WO2011152572A1 - 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치 - Google Patents

단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치 Download PDF

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WO2011152572A1
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communication
vehicle
unit
base station
frame
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최재문
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0967—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits
    • G08G1/096766—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the system is characterised by the origin of the information transmission
    • G08G1/096783—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the system is characterised by the origin of the information transmission where the origin of the information is a roadside individual element
    • G—PHYSICS
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    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0967—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits
    • G08G1/096766—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the system is characterised by the origin of the information transmission
    • G08G1/096791—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the system is characterised by the origin of the information transmission where the origin of the information is another vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a short-range wireless communication device and a dual-communication wireless terminal device capable of communicating between vehicles. More particularly, the present invention relates to a short-range dedicated wireless communication (DSRC) having an effective communication distance of several hundred meters.
  • DSRC short-range dedicated wireless communication
  • the present invention relates to a one-to-many (1: N) communication between an on-board terminal device (OBE) and a roadside base station installed in a vehicle, and a short-range dedicated wireless communication capable of vehicle communication between a mounted terminal device and a dual communication wireless terminal device capable of inter-vehicle communication.
  • Traffic information includes the designation status, accident status, traffic volume, and speed of a particular road segment.
  • a magnetic loop sensor is installed on a road surface for collecting traffic information
  • a traffic information collecting camera is installed on the ground
  • a location information receiving module is installed in a vehicle to provide basic data for calculating traffic traffic information.
  • the data is transmitted to the center computer and summarized and displayed on a variable message display device (VMS) or to a receiving terminal in a vehicle using a wireless communication network.
  • VMS variable message display device
  • This type of traffic information collection and distribution process requires dedicated facilities and devices fixedly installed on the road surface or on the side of the road. Especially, in order to provide information in the vehicle, the period of cellular wireless cellular network, frequency common communication network, and wireless paging system is required. Wireless communication networks are needed.
  • DSRC communication is a one-to-many (1: N) communication method in which one base station and an unspecified number of terminals communicate with each other, such as DSRC for ITS, a point coordination function (PCF) of a wireless LAN, and the like.
  • N one-to-many (1: N) communication method in which one base station and an unspecified number of terminals communicate with each other, such as DSRC for ITS, a point coordination function (PCF) of a wireless LAN, and the like.
  • PCF point coordination function
  • wireless communication cannot be performed in an area where the base station does not provide a communication service.
  • the communication between the terminals can be arbitrarily communicated with various terminals because the terminal itself manages radio resources independently, and if a fixed terminal is installed on the roadside, a fixed wireless access point (AP) can be connected to other networks. It can also play a role.
  • AP wireless access point
  • the text and voice information has a small amount of information
  • the text and voice information can be efficiently transmitted even at a low channel data rate, which is very effective for vehicle-to-vehicle communication.
  • This can be solved by sending a small amount of text and voice data to a destination using an inter-vehicle communication channel or a one-to-many (1: N) communication channel, and receiving and synthesizing it in an embedded system, OBE.
  • the text and voice information received from the base station can also be propagated using the movement of the vehicle even in an area where base station communication is not possible using the inter-vehicle communication.
  • DSRC communication is a one-to-many (1: N) communication method in which one base station and a plurality of unspecified terminals communicate with each other, such as a DSRC for ITS and a point coordination function (PCF) of a wireless LAN.
  • N one-to-many
  • PCF point coordination function
  • wireless communication cannot be performed in an area where the base station does not provide a communication service.
  • TDD channel it is difficult to maintain spatial continuity of the base station communication area due to frequency interference between adjacent base stations.
  • an object of the present invention is to perform one-to-many (1: N) communication with a base station in a DSRC base station area and in an area where communication with the base station is impossible. It is to provide a dual-communication radio terminal device capable of communicating between terminals.
  • Another object of the present invention is to connect the terminal device arbitrarily fixed on the side of the road by allowing the terminal itself to independently manage the radio resources in the communication between the terminals and to be able to communicate randomly with several terminals adjacent to each other in one terminal. This is to serve as a fixed wireless access point (AP) that can be connected to the external network.
  • AP fixed wireless access point
  • Another object of the present invention is to be able to control so as not to interfere with one-to-many (1: N) communication with the base station in the communication area of the base station or adjacent to the communication area.
  • the short-range wireless communication and the vehicle communication device capable of communicating between vehicles
  • a communication wireless terminal device for exchanging information using wireless data communication between on-board terminals mounted on a vehicle without the help of a base station or an external network
  • the traffic information exchange method consists of an update and save step of updating existing data using data received from a vehicle onboard terminal in a reverse lane and storing it for the purpose of delivering the data to other vehicle onboard terminals newly meeting in the reverse lane. But
  • An RF modem unit for performing wireless communication between a one-to-many (1: N) communication base station and a vehicle;
  • a modulation demodulation modem unit for demodulating and demodulating the radio communication frame received through the RF modem unit to baseband;
  • a communication frame reception confirmation unit for confirming whether a communication frame received through the modulation / modulation modem unit is a one-to-many (1: N) communication frame reception from a communication base station;
  • a time storage unit for providing counting information to the base station signal output timer unit
  • a frame amount changing unit for increasing or decreasing by a predetermined frame amount at a predetermined time interval by the time storing unit
  • An inter-vehicle communication state processing unit for processing a timer state value as a communication state between vehicles when a counting value reaches or leaves a predetermined time by the base station signal output timer unit;
  • the communication frame confirmed by the communication frame reception check unit is a one-to-many (1: N) frame signal reception of the communication base station, one-to-many (1: N) one-to-many according to a predetermined communication method with the communication base station (1: N)
  • a wireless signal standby mode unit for performing a wireless signal standby mode after performing communication processing
  • An inter-vehicle communication frame receiving processing unit for performing a receiving process between the inter-vehicle communication frames when the communication frame confirmed by the communication frame receiving confirmation unit is one-to-many (1: N) frame signal reception of the communication base station;
  • a voice synthesis unit for synthesizing the voices under the control of the central controller when receiving the text voice data through the modulation / modulation modem unit;
  • a speech synthesis data storage unit for storing data used for text speech synthesis
  • a voice codec unit for transmitting the voice output signal synthesized by the voice synthesizer to a speaker unit;
  • a vehicle-mounted terminal device enables the communication between vehicles while preferentially performing one-to-many (1: N) communication with the base station and DSRC, thereby providing services only within the base station communication area. It is possible to communicate with on-vehicle terminal devices without affecting the conventional one-to-many (1: N) communication, thereby providing the effect of greatly expanding the service area, and freely obtaining traffic information without using a backbone network. It can be used, it is easy to recognize the traffic situation in front, and provides the effect that can flexibly use the collection and transmission of traffic information even in rural roads lacking communication infrastructure.
  • multi-hop wireless TTS service is enabled by communicating between vehicle-mounted terminal devices.
  • FIG. 1 is a block diagram of a dual-communication wireless terminal device capable of short-range wireless communication and vehicle-to-vehicle communication according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exemplary view showing a structure of a wireless TTS providing network using a combined communication wireless terminal device capable of short-range wireless communication and vehicle-to-vehicle communication according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating DSRC communication and inter-vehicle communication control of a dual-use wireless communication device capable of short-range dedicated wireless communication and inter-vehicle communication according to an embodiment of the present invention.
  • 4 to 6 is a view showing a process of transmitting the traffic information of the front of the present invention, the short-range wireless communication and the vehicle-compatible communication wireless terminal device capable of inter-vehicle communication to the onboard vehicle.
  • 7 to 9 are bidirectional information exchange conceptual diagram according to the progress of the vehicle-mounted terminal of the present invention, the short-range wireless communication and the vehicle communication terminal capable of communicating between vehicles.
  • 10 is a diagram illustrating an example of a bypass communication path between incapable communication terminals.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a bypass communication path between the non-communication terminals of a dual-communication wireless communication device capable of short-range wireless communication and the vehicle communication of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing a message structure to be exchanged during the vehicle-to-vehicle communication of the present invention, a short-range wireless communication and a vehicle-to-vehicle communication.
  • 201, 202, 203 vehicle mounting terminal in the p direction
  • the short-range wireless communication and vehicle-to-vehicle communication of the present invention for achieving the above object is a wireless communication device
  • a communication wireless terminal device for exchanging information using wireless data communication between on-board terminals mounted on a vehicle without the help of a base station or an external network
  • the traffic information exchange method consists of an update and save step of updating existing data using data received from a vehicle onboard terminal in a reverse lane and storing it for the purpose of delivering the data to other vehicle onboard terminals newly meeting in the reverse lane. But
  • An RF modem unit for performing wireless communication between a one-to-many (1: N) communication base station and a vehicle;
  • a modulation demodulation modem unit for demodulating and demodulating the radio communication frame received through the RF modem unit to baseband;
  • a communication frame reception confirmation unit for confirming whether a communication frame received through the modulation / modulation modem unit is a one-to-many (1: N) communication frame reception from a communication base station;
  • a time storage unit for providing counting information to the base station signal output timer unit
  • a frame amount changing unit for increasing or decreasing by a predetermined frame amount at a predetermined time interval by the time storing unit
  • An inter-vehicle communication state processing unit for processing a timer state value as a communication state between vehicles when a counting value reaches or leaves a predetermined time by the base station signal output timer unit;
  • the communication frame confirmed by the communication frame reception check unit is a one-to-many (1: N) frame signal reception of the communication base station, one-to-many (1: N) one-to-many according to a predetermined communication method with the communication base station (1: N)
  • a wireless signal standby mode unit for performing a wireless signal standby mode after performing communication processing
  • An inter-vehicle communication frame receiving processing unit for performing a receiving process between the inter-vehicle communication frames when the communication frame confirmed by the communication frame receiving confirmation unit is one-to-many (1: N) frame signal reception of the communication base station;
  • a voice synthesis unit for synthesizing the voices under the control of the central controller when receiving the text voice data through the modulation / modulation modem unit;
  • a speech synthesis data storage unit for storing data used for text speech synthesis
  • a voice codec unit for transmitting the voice output signal synthesized by the voice synthesizer to a speaker unit;
  • each of the units in charge of the overall control, characterized in that it comprises a central control unit for processing the TTS signal demodulated by the modulation and demodulation modem unit.
  • the communication packet preamble and frame synchronization signal structure of the inter-vehicle communication signal may be distinguished from the preamble and frame synchronization signal structure of the base station frame packet.
  • the CRC or FCS calculation method of the communication packet of the vehicle-to-vehicle communication signal is distinguished from the CRC or FCS calculation method of the base station frame packet.
  • the modulation method of the inter-vehicle communication signal is distinguished from the modulation method of the base station frame packet.
  • FIG. 1 is a block diagram of a dual-communication wireless terminal device capable of short-range wireless communication and vehicle-to-vehicle communication according to an embodiment of the present invention.
  • a dual-communication wireless communication device capable of short-range wireless communication and vehicle-to-vehicle communication
  • a communication wireless terminal device for exchanging information using wireless data communication between on-board terminals mounted on a vehicle without the help of a base station or an external network
  • the traffic information exchange method consists of an update and save step of updating existing data using data received from a vehicle onboard terminal in a reverse lane and storing it for the purpose of delivering the data to other vehicle onboard terminals newly meeting in the reverse lane. But
  • An RF modem unit 105 for performing wireless communication between a one-to-many (1: N) communication base station and a vehicle;
  • a frame amount changing unit 135 for increasing or decreasing by a predetermined frame amount at a predetermined time interval by the time storage unit;
  • An inter-vehicle communication state processing unit 140 for processing a timer state value as an inter-vehicle communication enabled state when a counting value reaches or leaves a predetermined time by the base station signal output timer unit;
  • the communication frame confirmed by the communication frame reception check unit is a one-to-many (1: N) frame signal reception of the communication base station, one-to-many (1: N) one-to-many according to a predetermined communication method with the communication base station (1: N)
  • An inter-vehicle communication frame receiving processing unit 150 for performing a receiving process between the inter-vehicle communication frames when the communication frame confirmed by the communication frame receiving confirmation unit is one-to-many (1: N) frame signal reception of the communication base station;
  • a voice synthesizing unit 155 for synthesizing the voices by the control of the central controller when receiving the text voice data through the modulation / modulation modem unit;
  • Speech synthesis data storage unit 160 for storing data used for text speech synthesis
  • a voice codec unit 165 for transmitting the voice output signal synthesized by the voice synthesizer to a speaker unit;
  • each of the units in charge of the overall control, characterized in that it comprises a central control unit 175 for processing the TTS signal demodulated by the modulation and demodulation modem unit.
  • the communication packet preamble and frame synchronization signal structure of the inter-vehicle communication signal may be distinguished from the preamble and frame synchronization signal structure of the base station frame packet.
  • the CRC or FCS calculation method of the communication packet of the vehicle-to-vehicle communication signal is distinguished from the CRC or FCS calculation method of the base station frame packet.
  • the modulation method of the inter-vehicle communication signal is distinguished from the modulation method of the base station frame packet.
  • a communication wireless terminal device is used to exchange information using wireless data communication between vehicle-mounted terminals mounted in a vehicle without the help of a base station or an external network.
  • the present invention transmits and receives data including information derived from information obtained from the vehicle-mounted terminal in the reverse lane to the vehicle-mounted terminal and then modifies and stores the existing data using the received data.
  • the data is transmitted to other on-board terminals newly met in the reverse lane, and the existing data is updated by using data received from the on-vehicle terminals in the reverse lane and transmitted to other on-board terminals newly met in the reverse lane.
  • the RF modem unit 105 In order to use the traffic information exchange method for storing the purpose, and further to perform a short-range dedicated wireless communication, the RF modem unit 105, the modulation and demodulation unit 110, the communication frame receiving confirmation unit 115, and the signal initialization
  • the unit 120 the base station signal output timer unit 125, the time storage unit 130, and the frame amount changing unit 13 5
  • the inter-vehicle communication state processing unit 140 the wireless signal standby mode unit 145, the inter-vehicle communication frame receiving processing unit 150, the voice synthesis unit 155, the voice synthesis data storage unit 160 ),
  • a voice codec unit 165 In order to use the traffic information exchange method for storing the purpose, and further to perform a short-range dedicated wireless communication, the RF modem unit 105, the modulation and demodulation unit 110, the communication frame receiving confirmation unit 115, and the signal initialization
  • the unit 120 the base station signal output timer unit 125, the time storage unit 130, and the frame amount changing unit 13
  • a dual-communication radio terminal device capable of DSRC communication and vehicle-to-vehicle communication using dedicated short range communication (DSRC) of time division multiplexing (TDD). board equipment) and wireless text-to-speech (TTS) service using the same.
  • DSRC dedicated short range communication
  • TDD time division multiplexing
  • TTS wireless text-to-speech
  • the object of the present invention is applicable not only DSRC communication but also short range communication within several hundred meters in a communication method such as wireless LAN.
  • the text and voice information has a small amount of information, the text and voice information can be efficiently transmitted even at a low channel data rate, which is very effective for vehicle-to-vehicle communication.
  • the text and voice information received from the base station or the wireless access point using multi-hop communication is also transmitted using the movement of the vehicle even in an area where base station communication is not performed using the inter-vehicle communication.
  • the communication frame received by the communication demodulation modem unit 115 through the modulation / modulation modem unit is one-to-many (1: N) to confirm whether the communication frame is received from the communication base station.
  • (1: N) When the frame is received from the communication base station, the signal initialization unit 120 initializes the base station signal output timer unit and increases or decreases the frame amount by a predetermined amount of time at a predetermined time interval by the frame amount changing unit 135.
  • the inter-vehicle communication state processing unit 140 processes the timer state value as an inter-vehicle communication enabled state.
  • one-to-many (1: N) communication processing is performed according to a predetermined communication method with the base station, and then the wireless signal standby mode unit 145 processes the wireless signal reception standby mode.
  • the inter-vehicle communication frame reception processing unit performs the process of receiving the inter-vehicle communication frame.
  • FIG. 2 is an exemplary view showing a structure of a wireless TTS providing network using a combined communication wireless terminal device capable of short-range wireless communication and vehicle-to-vehicle communication according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining multi-hop communication of the OBE of the present invention.
  • reference numerals 31, 32, 33, and 34 are connected to respective nodes.
  • Reference numerals 41, 42, 43, 44, 45, and 46 denote wireless antennas and wireless communication links between two nodes connected by dotted lines.
  • the TTS server 21 generates and transmits TTS information, and the voice information is converted into text, and the wireless access point 22 or one-to-many (1: N) communication base station 23 connected to the network through any external network 26 is used. Send to.
  • the combined communication OBEs 24 and 25 passing through the communication area of the wireless access point 22 or the one-to-many (1: N) communication base station 23 receive the text voice information to establish the radio links 41, 43 and 44. It passes to the other node 22, 24, 25.
  • new text voice information When new text voice information is received, it is stored and relayed to an adjacent node when a predetermined condition is satisfied.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating DSRC communication and inter-vehicle communication control of a dual-use wireless communication device capable of short-range dedicated wireless communication and inter-vehicle communication according to an embodiment of the present invention.
  • the present inventors the short-range wireless communication and the vehicle communication terminal capable of communicating between vehicles,
  • the dual-communication radio terminal device when a radio signal is received from the outside, first, it is checked whether the signal is received from the communication base station. If the signal is not from the base station, the signal is processed according to the vehicle-to-vehicle communication method, and then the base station signal generation timer unit initialized later is increased or decreased by a predetermined amount after a predetermined time, or when the counting of the base station signal output timer unit is out of the predetermined range.
  • the status value of the signal output timer part is set separately, and then the transmission request information needs to be received at the time of arrival of the transmission request information in the communication request frame or the queue of the inter-vehicle communication frame or at any time, and the transmission or transmission is required by the inter-vehicle communication.
  • the counting value of the base station signal expression timer unit is out of a predetermined range, or the counting state of the base station signal expression timer unit becomes transmittable. If not, it will decide to delay transmission.
  • the on-vehicle terminal is characterized in that the priority control for the communication by using a combination of the two-to-many (1: N) communication and the vehicle-to-vehicle communication with the base station.
  • the reception signal processing flow of the one-to-many (1: N) communication and the vehicle-to-vehicle communication will first be described in the radio signal reception standby state S11 in the combined communication radio terminal device OBE.
  • the communication frame reception confirmation unit first checks whether the communication frame is received from the one-to-many (1: N) base station (S12). Initialize and change (increase or decrease) by a fixed amount for each fixed time interval.
  • the timer state value is made available for communication between vehicles.
  • a one-to-many (1: N) communication process is performed according to a predetermined communication method with the base station (S14), and then the wireless signal reception standby (S11) mode is performed.
  • the communication frame receiving confirmation unit it is determined whether the communication frame between the vehicle or the base station frame signal is received (S15).
  • the inter-vehicle communication frame receiving processing unit performs reception processing (S16) of the inter-vehicle communication frame and goes to the wireless signal reception standby (S11) mode.
  • the base station signaling timer part is checked. Check if the timer value exceeds the given limit or is in the state of communication between vehicles (S18). If YES, if the communication frame between the waiting vehicle is transmitted and enters the standby state and the timer is not exceeded or the communication between vehicles is impossible Enter the standby state.
  • the vehicle-to-vehicle communication is possible while performing one-to-many (1: N) communication unique to the base station and DSRC with one vehicle-mounted terminal device.
  • the above-mentioned matters can be extended from outside the base station communication area to the service available only in the base station communication area, and the on-board terminal devices can communicate with each other without affecting the existing one-to-many (1: N) communication. It will provide a significant expansion effect.
  • multi-hop wireless TS (TTS) services are enabled by communicating between on-board terminal devices.
  • 4 to 6 is a view showing a process of transmitting the traffic information of the front of the present invention, the short-range wireless communication and the vehicle-compatible communication wireless terminal device capable of inter-vehicle communication to the onboard vehicle.
  • traffic information required in a vehicle can be directly collected and distributed by exchanging necessary information by direct communication between on-vehicle terminals without using various roadside facilities and wired and wireless communication networks.
  • Update data is stored using the data received from the in-vehicle terminal in the reverse lane, and the existing data is updated and stored for the purpose of delivering the data to other in-vehicle terminals newly met in the reverse lane.
  • the receiving side checks the received information message, and if the message is a message sent by the message producer, the information field is configured to include a bypass information delivery method comprising a resending step of resending the message transmitted by the message relay.
  • the reverse data set maintained by the terminal is modified. If the data includes the reverse data set of the opposite terminal, the data is forward. A first step of modifying the traffic information data set or sending a predetermined output device;
  • It is characterized by consisting of a third step to wirelessly transmit the forward traffic of its own by referring to the signal generated periodically or aperiodically or wirelessly transmit the reverse data set that is maintained by them.
  • any mounted terminal should maintain at least the following data set.
  • the own forward passage history data set that includes the position change information of the terminal mounted with time
  • a reverse data set including a travel history received from onboard terminals on the reverse lanes (opposite lanes);
  • the forward direction refers to the direction in which the own vehicle under consideration is facing
  • the reverse direction refers to the direction opposite to the direction in which the own vehicle under consideration is facing
  • an uphill line is a forward lane and a downline is a reverse lane.
  • the forward forward history data set is for providing traffic information to the on-board terminal following it via the reverse lane mounted terminal, and the reverse data set is forward of the reverse mounted terminal to the reverse mounted terminal to be met in the future. It is information that is managed to provide information of the traffic information in front of the traffic data set is the data that contains the latest traffic situation in front of the information that will be used directly by themselves.
  • the in-vehicle terminal transmits the forward pass history data set and the reverse data set to the counterpart using wireless communication between the terminals, and the forward traffic information data set is used as the data set received by processing the forward data set of the counterpart. .
  • FIG. 4 is a diagram illustrating how the traffic information in front of the vehicle A2 102 and the vehicle A3 103 is transmitted to the p-direction facing the p direction is opposite to these diagrams. This has been described with reference to the terminal mounted on the vehicle B-1 (111) being driven.
  • FIG. 4 shows the instantaneous running situation at the time t0
  • FIG. 5 shows the instantaneous running situation at the time t1
  • FIG. 6 shows the instantaneous running situation at the time t2.
  • the vehicle A-1 101, the vehicle A-2 102, and the vehicle A-3 103 of FIGS. 4 to 6 represent vehicle-mounted terminals facing in the p direction, and the vehicle B-1 111 represents q.
  • the in-vehicle terminal facing the direction is shown.
  • the vehicle B-1 111 sends this message. After processing or storing as it is shown in Figure 5, it is delivered to the vehicle A-2 (102) of the following vehicle-mounted terminal [2].
  • the vehicle A-2 (102) receives a message containing the traffic history of the vehicle A-2 (102) for processing the reverse-mounted terminal terminals that will be encountered during the operation [3] to process or store and manage as it is .
  • the information received [1] from the vehicle A-1 101 and the information received from the vehicle A-2 [3] in FIG. 4 is used for the on-board terminals of the vehicle A-3 103 that follows. It is maintained by the on-board terminal 111 and delivered to the vehicle A-3 103 of FIG. 6 at time t2 [4].
  • the information transmitted from the forward loading terminal in the forward direction is transferred to the subsequent loading terminals in the forward direction with the help of the loading terminals running in the reverse lane.
  • the onboard terminal If the above process is applied simultaneously in both directions, the onboard terminal generates its own travel history information and transmits it to the onboard terminals in the other lane so that it is delivered to the onboard terminals. Relay to lane-mounted terminals.
  • the messages generated by the forward-mounted terminals in the front are relayed by the on-board terminals in the reverse lane, and receives the traffic information in the forward direction.
  • 7 to 9 are bidirectional information exchange conceptual diagram according to the progress of the vehicle-mounted terminal of the present invention, a short-range wireless communication and the vehicle communication terminal capable of communicating between vehicles.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a basic concept of a traffic information exchange method using wireless communication between on-vehicle terminals.
  • FIG. 7 illustrates an instantaneous driving situation at time t0
  • FIG. 8 is an instantaneous driving situation at time t1
  • FIG. It shows the instantaneous driving status. (T0 ⁇ t1 ⁇ t2)
  • the vehicle A-1 201, the vehicle A-2 202, the vehicle A-3 203, and the vehicle A-4 204 in the drawing represent vehicle-mounted terminals facing in the p direction
  • the vehicle B-1 ( 211, vehicle B-2 212 and vehicle B-3 213 represent vehicle-mounted terminals facing in the q direction.
  • the vehicle-mounted terminals of the vehicle A-1 201 and the vehicle B-1 211 are getting closer to each other so that the wireless communication is possible. Exchange your forward pass history and reverse data sets you've maintained.
  • the vehicle A-1 201 when the vehicle A-1 201 receives the forward passage history of the vehicle B-1 211, the vehicle A-1 201 modifies the reverse data set of the vehicle A-1 201 and changes it. keep it.
  • the vehicle A-1 201 When the vehicle A-1 201 receives the reverse data set of the vehicle B-1 211, the vehicle A-1 201 modifies or forwards the forward traffic information data set of the vehicle A-1 201 to an external data output device.
  • the backward data set of the vehicle B-1 211 includes the traffic situation ahead of the vehicle A-1 201.
  • FIG. 8 illustrates a traffic situation at a time t1 after a certain time has passed from the time t0 of FIG.
  • the vehicle A-1 201 and the vehicle B-2 212 of FIG. 8 are capable of wireless communication with each other, and also the vehicle A-2 202, the vehicle B-1 211, and the vehicle A-3 203.
  • the vehicle B-1 211 is in a state where communication is possible.
  • the vehicle A-1 201 and the vehicle B-2 212 exchange their forward traffic histories and reverse data sets that they have maintained, respectively, and use the reverse forward history of their opponents to set the reverse data sets. To correct.
  • the vehicle B-1 211 modifies its forward data set at the current time and location and at the time t0 and maintains its reverse data set, which is the vehicle A-1 202 and the vehicle A-3 203. To pass.
  • vehicle A-2 202 and the vehicle A-3 203 transmit their forward travel history and the reverse data set that they have maintained so far.
  • the vehicle A-2 202 and the vehicle A-3 203 can know the traffic information from the current position to the point of the vehicle A-1 201 of FIG.
  • Data may be delivered in broadcast form or by setting up individual communication links.
  • FIG. 9 illustrates a traffic situation at a time t2 after a predetermined time passes through the time t0 of FIG. 7 and the time t1 of FIG. 8.
  • b-3 (213) has entered.
  • the link that can be communicated is the vehicle A-1 201-213, the vehicle B-3 202-212, the vehicle A-2 203-212, the vehicle B-2 204-211, Four or more of the vehicle A-3 203, the vehicle B-2 212, the vehicle A-4 204, and the vehicle B-1 211.
  • the information exchange method for each communication link is the same as in FIGS. 7 and 8.
  • the vehicle B-3 213 of FIG. 9 may receive the backward data set transmitted by the vehicle A-1 201 to know the forward traffic information of the vehicle B-1 211 and the vehicle B-2 212.
  • the forward traffic information of the vehicle A-1 201 may refer to a reverse data set transmitted by the vehicle B-3 213.
  • vehicle A-4 204 is a reverse direction in which traffic information of vehicle A-1 201, vehicle A-2 202, and vehicle A-3 203 is transmitted by vehicle B-1 211. You can find out by referring to the data set.
  • 10 is a diagram illustrating an example of a bypass communication path between incapable communication terminals.
  • FIG. 10 illustrates an example of a communication using a bypass path when a communication obstacle is intervened between terminals, thereby making communication impossible by using an intermediate relay terminal as well as information exchange by direct communication. It is to increase the reliability of information transmission.
  • a field for distinguishing whether the transmission is an initial message from a message generating terminal or a retransmission message from another terminal is provided, and in the case of a retransmission terminal, an indication indicating that the transmission is retransmission is retransmitted.
  • the vehicle A-2 302 and the vehicle B-2 312 may enable the bypass communication via the vehicle A-3 303 if communication is not possible by the vehicle A-1 301. .
  • the vehicle A-3 303 reconfirms the message by indicating that the message is retransmission in the division field when the message is an initial message.
  • Vehicle A-2 302 receives a retransmission message from vehicle A-3 303.
  • vehicle A-3 303 retransmits the initial message from vehicle A-2 302 so that vehicle B-2 312 can receive it.
  • the initial message described above is a message for generating and delivering an arbitrary message for the first time, and refers to a case where a message generating terminal and a transmitting terminal are the same, and a retransmitting message refers to a case where the corresponding message generating terminal and the transmitting terminal are different.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a bypass communication path between the non-communication terminals of the present invention.
  • the wireless data receiving module 401 restores a radio signal from other terminals to generate a corresponding event when normal data is received.
  • the transmission timer 402 generates a timer event as a timer that informs the message transmission time periodically or aperiodically.
  • the GPS reception or location information generation module 403 is a module that receives or generates the current location of the on-board terminal and generates an event when the location information is updated.
  • the information exchange processing processor checks the type of event when any event occurs in the waiting for event occurrence 404.
  • the retransmission message pool is updated and activated (411).
  • the received wireless data includes the forward traffic history (409), and uses it to modify the reverse data set (412), and if the received wireless data contains the reverse data information (410), it uses itself This forward traffic data set is corrected (413).
  • the retransmission pool is active (414), if it is active, delays for a certain time (or random time), and then retransmits. Send the contents of the message pool to the wireless link (415).
  • calculation method of arbitrary time shall be arbitrary setting by implementation.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a message structure exchanged during vehicle-to-vehicle communication of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates one example of a message structure exchanged between vehicles.
  • the message may include a destination address, a source address, a waypoint address, a handling method, a message type, a message length, and a plurality of data units.
  • the data unit may include detailed data collection time and detailed data such as latitude, longitude, altitude, and vehicle speed.
  • the present invention relates to a short-range wireless communication device and a dual-communication wireless terminal device capable of communicating between vehicles. More particularly, the present invention relates to a short-range dedicated wireless communication (DSRC) having an effective communication distance of several hundred meters.
  • DSRC short-range dedicated wireless communication
  • In-vehicle communication between the on-board terminal device (OBE) and the roadside base station mounted on the (1: N) communication and the on-board terminal device can be usefully used in the field of communication wireless terminal device.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유효 통신거리가 수백 미터 정도의 단거리전용무선통신 (DSRC)에 관련된 기술분야로 특히 도로상에서 차량에 탑재된 탑재단말장치(OBE)와 노변 기지국과의 일대다(1:N) 통신과 탑재단말장치간의 차량통신이 가능한 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치에 관한 것이다.

Description

단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치
본 발명은 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유효 통신거리가 수백 미터 정도의 단거리전용무선통신 (DSRC)에 관련된 기술분야로 특히 도로상에서 차량에 탑재된 탑재단말장치(OBE)와 노변 기지국과의 일대다(1:N) 통신과 탑재단말장치간의 차량통신이 가능한 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치에 관한 것이다.
교통정보에는 특정 도로 구간의 지정체 현황, 사고현황, 통행량, 통행속도 등이 포함된다.
종래에는 교통정보 수집을 위하여 도로면에 마그네틱 루프 센서를 설치하거나 지상에 교통정보 수집 카메라를 설치하거나 차량 내에 위치정보수신 모듈 등을 설치하여 교통 통행정보를 계산하기 위한 기초 데이터를 유선 또는 무선통신망을 이용하여 센터 컴퓨터에 전달하고 이를 요약하여 가변 메시지 표시장치(VMS: Variable Messaging System, 전광판)에 나타내거나 무선통신망을 이용하여 차량 내의 수신 단말기로 전달한다.
이러한 형태의 교통 정보 수집 및 분배 과정은 도로면 또는 도로변에 고정 설치된 전용시설 및 장치를 반드시 필요로 하며, 특히 차내에 정보를 제공하기 위해서는 셀룰러 무선 휴대전화망, 주파수 공용통신망, 무선호출시스템 등의 기간 무선 통신망이 필요하게 된다.
이는 시스템의 복잡성뿐만 아니라 유지보수의 어려움, 설치비용 및 이용 요금이 요구되며, 적기에 교통정보를 제공하는 데 상당한 문제점을 야기시켰다.
한편, DSRC통신은 1대의 기지국과 불특정 다수의 단말들이 통신하는 일대다(1:N)의 통신방식으로 ITS용 DSRC, 무선 랜의 PCF(point coordination function) 등이 여기에 해당된다.
그러나 기지국이 통신 서비스를 제공하지 않는 지역에서는 무선통신을 수행할 수 없다.
또한 TDD 채널을 이용하는 경우 인접 기지국들 간의 주파수 간섭 때문에 기지국통신영역을 공간적 연속성을 유지시키기 어렵다.
따라서 DSRC 기지국 영역 내에서는 기지국과 일대다(1:N) 통신을 수행하고 기지국과의 통신이 불가한 지역에서는 단말기들끼리 통신할 수 있는 겸용통신 무선단말장치가 필요하다.
단말들끼리의 통신은 단말 스스로가 무선 자원에 대한 독립적인 관리를 하기 때문에 여러 단말들과 임의적 통신이 가능하며 임의 단말을 도로변에 고정 설치하면 다른 네트워크와 연결할 수 있는 고정 무선 접속점(AP: access point) 역할을 할 수도 있다.
이를 위해서 먼저 선결해야 할 점은 기지국의 통신영역 내 또는 통신영역 인접 지역에서 기지국과의 일대다(1:N) 통신에 방해가 되지 않도록 하는 제어가 필요하다.
기지국과의 일대다(1:N) 통신을 우선시하여 기지국 프레임 신호를 수신한 경우 항상 일정기간 동안 차량탑재 단말기간 통신을 중단하고 기지국과의 일대다(1:N) 통신을 수행하고 기지국 프레임의 마지막 수신 후 일정기간 경과한 후 차량 탑재단말기간 통신을 재개함으로써 해결이 가능하다.
또한 종래의 기술로는 무선채널을 이용하여 음성데이터 정보를 보내는 것은 채널 대역폭을 많이 필요로 한다.
그러나 텍스트 음성정보는 그 정보량이 적기 때문에 채널 데이터 전송률이 낮아도 효율적으로 전달이 가능하기 때문에 차량간 통신에 매우 유효하다. 이를 이용하여 적은 텍스트 음성 데이터를 차량간 통신채널 또는 일대다(1:N) 통신채널을 이용하여 목적지로 보내고 이를 Embedded 시스템인 OBE에서 수신하여 합성하는 것으로 해결이 가능하다. 이를 사용하면 기지국으로부터 수신한 텍스트 음성 정보도 차량간 통신을 이용하여 기지국 통신이 되지 않는 영역에서도 차량의 이동을 이용하여 전파가 가능하다.
DSRC통신은 1대의 기지국과 불특정 다수의 단말들이 통신하는 일대다(1:N)의 통신방식으로 ITS용 DSRC, 무선 랜의 PCF(point coordination function) 등이 여기에 해당된다. 그러나 기지국이 통신 서비스를 제공하지 않는 지역에서는 무선통신을 수행할 수 없다. 또한 TDD 채널을 이용하는 경우 인접 기지국들 간의 주파수 간섭 때문에 기지국통신영역을 공간적 연속성을 유지시키기가 어려웠다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 DSRC 기지국 영역 내에서는 기지국과 일대다(1:N) 통신을 수행하고 기지국과의 통신이 불가한 지역에서는 단말기들끼리 통신할 수 있는 겸용통신 무선단말장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단말들끼리의 통신시 단말 스스로가 무선 자원에 대한 독립적인 관리를 하여 한 단말에서 인접한 주위의 여러 단말들과 임의적 통신이 가능하여야 함으로써, 도로변에 임의로 고정 설치된 단말장치와 연결하여 외부 네트워크와 연결할 수 있는 고정 무선 접속점(AP: access point) 역할을 할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기지국의 통신영역 내 또는 통신영역 인접 지역에서 기지국과의 일대다(1:N) 통신에 방해가 되지 않도록 제어할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 적은 데이터로 멀티 홉 통신을 통하여 음성정보를 보내며 기지국으로부터 수신한 음성 정보를 기지국과 통신이 되지 않는 기지국 통신의 바깥 영역에서도 차량의 이동을 이용하여 전달할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,
본 발명의 일실시예에 따른 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치는,
기지국이나 외부 망의 도움 없이 차량에 탑재된 차량 탑재단말기들 사이의 무선 데이터 통신을 이용하여 정보를 교환하는 통신 무선단말장치에 있어서,
차량 탑재단말기에 역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 획득된 정보로부터 파생된 정보를 포함하는 데이터를 송수신한 후 수신된 데이터를 이용하여 기존 데이터를 수정하고 저장하는 저장단계와;
상기 저장된 데이터를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말들에게 전달하는 전달단계와;
역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 수신된 데이터를 이용하여 기존의 데이터를 수정(Update)하고 이를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말기들에게 전달한 목적으로 저장하는 업데이트저장단계로 이루어지는 교통 정보교환 방법을 사용하되,
일대다(1:N) 통신 기지국 및 차량간 무선 통신을 수행하기 위한 알에프모뎀부와,
상기 알에프모뎀부를 통해 수신된 무선 통신 프레임을 기저대역으로 변복조하기 위한 변복조모뎀부와,
상기 변복조모뎀부를 통해 수신된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 통신 프레임수신인지를 확인하기 위한 통신프레임수신확인부와,
상기 통신프레임수신확인부를 통해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 프레임 수신이면 기지국신호출현타이머부를 초기화하기 위한 신호초기화부와,
정해진 시간 간격마다 시간을 카운팅하기 위한 기지국신호출현타이머부와,
상기 기지국신호출현타이머부에 카운팅 정보를 제공하기 위한 시간저장부와,
상기 시간저장부에 의해 정해진 시간 간격마다 정해진 프레임 양 만큼 증가 또는 감소시키기 위한 프레임양변경부와,
상기 기지국신호출현타이머부에 의해 카운팅 값이 일정 시간에 도달하거나 벗어나면 타이머 상태 값을 차량간 통신 가능 상태로 처리하기 위한 차량간통신상태처리부와,
상기 통신프레임수신확인부에 의해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국의 프레임 신호 수신이면 일대다(1:N) 통신 기지국과의 정해진 통신 방식에 따라 일대다(1:N) 통신 처리를 수행한 후 무선신호 대기 모드로 처리하기 위한 무선신호대기모드부와,
상기 통신프레임수신확인부에 의해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국의 프레임 신호 수신이 아니면 차량간 통신 프레임의 수신 처리를 수행하기 위한 차량간통신프레임수신처리부와,
상기 변복조모뎀부를 통하여 텍스트 음성데이터를 수신하면 중앙제어부의 제어에 의해 음성을 합성하기 위한 음성합성부와,
텍스트 음성 합성에 사용되는 데이터를 저장하기 위한 음성합성데이터저장부와,
상기 음성합성부에 의해 합성된 음성출력 신호를 스피커부로 송신하기 위한 음성코덱부와,
상기 음성코덱부를 통해 송신된 음성출력 신호를 재생하기 위한 스피커부와,
상기 각각의 부와 연결되어 전반적인 제어를 담당하며, 상기 변복조모뎀부에 의해 변복조된 TTS 신호를 처리하기 위한 중앙제어부를 포함하여 구성되어 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치는,
한 대의 차량탑재단말장치(OBE)로 기지국과 DSRC 고유의 일대다(1:N) 통신을 우선적으로 수행하면서 차량간 통신이 가능하게 됨으로써, 기지국 통신 영역 내에서만 서비스가 가능했던 것을 기지국 통신영역 밖에까지 확장되는 효과와 종래의 일대다(1:N) 통신에 영향을 주지 않으면서 차량탑재 단말장치끼리 통신이 가능함으로써 서비스 영역이 대폭 확장되는 효과를 제공하게 됨으로써, 기간망 사용없이 자유로운 교통 정보획득 및 이용이 가능하고, 전방의 교통 상황을 손쉽게 인지할 수 있으며, 통신 기간시설이 부족한 지방도로에서도 교통 정보의 수집 및 전달을 탄력적으로 이용할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
또한, 차량탑재 단말장치끼리 통신함으로써 멀티 홉 무선 TTS 서비스가 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치를 이용한 무선 TTS 제공 네트워크 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 DSRC 통신 및 차량간 통신 제어를 나타낸 흐름도이다.
도4 내지 도6는 본 발명인 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 전방의 교통정보가 차량 탑재단말기에 전달되는 과정을 나타낸 도면이다.
도7 내지 도9는 본 발명인 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 차량탑재 단말기의 진행상황에 따른 양방향 정보교환 개념도이다.
도 10은 통신불능 단말기간 우회 통신 경로의 일례를 나타낸 도면이다.
도 11 본 발명인 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 통신불능 단말기간 우회 통신 경로의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 12 본 발명인 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 차량간 통신시 교환하는 메시지 구조를 나타낸 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 중앙선
101, 102, 103 : p방향의 차량탑재 단말기
105 : 알에프모뎀부
110 : 변복조모뎀부
111 : q 방향의 차량탑재 단말기
115 : 통신프레임수신확인부
120 : 신호초기화부
125 : 기지국신호출현타이머부
130 : 시간저장부
135 : 프레임양변경부
140 : 차량간통신상태처리부
145 : 무선신호대기모드부
150 : 차량간통신프레임수신처리부
155 : 음성합성부
160 : 음성합성데이터저장부
165 : 음성코덱부
170 : 스피커부
175 : 중앙제어부
201, 202, 203 : p 방향의 차량탑재 단말기
211, 212, 213 : q 방향의 차량탑재 단말기
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치는,
기지국이나 외부 망의 도움 없이 차량에 탑재된 차량 탑재단말기들 사이의 무선 데이터 통신을 이용하여 정보를 교환하는 통신 무선단말장치에 있어서,
차량 탑재단말기에 역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 획득된 정보로부터 파생된 정보를 포함하는 데이터를 송수신한 후 수신된 데이터를 이용하여 기존 데이터를 수정하고 저장하는 저장단계와;
상기 저장된 데이터를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말들에게 전달하는 전달단계와;
역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 수신된 데이터를 이용하여 기존의 데이터를 수정(Update)하고 이를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말기들에게 전달한 목적으로 저장하는 업데이트저장단계로 이루어지는 교통 정보교환 방법을 사용하되,
일대다(1:N) 통신 기지국 및 차량간 무선 통신을 수행하기 위한 알에프모뎀부와,
상기 알에프모뎀부를 통해 수신된 무선 통신 프레임을 기저대역으로 변복조하기 위한 변복조모뎀부와,
상기 변복조모뎀부를 통해 수신된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 통신 프레임수신인지를 확인하기 위한 통신프레임수신확인부와,
상기 통신프레임수신확인부를 통해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 프레임 수신이면 기지국신호출현타이머부를 초기화하기 위한 신호초기화부와,
정해진 시간 간격마다 시간을 카운팅하기 위한 기지국신호출현타이머부와,
상기 기지국신호출현타이머부에 카운팅 정보를 제공하기 위한 시간저장부와,
상기 시간저장부에 의해 정해진 시간 간격마다 정해진 프레임 양 만큼 증가 또는 감소시키기 위한 프레임양변경부와,
상기 기지국신호출현타이머부에 의해 카운팅 값이 일정 시간에 도달하거나 벗어나면 타이머 상태 값을 차량간 통신 가능 상태로 처리하기 위한 차량간통신상태처리부와,
상기 통신프레임수신확인부에 의해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국의 프레임 신호 수신이면 일대다(1:N) 통신 기지국과의 정해진 통신 방식에 따라 일대다(1:N) 통신 처리를 수행한 후 무선신호 대기 모드로 처리하기 위한 무선신호대기모드부와,
상기 통신프레임수신확인부에 의해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국의 프레임 신호 수신이 아니면 차량간 통신 프레임의 수신 처리를 수행하기 위한 차량간통신프레임수신처리부와,
상기 변복조모뎀부를 통하여 텍스트 음성데이터를 수신하면 중앙제어부의 제어에 의해 음성을 합성하기 위한 음성합성부와,
텍스트 음성 합성에 사용되는 데이터를 저장하기 위한 음성합성데이터저장부와,
상기 음성합성부에 의해 합성된 음성출력 신호를 스피커부로 송신하기 위한 음성코덱부와,
상기 음성코덱부를 통해 송신된 음성출력 신호를 재생하기 위한 스피커부와,
상기 각각의 부와 연결되어 전반적인 제어를 담당하며, 상기 변복조모뎀부에 의해 변복조된 TTS 신호를 처리하기 위한 중앙제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 통신프레임수신확인부는,
차량간 통신 신호의 통신 패킷 프리엠블과 프레임 동기신호 구조를 기지국 프레임 패킷의 프리엠블과 프레임 동기 신호 구조와 달리하여 구분할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 중앙제어부는,
차량 간 통신 신호의 통신 패킷의 씨알씨(CRC) 또는 에프씨에스(FCS) 계산 방식을 기지국 프레임 패킷의 씨알씨(CRC) 또는 에프씨에스(FCS) 계산 방식과 달리하여 구분하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 변복조모뎀부는,
차량간 통신 신호의 변조 방식을 기지국 프레임 패킷의 변조 방식과 달리하여 구분하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치는,
기지국이나 외부 망의 도움 없이 차량에 탑재된 차량 탑재단말기들 사이의 무선 데이터 통신을 이용하여 정보를 교환하는 통신 무선단말장치에 있어서,
차량 탑재단말기에 역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 획득된 정보로부터 파생된 정보를 포함하는 데이터를 송수신한 후 수신된 데이터를 이용하여 기존 데이터를 수정하고 저장하는 저장단계와;
상기 저장된 데이터를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말들에게 전달하는 전달단계와;
역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 수신된 데이터를 이용하여 기존의 데이터를 수정(Update)하고 이를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말기들에게 전달한 목적으로 저장하는 업데이트저장단계로 이루어지는 교통 정보교환 방법을 사용하되,
일대다(1:N) 통신 기지국 및 차량간 무선 통신을 수행하기 위한 알에프모뎀부(105)와,
상기 알에프모뎀부를 통해 수신된 무선 통신 프레임을 기저대역으로 변복조하기 위한 변복조모뎀부(110)와,
상기 변복조모뎀부를 통해 수신된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 통신 프레임수신인지를 확인하기 위한 통신프레임수신확인부(115)와,
상기 통신프레임수신확인부를 통해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 프레임 수신이면 기지국신호출현타이머부를 초기화하기 위한 신호초기화부(120)와,
정해진 시간 간격마다 시간을 카운팅하기 위한 기지국신호출현타이머부(125)와,
상기 기지국신호출현타이머부에 카운팅 정보를 제공하기 위한 시간저장부(130)와,
상기 시간저장부에 의해 정해진 시간 간격마다 정해진 프레임 양 만큼 증가 또는 감소시키기 위한 프레임양변경부(135)와,
상기 기지국신호출현타이머부에 의해 카운팅 값이 일정 시간에 도달하거나 벗어나면 타이머 상태 값을 차량간 통신 가능 상태로 처리하기 위한 차량간통신상태처리부(140)와,
상기 통신프레임수신확인부에 의해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국의 프레임 신호 수신이면 일대다(1:N) 통신 기지국과의 정해진 통신 방식에 따라 일대다(1:N) 통신 처리를 수행한 후 무선신호 대기 모드로 처리하기 위한 무선신호대기모드부(145)와,
상기 통신프레임수신확인부에 의해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국의 프레임 신호 수신이 아니면 차량간 통신 프레임의 수신 처리를 수행하기 위한 차량간통신프레임수신처리부(150)와,
상기 변복조모뎀부를 통하여 텍스트 음성데이터를 수신하면 중앙제어부의 제어에 의해 음성을 합성하기 위한 음성합성부(155)와,
텍스트 음성 합성에 사용되는 데이터를 저장하기 위한 음성합성데이터저장부(160)와,
상기 음성합성부에 의해 합성된 음성출력 신호를 스피커부로 송신하기 위한 음성코덱부(165)와,
상기 음성코덱부를 통해 송신된 음성출력 신호를 재생하기 위한 스피커부(170)와,
상기 각각의 부와 연결되어 전반적인 제어를 담당하며, 상기 변복조모뎀부에 의해 변복조된 TTS 신호를 처리하기 위한 중앙제어부(175)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 통신프레임수신확인부는,
차량간 통신 신호의 통신 패킷 프리엠블과 프레임 동기신호 구조를 기지국 프레임 패킷의 프리엠블과 프레임 동기 신호 구조와 달리하여 구분할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 중앙제어부는,
차량 간 통신 신호의 통신 패킷의 씨알씨(CRC) 또는 에프씨에스(FCS) 계산 방식을 기지국 프레임 패킷의 씨알씨(CRC) 또는 에프씨에스(FCS) 계산 방식과 달리하여 구분하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 변복조모뎀부는,
차량간 통신 신호의 변조 방식을 기지국 프레임 패킷의 변조 방식과 달리하여 구분하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 기지국이나 외부 망의 도움 없이 차량에 탑재된 차량 탑재단말기들 사이의 무선 데이터 통신을 이용하여 정보를 교환하기 위하여 통신 무선단말장치를 사용하게 된다.
이때, 본 발명에서는 차량 탑재단말기에 역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 획득된 정보로부터 파생된 정보를 포함하는 데이터를 송수신한 후 수신된 데이터를 이용하여 기존 데이터를 수정하고 저장하게 되며, 상기 저장된 데이터를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말들에게 전달하게 되며, 역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 수신된 데이터를 이용하여 기존의 데이터를 수정(Update)하고 이를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말기들에게 전달한 목적으로 저장하는 교통 정보교환 방법을 사용하되, 더 나아가 단거리전용무선통신을 수행하기 위하여 알에프모뎀부(105)와, 변복조모뎀부(110)와, 통신프레임수신확인부(115)와, 신호초기화부(120)와, 기지국신호출현타이머부(125)와, 시간저장부(130)와, 프레임양변경부(135)와, 차량간통신상태처리부(140)와, 무선신호대기모드부(145)와, 차량간통신프레임수신처리부(150)와, 음성합성부(155)와, 음성합성데이터저장부(160)와, 음성코덱부(165)와, 스피커부(170) 및 중앙제어부(175)를 포함하여 구성하게 된다.
상기와 같은 구성을 통해 시분할 통신 방식(TDD: time division multiplexing)의 단거리전용무선통신(DSRC: dedicated short range communication) 을 이용하여 DSRC 통신 및 차량간 통신이 가능한 겸용통신 무선단말장치(OBE: on-board equipment) 및 이를 이용한 무선 텍스트-음성(TTS: text to speech) 서비스를 제공할 수 있게 된다.
본 발명의 적용대상은 DSRC통신 뿐만 아니라 수백 미터 이내의 단거리 통신을 무선 랜 등의 통신방식에서도 적용이 가능하다.
즉, 무선채널을 이용하여 음성데이터 정보를 보내는 것은 채널 대역폭을 많이 필요로 한다.
그러나 텍스트 음성정보는 그 정보량이 적기 때문에 채널 데이터 전송률이 낮아도 효율적으로 전달이 가능하기 때문에 차량간 통신에 매우 유효하다.
이를 이용하여 적은 텍스트 음성 데이터를 차량간 통신채널 또는 일대다(1:N) 통신채널을 이용하여 목적지로 보내고 이를 임베디드(embedded) 시스템인 OBE에서 수신하여 음성을 합성하는 것으로 해결이 가능하다.
또한 멀티 홉 통신을 이용하여 기지국 또는 무선 접속점으로부터 수신한 텍스트 음성 정보도 차량간 통신을 이용하여 기지국 통신이 되지 않는 영역에서도 차량의 이동을 이용하여 전달한다.
동작 원리를 간단히 설명하자면, 상기 통신프레임수신확인부(115)에 의해 변복조모뎀부를 통해 수신된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 통신 프레임수신인지를 확인하여 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 프레임 수신이면 신호초기화부(120)를 통해 기지국신호출현타이머부를 초기화하고 프레임양변경부(135)에 의해 정해진 시간 간격마다 정해진 프레임 양만큼 증가 또는 감소시키게 된다.
이때, 만약 변화된 타이머 값이 일정한 수준에 도달하거나 벗어나면 차량간통신상태처리부(140)에 의해 타이머 상태 값을 차량간 통신 가능 상태로 처리하게 된다.
타이머 값을 초기화시킨 후 기지국과의 정해진 통신 방식에 따라 일대다(1:N) 통신 처리를 수행한 후 무선신호대기모드부(145)에 의해 무선신호 수신 대기모드로 처리하게 된다.
또한, 상기 통신프레임수신확인부에 의해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국의 프레임 신호 수신이 아니면 차량간통신프레임수신처리부에 의해 차량간 통신 프레임의 수신 처리를 수행하게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치를 이용한 무선 TTS 제공 네트워크 구조를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 겸용 통신 무선단말장치(OBE)의 멀티 홉 통신을 설명하기 위한 도면으로서 상세히 설명하자면, 부호 (31),(32),(33),(34)는 각각의 노드에 연결된 무선 안테나이고 부호 (41), (42), (43), (44), (45), (46) 은 점선으로 연결된 두 노드 사이의 무선 통신 링크를 나타내고 있다.
먼저 TTS 정보를 생성하여 전송하는 TTS 서버(21)에서 음성정보를 텍스트화 하여 임의의 외부 네트워크(26)를 통하여 네트워크에 연결된 무선접속점(22) 또는 일대다(1:N) 통신 기지국(23)으로 보낸다.
무선접속점(22) 또는 일대다(1:N) 통신 기지국(23)의 통신영역을 통과하는 겸용통신 OBE(24,25)는 상기 텍스트 음성 정보를 수신하여 무선링크(41,43,44)을 상대편 노드(22, 24, 25)로 전달한다.
새로운 텍스트 음성정보를 수신한 경우 저장하였다가 정해진 조건이 만족할 때 인접 노드로 중계(Relay)한다.
이렇게 함으로써 멀티 홉(2홉 이상) 차량간 통신이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 DSRC 통신 및 차량간 통신 제어를 나타낸 흐름도이다.
본 발명인 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치는,
겸용 통신 무선단말장치에서 무선 신호가 외부로부터 수신되면 먼저 통신 기지국으로부터 수신된 신호인지를 확인하여 기지국으로부터 온 신호이면 기지국신호출현타이머부를 초기화하고 수신된 신호를 기지국과의 통신방식에 의하여 처리하고, 기지국으로부터 온 신호가 아니면 차량간 통신방식에 따라 신호를 처리하고 이후에 초기화한 기지국신호출현타이머부를 정해진 시간이 지나면 정해진 양만큼 증가 또는 감소시키거나 기지국신호출현타이머부의 카운팅이 정해진 범위 밖으로 벗어나면 기지국신호출현타이머부의 상태 값을 별도로 설정하게 되고, 이후에 차량간 통신 프레임의 송신요청정보 수신함 또는 Queue에 송신요청정보 도착시점 또는 임의의 시간에 상기 수신함 또는 Queue를 확인하여 차량간 통신으로 송신이 필요한 시점을 판단하게 되며, 차량간 통신이 필요하다고 판단한 경우 기지국신호출현타이머부의 카운팅 값이 정해진 범위 밖으로 벗어나거나 기지국신호출현타이머부의 카운팅 상태가 송신 가능으로 된 경우 차량간 통신으로 요구된 정보를 외부로 출력하고, 그렇지 않은 경우 전송 연기를 결정하게 되는 것이다.
이때, 상기 차량탑재 단말기에서 기지국과의 일대다(1:N) 통신과 차량간 통신의 서로 다른 통신 방식을 겸용하여 통신하기 위한 우선 순위를 제어하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 설명하자면, 먼저 일대다(1:N) 통신 및 차량 간 통신의 수신 신호처리 흐름을 설명하자면 겸용 통신 무선단말장치(OBE)에서는 기본적으로 무선신호수신대기상태(S11)에 있다.
상기 상태에서 통신 신호가 수신되면 먼저 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 통신 프레임수신인지를 통신프레임수신확인부를 통해 확인(S12)하여 기지국으로부터의 프레임 수신이면 기지국신호출현타이머부(S13)를 초기화하고 정해진 시간간격마다 정해진 양만큼 변경(증가 또는 감소)시킨다.
만약 변화된 타이머 값이 일정 수준에 도달하거나 벗어나면 타이머 상태 값을 차량간 통신 가능 상태로 만든다.
타이머 값을 초기화시킨 후 기지국과의 정해진 통신방식에 따라 일대다(1:N) 통신 처리를 수행(S14)한 후 무선신호 수신 대기(S11)모드로 간다. 통신프레임수신확인부를에서의 판단결과 기지국 프레임 신호 수신이 아니면 차량간 통신 프레임인지를 확인(S15)하여 '아니오'이면 무선신호 수신 대기(S11)모드로 간다.
만약 차량간 통신 프레임을 수신한 경우 차량간 통신 프레임의 수신처리(S16)를 차량간통신프레임수신처리부에서 수행하고 무선신호 수신 대기(S11)모드로 간다.
상위 프로토콜 계층으로부터 차량간 통신프레임의 전송요청 대기열(S17)에 새로운 프레임 전송요청이 있는 경우 또는 송신 Queue 에 처리해야 할 프레임 전송요청이 대기 중에 있고 처리 대기시간이 지난 경우 기지국 신호출현타이머부를 확인하여 타이머 값이 주어진 한도를 넘어서는지 차량간 통신가능 상태로 있는 지(S18)를 확인하여 '예' 이면 대기중인 차량간 통신프레임을 송신하고 대기상태에 들어가며 타이머 한도를 넘어서지 않거나 차량간 통신 불가능 상태이면 대기상태로 들어간다.
상기와 같은 구성 및 동작 원리에 의해 한 대의 차량탑재단말장치로 기지국과 DSRC 고유의 일대다(1:N) 통신을 우선적으로 수행하면서 차량간 통신이 가능하게 되는 것이다.
상기한 사항은 기지국 통신 영역에서만 서비스가 가능했던 것을 기지국 통신영역 밖에까지 확장되는 효과와 기존의 일대다(1:N) 통신에 영향을 주지 않으면서 차량탑재단말장치끼리 통신이 가능함으로써 서비스 영역이 대폭 확장되는 효과를 제공하게 된다.
또한 차량 탑재단말장치끼리 통신함으로써 멀티 홉 무선 티티에스(TTS) 서비스가 가능하게 되는 것이다.
도4 내지 도6는 본 발명인 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 전방의 교통정보가 차량 탑재단말기에 전달되는 과정을 나타낸 도면이다.
상기한 도면은 도로변의 각종 기간 시설과 유,무선 기간 통신망을 이용하지 않고 차량 탑재 단말기간 직접 통신에 의하여 필요한 정보를 교환함으로써 차내에서 필요한 교통정보를 직접 수집하고 분배할 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 경우, 교통정보의 수집 및 분배를 위한 도로변 고정 시설물들이 거의 필요가 없어지며, 유,무선 기간망을 이용할 필요성이 없어진다.
따라서 기간망 사용료 없이 자유로운 교통 정보획득 및 이용이 가능하고, 최단시간 내에 전방의 교통상황 인지가 가능하다.
또한 기간시설(인프라)이 없는 지방도에서도 교통정보의 수집 및 전달이 가능하게 된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 전방의 교통정보가 차량 탑재단말기에 전달되는 과정은,
차량 탑재단말기에 역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 획득된 정보로부터 파생된 정보를 포함하는 데이터를 송수신한 후 수신된 데이터를 이용하여 기존 데이터를 수정하고 저장하는 저장단계와;
상기 저장된 데이터를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량들에게 전달하는 전달단계와;
역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 수신된 데이터를 이용하여 기존의 데이터를 수정(Update)하고 이를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말기들에게 전달할 목적으로 저장하는 업데이트저장단계로 이루어지게 된다.
한편, 기지국이나 외부망의 도움없이 차량에 탑재된 차량 탑재단말기들 사이의 무선 데이터 통신을 이용하여 정보를 교환하는 방법에 있어서,
차량 탑재단말기의시간에 따른 위치이동 정보를 주기적으로 수정하여 보관해 두는 위치이동정보 보관단계와;
역방향 차량 탑재단말기로부터 위치이동 정보를 수신하여 가공하여 저장하는 가공저장단계와;
상기 위치이동 정보보관단계의 위치이동 정보와 상기 가공저장단계의 역방향 차량탑재단말기의 위치이동정보를 임의의 시간 간격으로 혹은 역방향 차선의 단말기를 만난 경우에 송출하는 송출단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 기지국이나 외부망의 도움없이 차량에 탑재된 차량 탑재단말기들 사이의 무선 데이터 통신을 이용하여 정보를 교환하는 방법에 있어서,
임의의 정보전달 메시지 단위에 대하여 메시지 생성자가 송신하는 메시지인지, 메시지 중계자가 전달하는 메시지인지를 구분하는 메시지 중계 정보필드를 첨가하는 정보필드첨가단계와;
상기 메시지 중계 정보필드에 메시지 생성자가 송신하는 메시지인지 메시지 중계자가 전달하는 메시지인지를 표시한 후 정보전달 메시지 단위를 송신하는 메시지송신단계와;
수신측에서는 수신된 정보 메시지를 점검하여 메시지 생성자가 송신하는 메시지이면 이 정보 필드를 메시지 중계자가 전달하는 메시지로 바꾸어 재송출하는 재송출단계로 이루어진 우회 정보전달 방법을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 기지국이나 외부망의 도움없이 차량에 탑재된 차량 탑재단말기들 사이의 무선 데이터 통신을 이용하여 정보를 교환하는 방법에 있어서,
다른 탑재 단말기들로부터 무선 데이터가 수신되고 상기 데이터가 상대 단말의 순방향 통행이력을 포함하는 데이터이면 자신이 유지 관리하는 역방향 데이터 집합을 수정하고, 상대 단말의 역방향 데이터 집합을 포함하는 데이터이면 자신의 전방의 교통정보데이터 집합을 수정하거나 미리 정해진 출력장치 보내는 제1단계와;
위치정보가 수신되면 자신이 유지관리하고 있는 순방향 통행이력을 수정하는 제2단계와;
주기적이거나 비주기적으로 발생되는 신호를 참조하여 자신의 순방향 통행력을 무선으로 송출하거나 자신이 유지관리하고 있는 역방향 데이터 집합을 무선으로 송출하는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 다른 상기 목적을 달성하기 위하여 임의의 탑재 단말기는 적어도 다음과 같은 데이터 집합(Set)을 유지관리하도록 하여야 한다.
즉, 첫째, 시간변화에 따른 탑재 단말기의 위치변화정보다 포함되어 있는 자신의 순방향 통행이력 데이터 집합과;
둘째, 역방향 차선(반대차선들)상의 탑재 단말기들로부터 수신되는 통행이력을 포함한 역방향 데이터집합과;
셋째, 역방향 탑재 단말기로부터 수신되는 순방향 데이터 집합을 이용하여 구성한 자신의 전방의 교통정보데이터 집합을 유지 관리하여야 한다.
상기의 순방향은 고려대상이 되고 있는 자신의 차량이 향하고 있는 방향을 말하며, 역방향은 고려대상이 되고 있는 자신의 차량이 향하고 있는 방향과 반대되는 방향을 말한다.
또한 자신의 차량이 상행선을 주행하고 있다면, 상행선은 순방향 차선, 하행선은 역방향 차선을 말한다.
상기 자신의 순방향 통행 이력 데이터 집합은 자신의 뒤를 따라오는 차량 탑재단말기에게 역방향 차선의 탑재단말기를 경유하여 교통정보를 제공하기 위함이고, 역방향 데이터 집합은 향후 만나게 될 역방향 탑재단말기에게 역방향 탑재 단말기의 전방의 정보를 제공하기 위하여 관리하고 있는 정보이며, 전방의 교통정보 데이터 집합은 자신의 전방의 최신 교통상황이 들어있는 데이터들로서 자신이 직접 이용할 정보이다.
차량 탑재 단말기는 단말기간 무선통신을 이용하여 상기 순방향 통행이력 데이터 집합과 역방향 데이터 집합을 상대측에 전달하고, 상기 전방의 교통정보 데이터 집합은 상대측의 순방향 데이터 집합을 수신하여 가공한 데이터 집합으로서 자신이 이용한다.
도시된 바와 같이, 도 4는 p 방향으로 향하고 있는 차량 A2(102)와 차량 A3(103)의 탑재 단말기에게 이들의 전방의 교통 정보가 어떻게 전달되는지 그 과정을 설명하기 위한 그림으로 이들과 반대방향으로 주행중인 차량 B-1(111)의 탑재 단말기를 기준으로 설명하였다.
도 4는 t0 시점의 순간 주행상황을 나타내며, 도 5는 t1 시점의 순간 주행상황, 그리고 도 6는 t2 시점의 순간 주행상황을 나타내고 있다.( t0 < t1 < t2: t0 시점은 t1 시점보다 더 과거를 나타냄)
도 4 내지 도 6의 차량A-1(101), 차량A-2(102), 차량A-3(103)은 p방향으로 향하고 있는 차량탑재 단말기들을 나타내며, 차량B-1(111)은 q 방향으로 향하고 있는 차량탑재 단말기를 나타내고 있다.
먼저 도 4의 차량A-1(101)로부터 차량A-1(101)의 통행이력이 포함된 메시지가 차량B-1(111)에 전달[1]되면 차량B-1(111)은 이 메시지를 가공 또는 그대로 보관하고 있다가 도 5에 도시한 바와 같이, 이를 뒤따라오는 차량탑재 단말기의 차량A-2(102)로 전달[2]한다.
이때, 추후 운행 중 만나게 될 역방향 차량 탑재단말기들을 위하여 차량A-2(102)로부터는 차량A-2(102)의 통행 이력이 포함된 메시지를 수신[3]하여 가공하거나 그대로 보관 및 관리를 한다.
도 4의 차량A-1(101)로부터 수신[1]한 정보와 차량A-2로부터 수신[3]한 정보는 뒤에 따라오는 차량A-3(103)의 탑재단말기들을 위하여 차량B-1(111)의 탑재 단말기에서 유지관리하며, 도 6의 차량A-3(103)에게 t2 시간에 전달[4]한다.
이러한 과정을 거쳐 순방향의 앞서 가는 탑재단말기로부터 송출되는 정보가 역방향 차선을 달리고 있는 탑재단말기들의 도움을 받아 순방향의 후속되는 탑재 단말기들에게 전달된다.
상기 과정을 양방향에 동시에 적용하면 탑재단말기는 자신의 통행이력 정보를 생성하여 상대 차선의 탑재 단말기에게 전달하여 뒤따라오는 탑재 단말들에게 전달되도록 하고, 역방향 차선의 탑재 단말기들로부터 오는 메시지를 후방의 역방향 차선의 탑재 단말기들에게 중계한다.
또한 전방의 순방향 탑재 단말들이 생성한 메시지를 역방향 차선의 탑재 단말기들에 의하여 중계되는 데, 이를 수신하여 전방의 교통정보를 파악한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명인 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 차량탑재 단말기의 진행상황에 따른 양방향 정보교환 개념도이다.
차량 탑재 단말기간 무선통신을 이용한 교통정보 교환방법의 기본 개념을 설명하기 위한 도면으로서 도 7는 t0 시점의 순간 주행상황을 나타내며, 도 8는 t1 시점의 순간 주행상황, 그리고 도 9는 t2 시점의 순간 주행상황을 나타내고 있다.( t0 < t1 < t2)
도면상의 차량A-1(201), 차량A-2(202), 차량A-3(203), 차량A-4(204)는 p방향으로 향하고 있는 차량탑재 단말기들을 나타내며, 차량B-1(211), 차량B-2(212), 차량B-3(213)은 q 방향으로 향하고 있는 차량탑재 단말기들을 나타내고 있다.
먼저 도 7에서 차량A-1(201)과 차량B-1(211)의 차량탑재 단말기가 점점 가까워져서 무선통신이 가능하게 도면 차량A-1(201)과 차량B-1(211)은 각각 자신의 순방향 통행이력과 자신이 유지관리 해오던 역방향 데이터 집합을 교환한다.
차량A-1(201)의 입장에서 설명하면, 차량A-1(201)은 차량B-1(211)의 순방향 통행이력을 수신하면 차량A-1(201)의 역방향 데이터 집합을 수정하고 이를 보관한다.
차량A-1(201)이 차량B-1(211)의 역방향 데이터 집합을 수신하면, 차량 A-1(201)의 전방 교통정보 데이터 집합을 수정하거나 외부 데이터 출력장치로 전달한다.
왜냐하면, 차량B-1(211)의 역방향 데이터 집합은 차량A-1(201)의 전방 교통상황을 포함하고 있기 때문이다.
도 8는 도 7의 t0 시점으로부터 임의의 시간이 지난 t1 시점의 교통상황을 나타낸 것으로 차량들이 어느 정도 진행한 상태이다.
도 8의 차량A-1(201)과 차량B-2(212)는 서로 무선 통신이 가능하며 또한 차량A-2(202)와 차량B-1(211), 차량A-3(203)과 차량B-1(211)이 통신이 가능한 상태이다.
차량A-1(201)과 차량B-2(212)는 각각 자신의 순방향 통행 이력과 자신이 유지관리 해오던 역방향 데이터 집합을 교환하고, 각각 자신들의 상대의 순방향 통행이력을 이용하여 역방향 데이터 집합을 수정한다.
그리고 상대편으로부터 수신한 역방향 데이터 집합을 이용하여 자신의 전방의 교통정보 데이터 집합을 수정한다.
차량B-1(211)은 현재의 시각과 위치에서 자신의 순방향 통행이력과 t0 시점에서 수정하여 유지관리 해오던 자신의 역방향 데이터 집합을 차량A-1(202)과 차량A-3(203)에게 전달한다.
또한 차량A-2(202)와 차량A-3(203)은 각각 자신의 순방향 통행이력과 자신이 현재까지 유지관리 해오던 역방향 데이터 집합을 전송한다.
상기 통신의 결과로 차량A-2(202)와 차량A-3(203)은 현 위치에서 도 7의 차량A-1(201)지점까지의 교통정보를 알 수 있게 된다.
데이터는 방송형태로 전달되거나 개별통신링크를 설정하여 전달될 수도 있다.
도 9는 도 7의 t0 시점과 도 8의 t1시점을 거쳐 임의의 시간이 지난 t2 시점의 교통상황을 나타낸 것으로 차량이 어느 정도 진행한 상태이며 새로운 차량 탑재 단말기 차량A-4(204)와 차량b-3(213)이 진입해 온 상태이다.
도 9의 t2시점 현재 통신 가능한 링크는 차량A-1(201-213), 차량B-3(202-212), 차량A-2(203-212), 차량B-2(204-211), 차량A-3(203)과 차량B-2(212), 차량A-4(204)와 차량B-1(211)의 이상 4개이다.
각 통신 링크별 정보교환 방식은 도 7, 도 8에서와 같이 동일하다.
도 9의 차량B-3(213)은 앞서간 차량B-1(211), 차량B-2(212)의 순방향 교통정보를 차량A-1(201)이 전송하는 역방향 데이터 집합을 수신하여 알 수 있으며, 차량A-1(201)의 전방 교통정보는 차량B-3(213)이 전송하는 역방향 데이터 집합을 참조할 수 있다.
동일한 방식으로 차량A-4(204)는 앞서간 차량A-1(201),차량A-2(202), 차량A-3(203)의 교통정보를 차량B-1(211)이 전송하는 역방향 데이터 집합을 참조하여 알 수 있다.
도 10은 통신불능 단말기간 우회 통신 경로의 일례를 나타낸 도면이다.
상기에 도시한 바와 같이, 도 10은 단말기 사이에 통신 장애물이 개입되어 통신을 불가능하게 만들 경우 우회경로를 이용한 통신 예를 설명한 것으로 직접통신에 의한 정보교환 뿐만 아니라 중간 중계 단말기를 이용한 통신링크 확장으로 정보전달의 신뢰성을 높인 것이다.
모든 메시지에 당해 전송이 메시지 생성 단말로부터 온 초기 메시지인지 타 단말기로부터 온 재전송 메시지인지를 구분하는 필드를 두어 재전송 단말기인 경우 이 필드에 재 전송임을 나타내는 표시를 하여 재전송한다.
즉, 차량A-2(302)와 차량B-2(312)는 차량A-1(301)에 의하여 통신이 불가능하다면, 차량A-3(303)을 경유하여 우회통신이 가능하게 할 수 있다.
차량A-3(303)은 차량B-2(312)로부터 메시지가 수신되면 메시지를 확인하여 초기 메시지인 경우 상기 구분 필드에 재전송임을 표시하여 재전송한다.
차량A-2(302)는 차량A-3(303)으로부터 재전송 메시지를 수신한다.
역으로 차량A-3(303)은 차량A-2(302)로부터 온 초기 메시지를 다시 재 전송하여 차량B-2(312)가 수신할 수 있도록 도와준다.
이로써 차량B-2(312)와 차량A-2(302)의 통신이 가능하다.
상기에 서술한 초기 메시지는 임의의 메시지를 처음으로 생성하여 전달하는 메시지로서 메시지 생성단말과 전송 단말이 동일한 경우를 말하며, 재전송 메시지는 해당 메시지 생성단말과 전송단말이 다른 경우를 말한다.
도 11은 본 발명인 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 통신불능 단말기간 우회 통신 경로의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 11은 차량간 직접통신을 이용한 정보 교환 처리절차의 한 예로서 무선 데이터 수신모듈(401)은 타 단말기들로부터 들어오는 무선신호를 복원하여 정상적인 데이터가 수신된 경우 해당 이벤트를 발생시킨다.
전송타이머(402)는 주기적 또는 비 주기적으로 메시지 송신 시간을 알려주는 타이머로써 타이머 이벤트를 발생시킨다.
GPS수신 또는 위치정보 생성 모듈(403)은 차량 탑재단말기의 현재의 위치를 수신 또는 생성하는 모듈로써 위치정보가 갱신되었을 때 이벤트를 발생시킨다.
정보교환 처리 프로세서는 이벤트 발생 대기(404)중 임의의 이벤트가 발생되면 이벤트의 종류를 확인한다.
발생된 이벤트가 무선 데이터 수신 이벤트(405)이고, 초기 메시지 데이터 수신(408)인 경우 재전송 메시지 풀을 수정(Update)하고 이를 활성화(411) 한다.
또한 수신한 무선 데이터가 순방향 통행이력을 포함하고 있으면(409), 이를 이용하여 역방향 데이터 집합을 수정(412)하고, 수신한 무선 데이터가 역방향 데이터 정보를 포함하고 있으면(410), 이를 이용하여 자신이 가지고 있던 전방의 교통정보 데이터 집합을 수정(413)한다.
이벤트 발생 대기(404)에서 대기 중 발생한 이벤트가 전송타이머 이벤트이면(406), 재 전송 풀의 활성여부를 점검(414)하여 활성이면 임의 시간동안(혹은 랜덤 시간동안) 지체를 한 후, 재 전송 메시지 풀의 내용을 무선 링크로 송출(415)한다.
다시 임의 시간동안(혹은 랜덤 시간동안) 지체를 한 후, 자신의 순방향 통행 이력을 전송(416)하고 임의 시간동안(혹은 랜덤 시간동안) 지체를 한 후, 역방향 데이터 집합을 전송(417)한다.
도 11에 도시한 임의시간동안 지연후 재전송 메시지 폴 전송 및 비활성화(415)와 임의시간동안 지연후 순방향 통행이력 전송(416)과 임의 시간동안 지연후 역방향 데이터 셋 전송(417)과정은 순서에 상관없으며, 상기 임의 시간동안 지연후 재전송 메시지 폴 전송 및 비활성화(415)는 생략할 수도 있다.
또한 상기 임의 시간의 산정방법은 구현상 임의 설정이 가능한 것으로 한다.
이벤트 발생 대기(404)에서 대기 중 발생한 이벤트가 위치정보처리 이벤트이면(407), 자신의 순방향 통행이력을 수정(418)한다.
상기 발생된 이벤트 처리가 완료되면 다시 대기 모드(404)로 들어간다.
도 12은 본 발명인 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치의 차량간 통신시 교환하는 메시지 구조를 나타낸 도면이다.
도 12은 차량간 통신시 교환하는 메시지 구조의 한가지 예를 제시한 것으로 메시지에는 목적지 주소, 발생지 주소, 경유지 주소, 취급 방법, 메시지 형태, 메시지 길이 및 복수개의 데이터 단위가 포함될 수 있다.
데이터 단위는 세부 데이터 수집시간과 위도, 경도, 고도, 차량의 속도 등의 세부 데이터를 포함시킬 수 있다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유효 통신거리가 수백 미터 정도의 단거리전용무선통신 (DSRC)에 관련된 기술분야로 특히 도로상에서 차량에 탑재된 탑재단말장치(OBE)와 노변 기지국과의 일대다(1:N) 통신과 탑재단말장치간의 차량통신이 가능함으로써 통신 무선단말장치분야에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 기지국이나 외부 망의 도움 없이 차량에 탑재된 차량 탑재단말기들 사이의 무선 데이터 통신을 이용하여 정보를 교환하는 통신 무선단말장치에 있어서,
    차량 탑재단말기에 역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 획득된 정보로부터 파생된 정보를 포함하는 데이터를 송수신한 후 수신된 데이터를 이용하여 기존 데이터를 수정하고 저장하는 저장단계와;
    상기 저장된 데이터를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말들에게 전달하는 전달단계와;
    역방향 차선의 차량 탑재단말기로부터 수신된 데이터를 이용하여 기존의 데이터를 수정(Update)하고 이를 역방향 차선에서 새롭게 만나는 다른 차량 탑재단말기들에게 전달한 목적으로 저장하는 업데이트저장단계로 이루어지는 교통 정보교환 방법을 사용하되,
    일대다(1:N) 통신 기지국 및 차량간 무선 통신을 수행하기 위한 알에프모뎀부와,
    상기 알에프모뎀부를 통해 수신된 무선 통신 프레임을 기저대역으로 변복조하기 위한 변복조모뎀부와,
    상기 변복조모뎀부를 통해 수신된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 통신 프레임수신인지를 확인하기 위한 통신프레임수신확인부와,
    상기 통신프레임수신확인부를 통해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국으로부터의 프레임 수신이면 기지국신호출현타이머부를 초기화하기 위한 신호초기화부와,
    정해진 시간 간격마다 시간을 카운팅하기 위한 기지국신호출현타이머부와,
    상기 기지국신호출현타이머부에 카운팅 정보를 제공하기 위한 시간저장부와,
    상기 시간저장부에 의해 정해진 시간 간격마다 정해진 프레임 양 만큼 증가 또는 감소시키기 위한 프레임양변경부와,
    상기 기지국신호출현타이머부에 의해 카운팅 값이 일정 시간에 도달하거나 벗어나면 타이머 상태 값을 차량간 통신 가능 상태로 처리하기 위한 차량간통신상태처리부와,
    상기 통신프레임수신확인부에 의해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국의 프레임 신호 수신이면 일대다(1:N) 통신 기지국과의 정해진 통신 방식에 따라 일대다(1:N) 통신 처리를 수행한 후 무선신호 대기 모드로 처리하기 위한 무선신호대기모드부와,
    상기 통신프레임수신확인부에 의해 확인된 통신 프레임이 일대다(1:N) 통신 기지국의 프레임 신호 수신이 아니면 차량간 통신 프레임의 수신 처리를 수행하기 위한 차량간통신프레임수신처리부와,
    상기 변복조모뎀부를 통하여 텍스트 음성데이터를 수신하면 중앙제어부의 제어에 의해 음성을 합성하기 위한 음성합성부와,
    텍스트 음성 합성에 사용되는 데이터를 저장하기 위한 음성합성데이터저장부와,
    상기 음성합성부에 의해 합성된 음성출력 신호를 스피커부로 송신하기 위한 음성코덱부와,
    상기 음성코덱부를 통해 송신된 음성출력 신호를 재생하기 위한 스피커부와,
    상기 각각의 부와 연결되어 전반적인 제어를 담당하며, 상기 변복조모뎀부에 의해 변복조된 TTS 신호를 처리하기 위한 중앙제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 통신프레임수신확인부는,
    차량간 통신 신호의 통신 패킷 프리엠블과 프레임 동기신호 구조를 기지국 프레임 패킷의 프리엠블과 프레임 동기 신호 구조와 달리하여 구분할 수 있는 것을 특징으로 하는 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙제어부는,
    차량 간 통신 신호의 통신 패킷의 씨알씨(CRC) 또는 에프씨에스(FCS) 계산 방식을 기지국 프레임 패킷의 씨알씨(CRC) 또는 에프씨에스(FCS) 계산 방식과 달리하여 구분하는 것을 특징으로 하는 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 변복조모뎀부는,
    차량간 통신 신호의 변조 방식을 기지국 프레임 패킷의 변조 방식과 달리하여 구분하는 것을 특징으로 하는 단거리전용무선통신과 차량간 통신이 가능한 겸용 통신 무선단말장치.
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