기 위험 레벨은 상기 신호의 특성 중 신호의 세기에 기초하여 산출되고, 상기 신호의 세기는 미리 설정된 적어도 하나의 주파수 대역에서 추출된 상기 소리 신호들의 신호의 세기에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 전송 주기는 송수신 주기가 상이하게 설정된 복수의 전송 모드들 중 상기 위험 레벨에 대응하는 제1 전송 모드에 설정된 전송 주기에 기초하여 결정되고, 상기 제1 신호에 포함된 메시지의 타입은 복수의 전송 모드들 중 상기 위험 레벨에 대응하는 제1 전송 모드에 대해 설정된 메시지 타입에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 V2X 단말의 어플리케이션 슬립 타이밍, 디스플레이의 밝기, 위치 측정 방식, 블랙박스와 관련된 운용 방식은 상기 제1 전송 모드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들 각각에 대한 도플러 주파수 시프트 (Doppler Frequency Shift)를 측정하고, 상기 측정된 도플러 주파수 시프트에 기초하여 접근도 레벨을 더 산출하고, 상기 제1 전송 모드는 미리 설정된 제1 임계 이상인 상기 접근도 레벨에 기초하여 더 짧은 전송 주기가 설정된 제2 전송 모드로 전환되는 것을 특징으로 한다.
또는 상기 제2 전송 모드는 상기 복수의 전송 모드들 중에서 가장 짧은 송수신 주기가 설정된 전송 모드인 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 도플러 레벨은 청색 편이 (blue shift)와 관련된 양의 값을 갖는 도플러 주파수 시프트를 갖는 소리 신호가 감지된 경우가 적색편이 (red shift)와 관련된 음의 값을 갖는 도플러 주파수 시프트를 갖는 소리 신호가 감지된 경우보다 높은 레벨 설정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 V2X 단말은 각 소리 신호가 소정의 거리로 이격된 둘 이상의 소리 신호 수신기들 각각에 수신된 수신 시간의 차이에 기초하여 상기 소리 신호들 각각의 소리 신호의 방향을 예측하고, 상기 소리 신호의 방향에 기초하여 긴급 레벨을 더 산출하며, 상기 제1 전송 모드는 미리 설정된 제2 임계 이상인 상기 긴급 레벨에 기초하여 더 짧은 전송 주기가 설정된 제2 전송 모드로 전환되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제2 전송 모드는 상기 복수의 전송 모드들 중에서 가장 짧은 송수신 주기가 설정된 전송 모드인 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 V2X 단말은 제1 방향, 제2 방향 및 제3 방향 중에서 상기 소리 신호의 방향을 예측하고, 상기 긴급 레벨은 상기 제1 V2X 단말의 진행 방향과 대응하는 제1 방향으로 예측된 소리 신호가 감지된 경우가 상기 제2 방향 또는 상기 제3 방향으로 예측된 상기 소리 신호가 감지된 경우보다 높은 레벨로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들 각각에 대한 신호 세기의 피크 값이 미리 설정된 임계치를 초과한 정도인 초과 세기를 각 방향 별로 취합하고, 상기 긴급 레벨은 상기 제1 방향에 대해 취합한 초과 세기에 상기 제2 방향에 대해 취합한 초과 세기와 상기 제3 방향에 대해 취합한 초과 세기의 곱을 더해 산출되는 것을 특징으로 하는 한다.
다른 측면에 따르면, 무선 통신 시스템에서 제2 V2X (Vehicle to Everything) 단말이 제1 신호를 수신하는 방법은 제1 V2X 단말로부터 제1 신호를 수신하는 단계 및 상기 제1 신호에 기초하여 상기 제1 V2X 단말에 대한 위험 레벨을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 제2 V2X 단말은 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 수신 주기를 결정하고, 상기 위험 레벨은 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 산출될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 무선 통신 시스템에서 제1 신호를 전송하는 제1 V2X (Vehicle to Everything) 단말은 RF(Radio Frequency) 송수신기 및 상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 주변 장치들이 발생시킨 제2 신호들을 수신하고, 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하고, 상기 RF 송수신기를 제어하여 상기 전송 주기에 기초하여 상기 제1 신호를 전송할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 무선 통신 시스템에서 제1 신호를 수신하는 제2 V2X (Vehicle to Everything) 단말은 RF(Radio Frequency) 송수신기 및 상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 제1 V2X 단말로부터 제1 신호를 수신하고, 상기 제1 신호에 기초하여 상기 제1 V2X 단말에 대한 위험 레벨을 획득하며, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 수신 주기를 결정하고, 상기 위험 레벨은 소리 신호들에 대한 신호의 세기에 기반하여 산출될 수 있다.
다른 측면에 따른 무선통신시스템에서 제1 신호를 전송하는 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 포함하며, 상기 동작은 주변 장치들이 발생시킨 제2 신호들을 수신하고, 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하고, 상기 RF 송수신기를 이용하여 상기 전송 주기에 기초하여 상기 제1 신호를 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 무선통신시스템에서 제1 신호를 전송하는 동작을 수행하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 상기 적어도 하나의 프로세서가 제1 신호를 전송하는 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램 및 상기 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하고, 상기 동작은 주변 장치들이 발생시킨 제2 신호들을 수신하고, 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하고, 상기 RF 송수신기를 이용하여 상기 전송 주기에 기초하여 상기 제1 신호를 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들은 주변 소리 신호들을 통해 주변 차량들의 접근 여부를 신속하고 분석하여 상기 소리 신호들을 수치화한 위험 레벨을 산출할 수 있고, 상기 위험 레벨에 따라 신호의 전송 주기 등을 결정하여 주변 위험 상황에 최적화된 전송 주기로 VRU 안전을 위한 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 상기 주변 소리 신호들 각각의 수신 시간의 차이에 따라 VRU 장치와의 위치 및 방향 관계를 예측하여 긴급 레벨을 산출하고, 긴급 레벨에 따라 추가적으로 전송 주기를 변경함으로써 소리 신호들에 기반한 위험 대처를 보다 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 주변 소리 신호들 각각의 도플러 주파수 시프트를 측정하여 주변 장치들의 접근성에 대한 접근도 레벨을 산출하고, 상기 접근도 레벨에 따라 추가적으로 전송 주기를 변경함으로써 소리 신호들에 기반한 위험 대처를 보다 효과적으로 수행할 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 6은 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 ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 참조 구조에 기초하여 설계 및 적용 가능한 ITS 스테이션 (station)의 예시 구조이다.
도 11 및 도 12는 주변 환경을 인지하는 특정 위치에 고정된 VRU 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 일 예에 따라 신호 처리 모듈 및 분석 모듈이 입력된 소리 신호를 처리 및 분석하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 16은 VRU 단말이 소리 신호의 발생 위치 및 방향을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17, 도 18, 도 19 및 도 20은 VRU 단말이 소리 신호에 기초하여 측정된 위치 및 방향에 따라 위험도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21, 도 22 및 도 23은 VRU 단말이 도플러 효과를 추가적으로 고려하여 도플러 레벨을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24 및 도 25는 VRU 단말이 파워 레벨, 긴급 레벨 및/또는 도플러 레벨에 기반하여 V2X 모드를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26는 제1 VRU 단말이 제1 신호를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27는 제2 VRU 단말이 제1 신호를 수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 28는 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 29은 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 30은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다.
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 6은 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 ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 참조 구조에 기초하여 설계 및 적용 가능한 ITS 스테이션 (station)의 예시 구조이다.
도 11 및 도 12는 주변 환경을 인지하는 특정 위치에 고정된 VRU 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 일 예에 따라 신호 처리 모듈 및 분석 모듈이 입력된 소리 신호를 처리 및 분석하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 16은 VRU 단말이 소리 신호의 발생 위치 및 방향을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17, 도 18, 도 19 및 도 20은 VRU 단말이 소리 신호에 기초하여 측정된 위치 및 방향에 따라 위험도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21, 도 22 및 도 23은 VRU 단말이 도플러 효과를 추가적으로 고려하여 도플러 레벨을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24 및 도 25는 VRU 단말이 파워 레벨, 긴급 레벨 및/또는 도플러 레벨에 기반하여 V2X 모드를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26는 제1 VRU 단말이 제1 신호를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27는 제2 VRU 단말이 제1 신호를 수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 28는 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 29은 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 30은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다.
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.
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 9은 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 9를 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
도 10은 참조 구조에 기초하여 설계 및 적용 가능한 ITS 스테이션 (station)의 예시 구조이다.
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.
한편, SoftV2X 시스템는 UU 인터페이스를 이용한 V2X 통신으로, SoftV2X 서버가 VRU (Vulnerable Road User) 또는 V2X 차량으로부터 VRU 메시지 또는 PSM (Personal Safety Message)을 수신하고, VRU 메시지 또는 PSM 메시지에 기반하여 주변 VRU 또는 차량의 정보를 전달해주거나, 주변 VRU 또는 차량들이 이동하는 도로 상황 등을 분석하고, 분석된 정보에 기반하여 주변 VRU 또는 차량에게 충돌 경고 등을 알리는 메시지를 전송하는 시스템이다. 여기서, VRU 메시지 또는 PSM 메시지는 UU 인터페이스로 상기 SoftV2X 서버에 전송되는 메시지로, VRU의 위치, 이동 방향, 이동 경로, 속도 등 상기 VRU에 대한 이동성 정보를 포함할 수 있다. 즉, SoftV2X 시스템은 UU 인터페이스를 통해 V2X 통신과 관련된 VRU 및/또는 차량들의 이동성 정보를 수신하고, 네트워크 등 softV2X 서버가 수신된 이동성 정보에 기초하여 VRU 등의 주행 경로, VRU 이동 흐름 등을 제어하는 방식이다. 또는, SoftV2X 시스템은 V2N 통신과 관련하여 구성될 수 있다.
V2X 통신과 관련된 다이렉트 통신 (PC5, DSRC)의 수행하기 어려운 사용자 장비 또는 보행자 장비 (VRU 장치)는 UU 인터페이스에 기반한 SoftV2X 시스템을 통해 주변 차량 또는 VRU에 주행 정보, 이동성 정보를 제공하거나 제공받을 수 있다. 이를 통해, 상기 다이렉트 통신 (PC5, DSRC)의 수행하기 어려운 사용자 장비 또는 보행자 장비 (VRU 장치)는 주변 차량들로부터 안전을 보호 받을 수 있다.
주변 차량 소리 측정을 통한 SoftV2X 효율 전송 기법
종래의 V2X 기술은 DSRC (또는, CV2X)와 같이 브로드캐스트 (Broadcast) 기반의 근거리 통신 장치를 기반으로 메시지가 구성되어 운용 되었다. 종래의 V2X 기술에서 차량은 차량의 상태와 상관없이 주기적으로 메시지를 주변의 차량이나 장치들에 링크 없이 브로드캐스트할 수 있다. 이 경우, 상기 차량은 상기 메시지를 언제 수신할지 모르는 주변에서의 장치를 대비하여 상기 자신의 상태에 대한 메시지를 최대한으로 전송한다. 나아가, V2X의 최대 응용을 차량에 탑재된 OBU 장치에 설치되어 배터리 소모를 고려 없이 상기 메시지가 전송되는 방법들이 고려되었다.
그러나, 배터리를 기반 (배터리를 주 전력원)으로 Uu interface의 동작을 수행하는 V2X 단말들이 많이 존재할 수 있다. 이런 점을 고려하여, 배터리의 소모를 최소화하면서 자신의 상태를 주변에 알릴 수 있는 메시지의 전송을 위한 새로운 장치 및/또는 종래의 메시지의 운영 방법의 수정이 필요하다. 즉, Uu interface 를 기반으로 하는 배터리 기반의 V2X 단말을 위한 최적화된 상황 인지 장치와 이를 통해 최적 운용하는 방법의 기술 개발이 필요하다.
이하에서는, V2X 단말이 V2X 메시지 또는 V2X 메시지 (또는, 제1 신호)를 주기적으로 전송 하는 기존 방식과 달리 주변의 환경을 인지하여 주변 ITS 환경에 따라 최적화된 메시지의 전송 기법을 자세히 설명한다. 한편, V2X 단말은 V2X 모듈을 포함하여 V2X 통신도 수행할 수도 있다.
또한, 이하에서는, 설명의 편의를 위해 V2X 단말에 기반하여 설명하나, VRU (Vulnerable Road User)장치, DSRC 장치 등 근거리 통신을 수행하는 장치들에 모두 적용될 수 있고, V2X 단말로만 한정되지 않는다. 즉, V2X 단말은 VRU 장치, 단말, 장치와 대응하는 구성일 수 있다.
도 11 및 도 12는 주변 환경을 인지하는 특정 위치에 고정된 V2X 단말을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, V2X 단말 (100-1)는 킥보드, 자전거, 휠체어 (100-2) 등에서 고정된 특정 위치에 부착되어 사용될 수 있는 스마트 폰 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, V2X 단말 (100-1)는 킥보드의 핸드 바에 고정되고 상하 각각에 마이크들 (110-1, 110-2)를 포함할 수 있다. 또한, V2X 단말 (100-1)는 V2X 통신 모듈 (및/또는 Uu 인터페이스 등)을 통해 자신의 상태를 포함하는 V2X 메시지 (PSM, VAM)를 주변의 장치들에게 전송할 수 있다. V2X 단말 (100-1)는 마이크들 (110-1, 110-2)을 통해 주변의 소음 또는 소리 신호 중 차량의 소리를 분석 또는 추출하고, 추출 또는 분석된 차량의 소리를 이용하여 V2X 단말을 효율적으로 운영하거나 V2X 단말의 사용자의 안전을 더욱 보호하기 위한 동작을 수행할 수 있다.
즉, V2X 단말 (100)는 마이크들 (110-1, 110-2)로부터 획득한 주변 차량에서 발생한 소음 또는 소리 신호를 분석하여 최적의 V2X 메시지 (및/또는, SoftV2X 신호)를 전송할 수 있다.
도 12를 참조하면, V2X 단말 (100)는 MIC 모듈 (110)을 통해 소리 신호를 수신 받는 모듈, 수신된 소리 신호를 처리하는 모듈, 및 분석된 신호를 통해 V2X 환경을 분석하고 장치 파라미터를 최적화 하는 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, MIC 모듈 (110)은 마이크들 (110-1, 110-2)과 대응할 수 있다.
구체적으로, MIC 모듈 (110)은 수신된 전기 신호 (즉, 소리 신호 또는 소음)을 DAC(120)에 전달할 수 있고, DAC(120)는 전달된 전기 신호를 디지털 신호로 변경 또는 변환할 수 있다.
신호 처리 (Signal processing) 모듈(140)은 V2X 단말 (110)에 설치된 MIC 모듈 (110)의 입력으로부터 입력된 주변 소리 신호들에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 신호 처리 (Signal processing) 모듈 (140)에서는 기준 소리 신호 (Reference sound signal) 블록 (170)에서 제공하는 차량 소음 기준 신호에 기반하여 입력된 소리 신호에서 차량이 발생시킨 소리 신호만을 추출할 수 있다.
구체적으로, 신호 처리 모듈 (140)은 입력된 소리 신호를 시간 영역 및 주파수 영역에서 분석할 수 있다. 신호 처리 모듈 (140)은 입력된 소리 신호에서 시간 영역과 주파수 영역에서 차량과 관련 없는 주변 소음 (음성 신호 등)을 제거할 수 있다. 신호 처리 모듈 (140)은 기준 소리 신호 블록 (170)에 저장된 차량 소음 데이터를 정보를 이용하여 차량이 발생시킨 소리 신호를 추출할 수 있다. 예컨대, 신호 처리 모듈 (140)은 상기 입력된 소리 신호를 주파수 도메인에 대해 변경한 뒤 차량이 발생하는 소음 주파수 대역을 제외한 다른 부분을 필터링하는 방법을 통해 차량이 발생시킨 소리 신호를 추출할 수 있다.
예컨대, 신호 처리 모듈 (140)은 미리 설정한 주파수 필터를 통해 차량이 발생시킨 소리 신호만을 추출할 수 있다. 여기서, 미리 설정한 주파수 필터는 실험적으로 선정된 차량 소리가 발생 되는 소리 주파수 대역을 통과시킬 수 있는 필터일 수 있다. 한편, 상기 미리 설정한 주파수 필터는 하나의 예시에 불과하고 신호 처리 모듈 (140)은 다양한 소리 신호의 추출 방식들을 이용하여 차량이 발생시킨 소리 신호만을 추출할 수 있다.
상관 (Correlation) 모듈(130)은 각각의 마이크들에 수신된 소리 신호들의 수신 시간 차이를 분석하여 각 마이크와 소리 신호가 발생한 위치 간의 거리 차로 인한 소리 신호의 발생 위치 및/또는 소리 신호의 방향성을 파악할 수 있다. 여기서, 소리 그룹핑 모듈 (150)은 상기 소리 신호가 발생한 발생 위치 및/또는 방향성에 기초하여 상기 소리 신호들을 여러 그룹으로 그룹화될 수 있다.
분석 모듈 (160)은 상관 모듈(130)에서의 상기 파악된 방향성 및 발생 위치에 대한 정보 및 신호 처리 모듈 (140)가 시간 영역 및 주파수 영역에서 소리 신호를 분석한 신호 처리 결과에 대한 정보를 입력 받을 수 있다. 분석 모듈 (160)은 상기 신호 처리 결과에 기반하여 주파수 도메인 및/또는 시간 도메인에서의 소리 신호의 세기를 분석하고, 도플러 (Doppler) 특성으로 발생하는 주파수 특성을 분석할 수 있다. 이를 통해 주변에 차량들이 존재하는지를 인지하면서 차량과 SoftV2X 단말의 상대적인 상태가 추출될 수 있다.
최적화 모듈(180)은 분석 모듈 (160)에서 분석된 분석 결과를 전달 받고, 상기 분석 결과에 기초하여 SoftV2X 운용 파라미터 (및/또는 V2X 운용 파라미터)를 최적화하는 동작을 수행할 수 있다. 최적화 모듈(180)에 의해 최적화된 파라미터는 각각의 모듈 (V2X 모듈, GPS 모듈, App controller, LCD controller, HMI 모듈)로 전달 되어 장치의 최적화 운용을 제어할 수 있다.
도 13 및 도 14는 일 예에 따라 신호 처리 모듈 및 분석 모듈이 입력된 소리 신호를 처리 및 분석하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 상기 신호 처리 모듈은 입력된 소리 신호들에 기반하여 차량의 엔진이나 바퀴와 지면에서 발생하는 주기적인 소음이 발생하는 대역(effective BW1) 및 차량 크략숀 소리 대역(effective BW2)에 해당하는 대역의 소리 신호만을 남기고 나머지의 소리 신호를 제거할 수 있다. 상기 신호 처리 모듈은 상기 소리 신호를 시간과 주파수 도메인으로 재변경하여 분석 모듈에 전달할 수 있다.
도 14를 참조하면, 분석 모델은 (power level 비교 블록을 통해) 시간 도메인 및 주파수 도메인 각각에 대한 상기 소리 신호의 에너지 레벨을 측정할 수 있다. 두 도메인에서의 신호를 측정하는 방법을 도식화 한 도면이다. 분석 모델은 시간 축에서는 소리 신호의 에너지를 비교하여 단계별로 미리 설정된 임계값들 (threshold 1,2,..N)과 비교하여 시간 별 정규화된 레벨 (또는, 파워 레벨) 값을 추출할 수 있다. 분석 모델은 주파수 도메인에서도 특정 대역에 대한 PSD (Power spectrum density) 값을 추출하고, 추출된 PSD 및 미리 설정된 임계값들 (threshold 1,2,..N)을 비교하여 주파수 별 정규화된 레벨 (또는, 파워 레벨) 값을 추출할 수 있다.
이하에서는, 상술한 모듈들에 기반하여 V2X 단말이 소리 신호가 발생한 위치 및/또는 방향 등에 대한 정보를 측정 또는 분석하는 방법을 자세히 설명한다.
도 15 및 도 16은 V2X 단말이 소리 신호의 발생 위치 및 방향을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
V2X 단말은 복수의 마이크들 각각에 수신된 소리 신호의 수신 시간 차이에 기초하여 상기 소리 신호가 발생한 발생 위치 및 상기 발생 위치와 상기 V2X 단말 사이의 상대 위치를 파악할 수 있다. 또한, V2X 단말은 상기 수신 시간의 차이에 기초하여 분산된 소리 발생원의 개수도 파악할 수도 있다.
도 15를 참조하면, V2X 단말 (또는, 스마트폰)에 포함된 두 개의 마이크 (110-1, 110-2)를 통해 소리 신호의 수신 시간의 차이를 산출할 수 있다. 상술한 바와 같이 V2X 단말 (또는, 스마트폰)은 음성 통화를 위한 마이크와 영상 통화를 위한 마이크를 상단 및 하단 각각에 포함할 수 있다. V2X 단말 (또는, 스마트폰)는 이와 같이 분리된 마이크들 각각에 수신된 소리 신호의 수신 시간 차이를 측정할 수 있다. 예컨대, 사운드 소스 1 (Sound Source 1, 310)과 같이 전방 방향에 위치한 차량(210)이 발생시키는 소리 신호는 제1 마이크 (110-1)에 먼저 수신된 후에 제2 마이크 (110-2)에 수신된다. V2X 단말의 뒤에 있는 사운드 소스 3 (330)이 발생시킨 소리 신호는 제2 마이크 (110-1)에 먼저 수신된다. 이와 달리, 같은 라인 (즉, V2X 단말의 측면)에 위치하는 사운드 소스 2 (320)이 발생시킨 소리 신호는 제1 마이크 (110-1) 및 제2 마이크 (110-2)에 거의 같은 시간에 수신될 수 있다.
상기 V2X 단말은 상관 모듈에서의 컨벌루션 동작을 통해 소리 신호가 제1 마이크 (110-1) 및 제2 마이크 (110-2) 각각에서 수신된 시간 차이인 수신 시간 차이를 추출 또는 측정할 수 있다. 구체적으로, 도 16을 참조하면, 제1 마이크 (110-1) 및 제2 마이크 (110-2) 각각에서 수신된 소리 신호에 대한 컨벌루션 수행을 통해 특정 위치에서의 피크 신호가 감지될 수 있다. 즉, 앞에 위치한 제1 차량 (310)에서 발생한 제1 소리 신호에 대한 피크 점에 참조하면 
T310 가 음수 값을 가지며, 뒤에 위치한 제3 차량 (330)에서 발생한 제3 소리 신호에 대한 피크 점을 참조하면 
T330값은 양수 값을 가지게 된다. 반면 측면에 위치한 제2 차량 (320)에서 발생한 제2 소리 신호에 대한 피크 점을 참조하면 
T320값은 0에 가까운 값을 가지게 된다. 이와 같이, V2X 단말은 
T310 , 
T320, 
T330에 기반하여 제1 차량 (310), 제2 차량 (320) 및 제3 차량 (330)이 어느 방향에 위치하는지 예측할 수 있다.
도 17, 도 18, 도 19 및 도 20은 V2X 단말이 소리 신호에 기초하여 측정된 위치 및 방향에 따라 위험도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, V2X 단말은 상술한 바와 같이 킥보드의 주변 위치에 따른 소리 신호에 대한 피크 점이 발생하는 위치를 예측 또는 측정할 수 있다. V2X 단말은 상기 피크 점에 기반하여 예측된 위치를 이용하여 킥보드 주변에서의 차량 상태를 인지할 수 있고, 인지된 주변에서의 차량 상태에 따라 상기 V2X 단말과 관련된 위험도를 차별적으로 인지할 수 있다. 소리 신호의 피크 점에 기반하여 시간 차이가 0에 가까운 경우, 상기 V2X 단말의 전방 또는 후방에 상기 소리 신호를 발생시킨 차량이 위치하는 것으로 예측할 수 있다. 이 경우, 상기 V2X 단말은 상기 차량에 의해 위험이 발생할 수 있을 것으로 예측하여 상기 V2X 단말과 관련된 위험 레벨을 상승시킬 수 있다.
이와 달리, 소리 신호의 피크 점에 기반하여 예측된 시간 차이가 소정의 음수 값보다 작은 경우, 상기 V2X 단말의 제1 마이크 (mic 1) 쪽에 상기 소리 신호를 발생시킨 차량이 위치하는 것으로 예측할 수 있다. 또는, 소리 신호의 피크 점에 기반하여 예측된 시간 차이가 소정의 양수 값 이상인 경우, 상기 V2X 단말의 제2 마이크 (mic 2) 쪽에 상기 소리 신호를 발생시킨 차량이 위치하는 것으로 예측할 수 있다. 이와 같이, 상기 V2X 단말의 좌측 (또는, 제1 마이크 쪽) 및/또는 우측 (또는, 제2 마이크 쪽)에 차량이 위치한 것으로 예측된 경우는 전방 또는 후방에 차량이 위치한 경우보다 상대적으로 위험도가 낮을 것으로 예측할 수 있다. 이 경우, 상기 V2X 단말은 전방 또는 후방에 차량이 위치한 경우보다 낮은 위험 레벨을 설정 또는 결정할 수 있다. 또한, 상기 V2X 단말의 좌측 또는 우측 어느 한쪽에만 차량이 위치한 것으로 예측된 경우는 상기 V2X 단말의 좌측 및 우측에 차량이 위치한 것으로 예측된 경우보다 상대적으로 낮은 위험 레벨이 설정 또는 결정될 수 있다.
또는, V2X 단말은 수신 신호의 에너지에 기반하여 긴급 레벨 (Emergency Level)을 산출 또는 결정할 수 있다. 구체적으로, 도 18을 참조하면, 수신 시간의 차이가 0인 지점을 기준으로 오른쪽 영역, 왼쪽 영역 및 가운데 영역이 구분될 수 있다. 상기 각 영역 별로 임계값이 설정될 수 있다. 한편, 도 18에 도시된 바와 같이, 가운데 영역에 설정된 임계 값은 왼쪽 및 오른쪽 영역에 설정된 임계 값보다 높은 값이 설정 (또는, 더 낮은 값이 설정)될 수 있다.
구체적으로, V2X 단말은 상기 오른쪽 영역에서의 소리 신호들에 대한 피크 값들 각각이 임계값을 초과한 초과분 (또는, 피크 값들 각각이 상기 임계 값을 넘어서는 부분)들 ( 
)의 제1 총합 (
), 상기 왼쪽 영역에서의 소리 신호들에 대한 피크 값들 각각이 각각이 임계값을 초과한 초과분 (
)의 제2 총합 (
), 상기 가운데 영역에서의 소리 신호들에 대한 피크 값들 각각이 각각이 임계값을 초과한 초과분 (
)의 제3 초합 (
)을 산출할 수 있다.
V2X 단말은 하기의 수학식 1을 이용하여 상기 제1 총합, 제2 총합 및 제3 총합에 기반하여 긴급 레벨을 산출할 수 있다. 수학식 1을 참조하면, 상기 제1 총합, 제2 총합 및 제3 총합 각각에 대응하는 가중치 (
)가 적용될 수 있다. 상기 가중치는 주변 상황 등을 고려하여 조정 또는 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 가중치가 적용된 상기 제1 총합 및 제2 총합 (왼쪽 영역 및 오른쪽 영역에 대한 값들)은 서로 곱해지고, 상기 제3 총합 (가운데 영역에 대한 값)과 합해진다. 한편, 상기 제1 총합 및 상기 제2 총합 중 어느 하나가 0인 경우, 상기 제1 총합 및 상기 제2 총합의 곱 연산을 통해 모든 측면과 관련된 값이 0이 될 수 있다.
도 19 (a)를 참조하면, V2X 단말 (또는, V2X 단말이 고정된 킥보드)의 한쪽 측면에 차량이 존재하는 경우로써, V2X 단말은 주변 차량들로부터 발생된 소리 신호들 각각의 수신 시간 차이에 기반하여 왼쪽 측면에만 차량들이 위치한 것으로 예측할 수 있다. 이 경우, 오른쪽 측면에서 대응하는 임계 값 이상의 피크 값이 검출되지 않은 바, 제1 총합의 값은 0이 되고, 수학식 1에 의해 긴급 레벨은 0이 된다.
도 19 (b)를 참조하면 V2X 단말 (또는, V2X 단말이 고정된 킥보드)의 양쪽 (왼쪽 및 오른쪽)에 차량들이 존재한 경우로써, V2X 단말은 주변 차량들로부터 발생된 소리 신호들 각각의 수신 시간 차이에 기반하여 왼쪽 및 오른쪽 측면 각각에 차량들이 위치한 것으로 예측할 수 있다. 이 경우, V2X 단말은 수학식 1에 따라 제1 총합 및 제2 총합의 곱에 기반하여 상기 긴급 레벨을 산출할 수 있다.
도 20 (a)를 참조하면, V2X 단말 (또는, V2X 단말이 고정된 킥보드)의 가운데 쪽 (즉, 상기 킥보드의 진행 방향 쪽) 및 왼쪽에 차량들이 존재한 경우로써, V2X 단말은 주변 차량들로부터 발생된 소리 신호들 각각의 수신 시간 차이에 기반하여 가운데 쪽 및 오른쪽 각각에 차량들이 위치한 것으로 예측할 수 있다. 이 경우, V2X 단말은 수학식 1에 따라 제1 총합 및 제2 총합의 곱이 0이 되어 상기 제3 총합 (가운데 쪽에 대해 산출된 총합)에만 기반하여 상기 긴급 레벨을 산출할 수 있다.
도 20 (b)를 참조하면, V2X 단말 (또는, V2X 단말이 고정된 킥보드)의 가운데 쪽 (즉, 상기 킥보드의 진행 방향 쪽), 왼쪽 및 오른쪽 모두에 차량들이 존재한 경우로써, V2X 단말은 주변 차량들로부터 발생된 소리 신호들 각각의 수신 시간 차이에 기반하여 가운데 쪽, 오른쪽 및 왼쪽 각각에 차량들이 위치한 것으로 예측할 수 있다. 이 경우, V2X 단말은 수학식 1에 따라 제1 총합 및 제2 총합의 곱에 상기 제3 총합을 더해 상기 긴급 레벨을 산출할 수 있다. 이 때, 산출된 상기 긴급 레벨은 상기 도 19 (a), 도 19 (b) 및 도 20 (a) 각각의 경우에 산출된 긴급 레벨 보다 큰 값을 갖게 된다 (즉, 도 20 (b)의 경우에 산출된 긴급 레벨이 가장 큰 값을 가짐).
이하에서는, V2X 단말이 도플러 효과를 추가적으로 고려하여 도플러 레벨을 추가적으로 산출하는 방법을 자세히 설명한다.
도 21, 도 22 및 도 23은 V2X 단말이 도플러 효과를 추가적으로 고려하여 도플러 레벨을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
V2X 단말은 주파수 측에서의 도플러 효과를 추가적으로 고려하여 주변 환경과 관련된 도플러 레벨을 인지 또는 산출할 수 있다. 예컨대, 차량들 각각이 발생시킨 소리 신호들의 주파수 대역의 파워 (PSD)의 중심 주파수 값은 차량과 상기 V2X 단말 간의 이동성 차이에 의한 도플러 현상에 의해 시프팅 (shifting)될 수 있다.
도 21을 참조하면, V2X 단말 (100-1)가 부착된 이동체 (100-2)가 오른쪽 방향으로 주행하고 있다. 이 경우, 제1 차량 (V1, 310)은 이동체 (100-2)와 같은 방향으로 상기 이동체 보다 더 빠른 속도로 이동 중이고, 제4 차량 (V4, 340)은 제1 차량 (V1, 310) 및/또는 이동체 (100-2)와 반대 방향으로 이동 중에 있다. 이 때, 제1 차량 (V1, 310) 및 제4 차량 (V4, 340)은 이동체 (100-2)와 점점 멀어질 수 있다. 이와 달리, 제2 차량 (V2, 320)은 이동체 (100-2)의 후방에서 빠른 속도로 접근하고 있으며, 제3 차량 (V3, 330)은 제2 차량 (V2, 320)과 반대 방향으로 이동하되, 이동체 (100-2)와의 거리가 점점 좁아지고 있다.
이와 같이 상기 차량들 각각에서 발생된 소리 신호들 (또는, 음파들)은 장치들의 상호 이동 특성에 따라 다른 도플러 영향을 받을 수 있다. 예컨대, 도플러 편이 주파수가 양수인 소리 신호를 발생하는 차량은 이동체 (100-2)에 다가오는 차량으로써 이동체 (100-2)와의 관계에서 위험도가 높은 상황 (또는, 도플러 레벨을 상승시킬 상황)일 수 있다. 또는, 도플러 편이가 음수인 소리 신호를 발생하는 차량은 이동체 (100-2)와 멀어지는 차량이므로, 상대적으로 위험도가 낮은 상황 (또는, 도플러 레벨을 감소시킬 상황) 일 수 있다.
도 22 (a) 및 (b)를 참조하면, 특정 두 시간대에서 측정한 유효 (effective) 주파수 대역 (BW) 내에 차량들 (또는, 장치들)의 중심 주파수가 변화할 수 있다. 또는, 도 22 (a)는 제1 시간에서 소리 신호들 각각의 중심 주파수를 도시하고, 도 22 (b)는 제1 시간으로부터 소정의 시간이 경과한 제2 시간에서 상기 소리 신호들 각각의 중심 주파수를 도시한 것이다. 이 경우, V2X 단말은 상기 제1 시간에서 상기 제2 시간으로 중심 주파수가 시프트 (shift)한 방향에 기초하여 상기 V2X 단말에 위험한 차량이 있는지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 중심 주파수가 증가하는 방향으로 도플러 시프트 (Doppler shift)된 소리 신호를 발생시킨 차량은 상기 V2X 단말 또는 이동체에 위험을 줄 수 있는 차량으로 인지될 수 있다. 예컨대, 상기 V2X 단말은 f4 및 f1과 관련된 소리 신호를 발생시킨 차량들을 위험하지 않은 차량들로 인지하고, f3 및 f2와 관련된 소리 신호를 발생시킨 차량들을 위험한 차량들로 인지할 수 있다.
도 23을 참조하면, 시간 흐름에 따라 (또는, 시간대 별) 중심 주파수의 변화량 (또는, 도플러 주파수 시프트)이 도시되어 있다. 다시 말하자면, 상기 V2X 단말과 주변 차량들 간의 상대적인 이동성에 따라 소리 신호들 각각의 중심 주파수가 시간 흐름에 따라 (또는, 시간대 별) 변하는 변화량 (또는, 도플러 주파수 시프트)을 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 V2X 단말은 특정 단위 시간 동안 도플러 효과에 의한 시프트된 주파수를 측정하고, 측정된 주파수 시프트 량에 기반하여 상기 V2X 단말에 위험을 줄 수 있는 장치들 (또는, 차량들)의 수를 결정 또는 파악할 수 있다. 예컨대, 소리 신호의 세기가 작지만 (또는, 소음이 작지만) 상기 소리 신호를 발생시킨 차량들이 접근하는 경우 (즉, 측정된 주파수 시프트 량이 양수인 경우)가 소리 신호의 세기가 크지만 (또는, 소음이 크지만) 상기 소리 신호를 발생시킨 차량들이 멀어지는 경우 (즉, 측정된 주파수 시프트 량이 음수인 경우)보다 위험도가 높을 수 있는바, V2X 단말은 접근하는 차량들의 감지에 따라 V2X 단말의 사용자의 안전을 위한 운용을 해야 한다. 이 경우, 상기 V2X 단말은 상기 주파수 시프트 량이 양수인 소리 신호를 전송한 위험 차량들의 수에 기반하여 상기 도플러 레벨을 설정할 수 있다. 예컨대, 상기 V2X 단말은 위험 차량들의 수가 N 개인 경우에 이에 대한 도플러 레벨을 N으로 결정할 수 있다.
이와 같이, V2X 단말은 마이크를 이용하여 주변 차량에서 발생하는 소리 신호를 분석하고, 상기 분석된 결과에 기초하여 소리 신호들을 구분하고, 소리 신호의 세기 (또는, 소음의 세기), 상기 소리 신호의 발생시킨 장치의 위치 및 상기 장치의 접근 유무에 따른 장치와의 근접도를 예측할 수 있다. 상기 예측된 정보 또는 값들에 기반하여 긴급 레벨 및/또는 도플러 레벨을 산출 또는 결정하고, 산출 또는 결정된 긴급 레벨 및/또는 도플러 레벨 별로 최적화된 V2X 안전 서비스를 제공할 수 있다.
이하에서는, 주변에서의 소리 신호들에 기반하여 상기 산출된 파워 레벨 (또는, 정규화된 레벨 값), 긴급 레벨 및/또는 도플러 레벨에 따라 V2X 단말 (또는, SoftV2X 단말)를 운용하는 방법으로써 도 12에서의 V2X 블록 (210), GPS 제어기 (220), APP 및 LCD 제어기 (230)의 동작을 자세히 설명한다.
도 24 및 도 25는 V2X 단말이 파워 레벨, 긴급 레벨 및/또는 도플러 레벨에 기반하여 V2X 모드를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
V2X 단말에 포함된 V2X 블록은 종래의 V2X 의 주기적인 전송과 달리 장치의 상태 (예컨대, 긴급 레벨 및/또는 도플러 레벨)에 따라 전송 방법을 달리할 수 있다.
구체적으로, 도 24 (a)를 참조하면, 상기 V2X 단말은 주변 차량들에 대한 소리 신호들에 대한 소리 세기에 기반하여 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명한 파워 레벨 (Power level)을 산출 또는 결정하고, 상기 파워 레벨 및 미리 설정된 제1 임계 값들 (threshold1, threshold2,..., thresholdN)을 비교하여 전송 모드 또는 V2X 모드들 (V2X 모드 1, V2X 모드 2,..., V2X 모드 N) 중 대응하는 전송 모드 또는 V2X 모드를 결정할 수 있다. 여기서, V2X 모드 또는 전송 모드들 각각은 송수신 주기 및 파워, GPS 모드 및 LCD 모드가 미리 설정될 수 있다.
나아가, 상기 V2X 단말은 추가로 예측된 소리 신호의 방향 (음파 방향)에 기반한 긴급 레벨 및 도플러 효과에 기반한 도플러 레벨 (즉, 접근도 레벨)에 기초하여 긴급 모드로 전환 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 긴급 모드는 상기 V2X 모드들 중 최상위 모드로써 V2X 모드 N일 수 있다. 도 24 (a)에서는, 상기 긴급 레벨이 제2 임계값 (ThresholdE) 이상이거나, 상기 도플러 레벨 (즉, 접근도 레벨)이 제3 임계값 (ThresholdD)인 경우에 상기 V2X 단말이 V2X 모드를 긴급 모드인 V2X 모드 N으로 전환하는 동작을 도시하고 있다. 즉, 도플러 레벨 (즉, 접근도 레벨) 또는 긴급 레벨이 하나의 특정 임계 값을 초과 또는 이상이 경우에 최고 레벨의 전송 단계 (V2X Mode N)로 V2X 모드가 전환될 수 있다. 여기서, 최고 레벨의 전송 모드는 상기 V2X의 장치의 사용자의 안전을 최대한 보장할 수 있는 최단 전송 주기, 최대 전송 파워, LCD 최대 밝기, 안전 서비스를 제공하는 App의 항상 작동, 가장 정확한 위치 측정할 수 있는 파라미터가 설정된 전송 모드이다.
도 24 (b)를 참조하면, 상기 V2X 단말은 긴급 레벨과 제2 임계값들 (
등)을 비교하거나, 도플러 레벨 (즉, 접근도 레벨)과 제3 임계값들 (
)을 비교하여 현 V2X 모드의 단계를 특정 단계로 상승시킬 수 있다. 예컨대, 상기 긴급 레벨이 제2-1 임계값 (
)을 초과한 경우에 상기 현 V2X 모드가 V2X 모드 N-1로 전환되고, 상기 긴급 레벨이 제2-2 임계값 (
)을 초과한 경우에 현 V2X 모드가 V2X 모드 N으로 전환될 수 있다. 이 경우, V2X 단말은 긴급 레벨 및 도플러 레벨에 기반하여 V2X 모드를 보다 세밀하게 제어할 수 있다.
도 25를 참조하면, 상기 V2X 모드 별로 메시지의 전송 주기가 조절될 수 있다. 고정 모드 (Stationary mode) 또는 V2X 모드 1에서는 미리 설정된 최대 전송 기 (message freq. type1)에 따라 메시지가 전송될 수 있다. 예컨대, 송신 주기는 
값에 따라 결정되고, 수신 주기는 
값에 따라 결정될 수 있다.
V2X 단말이 상기 파워 레벨 등에 기반하여 V2X 모드 레벨을 증가시키는 경우, 상기 메시지의 전송 주기 및 수신 주기는 더 짧아져 더 많은 메시지 (또는 데이터)를 송수신할 수 있도록 하여 상기 V2X 단말의 사용자의 안전도를 향상시킬 수 있다. 즉, V2X 모드 레벨이 증가할수록 더 짧은 전송 주기를 갖도록 하는 파라미터들이 미리 설정될 수 있다 (또는, 각각의 모드 별로 미리 설정된 파라미터를 기반으로 송수신 주기를 조절하게 된다). 예컨대, 도 25를 참조하면, 제2 메시지 전송 타입 (message freq. type 2)과 대응하는 V2X 전송 레벨에서 V2X 단말은 제1 메시지 전송 타입 (message freq. type1) 대비 수신 주기를 동일하되 송신 주기가 1/4로 짧아진다.
구체적으로, 하기의 표 5는 V2X 모드 별 대응하는 송수신 주기를 정의한 표이다. 즉, V2X 모드 별로 송수신 주기(
, 
)가 미리 설정될 수 있다. 상기 송수신 주기 값들은 하나의 실시예로써 구현 시 시스템과 주변 상황에 맞게 최적화될 수 있는 값들로 설정될 수 있다. 또한, 상기 V2X 모드 별로 대응하는 전송 파라미터 (전송 전력, 반복 전송 횟수, 전송 자원 등)들이 미리 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 V2X 장치는 상기 결정된 V2X 모드에 대응하는 전송 파라미터를 이용하여 신호 또는 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 상기 V2X 모드 별로 대응하는 메시지 타입 및/또는 메시지의 필드 구성이 미리 설정될 수 있다. 여기서, 일 실시예는 전송 주기를 조절하는 방법을 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 물리 계층 (PHY layer)와 관련된 전송 파라미터를 조절하거나, 사용자의 안전을 위한 메시지의 필드를 추가하는 추가 메시지 운용 방식이 V2X mode 또는 전송 모드에 따라 조절 가능하다.
표 6은 각각의 V2X 모드에 따라 App의 슬립 (Sleep) 주기, LCD 운용 방법 및 블랙박스 운용 방식 (예컨대, 블랙 박스와 관련된 어플리케이션의 제어 및/또는 긴급 전화의 활성화 여부 등)이 미리 설정된 표이다. 상기 긴급 레벨, 도플러 레벨 및/또는 파워 레벨이 낮은 경우 (주변의 차량이 적은 경우) 및/또는 상기 V2X 단말의 사용자에 대한 사고 확률 (위험도)가 낮고 상기 사용자의 대응이 가능한 경우, V2X 단말은 V2X 모드 1로 설정하여 슬립 타입을 최대 값 (1s)으로 설정하고 LCD를 off시킬 수 있으며, 설치된 다른 안전 App 을 off 시킬수 있다.. V2X 모드 레벨이 증가 (또는, State 가 증가)할 수록, 슬립 주기를 점차 줄어들고 LCD의 작동 시간 및 밝기가 점점 증가하고 안전 App 도 점차 높은 레벨로 증가하게 된다. 또는, 이벤트가 발생 한 경우 (긴급 레벨이 제2 임계값 이상이거나, 도플러 레벨이 제3 임계값 이상인 경우), 상기 V2X 단말은 장치의 설정을 최대로 하여 사용자에게 위험을 대처 할 수 있게 한다. 구체적으로, V2X 단말은 App의 슬립 모드를 끄고 (항상 작동시키고), LCD도 최대 밝기로 항상 on시고 Black box App 은 최대 성능으로 동작하고, E-Call 이 동작하게 되어 사용자에게 안전과 관련된 정보를 최대한 제공할 수 있다. 표 6에서 제시된 수치는 하나의 실시예를 나타낸 것으로 구현 시 시스템 및 주변 상황에 맞게 최적화될 수 있다.
또는, 상기 V2X 모드 또는 전송 모드에 따라 위치 측정 방식이 상이할 수 있다. 예컨대, 상기 V2X 모드 또는 전송 모드의 값이 클수록 보다 높은 정밀도로 위치를 측정할 수 있는 적어도 하나의 위치 측정 방식이 미리 설정될 수 있다. 여기서, 상기 위치 측정 방식은 위치 측정 장치 모두를 오프 (off)시키는 절약 모드 방식, IMU (Inertial Measurement Unit) 기반 위치 측정 방식, GPS (Global Positioning System) 기반 위치 측정 방식, DGPS (Differential Global Positioning System) 기반 위치 측정 방식, RTK (Real Time Kinematic) 기반 위치 측정 방식 및 무선 통신을 이용한 위치 측정 방식을 포함할 수 있다.
도 26는 제1 V2X 단말이 제1 신호를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26를 참조하면, 제1 V2X 단말은 주변 장치들로부터 제2 신호들을 수신 받을 수 있다 (S201). 상기 제2 신호들은 상술한 바와 같이 도 11 내지 도 25에서 설명한 바와 같이 상기 주변 장치들이 발생시킨 소음 또는 소리 신호들일 수 있다. 또는, 상기 제2 신호들은 상기 주변 장치들이 발생시킨 소음 또는 소리 신호들 중 미리 설정된 주파수 대역들에 대해 추출된 소리 신호들일 수 있고, 상기 미리 설정된 주파수 대역은 차량이 발생시킬 수 있는 소리의 주파수 대역에 기반하여 미리 설정될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 상기 제2 신호들을 소리 신호들로 가정하여 설명한다.
다음으로, 상기 제1 V2X 단말은 소리 신호들의 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출할 수 있다. 여기서, 신호의 특성은 신호의 세기 (소리의 크기), 도플러 주파수 시프트 정보, 수신 시간의 차이 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들의 특성인 신호 세기 (또는, 소리의 크기)에 기반하여 위험 레벨을 산출할 수 있다. 구체적으로, 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한 바와 같이 상기 제1 V2X 단말은 특정 임계값들과 상기 신호 세기를 비교하여 상기 위험 레벨을 산출할 수 있다. 예컨대, 상기 특정 임계값들이 제1 임계값, 제2 임계 값 및 제3 임계값을 포함하고, 신호 세기가 제1 임계값 이상 제2 임계값 미만이면 1 값의 위험 레벨이 산출되고, 신호 세기가 제2 임계값 이상 제3 임계값 미만이면 2 값의 위험 레벨이 산출되고, 신호 세기가 제3 임계값 이상이면 3 값의 위험 레벨이 산출될 수 있다. 즉, 주변의 소리 크기인 신호 세기 (또는, 소음 크기)가 클수록 주변에 차량들이 많이 위치하는 것인 바, 상기 제1 V2X 단말은 주변의 소리 크기가 클수록 상기 큰 값으로 상기 위험 레벨을 산출할 수 있다.
또는, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들의 신호 특성 중에서 도플러 효과에 의한 도플러 주파수 시프트를 고려하여 상기 위험 레벨과 관련된 접근도 레벨 (또는, 도플러 레벨)을 산출 또는 설정할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들 각각이 도플러 효과에 의한 단위 시간 당 중심 주파수의 편이 정도 (이하, 도플러 주파수 시프트)를 측정 또는 산출하고, 각 소리 신호 별 도플러 주파수 시프트 정도에 기초하여 긴급 레벨을 신출할 수 있다. 예컨대, 상기 V2X 단말은 상기 소리 신호들 각각의 청색 변이 (도플러 주파수 시프트가 0보다 큰 경우) 또는 적색 편이 (도플러 주파수 시프트가 0보다 작은 경우)의 도플러 효과가 감지되는지 여부를 측정 또는 산출할 수 있다. 구체적으로, 도 21 내지 도 23에서 설명한 바와 같이, 상기 제1 V2X 단말은 도플러 주파수 시프트의 값이 양수인 경우에 상기 제1 V2X 단말에 접근하는 차량이 존재한 것으로 인지할 수 있고, 위험한 상황이 발생할 우려가 있음을 인식할 수 있다. 이런 점을 고려하여, 상기 제1 V2X 단말은 상기 도플러 주파수 시프트 값이 양수인 소리 신호들의 수에 기반하여 상기 도플러 레벨 (또는, 접근도 레벨)을 산출 또는 설정할 수 있다. 예컨대, 상기 도플러 주파수 시프트 값이 양수인 소리 신호가 N 개인 경우, 상기 도플러 레벨은 N의 값으로 설정 또는 산출될 수 있다. 여기서, 상술한 바와 같이 도플러 효과는 주변 장치들의 접근 여부에 따라 달라지는 것인바, 상기 도플러 레벨은 상기 접근도 레벨과 대응하는 구성일 수 있다.
또는, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들의 신호 특성 중 소리 신호의 이동 속도의 특성에 따른 이격된 둘 이상의 소리 수신기들 간의 수신 시간 차이를 추가적으로 고려하여 긴급 레벨 (또는, 방향성 레벨)을 산출 또는 설정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들을 수신하는 (미리 설정된 거리로 이격된) 둘 이상의 수신기를 포함할 수 있다. 도 15 내지 도 20을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제1 V2X 단말은 각 소리 신호가 상기 둘 이상의 수신기 각각에 수신된 수신 시간의 차이인 수신 시간 차이를 산출하고, 상기 수신 시간의 차이에 기반하여 상기 소리 신호들이 발생한 위치 및/또는 방향 (이하, 소리 신호의 방향)을 예측할 수 있다. 상기 제1 V2X 단말은 상기 예측된 소리 신호의 방향에 기초하여 긴급 레벨을 산출할 수 있다. 즉, 상기 긴급 레벨은 상기 소리 신호의 방향성과 관련하여 예측되는 위험 정도를 나타낼 수 있다.
예컨대, 제1 마이크 및 제2 마이크가 상기 제1 V2X 단말의 진행 방향의 좌측 및 우측에 위치한 경우, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호가 제1 마이크에 먼저 수신된 경우 상기 소리 신호의 방향이 좌측 (또는, 제2 방향)임을 예측할 수 있고, 상기 소리 신호가 제2 마이크에 먼저 수신된 경우 상기 소리 신호의 방향이 우측임 (또는, 제3 방향)을 예측할 수 있고, 제1 마이크 및 제2 마이크에 거의 동시에 수신된 경우 (또는, 수신 시간의 차이의 절대 값이 미리 설정된 임계 차이 미만인 경우) 상기 소리 신호의 방향이 상기 V2X 단말의 진행 방향 또는 진행 방향의 반대 방향 (또는, 제1 방향)임을 예측할 수 있다. 이 경우, 상기 V2X 단말의 진행 방향 또는 진행 방향의 반대 방향에서 발생한 소리 신호가 감지될 경우, 상기 제1 V2X 단말과 충돌 위험이 높은 장치 또는 차량이 존재한 것으로 파악될 수 있다. 이 때, 상기 제1 V2X 단말은 제2 방향 또는 제3 방향으로 예측된 소리 신호가 감지된 경우보다 제1 방향으로 예측된 소리 신호가 감지된 경우에 더 높은 긴급 레벨을 산출 또는 설정할 수 있다. 또는, 상기 제1 V2X 단말은 제2 방향 또는 제3 방향으로 예측된 소리 신호가 감지된 경우보다 제2 방향 및 제3 방향으로 예측된 소리 신호가 감지된 경우에 더 높은 긴급 레벨을 산출 또는 설정할 수 있다. 또는, 상기 제1 V2X 단말은 제2 방향 및 제3 방향으로 예측된 소리 신호가 감지된 경우보다 제1 방향으로 예측된 소리 신호가 감지된 경우에 더 높은 긴급 레벨을 산출 또는 설정할 수 있다.
또는, 상기 제1 V2X 단말은 상술한 수학식 1을 이용하여 상기 긴급 레벨을 산출 또는 설정할 수 있다. 도 18을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들 각각에 대한 신호 세기의 피크 값이 미리 설정된 임계치를 초과한 정도인 초과 세기를 각 방향 별로 취합할 수 있다. 상기 제1 V2X 단말은 수학식 1을 이용하여 상기 제1 방향에 대해 취합한 초과 세기에 상기 제2 방향에 대해 취합한 초과 세기와 상기 제3 방향에 대해 취합한 초과 세기의 곱을 더해 상기 긴급 레벨을 산출할 수 있다.
다음으로, 상기 제1 V2X 단말은 상기 위험 레벨에 기초하여 결정된 전송 주기로 상기 제1 신호를 전송할 수 있다. 상기 제1 신호는 상기 제1 V2X 단말에 대한 정보를 포함하는 V2X 메시지 또는 V2X 메시지를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 V2X 단말은 표 5에서 정의된 바와 같이 서로 상이한 송수신 주기가 미리 설정된 복수의 전송 모드들이 설정될 수 있다. 상기 제1 V2X 단말은 도 24를 참조하여 설명한 바와 같이 상기 위험 레벨과 제1 임계 값들을 비교하여 복수의 전송 모드들 중에서 상기 위험 레벨에 대응하는 전송 모드 (이하, 제1 전송 모드)를 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 V2X 단말은 상기 제1 전송 모드에 대응하여 설정된 송수신 주기에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정한 수 있다. 또는, 상술한 바와 같이 상기 복수의 전송 모드들 각각은 대응하는 전송 파라미터 (전송 전력, 반복 전송 횟수, 전송 자원 등), 상기 제1 신호에 포함된 메시지의 타입 등이 미리 설정될 수 있다. 다시 말하자면, 상기 V2X 단말은 상기 복수의 전송 모드들에 기반하여 전송 주기 외 상기 제1 신호의 전송을 위한 다양한 설정들을 결정할 수 있다.
또는, 미리 설정된 복수의 전송 모드들 각각은 표 6에서 정의된 바와 같이 어플리케이션 슬립 타이밍, 디스플레이의 밝기, 위치 측정 방식, 블랙박스 운영 방식 (블랙박스와 관련된 안전 어플리케이션의 제어, 긴급 전화의 활성화 등) 또는 이와 관련된 파라미터들이 미리 설정될 수 있다. 상기 제1 V2X 단말은 상기 제1 전송 모드에 대응하여 설정된 파라미터에 따라 상기 어플리케이션 슬립 타이밍, 디스플레이의 밝기, 위치 측정 방식을 설정 또는 제어할 수 있다. 여기서, 상기 위치 측정 방식은 IMU (Inertial Measurement Unit) 기반 위치 측정 방식, GPS (Global Positioning System) 기반 위치 측정 방식, DGPS (Differential Global Positioning System) 기반 위치 측정 방식, RTK (Real Time Kinematic) 기반 위치 측정 방식 및 무선 통신을 이용한 위치 측정 방식을 포함할 수 있다.
또는, 상기 긴급 레벨 및/또는 상기 도플러 레벨에 의해 상기 제1 전송 모드는 제2 전송 모드로 전환 또는 변경될 수 있다. 여기서, 상기 제2 전송 모드는 상기 제1 전송 모드보다 짧은 송수신 주기가 설정된 전송 모드거나, 가장 짧은 송수신 주기가 설정된 전송 모드일 수 있다. 또한, 상기 제2 전송 모드는 상기 제1 전송 모드보다 상기 V2X 단말의 사용자의 안전이 보다 보호될 수 있도록 보다 짧은 상기 어플리케이션 슬립 타이밍, 보다 밝은 디스플레이의 밝기, 보다 정밀한 위치 측정 방식을 갖도록 하는 파라미터들이 미리 설정될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 V2X 단말은 미리 설정된 제1 임계 이상인 상기 도플러 레벨이 설정된 경우에 상기 제1 전송 모드를 상기 제2 전송 모드로 전환 또는 변경할 수 있다. 또는, 상기 제1 V2X 단말은 미리 설정된 제2 임계 이상인 상기 긴급 레벨이 설정된 경우에 상기 제1 전송 모드를 상기 제2 전송 모드로 전환 또는 변경할 수 있다. 즉, 소정의 임계 이상의 도플러 레벨 및/또는 긴급 레벨이 산출 또는 설정될 경우, 상기 제1 V2X 단말과 사고 발생 우려가 높은 방향 및/또는 접근도로 진행하는 차량 또는 장치가 있다는 것인 바, 상기 제1 V2X 단말은 사용자의 안전을 보다 효과적으로 보장할 수 있는 상기 제2 전송 모드로 전환할 수 있다. 또는, 상기 제1 V2X 단말은 상기 도플러 레벨 및 상기 긴급 레벨에 기반하여 상기 위험 레벨의 값을 보정 또는 증가 시켜 상기 제1 전송 모드를 상기 제2 전송 모드로 전환시킬 수도 있다.
또는, 상기 제1 V2X 단말은 상기 긴급 레벨, 위험 레벨, 도플러 레벨 및/또는 상기 결정된 전송 모드를 포함하는 상기 제1 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 주변 장치들은 상기 제1 신호를 통해 상기 제1 V2X 단말의 위험 상태를 용이하게 파악할 수 있고, 상기 전송 모드에 기초하여 상기 제1 V2X 단말을 지속적으로 모니터링하기 위한 상기 제1 신호의 수신 주기를 결정할 수도 있다.
도 27는 제2 V2X 단말이 제1 신호를 수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27을 참조하면, 상기 제2 V2X 단말은 제1 V2X 단말로부터 제1 신호를 수신할 수 있다 (S301). 상기 제1 신호는 상기 제1 V2X 단말의 상태 정보 또는 위험 상황에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 제2 V2X 단말은 상기 제1 신호에 기초하여 상기 제1 V2X 단말에 대한 위험 레벨을 획득할 수 있다. 또한, 상기 제1 신호는 도 26을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 긴급 레벨, 위험 레벨, 도플러 레벨 및/또는 상기 결정된 전송 모드에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. ,
이 경우, 제2 V2X 단말은 상기 제1 신호의 위험 레벨 등의 정보를 통해 상기 제1 V2X 단말의 위험 상태를 용이하게 파악할 수 있고, 상기 제1 신호에 포함된 전송 모드의 정보에 기초하여 상기 제1 신호의 수신 주기를 결정하여 상기 제1 V2X 단말을 용이하게 지속적으로 모니터링할 수 있다.
이와 같이, 주변 소리 신호들을 통해 주변 차량들의 접근 여부를 신속하고 분석하여 상기 소리 신호들을 수치화한 위험 레벨을 산출할 수 있고, 상기 위험 레벨에 따라 신호의 전송 주기 등을 결정하여 주변 위험 상황에 최적화된 전송 주기로 V2X 안전을 위한 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 상기 주변 소리 신호들 각각의 수신 시간의 차이에 따라 V2X 단말과의 위치 및 방향 관계를 예측하여 긴급 레벨을 산출하고, 긴급 레벨에 따라 추가적으로 전송 주기를 변경함으로써 소리 신호들에 기반한 위험 대처를 보다 효과적으로 수행할 수 있다. 또한, 상기 주변 소리 신호들 각각의 도플러 주파수 시프트를 측정하여 주변 장치들의 접근성에 대한 도플러 레벨을 산출하고, 상기 도플러 레벨에 따라 추가적으로 전송 주기를 변경함으로써 소리 신호들에 기반한 위험 대처를 보다 효과적으로 수행할 수 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 28은 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 28을 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 29는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 29를 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 28의 {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.
일 예에 따르면, 상기 제1 무선 기기 (100) 또는, 제1 V2X (Vehicle to Everything) 단말은 상기 송수신기(106)또는 RF 송수신기와 연결되는 프로세서 (102)와 메모리(104)를 포함할 수 있다. 메모리(104)는 도 11 내지 도 27에서 설명된 실시예들과 관련된 동작을 수행할 수 있는 적어도 하나의 프로그램들이 포함될 수 있다.
구체적으로, 프로세서 (102)는 소리 입력 장치 (미도시)를 제어하여 주변 장치들이 발생시킨 제2 신호들을 수신하고, 상기 소리 신호들에 대한 신호의 세기에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하고, 상기 송수신기(106)를 제어하여 상기 전송 주기에 기초하여 상기 제1 신호를 전송할 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 포함하고, 상기 동작은 주변 장치들이 발생시킨 제2 신호들을 수신하고, 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하고, 상기 RF 송수신기를 이용하여 상기 전송 주기에 기초하여 상기 제1 신호를 전송하는 동작을 포함할 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는 메모리에 포함된 프로그램에 기초하여 도 11 내지 도 27에서 설명한 실시예들을 위한 동작들을 수행할 수 있다.
또는, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공되며, 상기 동작은 주변 장치들이 발생시킨 제2 신호들을 수신하고, 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하고, 상기 RF 송수신기를 이용하여 상기 전송 주기에 기초하여 상기 제1 신호를 전송하는 동작을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 프로그램은 도 11 내지 도 27에서 설명한 실시예들을 위한 동작들을 수행할 수 있는 프로그램들을 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.
일 예에 따르면, 상기 제2 무선 기기 (200) 또는, 제2 V2X (Vehicle to Everything) 단말은 상기 송수신기(206)또는 RF 송수신기와 연결되는 프로세서 (202)와 메모리(204)를 포함할 수 있다. 메모리(204)는 도 11 내지 도 27에서 설명된 실시예들과 관련된 동작을 수행할 수 있는 적어도 하나의 프로그램들이 포함될 수 있다.
구체적으로, 일 실시예에 따르면, 프로세서 (202)는 송수신기 (206) 또는 RF 송수신기를 제어하여 제1 V2X 단말로부터 제1 신호를 수신하고, 상기 제1 신호에 기초하여 상기 제1 V2X 단말에 대한 위험 레벨을 획득하며, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 수신 주기를 결정하고, 상기 위험 레벨은 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 산출될 수 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 30은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 30을 참조하면, 무선 기기(100, 200)는 도 29의 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 30의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 29의 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 28, 100a), 차량(도 28, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 28, 100c), 휴대 기기(도 28, 100d), 가전(도 28, 100e), IoT 기기(도 28, 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 28, 400), 기지국(도 28, 200), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 30에서 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.
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 (16)
- 무선 통신 시스템에서 제1 V2X (Vehicle to Everything) 단말이 제1 신호를 전송하는 방법에 있어서,
주변 장치들로부터 제2 신호들을 수신하는 단계; 및
상기 제2 신호들에 기초하여 상기 제1 신호를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 제2 신호들은 상기 주변 장치들에서 발생한 소리 신호들이고,
상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 위험 레벨은 상기 신호의 특성 중 신호의 세기에 기초하여 산출되고, 상기 신호의 세기는 미리 설정된 적어도 하나의 주파수 대역에서 추출된 상기 소리 신호들의 신호의 세기에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 전송 주기는 송수신 주기가 상이하게 설정된 복수의 전송 모드들 중 상기 위험 레벨에 대응하는 제1 전송 모드에 설정된 전송 주기에 기초하여 결정되고,
상기 제1 신호에 포함된 메시지의 타입은 복수의 전송 모드들 중 상기 위험 레벨에 대응하는 제1 전송 모드에 대해 설정된 메시지 타입에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 제1 V2X 단말의 어플리케이션 슬립 타이밍, 디스플레이의 밝기, 위치 측정 방식, 블랙박스와 관련된 운용 방식은 상기 제1 전송 모드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들 각각에 대한 도플러 주파수 시프트 (Doppler Frequency Shift)를 측정하고, 상기 측정된 도플러 주파수 시프트에 기초하여 접근도 레벨을 더 산출하고,
상기 제1 전송 모드는 미리 설정된 제1 임계 이상인 상기 접근도 레벨에 기초하여 더 짧은 전송 주기가 설정된 제2 전송 모드로 전환되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 제2 전송 모드는 상기 복수의 전송 모드들 중에서 가장 짧은 송수신 주기가 설정된 전송 모드인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 접근도 레벨은 청색 편이 (blue shift)와 관련된 양의 값을 갖는 도플러 주파수 시프트를 갖는 소리 신호가 감지된 경우가 적색편이 (red shift)와 관련된 음의 값을 갖는 도플러 주파수 시프트를 갖는 소리 신호가 감지된 경우보다 높은 레벨 설정되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 제1 V2X 단말은 각 소리 신호가 소정의 거리로 이격된 둘 이상의 소리 신호 수신기들 각각에 수신된 수신 시간의 차이에 기초하여 상기 소리 신호들 각각의 소리 신호의 방향을 예측하고, 상기 소리 신호의 방향에 기초하여 긴급 레벨을 더 산출하며,
상기 제1 전송 모드는 미리 설정된 제2 임계 이상인 상기 긴급 레벨에 기초하여 더 짧은 전송 주기가 설정된 제2 전송 모드로 전환되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제8항에 있어서,
상기 제2 전송 모드는 상기 복수의 전송 모드들 중에서 가장 짧은 송수신 주기가 설정된 전송 모드인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제8항에 있어서,
상기 제1 V2X 단말은 제1 방향, 제2 방향 및 제3 방향 중에서 상기 소리 신호의 방향을 예측하고,
상기 긴급 레벨은 상기 제1 V2X 단말의 진행 방향과 대응하는 제1 방향으로 예측된 소리 신호가 감지된 경우가 상기 제2 방향 또는 상기 제3 방향으로 예측된 상기 소리 신호가 감지된 경우보다 높은 레벨로 설정되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제10항에 있어서,
상기 제1 V2X 단말은 상기 소리 신호들 각각에 대한 신호 세기의 피크 값이 미리 설정된 임계치를 초과한 정도인 초과 세기를 각 방향 별로 취합하고,
상기 긴급 레벨은 상기 제1 방향에 대해 취합한 초과 세기에 상기 제2 방향에 대해 취합한 초과 세기와 상기 제3 방향에 대해 취합한 초과 세기의 곱을 더해 산출되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 무선 통신 시스템에서 제2 V2X (Vehicle to Everything) 단말이 제1 신호를 수신하는 방법에 있어서,
제1 V2X 단말로부터 제1 신호를 수신하는 단계; 및
상기 제1 신호에 기초하여 상기 제1 V2X 단말에 대한 위험 레벨을 획득하는 단계를 포함하고,
상기 제2 V2X 단말은 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 수신 주기를 결정하고,
상기 위험 레벨은 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 산출된, 방법. - 무선 통신 시스템에서 제1 신호를 전송하는 제1 V2X (Vehicle to Everything) 단말에 있어서,
RF(Radio Frequency) 송수신기; 및
상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 주변 장치들이 발생시킨 제2 신호들을 수신하고, 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하고, 상기 RF 송수신기를 제어하여 상기 전송 주기에 기초하여 상기 제1 신호를 전송하는, 제1 V2X 단말. - 무선 통신 시스템에서 제1 신호를 수신하는 제2 V2X (Vehicle to Everything) 단말에 있어서,
RF(Radio Frequency) 송수신기; 및
상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 제1 V2X 단말로부터 제1 신호를 수신하고, 상기 제1 신호에 기초하여 상기 제1 V2X 단말에 대한 위험 레벨을 획득하며, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 수신 주기를 결정하고,
상기 위험 레벨은 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 산출된, 제2 V2X 단말. - 무선통신시스템에서 제1 신호를 전송하는 칩 셋에 있어서,
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 메모리를 포함하며, 상기 동작은:
주변 장치들이 발생시킨 제2 신호들을 수신하고, 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하고, 상기 전송 주기에 기초하여 상기 제1 신호를 전송하는 동작을 포함하는, 칩셋. - 무선통신시스템에서 제1 신호를 전송하는 동작을 수행하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서가 제1 신호를 전송하는 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램; 및
상기 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하고,
상기 동작은 주변 장치들이 발생시킨 제2 신호들을 수신하고, 상기 소리 신호들에 대한 신호의 특성에 기반하여 위험 레벨을 산출하고, 상기 위험 레벨에 기초하여 상기 제1 신호의 전송 주기를 결정하고, 상기 전송 주기에 기초하여 상기 제1 신호를 전송하는 동작을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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