WO2019050065A1 - 하이브리드 v2x 통신 장치 및 그의 통신 방법 - Google Patents

하이브리드 v2x 통신 장치 및 그의 통신 방법 Download PDF

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WO2019050065A1
WO2019050065A1 PCT/KR2017/009818 KR2017009818W WO2019050065A1 WO 2019050065 A1 WO2019050065 A1 WO 2019050065A1 KR 2017009818 W KR2017009818 W KR 2017009818W WO 2019050065 A1 WO2019050065 A1 WO 2019050065A1
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WO
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communication protocol
sch
service
communication
wlan
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/009818
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English (en)
French (fr)
Inventor
백종섭
고우석
Original Assignee
엘지전자(주)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present invention relates to a device for V2X communication and a communication method thereof, and in particular, the present invention relates to a hybrid V2X communication device for transmitting and receiving a service based on a plurality of different communication protocols and a communication method therefor.
  • V2X communication device and its multi-channel operation method.
  • V2X Vehicle to Everything
  • V2X communication Various services can be provided through V2X communication.
  • a plurality of frequency bands have been used to provide various services.
  • reliable communication and delivery of safety service is very important because of the nature of vehicle communication. In particular, it is necessary to prevent channel congestion for multi-channel operation.
  • a communication method of a hybrid V2X communication device that performs communication based on a Wireless Local Area Network (WLAN) V2X communication protocol or a cellular V2X communication protocol according to an embodiment of the present invention, Channel; Receiving service information from the CCH, the service information including SCH (Service Channel) information on which the service is provided, channel access mode information on the SCH channel, and SCH And receiving the service data, wherein the channel access mode information includes mode information indicating whether to provide a service based on at least one of the WLAN V2X communication protocol or the cellular V2X communication protocol in the SCH.
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • the CCH connection and the reception of the service information are performed based on the WLAN V2X communication protocol, and the SCH connection and the reception of the service data correspond to the mode information And thus may be performed based on at least one of the WLAN V2X communication protocol or the cellular V2X communication protocol.
  • the SCH may be assigned to the WLAN V2X communication protocol and the cellular V2X communication protocol based on TDM-based spectrum sharing or based on sensing-based spectrum sharing.
  • the channel connection mode information further includes time slot length information of at least one of the WLAN V2X communication system or the cellular V2X communication system
  • the SCH may be TDM allocated to the WLAN V2X communication protocol and the cellular V2X communication protocol according to the slot length information.
  • the channel connection mode information includes information on whether the service is provided based on the WLAN V2X communication protocol in the SCH, based on the cellular V2X communication protocol Or based on the WLAN V2X communication protocol and the cellular V2X communication protocol.
  • the WLAN V2X communication protocol is implemented based on IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11, and the cellular V2X communication protocol is implemented by 3GPP Generation Partnership Project (E-UTRA) or 5G NR (New Radio).
  • E-UTRA 3GPP Generation Partnership Project
  • 5G NR New Radio
  • a hybrid V2X communication apparatus including: a memory for storing data; An RF unit for transmitting and receiving wireless signals, the RF unit comprising a first transceiver for communicating based on a WLAN (Wireless Local Area Network) V2X communication protocol and a second transceiver for performing communication based on a cellular V2X communication protocol; And a processor for controlling the RF unit, wherein the hybrid V2X communication device is connected to a control channel (CCH) and receives service information from the CCH, the service information including an SCH (Service Channel access mode information for the SCH, and the channel access mode information includes at least one of the WLAN V2X communication protocol, And mode information indicating whether the service is provided based on at least one of the cellular V2X communication protocols.
  • a control channel CCH
  • the service information including an SCH (Service Channel access mode information for the SCH, and the channel access mode information includes at least one of the WLAN V2X communication protocol, And mode information indicating whether the service is provided based on at least
  • the hybrid V2X communication apparatus of the present invention can provide a service by communicating with a heterogeneous communication system.
  • the hybrid V2X communication apparatus of the present invention can receive a service based on channel access mode information included in service information.
  • the hybrid V2X communication device receives the service via WLAN V2X communication or cellular V2X communication based on the mode information.
  • the hybrid V2X communication apparatus can access the channel by using Frequency Division Multiplex (FDM) or Time Division Multiplex (TDM) based on the mode information. Therefore, it is possible to use efficient frequency / time resources based on the importance of service and road environment.
  • FDM Frequency Division Multiplex
  • TDM Time Division Multiplex
  • CCH / SCH can be used simultaneously via FDM.
  • time resources channels can be used based on multiple communication protocols in various TDM methods.
  • FIG. 1 shows a reference architecture of an Intelligent Transport System (ITS) station according to an embodiment of the present invention.
  • ITS Intelligent Transport System
  • FIG. 2 shows an ITS access layer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a multi-channel allocation used in an ITS system operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates a channel coordination mode of a multi-channel operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a hierarchical network configuration of a V2X communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a hierarchical network configuration of a V2X communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a hierarchical network configuration of a V2X communication system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows a protocol stack of a hybrid V2X system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a protocol stack of a hybrid V2X system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows a CA allocation process of a hybrid V2X system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 shows a CA allocation process of a hybrid V2X system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows a channel access mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 shows a CA mode of a hybrid V2X system according to an embodiment of the present invention.
  • Figs. 14 to 21 show respective CA modes shown in Fig.
  • FIG. 22 shows a signaling configuration for supporting a plurality of CA modes of a hybrid V2X system.
  • FIG. 23 shows a WSA transmission / reception operation for providing hybrid V2X configuration information and services required for operation of a hybrid V2X system, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 shows a CA mode according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 shows a CA mode of a hybrid V2X system according to another embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a V2X communication device, wherein the V2X communication device is included in an Intelligent Transport System (ITS) system to perform all or some of the functions of the ITS system.
  • V2X communication devices can communicate with vehicles and vehicles, vehicles and infrastructure, vehicles and bicycles, and mobile devices.
  • the V2X communication device may be abbreviated as a V2X device.
  • the V2X device may correspond to an on-board unit (OBU) of a vehicle or may be included in an OBU.
  • the OBU may also be referred to as OBE (On Board Equipment).
  • the V2X device may correspond to an infrastructure's Road Side Unit (RSU) or may be included in an RSU.
  • RSU may also be referred to as RSE (RoadSide Equipment).
  • the V2X communication device may correspond to an ITS station or may be included in an ITS station. Any OBU, RSU, mobile device, etc. performing V2X communication may be referred to as an ITS station or a
  • FIG. 1 shows a reference architecture of an Intelligent Transport System (ITS) station according to an embodiment of the present invention.
  • ITS Intelligent Transport System
  • two end vehicles / users may communicate a communication network, and such communication may be performed through the function of each layer of the architecture of FIG.
  • a vehicle-to-vehicle message is communicated, in the transmitting vehicle and its ITS system, data is passed through each layer one layer down, and in the receiving vehicle and its ITS system, Lt; / RTI >
  • Lt the transmitting vehicle and its ITS system
  • RTI &gt the description of each layer in the architecture of FIG. 1 is as follows.
  • the application layer can implement and support various use cases.
  • the application may provide road safety, Efficient Traffic Information, and other application information.
  • the facilities layer can support various applications defined at the application layer effectively.
  • the facility layer can perform application support, information support, and session / communication support.
  • the network / transport layer can configure a network for vehicle communication between homogenous and heterogeneous networks by using various transport protocols and network protocols.
  • the network / transport layer can provide Internet access and routing using Internet protocols such as TCP / UDP + IPv6.
  • the network / transport layer may configure the vehicle network using a geographical position based protocol such as Basic Transport Protocol (BTP) / GeoNetworking.
  • BTP Basic Transport Protocol
  • the access layer can transmit the message / data received from the upper layer through the physical channel.
  • the access layer may include an ITS-G5 wireless communication technology based on IEEE 802.11 and / or 802.11p standards based communication technology, a physical transmission technology of the IEEE 802.11 and / or 802.11p standard, a satellite / Data communication based on 2G / 3G / 4G (LTE) / 5G wireless cellular communication technology, broadband terrestrial digital broadcasting technology such as DVB-T / T2 / ATSC, GPS technology, IEEE 1609 WAVE (Wireless Access in Vehicular Environments) / Can support.
  • ITS-G5 wireless communication technology based on IEEE 802.11 and / or 802.11p standards based communication technology
  • a physical transmission technology of the IEEE 802.11 and / or 802.11p standard a satellite / Data communication based on 2G / 3G / 4G (LTE) / 5G wireless cellular communication technology
  • broadband terrestrial digital broadcasting technology such as
  • the ITS architecture may further include a management layer and a security layer.
  • FIG. 2 shows an ITS access layer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the ITS Access Layer of the ITS system shown in Figure 1 in more detail.
  • the access layer of FIG. 2 may include a data link layer, a physical layer, and a layer management.
  • the access layer of FIG. 2 has similar or similar characteristics to the OSI 1 layer (physical layer) and the OSI second layer (data link layer).
  • the Data Link Layer includes a LLC (Logical Link Control) sublayer (LLC sub-layer), a MAC (Medium Access Control) sublayer, and an MCO (Multi-channel operation) sublayer can do.
  • LLC Logical Link Control
  • MAC Medium Access Control
  • MCO Multi-channel operation
  • the physical layer may include a Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) sublayer and a PMD (Physical Medium Access) sublayer.
  • PLCP Physical Layer Convergence Protocol
  • PMD Physical Medium Access
  • the data link layer can convert the physical line between neighboring nodes with noisy (or inter-vehicle) into a communication channel free of transmission errors so that the upper network layer can use it.
  • the data link layer includes a function for transmitting / conveying / transferring a 3-layer protocol, a framing function for grouping the data to be transmitted into packets (or frames) as a transmission unit, a flow for compensating a speed difference between the sending side and the receiving side A flow control function, and a function of detecting transmission errors and correcting or retransmitting them.
  • the data link layer has a function of assigning a sequence number to a packet and an ACK signal in order to avoid confusion of a packet or an ACK signal, and a function of establishing, maintaining, shorting, and transmitting data links between network entities Control function.
  • the data link layer may include a logical link control (LLC) sublayer and a medium access control (MAC) sublayer based on the IEEE 802 standard.
  • LLC logical link control
  • MAC medium access control
  • the main function of the LLC sublayer is to enable the use of several different lower MAC sublayer protocols to enable communication independent of the topology of the network.
  • the MAC sublayer allows multiple vehicles (or nodes or vehicles and peripherals) to control the occurrence of inter-vehicle conflict / contention for shared media usage.
  • the MAC sublayer can format packets delivered from the upper layer to fit the frame format of the physical network.
  • the MAC sublayer can perform addition and identification functions of the sender address / receiver address, carrier detection, collision detection, and fault detection on the physical medium.
  • the physical layer is the lowest layer in the ITS hierarchy and defines the interface between the node and the transmission medium, and performs modulation, coding, and mapping of the transmission channel to the physical channel for bit transmission between the data link layer entities .
  • the physical layer functions to notify the MAC sublayer of whether the wireless medium is busy (busy or idle) through Carrier Sense and CCA (Clear Channel Assessment).
  • the physical layer may include a physical layer convergence protocol (PLCP) sublayer and a physical medium access (PMD) sublayer based on the IEEE standard.
  • PLCP physical layer convergence protocol
  • PMD physical medium access
  • the PLCP sublayer acts as a bridge between the MAC sublayer and the data frame.
  • the PLCP sublayer adds a header to the received data, allowing the MAC sublayer to operate independently of the physical characteristics. Therefore, the PLCP frame can be defined differently in accordance with various other wireless LAN physical layer standards.
  • the main function of the PMD sublayer is to carry a frame received from a PLCP sublayer to a wireless medium according to a carrier / RF modulation (RF modulation) related transmission / reception transmission standard.
  • RF modulation RF modulation
  • Layer management manages and services information related to the operation and security of the access layer. Information and services are communicated and shared bidirectionally through MI (interface between management entity and access layer, or MI-SAP) and SI (interface between security entity and access layer, or SI-SAP). Bidirectional information and service delivery between the access layer and the network / transport layer is performed by IN (or IN-SAP).
  • MI-SAP interface between management entity and access layer
  • SI-SAP interface between security entity and access layer
  • IN or IN-SAP
  • the MCO sublayer may use a plurality of frequency channels to provide various services, such as a non-safety service, and other services other than a safety service and a security service.
  • the MCO sublayer effectively minimizes collision / contention during vehicle-to-vehicle communication on each frequency channel by effectively distributing the traffic load on a particular frequency channel to other channels.
  • FIG. 3 shows a multi-channel allocation used in an ITS system operation according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 (a) shows US spectrum allocation for ITS
  • Figure 3 (b) shows EP spectrum allocation for ITS.
  • the United States and Europe have seven frequencies (each frequency bandwidth: 10 MHz) in the 5.9 GHz band (5.855 to 5.925 GHz).
  • the seven frequencies may include one Control Channel (CCH) and six Service Channels (SCH).
  • CCH Control Channel
  • SCH Service Channels
  • the CCH is assigned to channel number 178 in the United States
  • the CCH is assigned to channel number 180 in Europe, as shown in FIG. 3 (b).
  • the use of the ITS-G63 band is considered in addition to the upper frequency band based on 5.9 GHz for the provision of time-sensitive and data-rich services, and the use of the ITS- Use is being considered.
  • the control channel represents a radio channel used for management frame and / or WAVE message exchange.
  • a WAVE message can be a WSM (WAVE short message).
  • a service channel is a radio channel used for service provision, and represents any channel other than a control channel.
  • the control channel may be used for communication of a Wave Short Message Protocol (WSMP) message or a system management message such as WAVE Service Advertisement (WSA).
  • WSMP Wave Short Message Protocol
  • WSA WAVE Service Advertisement
  • SCH can be used for general-purpose application data communication, and the communication of such general-purpose application data can be coordinated by service-related information such as WSA.
  • the WSA may be referred to as service propagation information below.
  • the WSA may provide information including an announcement of the availability of the application-service.
  • a WSA message may identify and describe a channel that is accessible to application services and services.
  • the WSA may include a header, service information, channel information, and WAVE routing advertisement information.
  • the service advertisement information for the service connection may be a periodic message.
  • Co-operative Awareness Messages may be periodic messages. CAMs can be periodically broadcasted by the facility layer.
  • Decentralized Environmental Notification Messages can be event messages.
  • the event message can be triggered and transmitted by detection of an event.
  • a service message may be sent to manage the session.
  • the event message may include the safety message / information.
  • the service message may include non-secure message / information.
  • the V2X communication device can broadcast a Cooperative Awareness Message (CAM) or a Decentralized Enviriomental Notification Message (DENM).
  • CAM Cooperative Awareness Message
  • DENM Decentralized Enviriomental Notification Message
  • the CAM is distributed in the ITS network and provides information about at least one of the presence, location or communication status of the ITS station.
  • DENM provides information about detected events.
  • the DENM may provide information about any driving situation or event detected by the ITS station.
  • DENM can provide information on situations such as emergency electronic brakes, vehicle accidents, vehicle problems, traffic conditions, and so on.
  • FIG. 4 illustrates a channel coordination mode of a multi-channel operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a channel coordination mode of a multi-channel operation, showing a) continuous mode, b) alternating mode, c) extended mode, and d) immediate mode.
  • the channel coordination mode may indicate how the V2X device connects to the CCH and the SCH.
  • the V2X device can access at least one channel.
  • a single-radio device may monitor the CCH and exchange data (via) in the SCH.
  • the channel interval has to be specified, and Fig. 4 shows this channel interval or time slot allocation.
  • the radio channel alteration may be based on a synchronized interval associated with a common time base.
  • the sync interval may comprise a plurality of time slots.
  • the plurality of time slots may correspond to the CCH interval and the SCH interval.
  • the sync interval may include the CCH interval and the SCH interval.
  • traffic may be exchanged at the CCH.
  • a single-radio device participating in the application-service may switch to the SCH during the SCH interval.
  • Each of the CCH interval and the SCH interval may include a guard interval. Each interval may start with a guard interval.
  • the exchange of multi-channel operational information and safety related service information may be performed on the CCH during the CCH interval.
  • negotiation for information exchange between the service provider and the user may also be performed on the CCH during the CCH interval.
  • the hardware timing operation for channel change of the V2X device may be initiated by a synchronization signal obtained by UTC (Universal Time Coordinated) estimation.
  • Channel synchronization may be performed every 1 PPS (Pulse Per Second) interval based on UTC.
  • FIG. 4 shows a channel coordination method of a multi-channel operation (MCO) described in IEEE 1609.4, wherein a method in which two MAC layers in one physical layer use time division of CCH and alternate channel modes .
  • MCO multi-channel operation
  • the continuous mode is a mode in which each vehicle or all the vehicles operate independently of the time-division reference such as the time slot / CCH interval / SCH interval of FIG.
  • the V2X device can continuously receive multi-channel operation information and safety-related service information or perform information exchange between the service provider and the user at the designated CCH or SCH.
  • (c) Altering mode In change mode, each vehicle or every vehicle receives multi-channel operating information and safety related services / information during the CCH interval or performs a negotiation process for information exchange between service providers / users . In the change mode, each vehicle or every vehicle performs service / information exchange between the service provider and the user during the SCH interval. In change mode, the V2X device can communicate alternately over the CCH and SCH for the set CCH interval and the SCH interval.
  • (d) extended mode In the extended mode, the communication of CCH interval and SCH interval can be performed like a change mode. However, the service / information exchange of the SCH interval can also be performed in the CCH interval. As an embodiment, the V2X device in the extended mode transmits and receives control information during the CCH interval, and when entering the SCH interval, it can maintain the SCH interval until the end of service / information exchange.
  • (e) immediate mode In the immediate mode, the communication of the V2X device can be performed as in the change mode and / or the extended mode. However, the V2X device in the immediate mode can start exchange of information by switching the channel directly to the designated SCH instead of waiting for the end of the CCH interval when negotiation for information exchange is completed during the CCH interval. As shown in FIG. 4, the extended mode and the immediate mode can be used together.
  • information exchange and negotiation for providing multi-channel management information and service can be performed only in the CCH during the CCH interval.
  • negotiation for receiving safety-related services and information or for exchanging information between the service provider and the user may also be performed only in the CCH during the CCH interval.
  • a guard interval may be included between the CCH interval and the SCH interval.
  • the guard interval can secure the time required for the communication device to change the frequency and change the channel.
  • the hardware timer operation can be started by the synchronization signal obtained by UTC (Coordinated Universal Time) estimation.
  • Channel synchronization can be channel synchronized every 1 PPS (Pulse Per Second) interval using UTC as a reference signal.
  • the Sync Interval may include the CCH interval and the SCH interval. That is, one synchronization interval may include two time slots, and each of the CCH interval and the SCH interval may correspond to time slot 0 and time slot 1.
  • the start of the Sync interval can coincide with the beginning of the common time base second.
  • An integer multiple of the sync interval may be included for a one second time period.
  • WAVE Wireless Access in Vehicular Environments
  • cellular V2X refers to a V2X communication method for performing communication using a cellular network such as 2G, 3G, 4G, .
  • cellular V2X communication may be implemented based on Evolved Universal Terrestrial Access (E-UTRA) or 5G NR (New Radio) of 3rd Generation Partnership Project (3GPP).
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Access
  • 5G NR New Radio
  • FIG. 5 illustrates a hierarchical network configuration of a V2X communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) is a block diagram illustrating a hierarchical network configuration logically
  • FIG. 5 (b) is a diagram illustrating an embodiment of a hierarchical in-coverage network configuration.
  • the layer network includes a large-cell base station (BS), a small-cell BS type 1 to 3, and a no small-cell BS, and description of each BS is as follows .
  • a large-cell BS may configure a large-cell cellular network and provide a cellular-V2X service / application using a V2X server.
  • the large-cell BS can provide a cellular-V2X resource pool considering the road conditions in various small-cell networks.
  • an eNB of an LTE (Long Term Evolution) network may correspond to a large-cell BS.
  • Small-cell BS type-1 can configure a small-cell ITS network using only cellular V2X communication.
  • Small-cell BS Type-1 can provide cellular-V2X services / applications via a V2X server within a small-cell.
  • the small-cell BS type-1 operates a channel resource / channel (CA) mode in consideration of the road environment in the small-cell network, based on the cellular-V2X resource pool received from the large-cell BS. )can do.
  • CA channel resource / channel
  • CA-scheduling between WAVE communication and cellular-V2X communication may not be possible since small-cell BS type-1 includes only the cellular-V2X module.
  • a cellular-V2X service can be provided using either a frequency division multiplexing (FDM) scheme or a sensing-based spectrum sharing scheme.
  • FDM frequency division multiplexing
  • the small-cell BS type-2 can configure a small-cell ITS network using only WAVE communication.
  • Small-cell BS type-2 can provide WAVE services / applications through a V2X server within a small-cell. Since the small-cell BS type-2 includes only the WAVE module, it is possible to operate the WAVE CA considering the road situation in the small-cell network, but it is impossible to receive the cellular-V2X resource pool information from the large- have. Therefore, small-cell BS type-2 can provide WAVE services using FDM or sensing-based spectrum sharing.
  • the small-cell BS type-3 can configure a small-cell ITS network using WAVE communication and cellular-V2X communication.
  • Small-cell BS Type-3 can provide hybrid V2X services / applications through a small-cell V2X server. Since the small-cell BS type-3 includes both the WAVE module and the cellular V2X module, the CA mode operation can be performed for the WAVE / cellular-V2X operation operation considering the road environment and the usage scenario in the small-cell ITS network .
  • the small-cell BS type-3 may manage the CR (Channel Resource) to be suitable for hybrid V2X operation using the cellular-V2X resource pool received from the large-cell BS during the assigned CA.
  • Small-cell BS type-3 has features that both FDM and TDM / sensing-based spectrum-sharing CA modes can be operated.
  • Vehicle / V2X devices not included in the small-cell ITS network may be provided with cellular-V2X resources and services from a large-cell BS.
  • FIG. 6 shows a hierarchical network configuration of a V2X communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows an example of a small-cell ITS network configuration provided by small-cell BS type-3, in which a hierarchical network using a small-cell BS type 3 and a highway section gate- Respectively.
  • the first gate unit (Gate-unit 1) is located at the beginning of the highway section.
  • the first gate unit may transmit parameter information necessary for the CA mode or the hybrid V2X system configuration for the cluster operation such as the Platoon / Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC) in the highway entry section.
  • the first gate unit may transmit parameter information necessary for the CA mode and the V2X system configuration for supporting services other than the cluster operation in the highway entrance section.
  • the second gate unit (Gate-unit 2) is located at the end of the highway section.
  • the second gate unit may transmit information for CA mode or hybrid V2X system deconfiguration configured for cluster operation at the highway exit.
  • FIG. 7 illustrates a hierarchical network configuration of a V2X communication system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows an embodiment of a hierarchical out-of-coverage network configuration using a large-cell BS and a small-cell BS type-1/2/3.
  • the base vehicle uses the received Cellular-V2X resource pool information in a large / small-cell network to provide a V2V service suitable for road environment or road operation in a coverage- CA mode can be managed.
  • the base vehicle may correspond to a platoon header / CACC header in a cluster operation.
  • the base vehicle type - 1/2/3 can be configured to effectively operate the hierarchical coverage - outside network using the base vehicle. The description of each base vehicle type is as follows.
  • Base vehicle type-1 can configure a cluster / cluster network using only cellular V2X communications and provide cellular-V2V services / applications within the cluster network.
  • the base vehicle type-1 can operate the cluster network CR / CA mode by considering the road environment / road operation based on the cellular-V2X resource pool received from the large / small-cell network. Since base vehicle type-1 includes only cellular V2X modules, CA scheduling between WAVE and cellular-V2V may not be possible.
  • Base vehicle type-1 can provide cellular-V2V service through FDM or sensing-based spectrum sharing.
  • the base vehicle type-2 constitutes a cluster network using only WAVE communication, and provides a WAVE service / application in the cluster network.
  • the base vehicle type-2 can not receive the cellular-V2X resource pool information from the large-cell / small-cell BS, so CA scheduling between WAVE communication and cellular-V2V communication considering road environment / road operation is impossible and only WAVE CA can do.
  • Base Vehicle Type-2 can provide WAVE service through FDM or Sensen-based spectrum sharing.
  • the base vehicle type-3 can configure the cluster network using WAVE communication and Cellular-V2X, and can provide WAVE and cellular-V2X services / applications within the cluster network.
  • the base vehicle type-3 can perform CA scheduling between WAVE and cellular V2V in the cluster network by considering road environment / road operation based on the cellular-V2X resource pool received from the large / small-cell network.
  • Base vehicle type 3 may manage the CR to fit into the hybrid V2X using the cellular-V2X resource pool received from the large-cell BS during the assigned CA.
  • Base vehicle type-3 can use both FDM, TDM, and sensing-based spectrum-sharing CA modes.
  • FIG. 8 shows a protocol stack of a hybrid V2X system according to an embodiment of the present invention.
  • the hybrid protocol stack of FIG. 8 includes an upper layer / application layer, an access layer, management for each V2X, a management extension entity for the hybrid V2X, a security / security entity for each V2X, , And a security extension entity for hybrid V2X.
  • the access layer, the networking service layer, the management entity, and the security entity of each V2X system except for the upper layer can be configured independently.
  • the upper layer can act as an administrator for WAVE and Cellular-V2X operations.
  • a facility layer with independent DCC (Decentralized congestion control) profile or transmission parameters between WAVE and Cellular-V2X can be applied.
  • Independent networking services between WAVE and Cellular-V2X can be applied.
  • An independent access layer between WAVE and Cellular-V2X can be applied.
  • a management extension entity and a security extension entity may be added and included in the protocol stack in order to provide functions, an information base, an interface, and control signaling information necessary for providing a hybrid V2X service. have.
  • Management extension entities and security confirmation entities can manage the common functions, interfaces, control signaling, etc. of the management entities and security entities of each V2X system.
  • the protocol stack shown in FIG. 8 includes a management extension entity and a security confirmation entity, so that even when an NR (New Radio) communication / service is added, functions, interfaces, and control signaling information necessary for supporting the hybrid V2X service Can be provided.
  • NR New Radio
  • the upper layer can select the V2X system to provide the service considering the QoS for the V2X application / service.
  • the upper layer may include a common function, a QoS-based decision function, and a facility function that considers each V2X system characteristic. The features of each function are as follows.
  • Common Facility Function Provides functions commonly used for generation and generation of hybrid V2X services / applications regardless of the characteristics of each V2X system.
  • functions such as LDM (Local Dynamic Map), positioning information and the like can be provided.
  • the QoS-based decision function can determine the V2X system to which each service is to be transmitted considering the QoS for the hybrid V2X service / application.
  • Facility functions for each V2X system are the set of functions used to create and generate target services / applications for each V2X system, including the DCC (Decentralized Congestion Control) profile The parameters can be managed and passed to the lower layer.
  • DCC Decentralized Congestion Control
  • the management extension entity that manages CR / CA mode decision and control / interface signaling information for supporting hybrid V2X system has the following features.
  • the management extension entity can store and provide necessary information for configuring a hybrid V2X system for various QoS services / applications and various road environment scenarios through Hybrid Management Information Base (H-MIB) management. And for hybrid V2X systems, you can store and provide the basic system variables needed for each V2X system operation.
  • H-MIB Hybrid Management Information Base
  • the Management Extension Entity can store and allocate the basic CA mode and frequency for transmission of the hybrid V2X service.
  • the management extension entity can store and provide the basic time slot length information required for the operation of each V2X system when configuring a hybrid V2X system.
  • the management extension entity can allocate the frequency to minimize the adjacent channel interference between each V2X system when managing the FDM-based CA mode.
  • Management Extension entities can manage each V2X system to send and receive V2X services / applications with the correct synchronization when managing TDM-based CA mode.
  • Hybrid V2X system CA mode and system configuration variables are set such that: i) the network connection status information about whether it is in a hierarchical in-coverage network or in a hierarchical out-of- , ii) road environment scenarios, iii) transceiver antenna numbers, iv) QoS (signal quality, end-to-end delay, service length and items) for each V2X service can be considered.
  • FIG. 9 shows a protocol stack of a hybrid V2X system according to another embodiment of the present invention.
  • the hybrid V2X system of Figure 9 represents a simplified protocol stack for supporting sensing-based spectrum sharing.
  • the protocol stack of FIG. 9 can be easily implemented by omitting the management extension entity and the security extension entity in the protocol stack of FIG.
  • the hybrid V2X system of FIG. 8 and its protocol stack can be flexibly applied and implemented.
  • FIG. 10 shows a CA allocation process of a hybrid V2X system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows, in terms of a service provider, a CA assignment process.
  • the upper layer selects the V2X system to transmit the service considering the QoS for providing the hybrid V2X service / application and delivers the selected system to the Management Extension Entity (MEE).
  • MEE Management Extension Entity
  • the upper layer may request the MEE to select each V2X system configuration information and CA mode for providing hybrid V2X services / applications.
  • the MEE can determine the V2X system configuration information, the CA mode, and the channel information that satisfy the QoS for providing the service, and can transmit the configuration information to the upper layer. If no determination is made for the channel in the MEE, it may be determined at the network service / access layer management. As an embodiment, the MEE may determine the V2X system configuration information, the CA mode, and the channel information satisfying the QoS for service provision, and may transmit the configuration information to the WME (WAVE Management Entity).
  • WME Wi-Fi Management Entity
  • the upper layer can request the V2X service transfer to WME (WAVE Management Entity) located in each V2X system. Then, the MEE can determine a channel for providing the requested service in the WME, and can transmit the channel allocation information to the WME or an upper layer.
  • WME Wi-Fi Management Entity
  • the WME of each V2X system can set up an access layer for V2X service transmission.
  • the upper layer may request WSA (WAVE Service Advertisement) transmission including V2X service information to the networking service layer and WME of each V2X system.
  • WSA WiFi Service Advertisement
  • the upper layer can deliver WSA data, or WSA content, to the networking services layer of each V2X system.
  • the networking layer / WSMP can generate WSA messages containing WSA content.
  • Each V2X system can send WSA through its own access layer.
  • MEE can manage channel access for hybrid V2X service / application transport.
  • the WSA may be referred to below as service advertisement information or service information.
  • the WSA may provide information including an announcement of the availability of the application-service.
  • a WSA message may identify and describe a channel that is accessible to application services and services.
  • the WSA may include a header, service information, channel information, and WAVE routing advertisement information.
  • the service advertisement information for the service connection may be a periodic message.
  • Co-operative Awareness Messages may be periodic messages. CAMs can be periodically broadcasted by the facility layer.
  • Decentralized Environmental Notification Messages can be event messages.
  • the event message can be triggered and transmitted by detection of an event.
  • a service message may be sent to manage the session.
  • the event message may include the safety message / information.
  • the service message may include non-secure message / information.
  • FIG. 11 shows a CA allocation process of a hybrid V2X system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 shows the CA assignment process in terms of service recipients / consumers.
  • the upper layer may request the MEE to receive the hybrid V2X service / application.
  • the MEE may determine the hybrid V2X system configuration information, the CA mode, and the channel allocation for receiving the requested V2X service, and may transmit the determined system configuration information, CA mode information, and channel allocation information to the upper layer. As an example. The MEE may deliver the determined system configuration information, CA mode information, and channel assignment information to the WME of each V2X system.
  • the networking layer / access layer receives the WSA and delivers the received WSA data to the upper layer. That is, the networking layer processes the WSA received at the access layer and delivers the processed WSA data / content to the upper layer.
  • the upper layer can search for or verify a hybrid V2X service / application that matches the requested service based on the received WSA data / content.
  • the upper layer may request WME of each system to set up an access layer for receiving V2X service (set-up).
  • the upper layer can confirm the hybrid V2X system configuration information, the CA mode, and the used channel received by the WSA, and request the access layer setting based on this information.
  • the upper layer can request a WSA transmission that includes the V2X service information to the networking services layer and WME of each V2X system.
  • MEE can manage channel access to receive accurate hybrid V2X services / applications.
  • the CA mode will be described in more detail below.
  • FIG. 12 shows a channel access mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows a basic CA model for supporting FDM, TDM-based spectrum sharing, and sensing-based spectrum sharing for hybrid V2X system operation.
  • the transceiver supporting the WAVE system / service can use the timeslot for CCH exclusively.
  • transceivers that support the WAVE protocol can communicate on the CCH.
  • any SCH timeslot may comprise sub-slots for multiple V2X system communications.
  • a single transceiver supporting a WAVE system / service during a WAVE slot ii) a single transceiver supporting an NR-V2X-1 system / service during an NR-V2X-1 slot;
  • a single transceiver that supports the NR-V2X-2 system / service over two slots can use the SCH channel.
  • the hybrid V2X system configuration (or V2X multiplexing) feature may vary depending on the definition and combination of each slot from the CA model.
  • the CA multiplexing method is to determine whether the use of WAVE, NR-V2X-1, NR-V2X-2 system in SCH-x (xth SCH) is valid, length of WAVE slot, length of NR- Based spectrum sharing based on a 2-slot length definition, and a sensing-based spectrum sharing.
  • the slot length can only be defined if the use of the V2X system is valid.
  • WAVE system, NR-V2X-1 system and NR-V2X-2 system are mixed with FDM and TDM when WAVE, NR-V2X-1 and NR-V2X- Thereby providing a service.
  • WAVE, NR-V2X-1, and NR-V2X-2 systems are valid and each slot length is zero, services can be provided using sensing-based spectrum sharing.
  • sensing-based spectrum sharing a communication method of a hybrid V2X communication system using FDM, TDM-based spectrum sharing, and sensing-based spectrum sharing will be described.
  • FDM of Hybrid V2X system allows different frequencies to be used between different systems, thus ensuring independence in system operation.
  • FDM has the advantage that each V2X system can be operated simultaneously without restriction on time resources.
  • the operation of a single V2X system with multi-channel operation can increase service operation efficiency, reduce channel congestion problems by data-offloading, and selecting / using low CBR frequency channels.
  • FDM can be multiplexed regardless of the characteristics of each V2X system, and can be easily implemented.
  • TDM-based spectrum sharing of hybrid V2X systems allows channel usage at different times between heterogeneous V2X systems, thereby ensuring independence in system operation.
  • each V2X system can be operated simultaneously without restriction on frequency resources.
  • the sensing-based spectrum sharing of a hybrid V2X system can be given a priority based on the V2X system, not the service type. Priority can be defined to ensure fairness.
  • a WAVE system or an NR-V2X system can be a primary V2X system.
  • the primary system is a V2X system that provides services with the highest priority for specific frequency use.
  • the priority of the frequency use can be defined in advance in consideration of the frequency policy and the like.
  • the primary V2X system can use the specified frequency preferentially. When a particular frequency is used by the second / third V2X system, the primary system may use the channel to access and ignore the other V2X system.
  • a WAVE system or NR-V2X system may be a secondary / second V2X system.
  • the secondary V2X system is a V2X system that has priority over the use of a specific frequency but provides service by sensing frequencies other than the specified frequency. Priorities for use of other frequencies may be defined in advance in consideration of frequency policies and the like.
  • the secondary system should not cause the same / adjacent channel interference to the primary V2X system. In addition, the secondary system should not cause the same / adjacent channel interference and local interference to other secondary systems. If a third V2X system that does not have the highest priority on a particular frequency is using the channel, the secondary system can ignore the third system and access the channel to use the channel.
  • a WAVE system or NR-V2X system can be a third / third V2X system.
  • Third-party V2X systems do not have a top priority for the use of a specific frequency, and provide service by sensing whether or not to use the frequency. Priorities for use of other frequencies may be defined in advance in consideration of frequency policies and the like.
  • a third-party V2X system should not cause the same / adjacent channel interference to the primary / secondary V2X system described above.
  • Third-party V2X systems do not guarantee protection against the same / adjacent channel and local interference to other third-party V2X systems.
  • FIG. 13 shows a CA mode of a hybrid V2X system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 defines and describes eight CA modes using various combinations of WAVE slot, NR-V2X slot-1, and NR-V2X slot-2 in SCH-x use of the basic CA model of FIG.
  • the eight CA modes in FIG. 13 will be described below with reference to the drawings.
  • the CA mode according to the embodiment of the present invention may include at least one of the CA modes shown in FIG. 13, and does not necessarily include all of the CA modes shown in FIG.
  • the information represented by the table of Fig. 13 may be referred to as CA (channel connection) mode information.
  • the WAVE slot is allocated for WLAN V2X communication implemented on the basis of Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11, and the NR-V2X-1 slot and the NR-V2X slot- ) Cellular V2X communications implemented on the basis of Evolved Universal Terrestrial Access (E-UTRA) and cellular V2X communications implemented on a 5G NR (New Radio) basis.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Access
  • 5G NR New Radio
  • Figs. 14 to 21 show respective CA modes shown in Fig.
  • the V2X service may only be provided on the CCH using the WAVE system.
  • service provision using WAVE system is effective in CCH, but service provision using WAVE system, NR V2X-1 system and NR V2X-2 system is not effective in SCH-x.
  • all the time slots can be allocated to the CCH.
  • Fig. 15 shows CA mode-1 in Fig.
  • the hybrid V2X system can provide services in CCH and SCH-x.
  • the service is provided using the WAVE system, and the NR-V2X-1 system and the NR-V2X-2 system are not valid.
  • the V2X service can be provided on the CCH and SCH-x through the WAVE system framework.
  • a V2X communication device including two transceivers can provide services in an FDM manner.
  • the V2X communication device can simultaneously provide services in CCH and SCH-x in the FDM manner.
  • Fig. 16 shows CA mode-2 of Fig.
  • a hybrid V2X system can provide services on the CCH using the WAVE system and services on the SCH-x using the NR-V2X-1 system.
  • the NR-V2X-2 system does not use SHC-x.
  • the V2X service can be provided on the CCH via the WAVE system and on the SCH-x via the NR-V2X-1 system.
  • a V2X communication device including two transceivers can provide services in an FDM manner.
  • the V2X communication device can simultaneously provide services in CCH and SCH-x in the FDM manner.
  • one transceiver included in the V2X communication device can communicate based on the WAVE protocol, and the other one transceiver can communicate based on the cellular communication protocol. That is, a WAVE system equipped with one transceiver and an NR-V2X-1 system equipped with one transceiver can be provided by communicating in the FDM manner.
  • Fig. 17 shows CA mode-3 in Fig.
  • the hybrid V2X system can provide services on the CCH using the WAVE system and can provide services on the SCH-x using the NR-V2X-2 system.
  • the NR-V2X-1 system does not use SHC-x.
  • the V2X service can be provided on the CCH through the WAVE system frame and on the SCH-x via the NR-V2X-2 system.
  • a V2X communication device including two transceivers can provide services in an FDM manner.
  • the V2X communication device can simultaneously provide services in CCH and SCH-x in the FDM manner.
  • one transceiver included in the V2X communication device can communicate based on the WAVE protocol, and the other one transceiver can communicate based on the cellular communication protocol. That is, a WAVE system equipped with one transceiver and an NR-V2X-2 system equipped with one transceiver can be provided by communicating in an FDM manner.
  • FIG. 18 shows CA mode-4 in FIG.
  • the hybrid V2X system can provide services in CCH and SCH-x using the WAVE system, and can provide services in SCH-x using the NR-V2X-1 system.
  • the NR-V2X-2 system does not use SCH-x.
  • the V2X service can be provided at CCH / SCH-x using the WAVE system and at SCH-x using the NR-V2X-1 system.
  • the CA time allowed for WAVE and NR-V2X-1 systems in SCH-x can be defined as the length of WAVE and NR-V2X-1 slots.
  • the WAVE system and the NR-V2X-1 system can provide the service using the FDM and the TDM when the length of the WAVE slot and the NR-V2X-1 slot are not zero.
  • WAVE systems and NR-V2X-1 systems can provide services on SCH-x based on sensing-based spectrum sharing when the WAVE and NR-V2X-1 slots are set to zero length.
  • a V2X communication apparatus including two transceivers can provide a service by communicating with FDM in a TDM manner.
  • One transceiver included in the V2X communication device communicates based on the WAVE protocol, and the other one transceiver can communicate based on the cellular communication protocol.
  • WAVE system with one transceiver and NR-V2X-1 system with one transceiver can communicate in SCH and CCH by communicating by FDM method.
  • the WAVE system with one transceiver and the NR-V2X-1 system with one transceiver can communicate in SCH-x by communicating in TDM manner.
  • FIG. 19 shows CA mode -5 in FIG.
  • the hybrid V2X system can provide services on the CCH using the WAVE system and can provide services on the SCH-x using the NR-V2X-1 system and the NR-V2X-2 system.
  • the WAVE system does not use SCH-x.
  • the V2X service is provided on the CCH using the WAVE system and can be provided on the SCH-x using the NR-V2X-1 system and the NR-V2X-2 system.
  • the CA time allowed for the NR-V2X-1 system and the NR-V2X-2 system at SCH-x can be defined as the length of the NR-V2X-1 and NR-V2X-2 slots.
  • NR-V2X-1 system and NR-V2X-2 system use TDM to perform a service when the NR-V2X-1 slot and the NR-V2X-2 slot have nonzero lengths as shown in FIG. .
  • the NR-V2X-1 system and the NR-V2X-2 system can service in SCH-x based on sensing-based spectrum sharing when the NR-V2X-1 and NR- .
  • a V2X communication apparatus including three transceivers can provide a service by communicating with FDM in a TDM manner.
  • One transceiver included in the V2X communication device communicates based on the WAVE protocol and the other two transceivers can communicate based on the cellular communication protocol.
  • WAVE system with one transceiver, NR-V2X-1 system with one transceiver and NR-V2X-2 system with one transceiver can communicate in SCH and CCH by communicating in FDM mode. have.
  • NR-V2X-1 system with one transceiver and NR-V2X-2 system with one transceiver can communicate in SCH-x by communicating in TDM manner.
  • a hybrid V2X system can provide services in CCH and SCH-x using the WAVE system and services in SCH-x using the NR-V2X-2 system.
  • the NR-V2X-1 system does not use SCH-x.
  • the V2X service is provided in CCH / SCH-x using the WAVE system and can be provided in SCH-x using the NR-V2X-2 system.
  • the CA time allowed for WAVE and NR-V2X-2 systems in SCH-x can be defined as the length of WAVE and NR-V2X-2 slots. As shown in FIG. 13, when the WAVE slot and the NR-V2X-2 slot have a nonzero length, the WAVE system and the NR-V2X-2 system can provide services by communicating using FDM and TDM . WAVE and NR-V2X-2 systems can provide services on SCH-x based on sensing-based spectrum sharing when WAVE and NR-V2X-2 slots are set to zero length.
  • a V2X communication apparatus including two transceivers can provide a service by communicating with FDM in a TDM manner.
  • One transceiver included in the V2X communication device communicates based on the WAVE protocol, and the other one transceiver can communicate based on the cellular communication protocol.
  • WAVE system with one transceiver and NR-V2X-2 system with one transceiver can communicate in SCH and CCH by communicating in FDM manner.
  • a WAVE system with one transceiver and an NR-V2X-2 system with one transceiver can communicate in SCH-x by communicating in TDM manner.
  • FIG. 21 shows CA mode-7 in FIG.
  • the hybrid V2X system uses the WAVE system to provide services in CCH and SCH-x and services in SCH-x using the WAVE system, the NR-V2X-1 system, and the NR-V2X- Can be provided.
  • the V2X service is provided on the CCH using the WAVE system and can be provided on the SCH-x using the WAVE system, the NR-V2X-1 system, and the NR-V2X-2 system.
  • the CA time allowed for the WAVE system, NR-V2X-1 system and NR-V2X-2 system at SCH-x can be defined as the length of the WAVE slot, NR-V2X-1 slot, and NR-V2X- .
  • the WAVE system, the NR-V2X-1 system, and the NR-V2X-2 system, when the length of the WAVE slot, NR-V2X-1 slot and NR- TDM can be used to provide services on SCH-x.
  • WAVE system, NR-V2X-1 system, and NR-V2X-2 system are based on sensing-based spectrum sharing when the length of WAVE system, NR-V2X-1 slot and NR- To provide services in SCH-x.
  • a V2X communication device including three transceivers can provide a service by communicating with FDM in a TDM manner.
  • One transceiver included in the V2X communication device communicates based on the WAVE protocol and the other two transceivers can communicate based on the cellular communication protocol.
  • WAVE system with one transceiver, NR-V2X-1 system with one transceiver and NR-V2X-2 system with one transceiver can communicate in SCH and CCH by communicating in FDM mode. have.
  • the NR-V2X-1 system with one transceiver, the NR-V2X-1 system with one transceiver, and the NR-V2X-2 system with one transceiver communicate with each other in TDM manner to provide services at SCH-x can do.
  • a WAVE transceiver may be connected to a default (defalut) CCH for WAVE based safety / safety message transmission.
  • the LTE-V2X transceiver may be connected to any SCH-x for LTE-V2X-based safety / safety message transmission.
  • the 5G-V2X transceiver may be connected to any SCH-x for 5G-V2X-based safety / safety message transmission.
  • FIG. 22 shows a signaling configuration for supporting a plurality of CA modes of a hybrid V2X system.
  • FIG. 22 shows CA mode information indicating the CA mode related information described with reference to FIG. 13 to FIG.
  • the fields included in the CA mode information will be described below.
  • the mode selection information can be composed of 3 bits and can indicate the presence or absence of an optional field. As an embodiment, the following contents can be indicated according to the bit value. However, the bit value is only an example, and the embodiment is not limited to a specific bit value.
  • the mode selection information may be referred to as mode information.
  • the mode information may indicate the communication system on which the service is provided.
  • Bit 0 '1'b: Indicates that the "WAVE slot" field is followed. It may also indicate that service provision using the WAVE system in SCH-x is valid.
  • Bit 1 '1'b: Indicates that the "NR-V2X-1 Slot" field is followed. It may also indicate that service provision using the NR-V2X-1 system at SCH-x is valid.
  • Bit 2 '1'b: Indicates that the "NR-V2X-2 Slot" field is followed. It may also indicate that service provision using the NR-V2X-2 system at SCH-x is valid.
  • the optional variable field is a variable bit field that indicates the CA time allowed for each V2X system.
  • the time can be in ms.
  • the WAVE slot length is indicated as 'A' time
  • NR-V2X-1 slot length is indicated as 'B' time
  • NR-V2X-2 slot length is indicated as 'C' A + B + C.
  • the mode information may be indicated by NR-V2X without signaling NR-V2X-1 and NR-V2X-2 separately.
  • FIG. 23 shows a WSA transmission / reception operation for providing hybrid V2X configuration information and services required for operation of a hybrid V2X system, according to an embodiment of the present invention.
  • the WSA may include at least one of hybrid V2X service information, V2X system configuration / type information constituting a hybrid V2X system, parameter information for each V2X system configuration, and CA mode information / management information required for hybrid V2X operation.
  • the WSA may be transmitted in CCH or SCH-x.
  • the WSA generated through the WAVE system can be transmitted via a secure message and contention.
  • the WSA generated through each V2X system can be transmitted within that slot.
  • the WSA may have a higher priority than the service provided and may be transmitted at the beginning of the slot.
  • the receiving side can acquire the WSA at an arbitrary time.
  • the receiver can receive the WSA at the beginning of each V2X timeslot.
  • FIG. 24 shows a CA mode according to another embodiment of the present invention.
  • an NR-V2X system may include the NR-V2X-1 system and the NR-V2X-2 system described above.
  • the multiplexing method is based on FDM, TDM-based spectrum sharing, and sensing-based sharing based on the definition of WAVE system in SCH-x, validity of use of NR- V2X system and WAVE slot length, NR- Can be defined as spectrum sharing.
  • the slot length can only be defined if the use of the V2X system is valid. WAVE system and NR-V2X system are valid, and WAVE slot length and NR-V2X slot length have a value other than '0', WAVE system and NR-V2X system provide service using FDM and TDM . If the WAVE system and the NR-V2X system are valid, and the WAVE slot length and the NR-V2X slot length have a value of '0', the WAVE system and the NR-V2X system will provide services through sensing-based spectrum sharing .
  • FIG. 25 shows a CA mode of a hybrid V2X system according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 25 defines and describes four CA modes using various combinations of WAVE slots and NR-V2X slots in the use of SCH-x of the basic CA model of Fig.
  • a WAVE slot is allocated for WLAN V2X communication implemented on the basis of Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11, and an NR-V2X slot is allocated for 3GPP (Evolved Universal Terrestrial (3GPP) Access), or cellular V2X communications implemented on a 5G NR (New Radio) basis.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • 3GPP Evolved Universal Terrestrial
  • 5G NR New Radio
  • CA mode-0 the V2X service may only be provided on the CCH using the WAVE system.
  • service provision using WAVE system is effective in CCH, but service provision using WAVE system and NR V2X system is not effective in SCH-x.
  • all the time slots can be allocated to the CCH.
  • the V2X service may only be provided on the CCH using the WAVE system.
  • service provision using WAVE system is effective in CCH, but service provision using WAVE system and NR V2X system is not effective in SCH-x. All timeslots can be assigned to the CCH.
  • the hybrid V2X system can provide services in CCH and SCH-x.
  • the service is provided using the WAVE system, and the NR-V2X system is not available.
  • the V2X service can be provided on the CCH and SCH-x through the WAVE system framework.
  • a V2X communication device including two transceivers can provide services in an FDM manner.
  • V2X communication apparatuses can simultaneously provide services in CCH and SCH-x by communicating in FDM manner.
  • the hybrid V2X system can provide services on the CCH using the WAVE system, and can provide services on the SCH-x using the NR-V2X system.
  • the WAVE system does not use SHC-x.
  • the V2X service can be provided at the CCH via the WAVE system and at the SCH-x via the NR-V2X system.
  • a V2X communication apparatus including two transceivers can provide a service by communicating in an FDM manner.
  • the V2X communication device can simultaneously provide services in CCH and SCH-x in the FDM manner.
  • one transceiver included in the V2X communication device can communicate based on the WAVE protocol, and the other one transceiver can communicate based on the cellular communication protocol. That is, a WAVE system equipped with one transceiver and an NR-V2X system equipped with one transceiver can be provided by communicating in the FDM manner.
  • a hybrid V2X system can provide services in CCH and SCH-x using the WAVE system and services in SCH-x using the NR-V2X system.
  • the V2X service can be provided at CCH / SCH-x using the WAVE system and at SCH-x using the NR-V2X system.
  • the CA time allowed for the WAVE system and the NR-V2X system at SCH-x can be defined as the WAVE slot length and the NR-V2X slot length.
  • WAVE and NR-V2X systems can provide services using FDM and TDM if the WAVE and NR-V2X slots have non-zero lengths.
  • WAVE and NR-V2X systems can provide services on SCH-x based on sensing-based spectrum sharing when the WAVE and NR-V2X slots are set to zero length.
  • a V2X communication device including two transceivers can provide a service by communicating with FDM in a TDM manner.
  • One transceiver included in the V2X communication device communicates based on the WAVE protocol, and the other one transceiver can communicate based on the cellular communication protocol.
  • WAVE system with one transceiver and NR-V2X system with one transceiver can provide service in SCH and CCH by FDM method.
  • the WAVE system with one transceiver and the NR-V2X-1 system with one transceiver can communicate in SCH-x by communicating in TDM manner.
  • 26 shows a method of operating a V2X system in a highway environment according to an embodiment of the present invention.
  • the platoon and surrounding areas communicate using the WAVE system.
  • the LTE-V2X system can be applied to services between platoon members.
  • the LTE-V2X system can also be applied to services between platoon heads and platoon members.
  • the WAVE system can be applied to services between platoon members and surrounding lanes.
  • the Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC) vehicle group and nearby vehicles can communicate using the WAVE system.
  • CACC Cooperative Adaptive Cruise Control
  • the 5G-V2X system can be applied.
  • the 5G-V2X system can be applied.
  • the WAVE system may be applied to services between CACC members and surrounding charters.
  • FIG. 27 shows a hybrid V2X communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 shows a block diagram of a hybrid V2X communication device according to an embodiment of the present invention, wherein the hybrid V2X communication device may be referred to as a V2X communication device.
  • the V2X communication device 27000 may include a memory 27010, a processor 27020, and an RF unit 27030.
  • the V2X communication device may be an OBU (On Board Unit) or an RSU (Road Side Unit), or may be included in an OBU or an RSU.
  • the V2X communication device may be included in the ITS station or may correspond to the ITS station.
  • RF unit 27030 may be coupled to processor 27020 to transmit / receive radio signals.
  • the RF unit 27030 can upconvert the data received from the processor 27020 to the transmission / reception band and transmit the signal.
  • the RF unit can implement the operation of the access layer.
  • the RF unit may implement the operation of the physical layer included in the access layer, or may further implement the operation of the MAC layer.
  • the RF unit may comprise a plurality of sub-RF units for communicating in accordance with a plurality of communication protocols.
  • Processor 27020 may be coupled to RF unit 27030 to implement the operation of layers according to the ITS system or the WAVE system. Processor 27020 may be configured to perform operations in accordance with various embodiments of the present invention in accordance with the above figures and description. Also, at least one of the modules, data, programs, or software that implement the operation of the V2X communication device 27000 according to various embodiments of the invention described above may be stored in the memory 27010 and executed by the processor 27020 have.
  • Memory 27010 is coupled to processor 27020 to store various information for driving processor 27020.
  • Memory 27010 may be internal to processor 27020 or external to processor 27020 and may be coupled to processor 27020 by known means.
  • the memory may include a secure / non-secure storage device, or may be included in a secure / non-secure storage device. Depending on the embodiment, the memory may be referred to as a secure / non-secure storage device.
  • V2X communication device 27000 of FIG. 27 may be implemented such that the various embodiments of the present invention described above are applied independently or two or more embodiments are applied together.
  • the RF unit may comprise two transceivers or three transceivers.
  • the RF unit comprises a transceiver for performing communication in accordance with the WLAN V2X communication protocol based on Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 and an Evolved Universal Terrestrial Access (LTE / E-UTRA) 5G And a transceiver that performs communication according to a cellular V2X communication protocol based on NR (New Radio).
  • a transceiver for LTE communication and a transceiver for 5G NR communication may be separately provided.
  • the V2X communication device connects to the control channel (S28010).
  • the V2X communication device can access the CCH based on the WLAN V2X communication protocol.
  • the V2X communication apparatus can receive the service information (S28020).
  • the V2X communication device can receive service information from the CCH.
  • the V2X communication apparatus may receive the service information in the SCH as shown in FIG. In this case, the V2X communication apparatus further includes connecting to the corresponding service channel.
  • the service information may include information on the SCH provided with the service, and channel access mode information on the SCH channel.
  • the information on the SCH may include channel number information.
  • the channel access mode information may indicate a CA mode, an available V2X service, a slot length, an attribute, and the like as described with reference to FIG. 13 to FIG.
  • the channel access mode information may include mode information indicating whether to provide a service based on at least one of a WLAN V2X communication protocol or a cellular V2X communication protocol in the SCH.
  • the V2X communication device can access the service channel and receive the service data (S28030).
  • the V2X communication apparatus can access the channel and receive the service data as described with reference to FIGS.
  • the CCH connection and service information reception is performed based on the WLAN V2X communication protocol
  • the SCH connection and service data reception may be performed based on at least one of the WLAN V2X communication protocol or the cellular V2X communication protocol, have.
  • SCH access and service data reception is performed based on the WLAN V2X communication protocol and the cellular V2X communication protocol in accordance with the mode information, the SCH may perform WLAN V2X communication based on TDM-based spectrum sharing or based on sensing- Protocol and the cellular V2X communication protocol.
  • the channel access mode information may further include time slot length information of at least one of a WLAN V2X communication system or a cellular V2X communication system.
  • the SCH may be TDM allocated to the WLAN V2X communication protocol and the cellular V2X communication protocol according to the slot length information.
  • the channel access mode information may indicate whether the service is provided based on a WLAN V2X communication protocol, a cellular V2X communication protocol, a WLAN V2X communication protocol and a cellular V2X communication protocol at the SCH.
  • the WLAN V2X communication protocol is implemented based on Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11, and the cellular V2X communication protocol is implemented by Evolved Universal Terrestrial Access (E-UTRA) or 5G NR ). ≪ / RTI >
  • Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like for performing the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory is located inside or outside the processor and can exchange data with the processor by various means already known.
  • the present invention is used in a range of vehicle communications.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

WLAN(Wireless Local Area Network) V2X 통신 프로토콜 또는 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 통신을 수행하는 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법이 개시된다. 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법은, CCH(Control Channel))에 접속하는 단계; 상기 CCH에서 서비스 정보를 수신하는 단계; 및 상기 채널 접속 모드 정보에 기초하여 SCH에 접속 및 서비스 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.

Description

하이브리드 V2X 통신 장치 및 그의 통신 방법
본 발명은 V2X 통신을 위한 장치 및 그의 통신 방법에 대한 것으로, 특히 본 발명은 복수의 상이한 통신 프로토콜에 기초하여 서비스를 송수신하는 하이브리드 V2X 통신 장치 및 그의 통신 방법에 대한 것이다.
수행하는 V2X 통신 장치 및 그의 멀티 채널 운용 방법에 대한 것이다.
최근 차량(vehicle)은 기계 공학 중심에서 전기, 전자, 통신 기술이 융합된 복합적인 산업 기술의 결과물이 되어 가고 있으며, 이러한 면에서 차량은 스마트카라고도 불린다. 스마트카는 운전자, 차량, 교통 인프라 등을 연결하여 교통 안전/복잡 해소와 같은 전통적인 의미의 차량 기술뿐 아니라 다양한 사용자 맞춤형 이동 서비스를 제공하게 되었다. 이러한 연결성은 V2X(Vehicle to Everything) 통신 기술을 사용하여 구현될 수 있다.
V2X 통신을 통해 다양한 서비스가 제공될 수 있다. 또한, 다양한 서비스를 제공하기 위해 복수의 주파수 대역을 사용하게 되었다. 이러한 환경에서도 차량 통신의 특성상 안전 서비스의 신뢰도 높은 전달 및 제공은 매우 중요한 문제이다. 특히, 멀티 채널 운용(operation)을 위한 채널 혼잡 방지가 필요하다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 WLAN(Wireless Local Area Network) V2X 통신 프로토콜 또는 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 통신을 수행하는 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법은, CCH(Control Channel)에 접속하는 단계; 상기 CCH에서 서비스 정보를 수신하는 단계로서, 상기 서비스 정보는 상기 서비스가 제공되는 SCH(Service Channel) 정보, 상기 SCH 채널에 대한 채널 접속 모드 정보를 포함하고, 및 상기 채널 접속 모드 정보에 기초하여 SCH에 접속 및 서비스 데이터를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 채널 접속 모드 정보는 상기 SCH에서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 또는 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜 중 적어도 하나에 기초한 서비스 제공 여부를 지시하는 모드 정보를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법에 있어서, 상기 CCH 접속 및 상기 서비스 정보 수신은 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜에 기초하여 수행되고, 상기 SCH 접속 및 상기 서비스 데이터 수신은 상기 모드 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 또는 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법에 있어서, 상기 SCH 접속 및 상기 서비스 데이터 수신이 상기 모드 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 수행되는 경우, 상기 SCH은 TDM 기반 스펙트럼 공유에 기초하여 또는 센싱-기반 스펙트럼 공유에 기초하여 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에게 할당될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법에 있어서, 상기 채널 접속 모드 정보는, 상기 WLAN V2X 통신 시스템 또는 상기 셀룰러 V2X 통신 시스템 중 적어도 하나의 시간 슬롯 길이 정보를 더 포함하고, 상기 SCH는 상기 슬롯 길이 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에게 TDM 할당될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법에 있어서, 상기 채널 접속 모드 정보는, 상기 서비스가 상기 SCH에서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지, 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지, 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법에 있어서, 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11에 기초하여 구현되고, 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Access) 또는 5G NR(New Radio)에 기초하여 구현될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 통신 장치는, 데이터를 저장하는 메모리; 무선 신호를 송수신하는 RF 유닛으로서, 상기 RF 유닛은 WLAN(Wireless Local Area Network) V2X 통신 프로토콜에 기초하여 통신하는 제 1 트랜스시버 및셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 통신을 수행하는 제 2 트랜스시버를 포함하고; 및 상기 RF 유닛을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 하이브리드 V2X 통신 장치는, CCH(Control Channel))에 접속하고, 상기 CCH에서 서비스 정보를 수신하며, 상기 서비스 정보는 상기 서비스가 제공되는 SCH(Service Channel) 정보, 상기 SCH 채널에 대한 채널 접속 모드 정보를 포함하고, 및 상기 채널 접속 모드 정보에 기초하여 SCH에 접속 및 서비스를 수신하고, 상기 채널 접속 모드 정보는 상기 SCH에서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 또는 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜 중 적어도 하나에 기초하여 상기 서비스가 제공되는지 여부를 지시하는 모드 정보를 포함한다.
본 발명의 하이브리드 V2X 통신 장치는 이종 통신 시스템과 통신을 수행함으로써 서비스를 제공할 수 있다. 특히 본 발명의 하이브리드 V2X 통신 장치는 서비스 정보에 포함된 채널 접속 모드 정보에 기초하여 서비스를 수신할 수 있다. 하이브리드 V2X 통신 장치는 모드 정보에 기초하여 WLAN V2X 통신 또는 셀룰러 V2X 통신으로 서비스를 수신한다.
하이브리드 V2X 통신 장치는 모드 정보에 기초하여 FDM(Frequency Division Multiplex), TDM(Time Division Multiplex)으로 채널에 접속할 수 있다. 따라서 서비스의 중요도, 도로 환경 등에 기초하여 효율적인 주파수/시간 자원 사용이 가능하다. 주파수 자원의 측면에서, FDM을 통해 CCH/SCH가 동시에 사용될 수 있다. 시간 자원 측면에서, 다양한 TDM 방법으로 복수의 통신 프로토콜에 기초하여 채널이 사용될 수 있다.
본 발명에 대해 더욱 이해하기 위해 포함되며 본 출원에 포함되고 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 원리를 설명하는 상세한 설명과 함께 본 발명의 실시예를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ITS(Intelligent Transport System) 스테이션의 레퍼런스 아키텍처를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 ITS 액세스 레이어를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ITS 시스템 운용(operation)에 사용되는 다중 채널 배치(allocation)을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 운용(multi-channel operation)의 채널 코디네이션(channel coordination) 모드를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 V2X 통신 시스템의 계층 네트워크 구성을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 통신 시스템의 계층 네트워크 구성을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 V2X 통신 시스템의 계층 네트워크 구성을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 프로토콜 스택을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 프로토콜 스택을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 CA 할당 프로세스를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 CA 할당 프로세스를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 모드를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 CA 모드를 나타낸다.
도 14 내지 도 21은 도 13에서 나타낸 각각의 CA 모드를 나타낸다.
도 22는 하이브리드 V2X 시스템의 복수의 CA 모드들을 지원히기 위한 시그널링 구성을 나타낸다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른, 하이브리드 V2X 시스템의 운용에 요구되는 하이브리드 V2X 구성 정보 및 서비스를 제공하는 WSA 송수신 동작을 나타낸다.
도 24는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 CA 모드를 나타낸다.
도 25는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 CA 모드를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구체적으로 설명하며, 그 예는 첨부된 도면에 나타낸다. 첨부된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명은 본 발명의 실시예에 따라 구현될 수 있는 실시예만을 나타내기보다는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 것이다. 다음의 상세한 설명은 본 발명에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 세부 사항을 포함하지만, 본 발명이 이러한 세부 사항을 모두 필요로 하는 것은 아니다. 본 발명은 이하에서 설명되는 실시예들은 각각 따로 사용되어야 하는 것은 아니다. 복수의 실시예 또는 모든 실시예들이 함께 사용될 수 있으며, 특정 실시예들은 조합으로서 사용될 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 대부분의 용어는 해당 분야에서 널리 사용되는 일반적인 것들에서 선택되지만, 일부 용어는 출원인에 의해 임의로 선택되며 그 의미는 필요에 따라 다음 설명에서 자세히 서술한다. 따라서 본 발명은 용어의 단순한 명칭이나 의미가 아닌 용어의 의도된 의미에 근거하여 이해되어야 한다.
본 발명은 V2X 통신 장치에 대한 것으로, V2X 통신 장치는 ITS(Intelligent Transport System) 시스템에 포함되어, ITS 시스템의 전체 또는 일부 기능들을 수행할 수 있다. V2X 통신 장치는 차량과 차량, 차량과 인프라, 차량과 자전거, 모바일 기기 등과의 통신을 수행할 수 있다. V2X 통신 장치는 V2X 장치라고 약칭될 수도 있다. 실시예로서 V2X 장치는 차량의 온보드유닛(OBU; On Board Unit)에 해당하거나, OBU에 포함될 수도 있다. OBU는 OBE(On Board Equipment)라고 치칭될 수도 있다. V2X 장치는 인프라스트럭처의 RSU(Road Side Unit)에 해당하거나, RSU에 포함될 수도 있다. RSU는 RSE(RoadSide Equipment)라고 지칭될 수도 있다. 또는, V2X 통신 장치는 ITS 스테이션에 해당하거나, ITS 스테이션에 포함될 수 있다. V2X 통신을 수행하는 임의의 OBU, RSU 및 모바일 장비 등을 모두 ITS 스테이션 또는 V2X 통신 장치라고 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ITS(Intelligent Transport System) 스테이션의 레퍼런스 아키텍처를 나타낸다.
도 1의 아키텍처에서, 2개의 종단 차량/사용자가 통신 네트워크를 통신할 수 있으며, 이러한 통신은 도 1의 아키텍처의 각 레이어의 기능을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 차량간 메세지가 통신되는 경우, 송신 차량 및 그의 ITS 시스템에서는 한 레이어씩 아래로 각 레이어을 통과하여 데이터가 전달되고, 수신 차량 및 그의 ITS 시스템에서는 한 레이어씩 위로 각 레이어를 통과하여 데이터가 전달될 수 있다. 도 1의 아키텍처의 각 레이어에 대한 설명은 아래와 같다.
어플리케이션(application) 레이어: 어플리케이션 레이어는 다양한 사용예(use case)를 구현 및 지원할 수 있다. 예를 들면, 어플리케이션은 도로 안전(Road Safety), 효율적 교통 정보(Efficient Traffic Information), 기타 애플리케이션 정보(Other application)를 제공할 수 있다.
퍼실리티(facilities) 레이어: 퍼실리티 레이어는 어플리케이션 레이어에서 정의된 다양한 사용예를 효과적으로 실현할 수 있도록 지원할 수 있다. 예를 들면, 퍼실리티 레이어는 어플리케이션 지원(application support), 정보 지원(information support), 세션/통신 지원(session/communication support)을 수행할 수 있다.
네트워크 및 트랜스포트(Networking & Transport) 레이어: 네트워크/트랜스포트 레이어는 다양한 트랜스포트 프로토콜 및 네트워크 프로토콜을 사용함으로써 동종(homogenous)/이종(heterogeneous) 네트워크 간의 차량 통신을 위한 네트워크를 구성할 수 있다. 예를 들면, 네트워크/트랜스포트 레이어는 TCP/UDP+IPv6 등 인터넷 프로토콜을 사용한 인터넷 접속과 라우팅을 제공할 수 있다. 또는, 네트워크/트랜스포트 레이어는 BTP(Basic Transport Protocol)/지오네트워킹(GeoNetworking) 등 지정학적 위치 정보(Geographical position) 기반 프로토콜을 사용하여 차량 네트워크를 구성할 수 있다.
액세스(Access) 레이어: 액세스 레이어는 상위 레이어에서 수신한 메세지/데이터를 물리적 채널을 통해 전송할 수 있다. 예를 들면, 액세스 레이어는 IEEE 802.11 및/또는 802.11p 표준 기반 통신 기술, IEEE 802.11 및/또는 802.11p 표준의 피지컬 전송 기술에 기초하는 ITS-G5 무선 통신 기술, 위성/광대역 무선 이동 통신을 포함하는 2G/3G/4G(LTE)/5G 무선 셀룰러 통신 기술, DVB-T/T2/ATSC 등 광대역 지상파 디지털 방송 기술, GPS 기술, IEEE 1609 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 기술 등에 기초하여 데이터 통신을 수행/지원할 수 있다.
ITS 아키텍처는 추가로 매니지먼트(Management) 레이어 및 시큐리티(security) 레이어를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 ITS 액세스 레이어를 나타낸다.
도 2는 도 1에서 나타낸 ITS 시스템의 액세스 레이어(ITS Access Layer)를 더 상세히 나타낸다. 도 2의 액세스 레이어는 데이터 링크 레이어(Data Link Layer), 피지컬 레이어(Physical Layer) 및 레이어 매니지먼트(Layer Management)를 포함할 수 있다. 도 2의 액세스 레이어는 OSI 1 레이어(피지컬 레이어) 및 OSI 제 2 레이어(데이터 링크 레이어)와 유사 또는 동일한 특징을 갖는다.
데이터 링크 레이어(Data Link Layer)는 LLC(Logical Link Control) 서브레이어(LLC sub-layer), MAC(Medium Access Control) 서브레이어(MAC sub-layer) 및 MCO(Multi-channel operation) 서브레이어를 포함할 수 있다. 피지컬 레이어는 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol) 서브레이어 및 PMD(Physical Medium Access) 서브레이어를 포함할 수 있다.
데이터 링크 레이어는 잡음이 있는 인접 노드간 (또는 차량간)의 물리적인 회선을 상위 네트워크계층이 사용할 수 있도록 전송 에러가 없는 통신 채널로 변환시킬 수 있다. 데이터 링크 레이어는 3-레이어 프로토콜을 전송/운반/전달하는 기능, 전송할 데이터를 전송단위로서의 패킷(또는 프레임)으로 나누어 그룹화하는 프레이밍 (Framing) 기능, 보내는 측과 받는 측간의 속도차를 보상하는 흐름제어 (Flow Control) 기능, 전송 오류를 검출하고 이것을 수정 또는 재전송하는 기능 등을 수행한다. 또한, 데이터 링크 레이어는 패킷이나 ACK 신호를 잘못 혼동하는 것을 피하기 위해 패킷과 ACK 신호에 시퀀스 번호(sequence number)를 부여하는 기능, 그리고 네트워크 엔티티 간에 데이터 링크의 설정, 유지, 단락 및 데이타 전송 등을 제어하는 기능을 수행한다. 나아가 이러한 데이터 링크 레이어는 IEEE 802 표준에 근거하여 LLC(logical link control) 서브레이어 및 MAC(medium access control) 서브레이어를 포함할 수 있다.
LLC 서브레이어의 주요 기능은 여러 상이한 하위 MAC 서브레이어 프로토콜을 사용할 수 있게 하여 망의 토폴로지에 관계없는 통신이 가능토록 하는 것이다.
MAC 서브레이어는 여러 차량(또는 노드들 또는 차량과 주변 기기들)들이 공유 매체 사용에 대한 차량 간 충돌/경합 발생을 제어할 수 있다. MAC 서브레이어는 상위 레이어에서 전달된 패킷을 물리적인 네트워크의 프레임 포맷에 맞도록 포매팅할 수 있다. MAC 서브레이어는 송신자 주소/수신자 주소의 부가 및 식별 기능, 반송파 검출, 충돌 감지, 물리 매체 상의 장애 검출을 수행할 수 있다.
피지컬 레이어: 피지컬 레이어는 ITS 계층 구조상의 최하위 계층으로 노드와 전송매체 사이의 인터페이스를 정의하고, 데이터 링크 계층 엔터티 간의 비트 전송을 위해 변조, 코딩, 전송 채널의 물리 채널로의 매핑을 수행할 수 있다. 또한, 피지컬 레이어는 반송파 감지(Carrier Sense), 빈 채널 평가(CCA: Clear Channel Assessment)를 통해 무선매체가 사용 중인지 여부(busy 또는 idle)를 MAC 부계층에게 알려는 기능을 수행한다. 나아가 이러한 피지컬 레이어는 IEEE 표준에 근거하여 PLCP(physical layer convergence protocol) 서브레이어 및 PMD(physical medium access) 서브레이어를 포함할 수 있다.
PLCP 서브레이어는 MAC 서브레이어와 데이터 프레임을 연결하는 역할을 수행한다. PLCP 서브레이어는 수신 데이터에 헤더를 덧붙임으로써 MAC 서브레이어가 물리적 특성에 관계없이 동작하도록 한다. 따라서, PLCP 프레임은 여러 다른 무선 LAN 물리계층 표준에 따라 그 포맷이 다르게 정의될 수 있다.
PMD 서브레이어의 주요 기능은 PLCP 서브레이어로부터 받은 프레임을 캐리어/RF 변조 (carrier modulation, 또는 RF modulation) 후 송수신 전송 관련 표준에 따라 무선매체에 전송을 수행할 수 있다.
레이어 매니지먼트(layer management)는 액세스 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행한다. 정보 및 서비스는 MI (interface between management entity and access 계층, 또는 MI-SAP) 와 SI (interface between security entity and access 계층, 또는 SI-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. 액세스 계층과 네트워크/트랜스포트 계층간의 양방향 정보 및 서비스 전달은 IN (또는 IN-SAP)에 의해 수행된다.
MCO 서브레이어는 복수의 주파수 채널을 사용하여 안전 서비스(safety service) 및 안전 서비스 이외의 기타 서비스 즉 비-안전 서비스(non-safety service)와 같은 다양한 서비스를 제공할 수 있다. MCO 서브레이어는 특정 주파수 채널에서의 트래픽 가중(traffic load)를 다른 채널로 효과적으로 분산함으로써 각 주파수 채널에서의 차량간 통신 시 충돌/경합을 최소화할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ITS 시스템 운용(operation)에 사용되는 다중 채널 배치(allocation)을 나타낸다.
도 3(a)는 ITS를 위한 US 스펙트럼 배치(allocation)을, 도 3(b)는 ITS를 위한 EP 스펙트럼 배치(allocation)을 나타낸다.
도 3에서, 미국 및 유럽은 5.9GHz 대역(5.855~5.925GHz)에서 7개의 주파수(각 주파수 대역폭: 10MHz)를 갖는다. 7개의 주파수는 1개의 CCH(Control Channel) 및 6개의 SCH(Service Channel)을 포함할 수 있다. 도 3(a)에서와 같이 미국의 경우 CCH가 채널 번호 178에 할당되며, 도 3(b)에서와 같이 유럽의 경우 CCH가 채널번호 180에 할당된다.
유럽의 경우 타임-센서티브(time-sensitive)하며 데이터 용량이 큰 서비스 제공을 위해 5.9 GHz를 기준으로 상위 주파수 대역에 추가적으로 ITS-G63 대역의 사용이 고려되고 있으며, 하위 주파수 대역으로 ITS-G5 대역의 사용이 고려되고 있다. 이러한 환경에서 서비스를 다양한 멀티 채널에 적절하게 할당함으로써 고품질의 서비스를 제공하기 위해, 효율적인 멀티채널 운용 방안의 개발이 필요하다.
컨트롤 채널(CCH)은 매니지먼트 프레임 및/또는 WAVE 메세지 교환에 사용되는 라디오 채널을 나타낸다. WAVE 메세지는 WSM(WAVE short message)가 될 수 있다. 서비스 채널(SCH)은 서비스 제공에 사용되는 라디오 채널로, 컨트롤 채널이 아닌 임의의 채널을 나타낸다. 실시예로서, 컨트롤 채널은 WSMP(Wave Short Message Protocol) 메세지의 통신 또는 WSA(WAVE Service Advertisement)와 같은 시스템 매니지먼트 메세지의 통신에 사용될 수 있다. SCH는 범용(general-purpose) 애플리케이션 데이터 통신에 사용될 수 있으며, 이러한 범용 애플리케이션 데이터의 통신은 WSA와 같은 서비스 관련 정보에 의해 코디네이트될 수 있다.
WSA는 이하에서 서비스 선전 정보로 지칭할 수도 있다. WSA는 애플리케이션-서비스의 가용성의 선언(announcement)를 포함하는 정보를 제공할 수 있다. WSA 메세지는 애플리케이션 서비스 및 서비스가 접속가능한(accessible) 채널을 식별(identify) 및 기술(describe)할 수 있다. 실시예로서, WSA는 헤더, 서비스 정보, 채널 정보 및 WAVE 라우팅 선전 정보를 포함할 수 있다.
서비스 접속을 위한 서비스 선전 정보는 주기적(periodic) 메세지가 될 수 있다. 실시예로서, CAM(Co-operative Awareness Messages)는 주기적 메세지가 될 수 있다. CAM들은 퍼실리티 레이어에 의해 주기적으로 방송될 수 있다.
DENM(Decentralized Environmental Notification Messages)은 이벤트 메세지가 될 수 있다. 이벤트 메세지는 이벤트의 발견(detection)에 의해 트리거링되어 전송될 수 있다. 서비스 메세지는 세션을 매니징하기 위해 전송될 수 있다. 이하의 실시예에서, 이벤트 메세지는 안전 메세지/정보를 포함할 수 있다. 그리고 서비스 메세지는 비-안전 메세지/정보를 포함할 수 있다.
V2X 통신 디바이스는 CAM(Cooperative Awareness Message) 또는 DENM(Decentralized Enviriomental Notification Message)를 방송할 수 있다.
CAM은 ITS 네트워크에서 분배(distribute)되며, ITS 스테이션의 존재(presence), 위치 또는 통신 상태 중 적어도 하나에 대한 정보를 제공한다. DENM은 감지된 이벤트에 대한 정보를 제공한다. DENM은 ITS 스테이션이 감지한 임의의 주행 상황 또는 이벤트에 대한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, DENM은 비상 전자 브레이크 등, 차량 사고, 차량 문제, 교통 컨디션, 등과 같은 상황에 대한 정보를 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 운용(multi-channel operation)의 채널 코디네이션(channel coordination) 모드를 나타낸다.
도 4는 다중채널 운영의 채널 코디네이션 모드로서 (a) 연속(continuous) 모드, (b) 변경(alternating) 모드, (c) 확장(extended) 모드 및 (d) 즉시(immediate) 모드를 나타낸다. 채널 코디네이션 모드는 V2X 장치가 CCH 및 SCH에 접속하는 방법을 지시할 수 있다.
V2X 장치는 적어도 하나의 채널에 액세스할 수 있다. 실시예로서, 단일-라디오 장치는 CCH를 모니터링하고, SCH에서(via) 데이터를 교환할 수 있다. 이런 목적을 위해 채널 인터벌이 명시되어야 하며, 도 4는 이러한 채널 인터벌 즉 타임 슬롯 할당을 나타낸다. 라디오 채널 변경(altering)은 커먼 타임(common time) 베이스와 연관되어 동기화된 인터벌에 기초하여 운영될 수 있다. 동기(sync) 인터벌은 복수의 타임 슬롯을 포함할 수 있다. 그리고 복수의 타임 슬롯은 CCH 인터벌 및 SCH 인터벌에 해당할 수 있다. 이러한 경우, 동기(sync) 인터벌은 CCH 인터벌 및 SCH 인터벌을 포함할 수 있다. CCH 인터벌 동안, 트래픽은 CCH에서 교환될 수 있다. 애플리케이션-서비스에 참여하는 싱글-라디오 장치는 SCH 인터벌 동안 SCH로 스위칭할 수 있다. CCH 인터벌 및 SCH 인터벌 각각은 가드 인터벌을 포함할 수 있다. 각 인터벌은 가드 인터벌로 시작할 수도 있다.
실시예로서, 다중 채널 운용 정보 및 안전 관련 서비스 정보의 교환은 CCH 인터벌 동안 CCH 에서 수행될 수 있다. 또한, 서비스 제공자 및 사용자 간의 정보 교환을 위한 협상은 CCH 인터벌 동안 CCH에서 수행될 수 있다. V2X 장치의 채널 변경을 위한 하드웨어 타이밍 동작은 UTC(Universal Time Coordinated) 추정으로 획득한 동기 신호에 의해 개시될 수 있다. 채널 동기는 UTC에 기초하여 1 PPS(Pulse Per second) 구간마다 수행될 수 있다.
실시예로서, 도 4는 IEEE 1609.4에 기술된 다중채널 운영(MCO)의 채널 코디네이션 방법으로서, 하나의 물리 레이어에서 두개의 MAC 레이어가 시간을 분할하여 CCH 및 각기 다른 채널 모드를 번갈아 사용하는 방법을 나타낸다.
(a)&(b) 연속(continuous) 모드: 연속 모드는 각 차량 또는 모든 차량이 도 4의 타임 슬롯/CCH 인터벌/SCH 인터벌과 같은 시분할 기준과 상관없이 동작하는 모드이다. 연속 모드에서, V2X 장치는 지정된 CCH 또는 SCH에서 지속적으로 다중채널의 운용 정보 및 안전 관련 서비스 정보를 수신하거나 서비스 제공자와 사용자 간의 정보 교환을 수행할 수 있다.
(c) 변경(altering) 모드: 변경 모드에서, 각 차량 또는 모든 차량은 CCH 인터벌 동안 다중 채널의 운용 정보 및 안전 관련 서비스/정보를 수신하거나 서비스 제공자/사용자 간의 정보 교환을 위한 협상 과정을 수행할 수 있다. 변경 모드에서, 각 차량 또는 모든 차량은 SCH 인터벌 동안 서비스 제공자와 사용자 간의 서비스/정보 교환을 수행한다. 변경 모드에서, V2X 장치는 설정된 CCH 인터벌과 SCH 인터벌 동안 교대로 CCH 및 SCH를 통해 통신할 수 있다.
(d) 확장(extended) 모드: 확장 모드에서, CCH 인터벌 및 SCH 인터벌의 통신은 변경 모드와 같이 수행될 수 있다. 다만, SCH 인터벌의 서비스/정보 교환은 CCH 인터벌에서도 수행될 수 있다. 실시예로서, 확장 모드에서의 V2X 장치는 CCH 인터벌 동안 컨트롤 정보를 송수신하고, SCH 인터벌에 진입하면 서비스/정보의 교환이 종료될 때까지 SCH 인터벌을 유지할 수 있다.
(e) 즉시(immediate) 모드: 즉시 모드에서 V2X 장치의 통신은 변경 모드 및/또는 확장 모드에서와 같이 수행될 수 있다. 다만, 즉시 모드에서의 V2X 장치는 CCH 인터벌 동안 정보 교환을 위한 협상이 완료되면 CCH 인터벌의 종료를 기다리는 대신 지정된 SCH로 바로 채널을 스위칭하여 정보 교환을 개시할 수 있다. 도 4에서 나타낸 바와 같이, 확장 모드 및 즉시 모드는 함께 사용될 수 있다.
도 4에서 나타낸 채널 코디네이션 모드들의 경우, 다중 채널의 매니지먼트 정보 및 서비스 제공을 위한 정보 교환 및 협상은 CCH 인터벌 동안 CCH에서만 수행될 수 있다. 안전 관련 서비스 및 정보를 수신하거나 서비스 제공자와 사용자 간의 정보 교환을 위한 협상 또한 CCH 인터벌 동안 CCH에서만 수행될 수 있다.
CCH 인터벌과 SCH 인터벌 사이에 가드 인터벌이 포함될 수 있다. 가드 인터벌은 통신 장치가 주파수 변경 및 채널 변경 시 동기에 필요한 시간을 확보해줄 수 있다. 채널 변경시 하드웨어 타이머 동작은 UTC(Coordinated Universal Time) 추정으로 획득한 동기 신호에 의해 시작될 수 있다. 채널 동기는 UTC를 기준 신호로 하여 1PPS(Pulse Per Second) 구간마다 채널 동기를 맞출 수 있다.
실시예로서, 동기 인터벌(Sync Interval)은 CCH 인터벌 및 SCH 인터벌을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 동기 인터벌은 2개의 타임 슬롯을 포함할 수 있으며, CCH 인터벌 및 SCH 인터벌 각각은 타임슬롯 0 및 타임슬롯 1에 해당할 수 있다. 동기(Sync) 인터벌의 시작은 커먼 타임 기준 초의 시작과 일치할 수 있다. 1초 시간 동안 정수배의 sync 인터벌이 포함될 수 있다.
이하에서는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 통신 및 셀룰러 통신과 같은 복수의 통신 시스템을 사용하여 안전, 비 안전, 인포테인먼트 등 다양한 V2X 서비스를 제공하기 위한 계층(Hierarchical) 네트워크 구조 및 하이브리드 V2X 시스템에 대하여 설명한다. 본 명세서에서, WAVE는 802.11에 기초하여 구현되는 WLAN(Wireless Local Area Network)통신 방법을 지칭하고, 셀룰러 V2X는 2G, 3G, 4G, 5G와 같은 셀룰러 네트워크를 사용하여 통신을 수행하는 V2X 통신 방법을 지칭할 수 있다. 실시예로서, 셀룰러 V2X 통신은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Access) 또는 5G NR(New Radio)에 기초하는 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 V2X 통신 시스템의 계층 네트워크 구성을 나타낸다.
도 5(a)는 계층 네트워크 구성을 논리적으로 도시한 블록도이고, 도 5(b)는 계층적 커버리지-내(in-coverage) 네트워크 구성의 실시예를 도시한 도면이다.
도 5의 실시예에서, 계층 네트워크는 라지-셀 BS(Large-Cell BaseStation), 스몰-셀 BS 타입1~3, 비(no) 스몰-셀 BS를 포함하며, 각 BS에 대한 설명은 아래와 같다.
(1) 라지-셀 기지국(Large-cell BS)
라지-셀 BS는 라지-셀 셀루러 네트워크를 구성하고, V2X 서버를 사용하여 셀룰러-V2X 서비스/어플리케이션을 제공할 수 있다. 또한, 라지-셀 BS는 다양한 스몰-셀 네트워크 내의 도로 상황을 고려하여 셀룰러-V2X 리소스 풀을 제공할 수 있다. 실시예로서, LTE(Long Term Evolution) 네트워크의 eNB가 라지-셀 BS에 해당할 수 있다.
(2) 스몰-셀 BS 타입-1
스몰-셀 BS 타입-1은 셀룰러 V2X 통신만을 사용하여 스몰-셀 ITS 네트워크를 구성할 수 있다. 스몰-셀 BS 타입-1은 스몰-셀 내의 V2X 서버를 통해 셀룰러-V2X 서비스/어플리케이션을 제공할 수 있다. 스몰-셀 BS 타입-1은 라지-셀 BS로부터 수신된 셀룰러-V2X 리소스 풀에 기초하여, 스몰-셀 네트워크 내의 도로 환경을 고려하여 CR(Channel Resource)/CA(Channel Access) 모드를 운용(operate)할 수 있다. 실시예로서, 스몰-셀 BS 타입-1은 셀룰러-V2X 모듈만을 포함하므로 WAVE 통신과 셀룰러-V2X 통신 간의 CA 스케줄링은 불가능할 수 있다. 스몰-셀 BS 타입-1 네트워크 내에서는 FDM(Frequency Division Multiplexing) 방식이나 센싱-기반 스펙트럼 공유(sensing-based spectrum sharing)을 사용하여 셀룰러-V2X 서비스가 제공될 수 있다.
(3) 스몰-셀 BS 타입-2
스몰-셀 BS 타입-2는 WAVE 통신만을 사용하여 스몰-셀 ITS 네트워크를 구성할 수 있다. 스몰-셀 BS 타입-2는 스몰-셀 내의 V2X 서버를 통해 WAVE 서비스/어플리케이션을 제공할 수 있다. 스몰-셀 BS 타입-2는 WAVE 모듈만을 포함하므로, 스몰-셀 네트워크 내의 도로 상황을 고려하여 WAVE CA 운용(operation)이 가능하나, 라지-셀 BS로부터 셀룰러-V2X 리소스 풀 정보의 수신이 불가능할 수 있다. 따라서 스몰-셀 BS 타입-2는 FDM 방식이나 센싱-기반 스펙트럼 공유를 사용하여 WAVE 서비스를 제공할 수 있다.
(3) 스몰-셀 BS 타입-3
스몰-셀 BS 타입-3은 WAVE 통신 및 셀룰러-V2X 통신을 사용하여 스몰-셀 ITS 네트워크를 구성할 수 있다. 스몰-셀 BS 타입-3는 스몰-셀 내 V2X 서버를 통해 하이브리드 V2X 서비스/어플리케이션을 제공할 수 있다. 스몰-셀 BS 타입-3는 WAVE 모듈 및 셀룰러 V2X 모듈을 모두 포함하므로, 스몰-셀 ITS 네트워크 내의 도로 환경이나 사용 시나리오를 고려하여 WAVE/셀룰러-V2X 동작 운영을 위한 CA 모드 운영을 수행할 수 있다. 실시예로서, 스몰-셀 BS 타입-3는 할당된 CA 동안 라지-셀 BS로부터 수신된 셀룰러-V2X 리소스 풀을 사용하여 하이브리드 V2X 운용에 적합하도록 CR(Channel Resource)을 매니징할 수 있다. 스몰-셀 BS 타입-3는 FDM 방식, TDM/센싱-기반 스펙트럼 공유 CA 모드가 모두 운용 가능한 특징을 갖는다.
(4) 비 스몰-셀 BS
스몰-셀 ITS 네트워크 내에 포함되지 않은 차량/V2X 장치들은 라지-셀 BS로부터 셀룰러-V2X 리소스 및 서비스를 제공받을 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 통신 시스템의 계층 네트워크 구성을 나타낸다.
도 6은 스몰-셀 BS 타입-3에 의해 제공되는 스몰-셀 ITS 네트워크 구성의 실시예로서, 고속도로 환경에서 스몰-셀 BS 타입 3과 고속도로 구간 게이트-유닛(Gate-Unit)을 사용한 계층적 네트워크 구성을 나타낸다.
제 1 게이트 유닛(Gate-unit 1)은 고속도로 섹션의 시작에 위치한다. 제 1 게이트 유닛은 고속도로 진입 구간에서 플래툰(Platoon)/CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control) 등 군집 운행을 위한 CA 모드 또는 하이브리드 V2X 시스템 구성에 필요한 파라미터 정보를 전송할 수 있다. 제 1 게이트 유닛은 고속도로 진입 구간에서 군집 운행 외의 다른 서비스 지원을 위한 CA 모드 및 V2X 시스템 구성에 필요한 파라미터 정보를 전송할 수도 있다.
제 2 게이트 유닛(Gate-unit 2)은 고속도로 섹션의 끝에 위치한다. 제 2 게이트 유닛은 고속도로 출구에서 군집 운행을 위해 설정된 CA 모드 또는 하이브리드 V2X 시스템 구성 해제를 위한 정보를 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 V2X 통신 시스템의 계층 네트워크 구성을 나타낸다.
도 7은 라지-셀 BS와 스몰-셀 BS 타입-1/2/3을 사용한 계층적 커버리지외(out-of-coverage) 네트워크 구성의 실시예를 나타낸다.
도 7에서, 베이스 차량(base vehicle)은 라지/스몰-셀 네트워크 내에서 수신되는 셀룰러-V2X 리소스 풀 정보를 사용하여, 커버리지-외 네트워크에서 도로 환경이나 도로 운행에 적합한 V2V 서비스 제공을 위해 CR/CA 모드를 매니징할 수 있다. 실시예로서, 베이스 차량은 군집 운행에서 플래툰 헤더/CACC 헤더에 해당할 수 있다. 베이스 차량을 사용하여 계층적 커버리지-외 네트워크를 효과적으로 운용하기 위해 베이스 차량 타입-1/2/3이 구성될 수 있으며, 각 베이스 차량 타입에 대한 설명은 아래와 같다.
(1) 베이스 차량 타입-1
베이스 차량 타입-1은 셀룰러 V2X 통신만을 사용하여 클러스터(cluster)/군집 네트워크를 구성하고, 클러스터 네트워크 내에서 셀룰러-V2V 서비스/어플리케이션을 제공할 수 있다. 베이스 차량 타입-1은 라지/스몰-셀 네트워크로부터 수신한 셀룰러-V2X 리소스 풀에 기초하여, 도로 환경/도로 운행을 고려함으로써 클러스터 네트워크 CR/CA 모드를 운영할 수 있다. 베이스 차량 타입-1은 셀룰러 V2X 모듈만을 포함하므로 WAVE와 셀룰러-V2V 간의 CA 스케줄이 불가능할 수 있다. 베이스 차량 타입-1은 FDM 방식이나 센싱-기반 스펙트럼 공유를 통해 셀룰러-V2V 서비스를 제공할 수 있다.
(2) 베이스 차량 타입-2
베이스 차량 타입-2는 WAVE 통신만을 사용하여 클러스터 네트워크를 구성하고, 클러스터 네트워크 내에서 WAVE 서비스/어플리케이션을 제공한다. 베이스 차량 타입-2는 라지-셀/스몰-셀 BS로부터 셀룰러-V2X 리소스 풀 정보 수신이 불가능하므로 도로 환경/도로 운행을 고려한 WAVE 통신 및 셀룰러-V2V 통신 간의 CA 스케줄링이 불가능하고, WAVE CA 만을 수행할 수 있다. 베이스 차량 타입-2는 FDM 방식이나 센셍 기반 스펙트럼 공유를 통해 WAVE 서비스를 제공할 수 있다.
(3) 베이스 차량 타입-3
베이스 차량 타입-3는 WAVE 통신 및 셀룰러-V2X를 사용하여 클러스터 네트워크를 구성하고, 클러스터 네트워크 내에서 WAVE 및 셀룰러-V2X 서비스/어플리케이션을 제공할 수 있다. 베이스 차량 타입-3는 라지/스몰-셀 네트워크로부터 수신한 셀룰러-V2X 리소스 풀에 기초하여, 도로 환경/도로 운행을 고려함으로써 클러스터 네트워크 내에서 WAVE와 셀룰러 V2V 간의 CA 스케줄링을 할 수 있다. 베이스 차량 타입-3는 할당된 CA 동안 라지-셀 BS로부터 수신된 셀룰러-V2X 리소스 풀을 사용하여 하이브리드 V2X에 적합하도록 CR을 매니징할 수 있다. 베이스 차량 타입-3는 FDM 방식, TDM 방식, 센싱 기반 스펙트럼 공유 CA 모드를 모두 사용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 프로토콜 스택을 나타낸다.
도 8의 하이브리드 프로토콜 스택은 상위 레이어(Higher Layer)/어플리케이션 레이어, 액세스 레이어, 각각의 V2X를 위한 매니지먼트, 하이브리드 V2X를 위한 매니지먼트 확장(extension) 엔터티, 각각의 V2X를 위한 시큐리티/보안(Security) 엔터티, 하이브리드 V2X를 위한 시큐리티 확장 엔터티를 포함한다. 상위 레이어를 제외한 각 V2X 시스템의 액세스 레이어, 네트워킹 서비스 레이어, 매니지먼트 엔터티(management entity), 시큐리티 엔터티(security entity)는 독립적으로 구성될 수 있다. 상위 레이어는 WAVE와 셀룰러-V2X 동작의 관리자 역할을 수행할 수 있다. WAVE와 셀룰러-V2X 간의 독립적인 DCC(Decentralized congestion control) 프로파일 또는 전송 파라미터를 갖는 퍼실리티 레이어가 적용될 수 있다. WAVE와 셀룰러-V2X 간 독립적인 네트워킹 서비스가 적용될 수 있다. WAVE와 셀룰러-V2X 간 독립적인 액세스 레이어가 적용될 수 있다.
하이브리드 V2X 서비스 제공에 필요한 기능(function), 정보 베이스, 인터페이스, 컨트롤 시그널링 정보 등을 제공하기 위하여, 매니지먼트 확장 엔터티(management extension entity)와 시큐리티 확장 엔터티(security extension entity)가 추가되어 프로토콜 스택에 포함될 수 있다. 매니지먼트 확장 엔터티와 시큐러티 확정 엔터티는 각 V2X 시스템의 매니지먼트 엔터티와 시큐리티 엔티터의 공통된 기능, 인터페이스, 컨트롤 시그널링 등을 관리할 수 있다. 도 8의 프로토콜 스택은, 매니지먼트 확장 엔터티와 시큐러티 확정 엔터티가 추가됨으로써, NR(New Radio) 통신/서비스가 추가되더라도 공유의 특성을 유지하면서, 하이브리드 V2X 서비스 지원에 필요한 기능, 인터페이스, 컨트롤 시그널링 정보 등을 제공할 수 있다.
상위 레이어는 V2X 어플리케이션/서비스에 대한 QoS를 고려하여 서비스를 제공할 V2X 시스템을 선택할 수 있다. 상위 레이어는 공통(common) 기능, QoS-기반 결정(decision) 기능, 각 V2X 시스템 특성을 고려한 퍼실리티 기능을 포함할 수 있다. 각 기능의 특징은 아래와 같다.
공통 퍼실리티 기능: 각 V2X 시스템의 특성과 무관하게 하이브리드 V2X 서비스/어플리케이션 생성 및 발생에 공통적으로 사용되는 기능들을 제공함. 실시예로서, LDM(Local Dynamic Map), 포지셔닝 정보 등의 기능이 제공될 수 있다.
QoS-기반 결정 기능: QoS-기반 결정 기능은 하이브리드 V2X 서비스/어플리케이션에 대한 QoS를 고려하여 각 서비스가 전송될 V2X 시스템을 결정할 수 있다.
각 V2X 시스템을 위한 퍼실리티 기능들: 각 V2X 시스템을 위한 퍼실리티 기능들은, 각 V2X 시스템의 타겟 서비스/어플리케이션 생성 및 발생에 사용되는 기능들의 집합으로서, DCC(Decentralized Congestion Control) 프로파일 등 V2X 시스템 구성에 필요한 파라미터를 관리하고, 하위 계층에 전달할 수 있다.
하이브리드 V2X 시스템 지원을 위한 CR/CA 모드 결정, 컨트롤/인터페이스 시그널링 정보를 관리하는 매니지먼트 확장 엔터티는 다음과 같은 특징을 갖는다.
매니지먼트 확장 엔터티는 하이브리드 매니지먼트 정보 베이스(H-MIB; Hybrid Management Information Base) 매니징을 통해 다양한 QoS 서비스/어플리케이션, 다양한 도로 환경 시나리오에 대한 하이브리드 V2X 시스템 구성을 위한 필요한 정보를 저장 및 제공할 수 있다. 그리고 하이브리드 V2X 시스템에 대해, 각 V2X 시스템 운용에 필요한 기본적인 시스템 변수들을 저장 및 제공할 수 있다.
매니지먼트 확장 엔터티는 하이브리드 V2X 서비스 전송을 위한 기본적인 CA 모드 및 주파수를 저장 및 할당할 수 있다. 매니지먼트 확장 엔터티는 하이브리드 V2X 시스템 구성 시 각 V2X 시스템 운영에 필요한 기본적인 시간 슬롯의 길이 정보를 저장 및 제공할 수 있다. 매니지먼트 확장 엔터티는 FDM 기반 CA 모드를 매니징하는 경우 각 V2X 시스템 간 인접 채널 간섭이 최소화되도록 주파수를 할당할 수 있다. 매니지먼트 확장 엔터티는 TDM 기반 CA 모드를 매니징하는 경우 각 V2X 시스템이 정확한 동기를 갖고 V2X 서비스/어플리케이션을 송수신하도록 매니징할 수 있다. 하이브리드 V2X 시스템 CA 모드 및 시스템 구성 변수 설정 시, i) 계층적 인-커버리지(in-coverage) 네트워크 내에 있는지 계층적 아웃-오브-커버리지(out-of-coverage) 네트워크 내에 있는지에 대한 네트워크 접속 상황 정보, ii) 도로 환경 시나리오, iii) 트랜스시버 안테나 넘버, iv) 각 V2X 서비스에 대한 QoS(신호 품질, 종단간(end-to-end) 딜레이, 서비스 길이(service length)와 항목들이 고려될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 프로토콜 스택을 나타낸다.
도 9의 하이브리드 V2X 시스템은 센싱-기반 스펙트럼 공유를 지원하기 위한 단순화된 프로토콜 스택을 나타낸다. 도 9의 프로토콜 스택은 도 8의 프로토콜 스택에서 매니지먼트 확장 엔터티 및 시큐리티 확장 엔터티를 생략함으로써 쉽게 구현될 수 있다. 따라서 도 8의 하이브리드 V2X 시스템 및 그 프로토콜 스택이 유연하게 적용 및 구현가능함을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 CA 할당 프로세스를 나타낸다.
도 10은 서비스 제공자(provider) 측면에서, CA 할당 프로세스를 나타낸다.
상위 레이어(High Layer)는 하이브리드 V2X 서비스/어플리케이션 제공을 위한 QoS를 고려하여, 서비스를 전송할 V2X 시스템을 선정하고, 선정된 시스템을 MEE(Management Extension Entity)로 전달한다. 상위 레이어는 하이브리드 V2X 서비스/어플리케이션 제공을 위한 각 V2X 시스템 구성 정보 및 CA 모드 선정을 MEE에게 요청할 수 있다.
MEE는 서비스 제공을 위한 QoS를 만족시키는 V2X 시스템 구성 정보, CA 모드, 채널 정보를 결정하여 상위 레이어에게 전달할 수 있다. MEE에서 채널에 대한 결정이 수행되지 않는 경우, 네트워크 서비스/액세스 레이어 매니지먼트에서 결정될 수도 있다. 실시예로서, MEE는 서비스 제공을 위한 QoS를 만족시키는 V2X 시스템 구성 정보, CA 모드, 채널 정보를 결정하여 WME(WAVE Management Entity)에게 전달할 수도 있다.
상위 레이어는 각 V2X 시스템에 위치한 WME(WAVE Management Entity)에 V2X 서비스 전송을 요청할 수 있다. 그리고 MEE는 WME에서 요청된 서비스 제공을 위한 채널을 결정하고, 채널 할당 정보를 WME 또는 상위 레이어에게 전달할 수 있다.
각 V2X 시스템의 WME는 V2X 서비스 전송을 위해 액세스 레이어를 설정(set up)할 수 있다.
상위 레이어는 각 V2X 시스템의 네트워킹 서비스 레이어 및 WME에 V2X 서비스 정보를 포함하는 WSA(WAVE Service Advertisement) 전송을 요청할 수 있다.
상위 레이어는 각 V2X 시스템의 네트워킹 서비스 레이어에 WSA의 데이터 즉 WSA 컨텐트를 전달할 수 있다. 네트워킹 레이어/WSMP는 WSA 컨텐트를 포함하는 WSA 메시지를 생성할 수 있다.
각 V2X 시스템은 자신의 액세스 레이어를 통해 WSA를 전송할 수 있다. MEE는 하이브리드 V2X 서비스/어플레케이션 전송을 위해 채널 액세스를 매니징할 수 있다.
WSA는 이하에서 서비스 선전 정보 또는 서비스 정보로 지칭할 수도 있다. WSA는 애플리케이션-서비스의 가용성의 선언(announcement)를 포함하는 정보를 제공할 수 있다. WSA 메세지는 애플리케이션 서비스 및 서비스가 접속가능한(accessible) 채널을 식별(identify) 및 기술(describe)할 수 있다. 실시예로서, WSA는 헤더, 서비스 정보, 채널 정보 및 WAVE 라우팅 선전 정보를 포함할 수 있다.
서비스 접속을 위한 서비스 선전 정보는 주기적(periodic) 메세지가 될 수 있다. 실시예로서, CAM(Co-operative Awareness Messages)은 주기적 메세지가 될 수 있다. CAM들은 퍼실리티 레이어에 의해 주기적으로 방송될 수 있다.
DENM(Decentralized Environmental Notification Messages)은 이벤트 메세지가 될 수 있다. 이벤트 메세지는 이벤트의 발견(detection)에 의해 트리거링되어 전송될 수 있다. 서비스 메세지는 세션을 매니징하기 위해 전송될 수 있다. 이하의 실시예에서, 이벤트 메세지는 안전 메세지/정보를 포함할 수 있다. 그리고 서비스 메세지는 비-안전 메세지/정보를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 CA 할당 프로세스를 나타낸다.
도 11은 서비스 수신자/소비자 측면에서, CA 할당 프로세스를 나타낸다.
상위 레이어는 MEE에게 하이브리드 V2X 서비스/어플리케이션 수신을 요청할 수 있다.
MEE는 요청된 V2X 서비스 수신을 위한 하이브리드 V2X 시스템 구성 정보, CA 모드, 채널 할당을 결정하고, 결정된 시스템 구성 정보, CA 모드 정보, 채널 할당 정보를 상위 레이어로 전달할 수 있다. 실시예로서. MEE는 결정된 시스템 구성 정보, CA 모드 정보, 채널 할당 정보를 각 V2X 시스템의 WME로 전달할 수도 있다.
네트워킹 레이어/액세스 레이어는 WSA를 수신하고, 수신된 WSA 데이터를 상위 레이어로 전달한다. 즉, 네트워킹 레이어는 액세스 레이어에서 수신한 WSA를 프로세싱하고, 프로세싱된 WSA 데이터/컨텐트를 상위 레이어로 전달한다.
상위 레이어는 수신된 WSA 데이터/컨텐트에 기초하여 요청 서비스와 매칭되는 하이브리드 V2X 서비스/어플리케이션을 검색 또는 확인할 수 있다.
상위 레이어가 수신을 원하는 하이브리드 V2X 서비스/어플리케이션을 확인하면, 상위 레이어는 각 시스템의 WME에게 V2X 서비스 수신을 위한 액세스 레이어 설정(set-up)을 요청할 수 있다. 상위 레이어는 WSA로 수신한 하이브리드 V2X 시스템 구성 정보, CA 모드, 사용 채널을 확인하고, 이러한 정보에 기초하여 액세스 레이어 설정을 요청할 수 있다.
상위 레이어는 각 V2X 시스템의 네트워킹 서비스 레이어와 WME에게 V2X 서비스 정보를 포함하는 WSA 전송을 요청할 수 있다. MEE는 정확한 하이브리드 V2X 서비스/어플리케이션 수신을 위해 채널 접근을 매니징할 수 있다.
이하에서는 CA 모드에 대해 더 상세히 설명한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 모드를 나타낸다.
도 12는 하이브리드 V2X 시스템 운용(operation)에 대해, FDM, TDM-기반 스펙트럼 공유(sharing), 센싱-기반 스펙트럼 공유를 지원하기 위한 기본적인 CA 모델을 나타낸다.
도 12(a)의 실시예에서, CCH에 대해, WAVE 시스템/서비스를 지원하는 트랜스시버가 CCH를 위한 타임 슬롯을 전용으로 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, WAVE 프로토콜을 지원하는 트랜스시버는 CCH에서 통신할 수 있다.
도 12(b)의 실시예에서, 임의의 SCH 타임 슬롯은 복수의 V2X 시스템 통신을 위한 하위 슬롯들을 포함할 수 있다. 실시예로서, i) WAVE 슬롯 동안 WAVE 시스템/서비스를 지원하는 단일 트랜스시버가, ii) NR-V2X-1 슬롯 동안 NR-V2X-1 시스템/서비스를 지원하는 단일 트랜스시버가, iii) NR-V2X-2 슬롯 동안 NR-V2X-2 시스템/서비스를 지원하는 단일 트랜스시버가 SCH 채널을 사용할 수 있다. SCH의 사용에 있어서, 하이브리드 V2X 시스템 구성(또는 V2X 다중화) 특징은 CA 모델로부터 각 슬롯의 정의 및 조합에 따라서 달라질 수 있다.
CA 다중화 방법은 SCH-x(x번째 SCH)에서 WAVE, NR-V2X-1, NR-V2X-2 시스템의 사용 유효 여부, WAVE 슬롯의 길이, NR-V2X-1 슬롯의 길이, NR-V2X-2 슬롯의 길이 정의에 기초하여 FDM, TDM-기반 스펙트럼 공유, 센싱-기반 스펙트럼 공유로 정의될 수 있다. 슬롯 길이는 해당 V2X 시스템 사용이 유효한 경우에만 정의될 수 있다. WAVE, NR-V2X-1, NR-V2X-2 시스템 사용이 유효하고, 각 슬롯 길이가 0이 아닌 경우, WAVE 시스템, NR-V2X-1 시스템 및 NR-V2X-2 시스템은 FDM 및 TDM을 혼용하여 서비스를 제공할 수 있다. WAVE, NR-V2X-1, NR-V2X-2 시스템 사용이 유효하고, 각 슬롯 길이가 0인 경우, 센싱-기반 스펙트럼 공유를 사용하여 서비스가 제공될 수 있다. 이하에서는 FDM, TDM-기반 스펙트럼 공유, 센싱-기반 스펙트럼 공유를 하용한 하이브리드 V2X 통신 시스템의 통신 방법에 대해 설명한다.
하이브리드 V2X 시스템의 FDM은 이종 시스템 간 서로 다른 주파수 사용을 허용함으로써 시스템 운용에 독립성을 보장할 수 있다. FDM은 시간 자원에 대한 제약 없이 각 V2X 시스템이 동시에 운용될 수 있는 장점을 갖는다. 다중 채널 운용을 통한 단일 V2X 시스템 운용은 서비스 운용 효율성을 증가시키고, 데이터-오프 로딩, 낮은 CBR 주파수 채널 선택/사용을 통해 채널 혼잡(congestion) 문제를 저감할 수 있다. FDM은 각 V2X 시스템 특성과 무관하게 다중화가 가능하여, 구현이 용이할 수 있다.
하이브리드 V2X 시스템의 TDM-기반 스펙트럼 공유는 이종 V2X 시스템 간 서로 다른 시간에 채널 사용을 허용함으로써 시스템 운용에 독립성을 보장할 수 있다. TDM-기반 스펙트럼 공유에 의해, 주파수 자원에 대한 제약없이 각 V2X 시스템이 동시에 운용될 수 있다. 다만, V2X 시스템간 TDM을 구현하기 위해, 시스템 간 정확한 동기 시간에 자원을 사용화는 매니지먼트가 필요할 수 있다.
하이브리드 V2X 시스템의 센싱-기반 스펙트럼 공유는 서비스 종류가 아닌 V2X 시스템을 기준으로 우선순위(priority)를 부여할 수 있다. 우선순위는 공평(fairness)이 보장되도록 정의될 수 있다.
실시예로서, WAVE 시스템 또는 NR-V2X 시스템은 프라이머리(primary) V2X 시스템이 될 수 있다. 프라이머리 시스템은 특정 주파수 사용에 대한 최우선권을 갖고 서비스를 제공하는 V2X 시스템이다. 주파수 사용에 대한 우선순위는 주파수 정책 등을 고려하여 사전에 정의될 수 있다. 프라이머리 V2X 시스템은 지정된 특정 주파수를 우선적으로 사용할 수 있다. 특정 주파수가 제2/제3 V2X 시스템에 의해 사용되는 경우, 프라이머리 시스템은 타 V2X 시스템을 무시하고 채널에 액세스하여 채널을 사용할 수 있다.
실시예로서, WAVE 시스템 또는 NR-V2X 시스템은 세컨더리(secondary)/제2 V2X 시스템이 될 수 있다. 세컨더리 V2X 시스템은 특정 주파수 사용에 대해 최우선권을 갖지만, 지정된 특정 주파수가 아닌 다른 주파수를 센싱하여 서비스를 제공하는 V2X 시스템이다. 다른 주파수 사용에 대한 우선순위는 주파수 정책 등을 고려하여 사전에 정의될 수 있다. 세컨더리 시스템은 프라이머리 V2X 시스템에 동일/인접 채널 간섭을 야기하지 않아야 한다. 또한, 세컨더리 시스템은 다른 세컨더리 시스템에 동일/인접 채널 간섭 및 지역 간섭을 야기하지 않아야 한다. 특정 주파수에 최우선권을 보유하지 않는 써드(third) V2X 시스템이 채널을 사용하고 있는 경우, 세컨더리 시스템은 써드 시스템을 무시하고 채널에 액세스하여 채널을 사용할 수 있다.
실시예로서, WAVE 시스템 또는 NR-V2X 시스템은 써드(third)/제3 V2X 시스템이 될 수 있다. 써드 V2X 시스템은 특정 주파수 사용에 대해 최우선권을 갖고 있지 않으며, 주파수 사용 여부를 센싱하여 서비스를 제공한다. 다른 주파수 사용에 대한 우선순위는 주파수 정책 등을 고려하여 사전에 정의될 수 있다. 써드 V2X 시스템은 상술한 프라이머리/세컨더리 V2X 시스템에 대해 동일/인접 채널 간섭을 야기하지 않아야 한다. 써드 V2X 시스템은 다른 써드 V2X 시스템에 대해 동일/인접 채널 및 지역 간섭에 대한 보호를 보장하지 못한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 CA 모드를 나타낸다.
도 13은 도 12의 기본 CA 모델의 SCH-x 사용에 있어서, WAVE 슬롯, NR-V2X 슬롯-1, NR-V2X 슬롯-2의 다양한 조합을 사용한 8개의 CA 모드를 정의 및 설명한다. 도 13의 8개의 CA 모드에 대해서는 이하에서 각각 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 CA 모드는 도 13의 CA 모드들 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 반드시 도 13의 CA 모드들을 모두 다 포함해야하는 것은 아니다. 도 13의 테이블이 나타내는 정보를 CA(채널 접속) 모드 정보라고 지칭할 수도 있다.
본 명세서에서, WAVE 슬롯은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11에 기초하여 구현되는 WLAN V2X 통신을 위해 할당되고, NR-V2X-1 슬롯 및 NR-V2X 슬롯-2은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Access)에 기초하여 구현되는 셀룰러 V2X 통신 및 5G NR(New Radio)에 기초하여 구현되는 셀룰러 V2X 통신을 위해 할당될 수 있다.
도 14 내지 도 21은 도 13에서 나타낸 각각의 CA 모드를 나타낸다.
도 14는 도 13의 CA 모드-0를 나타낸다.
CA 모드-0에서, V2X 서비스는 WAVE 시스템을 사용하여 CCH에서만 제공될 수 있다. CA 모드-0의 경우, CCH에서 WAVE 시스템을 사용한 서비스 제공이 유효한 반면에, SCH-x에서는 WAVE 시스템, NR V2X-1 시스템, NR V2X-2 시스템을 사용한 서비스 제공이 유효하지 않다. 도 14에서와 같이, 타임 슬롯은 모두 CCH에 할당될 수 있다.
도 15는 도 13의 CA 모드-1을 나타낸다.
CA 모드-1에서, 하이브리드 V2X 시스템은 CCH와 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. 다만, 서비스는 WAVE 시스템을 사용하여 제공되며, NR-V2X-1 시스템 및 NR-V2X-2 시스템은 유효하지 않다. V2X 서비스는 WAVE 시스템틀 통해 CCH 및 SCH-x에서 제공될 수 있다.
CA 모드-1에서, 두개의 트랜스시버를 포함하는 V2X 통신 장치는 FDM 방식으로 서비스를 제공할 수 있다. V2X 통신 장치는 FDM 방식으로 CCH 및 SCH-x에서 동시에 서비스를 제공할 수 있다.
도 16은 도 13의 CA 모드-2을 나타낸다.
CA 모드-2에서, 하이브리드 V2X 시스템은 WAVE 시스템을 사용하여 CCH에서 서비스를 제공하고, NR-V2X-1 시스템을 사용하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. NR-V2X-2 시스템은 SHC-x를 사용하지 않는다. V2X 서비스는 WAVE 시스템을 통해 CCH에서 및 NR-V2X-1 시스템을 통해 SCH-x에서 제공될 수 있다.
CA 모드-1에서, 두 개의 트랜스시버를 포함하는 V2X 통신 장치는 FDM 방식으로 서비스를 제공할 수 있다. V2X 통신 장치는 FDM 방식으로 CCH 및 SCH-x에서 동시에 서비스를 제공할 수 있다. 이 경우, V2X 통신 장치에 포함된 1개의 트랜스시버는 WAVE 프로토콜에 기초하여 통신하고, 다른 1개의 트랜스시버는 셀룰러 통신 프로토콜에 기초하여 통신할 수 있다. 즉, 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-1 시스템이 FDM 방식으로 통신함으로써 서비스를 제공할 수 있다.
도 17은 도 13의 CA 모드-3을 나타낸다.
CA 모드-3에서, 하이브리드 V2X 시스템은 WAVE 시스템을 사용하여 CCH에서 서비스를 제공하고, NR-V2X-2 시스템을 사용하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. NR-V2X-1 시스템은 SHC-x를 사용하지 않는다. V2X 서비스는 WAVE 시스템틀 통해 CCH에서 및 NR-V2X-2 시스템을 통해 SCH-x에서 제공될 수 있다.
CA 모드-1에서, 두개의 트랜스시버를 포함하는 V2X 통신 장치는 FDM 방식으로 서비스를 제공할 수 있다. V2X 통신 장치는 FDM 방식으로 CCH 및 SCH-x에서 동시에 서비스를 제공할 수 있다. 이 경우, V2X 통신 장치에 포함된 1개의 트랜스시버는 WAVE 프로토콜에 기초하여 통신하고, 다른 1개의 트랜스시버는 셀룰러 통신 프로토콜에 기초하여 통신할 수 있다. 즉, 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-2 시스템이 FDM 방식으로 통신함으로써 서비스를 제공할 수 있다.
도 18은 도 13의 CA 모드-4를 나타낸다.
CA 모드-4에서, 하이브리드 V2X 시스템은 WAVE 시스템을 사용하여 CCH와 SCH-x에서 서비스를 제공하고, NR-V2X-1 시스템을 사용하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. NR-V2X-2 시스템은 SCH-x를 사용하지 않는다. V2X 서비스는 WAVE 시스템을 사용하여 CCH/SCH-x에서 제공되고, NR-V2X-1 시스템을 사용하여 SCH-x에서 제공될 수 있다.
SCH-x에서의 WAVE 시스템과 NR-V2X-1 시스템의 CA 허용 시간은 WAVE 슬롯과 NR-V2X-1 슬롯의 길이로 정의될 수 있다. 도 13에서와 같이, WAVE 슬롯과 NR-V2X-1 슬롯의 길이가 0이 아닌 값을 갖는 경우, WAVE 시스템과 NR-V2X-1 시스템은 FDM과 TDM을 사용하여 서비스를 제공할 수 있다. WAVE 슬롯과 NR-V2X-1 슬롯의 길이가 0으로 설정되는 경우, WAVE 시스템과 NR-V2X-1 시스템은 센싱-기반 스펙트럼 공유에 기초하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다.
CA 모드-4에서, 두개의 트랜스시버를 포함하는 V2X 통신 장치는 FDM과 TDM 방식으로 통신함으로써 서비스를 제공할 수 있다. V2X 통신 장치에 포함된 1개의 트랜스시버는 WAVE 프로토콜에 기초하여 통신하고, 다른 1개의 트랜스시버는 셀룰러 통신 프로토콜에 기초하여 통신할 수 있다. 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-1 시스템이 FDM 방식으로 통신함으로써 SCH 및 CCH에서 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-1 시스템이 TDM 방식으로 통신함으로써 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다.
도 19는 도 13의 CA 모드-5를 나타낸다.
CA 모드-5에서, 하이브리드 V2X 시스템은 WAVE 시스템을 사용하여 CCH에서 서비스를 제공하고, NR-V2X-1 시스템 및 NR-V2X-2 시스템을 사용하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. WAVE 시스템은 SCH-x를 사용하지 않는다. V2X 서비스는 WAVE 시스템을 사용하여 CCH에서 제공되고, NR-V2X-1 시스템 및 NR-V2X-2 시스템을 사용하여 SCH-x에서 제공될 수 있다.
SCH-x에서의 NR-V2X-1 시스템과 NR-V2X-2 시스템의 CA 허용 시간은 NR-V2X-1 슬롯과 NR-V2X-2 슬롯의 길이로 정의될 수 있다. 도 13에서와 같이, NR-V2X-1 슬롯과 NR-V2X-2 슬롯의 길이가 0이 아닌 값을 갖는 경우, NR-V2X-1 시스템과 NR-V2X-2 시스템은 TDM을 사용하여 서비스를 제공할 수 있다. NR-V2X-1 슬롯과 NR-V2X-2 슬롯의 길이가 0으로 설정되는 경우, NR-V2X-1 시스템과 NR-V2X-2 시스템은 센싱-기반 스펙트럼 공유에 기초하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다.
CA 모드-5에서, 3개의 트랜스시버를 포함하는 V2X 통신 장치는 FDM과 TDM 방식으로 통신함으로써 서비스를 제공할 수 있다. V2X 통신 장치에 포함된 1개의 트랜스시버는 WAVE 프로토콜에 기초하여 통신하고, 다른 2개의 트랜스시버는 셀룰러 통신 프로토콜에 기초하여 통신할 수 있다. 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과, 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-1 시스템 및 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-2 시스템이 FDM 방식으로 통신함으로써 SCH 및 CCH에서 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-1 시스템 및 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-2 시스템이 TDM 방식으로 통신함으로써 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다.
도 20은 도 13의 CA 모드-6를 나타낸다.
CA 모드-6에서, 하이브리드 V2X 시스템은 WAVE 시스템을 사용하여 CCH와 SCH-x에서 서비스를 제공하고, NR-V2X-2 시스템을 사용하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. NR-V2X-1 시스템은 SCH-x를 사용하지 않는다. V2X 서비스는 WAVE 시스템을 사용하여 CCH/SCH-x에서 제공되고, NR-V2X-2 시스템을 사용하여 SCH-x에서 제공될 수 있다.
SCH-x에서의 WAVE 시스템과 NR-V2X-2 시스템의 CA 허용 시간은 WAVE 슬롯과 NR-V2X-2 슬롯의 길이로 정의될 수 있다. 도 13에서와 같이, WAVE 슬롯과 NR-V2X-2 슬롯의 길이가 0이 아닌 값을 갖는 경우, WAVE 시스템과 NR-V2X-2 시스템은 FDM과 TDM을 사용하여 통신함으로써 서비스를 제공할 수 있다. WAVE 슬롯과 NR-V2X-2 슬롯의 길이가 0으로 설정되는 경우, WAVE 시스템과 NR-V2X-2 시스템은 센싱-기반 스펙트럼 공유에 기초하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다.
CA 모드-6에서, 두개의 트랜스시버를 포함하는 V2X 통신 장치는 FDM과 TDM 방식으로 통신함으로써 서비스를 제공할 수 있다. V2X 통신 장치에 포함된 1개의 트랜스시버는 WAVE 프로토콜에 기초하여 통신하고, 다른 1개의 트랜스시버는 셀룰러 통신 프로토콜에 기초하여 통신할 수 있다. 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-2 시스템이 FDM 방식으로 통신함으로써 SCH 및 CCH에서 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-2 시스템이 TDM 방식으로 통신함으로써 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다.
도 21은 도 13의 CA 모드-7을 나타낸다.
CA 모드-7에서, 하이브리드 V2X 시스템은 WAVE 시스템을 사용하여 CCH 및 SCH-x에서 서비스를 제공하고, WAVE 시스템, NR-V2X-1 시스템 및 NR-V2X-2 시스템을 사용하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. V2X 서비스는 WAVE 시스템을 사용하여 CCH에서 제공되고, WAVE 시스템, NR-V2X-1 시스템 및 NR-V2X-2 시스템을 사용하여 SCH-x에서 제공될 수 있다.
SCH-x에서의 WAVE 시스템, NR-V2X-1 시스템 및 NR-V2X-2 시스템의 CA 허용 시간은 WAVE 슬롯, NR-V2X-1 슬롯, 및 NR-V2X-2 슬롯의 길이로 정의될 수 있다. 도 13에서와 같이, WAVE 슬롯, NR-V2X-1 슬롯 및 NR-V2X-2 슬롯의 길이가 0이 아닌 값을 갖는 경우, WAVE 시스템, NR-V2X-1 시스템 및 NR-V2X-2 시스템은 TDM을 사용하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. WAVE 시스템, NR-V2X-1 슬롯 및 NR-V2X-2 슬롯의 길이가 0으로 설정되는 경우, WAVE 시스템, NR-V2X-1 시스템, 및 NR-V2X-2 시스템은 센싱-기반 스펙트럼 공유에 기초하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다.
CA 모드-7에서, 3개의 트랜스시버를 포함하는 V2X 통신 장치는 FDM과 TDM 방식으로 통신함으로써 서비스를 제공할 수 있다. V2X 통신 장치에 포함된 1개의 트랜스시버는 WAVE 프로토콜에 기초하여 통신하고, 다른 2개의 트랜스시버는 셀룰러 통신 프로토콜에 기초하여 통신할 수 있다. 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과, 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-1 시스템 및 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-2 시스템이 FDM 방식으로 통신함으로써 SCH 및 CCH에서 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과, 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-1 시스템 및 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-2 시스템이 TDM 방식으로 통신함으로써 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다.
실시예로서, WAVE 트랜스시버는 WAVE 기반 안전/세이프티 메세지 전송을 위해 디폴트(defalut) CCH에 접속하고 있을 수 있다. LTE-V2X 트랜스시버는 LTE-V2X 기반 안전/세이프티 메세지 전송을 위해 임의의 SCH-x에 접속하고 있을 수 있다. 5G-V2X 트랜스시버는 5G-V2X 기반 안전/세이프티 메세지 전송을 위해 임의의 SCH-x에 접속하고 있을 수 있다.
도 22는 하이브리드 V2X 시스템의 복수의 CA 모드들을 지원하기 위한 시그널링 구성을 나타낸다.
도 22는 도 13내지 도21에서 설명한 CA 모드 관련 정보를 지시하는 CA 모드 정보를 나타낸다. CA 모드 정보에 포함된 필드들에 대한 설명은 아래와 같다.
Mode Selection: 모드 선택 정보는 3비트로 구성될 수 있으며, 옵셔널 필드의 존재 여부를 지시할 수 있다. 실시예로서, 비트값에 따라서 아래와 같은 내용을 지시할 수 있다. 다만, 비트값은 예시에 불과하며, 실시예가 특정 비트값으로 제한되는 것은 아니다. 모드 선택 정보는 모드 정보라고 지칭할 수도 있다. 모드 정보는 서비스가 제공되는 통신 시스템을 지시할 수 있다.
Bit 0='1'b: "WAVE 슬롯" 필드가 후속함을 지시한다. 또한, SCH-x에서 WAVE 시스템을 사용한 서비스 제공이 유효함을 지시할 수도 있다.
Bit 1='1'b: "NR-V2X-1 슬롯" 필드가 후속함을 지시한다. 또한, SCH-x에서 NR-V2X-1 시스템을 사용한 서비스 제공이 유효함을 지시할 수도 있다.
Bit 2='1'b: "NR-V2X-2 슬롯" 필드가 후속함을 지시한다. 또한, SCH-x에서 NR-V2X-2 시스템을 사용한 서비스 제공이 유효함을 지시할 수도 있다.
Optional Variable: 옵셔널 변수(variable) 필드는 변수 비트로 구성된 필드로, 각 V2X 시스템의 CA 허용 시간을 지시한다. 시간은 ms 단위가 될 수 있다. 실시예로서, WAVE 슬롯 길이는 'A' 시간으로, NR-V2X-1 슬롯 길이는 'B' 시간으로, NR-V2X-2 슬롯 길이는 'C' 시간으로 지시되고, 동기(Sync) 인터벌은 A+B+C가 될 수 있다.
실시예로서, 모드 정보는 NR-V2X-1 및 NR-V2X-2를 별도로 시그널링하지 않고, NR-V2X로 지시할 수도 있다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른, 하이브리드 V2X 시스템의 운용에 요구되는 하이브리드 V2X 구성 정보 및 서비스를 제공하는 WSA 송수신 동작을 나타낸다.
WSA는 하이브리드 V2X 서비스 정보, 하이브리드 V2X 시스템을 구성하는 V2X 시스템 구성/종류 정보, 각 V2X 시스템 구성을 위한 파라미터 정보, 하이브리드 V2X 운용에 필요한 CA 모드 정보/매니지먼트 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. WSA는 CCH 또는 SCH-x에서 전송될 수 있다.
CCH에서, WAVE 시스템을 통해 생성된 WSA는 안전 메세지와 경쟁(contention)을 통해 전송될 수 있다. SCH-x에서, 각 V2X 시스템을 통해 생성된 WSA가 해당 슬롯 내에서 전송될 수 있다. 이 경우 WSA는 제공되는 서비스보다 더 높은 우선순위를 갖고 해당 슬롯의 시작 부분에서 전송될 수 있다.
CCH에서, 수신측은 WSA를 임의의 시간에 획득할 수 있다. SCH-x에서, 수신측은 각 V2X 타임 슬롯의 시작 부분에서 WSA를 수신할 수 있다.
도 24는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 CA 모드를 나타낸다.
도 24는 WAVE 시스템 및 NR-V2X 시스템의 2개의 V2X 시스템을 포함하는 하이브리드 V2X 시스템 운용을 위한 CA 모드를 나타낸다. 실시예로서, NR-V2X 시스템은 상술한 NR-V2X-1 시스템 및 NR-V2X-2 시스템을 포함할 수도 있다.
도 24에서, 다중화 방법은 SCH-x에서의 WAVE 시스템, NR-V2X 시스템의 사용 유효 여부 및 WAVE 슬롯 길이, NR-V2X 슬롯 길이의 정의에 기초하여 FDM, TDM-기반 스펙트럼 공유, 및 센싱-기반 스펙트럼 공유로 정의될 수 있다.
슬롯 길이는 해당 V2X 시스템의 사용이 유효한 경우에만 정의될 수 있다. WAVE 시스템 및 NR-V2X 시스템 사용이 유효하고, WAVE 슬롯 길이, NR-V2X 슬롯 길이가 '0'이 아닌 값을 갖는 경우, WAVE 시스템과 NR-V2X 시스템은 FDM 및 TDM 을 사용하여 서비스를 제공할 수 있다. WAVE 시스템 및 NR-V2X 시스템 사용이 유효하고, WAVE 슬롯 길이, NR-V2X 슬롯 길이가 '0'의 값을 갖는 경우, WAVE 시스템과 NR-V2X 시스템은 센싱-기반 스펙트럼 공유를 통해 서비스를 제공할 수 있다.
도 25는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 하이브리드 V2X 시스템의 CA 모드를 나타낸다.
도 25는 도 24의 기본 CA 모델의 SCH-x 사용에 있어서, WAVE 슬롯, NR-V2X 슬롯의 다양한 조합을 사용한 4개의 CA모드를 정의 및 설명한다.
실시예로서, WAVE 슬롯은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11에 기초하여 구현되는 WLAN V2X 통신을 위해 할당되고, NR-V2X 슬롯은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Access)에 기초하여 구현되는 셀룰러 V2X 통신 또는 5G NR(New Radio)에 기초하여 구현되는 셀룰러 V2X 통신을 위해 할당될 수 있다.
CA 모드-0에서, V2X 서비스는 WAVE 시스템을 사용하여 CCH에서만 제공될 수 있다. CA 모드-0의 경우, CCH에서 WAVE 시스템을 사용한 서비스 제공이 유효한 반면에, SCH-x에서는 WAVE 시스템 및 NR V2X 시스템을 사용한 서비스 제공이 유효하지 않다. 도 25에서와 같이, 타임 슬롯은 모두 CCH에 할당될 수 있다.
CA 모드-0에서, V2X 서비스는 WAVE 시스템을 사용하여 CCH에서만 제공될 수 있다. CA 모드-0의 경우, CCH에서 WAVE 시스템을 사용한 서비스 제공이 유효한 반면에, SCH-x에서는 WAVE 시스템 및 NR V2X 시스템을 사용한 서비스 제공이 유효하지 않다. 타임 슬롯은 모두 CCH에 할당될 수 있다.
CA 모드-1에서, 하이브리드 V2X 시스템은 CCH와 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. 다만, 서비스는 WAVE 시스템을 사용하여 제공되며, NR-V2X 시스템 시스템은 유효하지 않다. V2X 서비스는 WAVE 시스템틀 통해 CCH 및 SCH-x에서 제공될 수 있다.
CA 모드-1에서, 두개의 트랜스시버를 포함하는 V2X 통신 장치는 FDM 방식으로 서비스를 제공할 수 있다. V2X 통신 장치는 FDM 방식으로 통신함으로써 CCH 및 SCH-x에서 동시에 서비스를 제공할 수 있다.
CA 모드-2에서, 하이브리드 V2X 시스템은 WAVE 시스템을 사용하여 CCH에서 서비스를 제공하고, NR-V2X 시스템을 사용하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. WAVE 시스템은 SHC-x를 사용하지 않는다. V2X 서비스는 WAVE 시스템을 통해 CCH에서 및 NR-V2X 시스템을 통해 SCH-x에서 제공될 수 있다.
CA 모드-2에서, 두개의 트랜스시버를 포함하는 V2X 통신 장치는 FDM 방식으로 통신함으로써 서비스를 제공할 수 있다. V2X 통신 장치는 FDM 방식으로 CCH 및 SCH-x에서 동시에 서비스를 제공할 수 있다. 이 경우, V2X 통신 장치에 포함된 1개의 트랜스시버는 WAVE 프로토콜에 기초하여 통신하고, 다른 1개의 트랜스시버는 셀룰러 통신 프로토콜에 기초하여 통신할 수 있다. 즉, 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X 시스템이 FDM 방식으로 통신함으로써 서비스를 제공할 수 있다.
CA 모드-3에서, 하이브리드 V2X 시스템은 WAVE 시스템을 사용하여 CCH와 SCH-x에서 서비스를 제공하고, NR-V2X 시스템을 사용하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다. V2X 서비스는 WAVE 시스템을 사용하여 CCH/SCH-x에서 제공되고, NR-V2X 시스템을 사용하여 SCH-x에서 제공될 수 있다.
SCH-x에서의 WAVE 시스템과 NR-V2X 시스템의 CA 허용 시간은 WAVE 슬롯 길이와 NR-V2X 슬롯의 길이로 정의될 수 있다. WAVE 슬롯과 NR-V2X 슬롯의 길이가 0이 아닌 값을 갖는 경우, WAVE 시스템과 NR-V2X 시스템은 FDM과 TDM을 사용하여 서비스를 제공할 수 있다. WAVE 슬롯과 NR-V2X 슬롯의 길이가 0으로 설정되는 경우, WAVE 시스템과 NR-V2X 시스템은 센싱-기반 스펙트럼 공유에 기초하여 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다.
CA 모드-3에서, 두개의 트랜스시버를 포함하는 V2X 통신 장치는 FDM 과 TDM 방식으로 통신함으로써 서비스를 제공할 수 있다. V2X 통신 장치에 포함된 1개의 트랜스시버는 WAVE 프로토콜에 기초하여 통신하고, 다른 1개의 트랜스시버는 셀룰러 통신 프로토콜에 기초하여 통신할 수 있다. 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X 시스템이 FDM 방식으로 SCH 및 CCH에서 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 1개의 트랜스시버를 장착한 WAVE 시스템과 1개의 트랜스시버를 장착한 NR-V2X-1 시스템이 TDM 방식으로 통신함으로써 SCH-x에서 서비스를 제공할 수 있다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 고속도로 환경에서의 V2X 시스템 운용 방법을 나타낸다.
도 26에서, 플래툰(Platoon)과 주변 차랑들은 WAVE 시스템을 사용하여 통신한다. 플래툰 멤버들 간의 서비스에 대해서는 LTE-V2X 시스템이 적용될 수 있다. 플래툰 헤드(head)와 플래툰 멤버들 간의 서비스에 대해서도 LTE-V2X 시스템이 적용될 수 있다. 플래툰 멤버들과 주변 차랑들 간의 서비스에 대해서는 WAVE 시스템이 적용될 수 있다.
도 26에서 CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control) 차량 그룹과 주변 차량들은 WAVE 시스템을 사용하여 통신할 수 있다. CACC 멤버들 간의 서비스에 대해서는 5G-V2X 시스템이 적용될 수 있다. CACC 헤드와 CACC 멤버들 간의 서비스에 대해서는 5G-V2X 시스템이 적용될 수 있다. CACC 멤버와 주변 챠랑들 간의 서비스에 대해서는 WAVE 시스템이 적용될 수 있다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 통신 장치를 나타낸다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 통신 장치의 블록도를 나타내며, 본 명세서에서 하이브리드 V2X 통신 장치는 V2X 통신 장치로 지칭될 수 있다.
도 27에서, V2X 통신 장치(27000)는 메모리(27010), 프로세서(27020) 및 RF 유닛(27030)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이 V2X 통신 장치는 OBU(On Board Unit) 또는 RSU(Road Side Unit)에 해당되거나, OBU 또는 RSU에 포함될 수 있다. V2X 통신 장치는 ITS 스테이션에 포함되거나, ITS 스테이션에 해당할 수도 있다.
RF 유닛(27030)은 프로세서(27020)와 연결되어 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. RF 유닛(27030)은 프로세서(27020)로부터 수신된 데이터를 송수신 대역으로 업컨버팅하여 신호를 전송할 수 있다. RF 유닛은 액세스 레이어의 동작을 구현할 수 있다. 실시예로서, RF 유닛은 액세스 레이어에 포함된 피지컬 레이어의 동작을 구현하거나, 추가로 MAC 레이어의 동작을 구현할 수도 있다. RF 유닛은 복수의 통신 프로토콜에 따라 통신하기 위해 복수의 서브 RF 유닛을 포함할 수도 있다.
프로세서(27020)는 RF 유닛(27030)과 연결되어 ITS 시스템 또는 WAVE 시스템에 따른 레이어들의 동작을 구현할 수 있다. 프로세서(27020)는 상술한 도면 및 설명에 따른 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 V2X 통신 장치(27000)의 동작을 구현하는 모듈, 데이터, 프로그램 또는 소프트웨어 중 적어도 하나가 메모리(27010)에 저장되고, 프로세서(27020)에 의하여 실행될 수 있다.
메모리(27010)는 프로세서(27020)와 연결되어, 프로세서(27020)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(27010)는 프로세서(27020)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서(27020)의 외부에 설치되어 프로세서(27020)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다. 메모리는 보안/비보안 저장 장치를 포함하거나, 보안/비보안 저장 장치에 포함될 수 있다. 실시예에 따라서, 메모리는 보안/비보안 저장 장치로 지칭될 수도 있다.
도 27의 V2X 통신 장치(27000)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 함께 적용되도록 구현될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에서, RF 유닛은 2개의 트랜스시버 또는 3개의 트랜스시버를 포함할 수 있다. RF 유닛은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11에 기초하는 WLAN V2X 통신 프로토콜에 따라서 통신을 수행하는 트랜스시버와, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 LTE/E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Access) 또는 5G NR(New Radio)에 기초하는 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 따라서 통신을 수행하는 트랜스시버를 포함할 수 있다. 실시예로서, LTE 통신을 위한 트랜스시버와 5G NR 통신을 위한 트랜스시버가 별도로 구비될 수도 있다.
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법을 나타내는 순서도이다.
V2X 통신 장치는 컨트롤 채널에 접속한다(S28010). V2X 통신 장치는 WLAN V2X 통신 프로토콜에 기초하여 CCH에 접속할 수 있다.
V2X 통신 장치는 서비스 정보를 수신할 수 있다(S28020). V2X 통신 장치는 CCH에서 서비스 정보를 수신할 수 있다. 다만, V2X 통신 장치는 도 23에서와 같이 SCH에서 서비스 정보를 수신할 수도 있다. 이 경우 V2X 통신 장치는 해당 서비스 채널에 접속하는 단계를 더 포함한다.
서비스 정보는 서비스가 제공되는 SCH에 대한 정보, SCH 채널에 대한 채널 접속 모드 정보를 포함할 수 있다. SCH에 대한 정보는 채널 번호 정보를 포함할 수도 있다. 채널 접속 모드 정보는 도 13 내지 도 25에서 설명한 바와 같이 CA 모드, 가용 V2X 서비스, 슬롯 길이, 속성 등을 지시할 수 있다. 채널 접속 모드 정보는, SCH에서 WLAN V2X 통신 프로토콜 또는 셀룰러 V2X 통신 프로토콜 중 적어도 하나에 기초한 서비스 제공 여부를 지시하는 모드 정보를 포함할 수 있다.
V2X 통신 장치는 서비스 채널에 접속하고, 서비스 데이터를 수신할 수 있다(S28030). V2X 통신 장치는 도 13 내지 도 25에서 설명한 바와 같이 채널에 접속하여 서비스 데이터를 수신할 수 있다.
실시예로서, CCH 접속 및 서비스 정보 수신은 WLAN V2X 통신 프로토콜에 기초하여 수행되고, SCH 접속 및 서비스 데이터 수신은 모드 정보에 따라서 WLAN V2X 통신 프로토콜 또는 셀룰러 V2X 통신 프로토콜 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다. SCH 접속 및 서비스 데이터 수신이 모드 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 수행되는 경우, SCH은 TDM 기반 스펙트럼 공유에 기초하여 또는 센싱-기반 스펙트럼 공유에 기초하여 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에게 할당될 수 있다.
채널 접속 모드 정보는, WLAN V2X 통신 시스템 또는 셀룰러 V2X 통신 시스템 중 적어도 하나의 시간 슬롯 길이 정보를 더 포함할 수 있다. SCH는 슬롯 길이 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에게 TDM 할당될 수 있다. 채널 접속 모드 정보는, 서비스가 SCH에서 WLAN V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지, 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지, WLAN V2X 통신 프로토콜 및 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지를 나타낼 수 있다.
WLAN V2X 통신 프로토콜은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11에 기초하여 구현되고, 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Access) 또는 5G NR(New Radio)에 기초하여 구현될 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 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 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.
본 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않고 본 발명에서 다양한 변경 및 변형이 가능함은 당업자에게 이해된다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 그 동등 범위 내에서 제공되는 본 발명의 변경 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
본 명세서에서 장치 및 방법 발명이 모두 언급되고, 장치 및 방법 발명 모두의 설명은 서로 보완하여 적용될 수 있다.
다양한 실시예가 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에서 설명되었다.
본 발명은 일련의 차량 통신 분야에서 이용된다.
본 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않고 본 발명에서 다양한 변경 및 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 그 동등 범위 내에서 제공되는 본 발명의 변경 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (12)

  1. WLAN(Wireless Local Area Network) V2X 통신 프로토콜 또는 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 통신을 수행하는 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법에 있어서,
    CCH(Control Channel)에 접속하는 단계;
    상기 CCH에서 서비스 정보를 수신하는 단계로서, 상기 서비스 정보는 상기 서비스가 제공되는 SCH(Service Channel) 정보, 상기 SCH 채널에 대한 채널 접속 모드 정보를 포함하고, 및
    상기 채널 접속 모드 정보에 기초하여 SCH에 접속 및 서비스 데이터를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 채널 접속 모드 정보는 상기 SCH에서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 또는 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜 중 적어도 하나에 기초한 서비스 제공 여부를 지시하는 모드 정보를 포함하는, 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 CCH 접속 및 상기 서비스 정보 수신은 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜에 기초하여 수행되고,
    상기 SCH 접속 및 상기 서비스 데이터 수신은 상기 모드 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 또는 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜 중 적어도 하나에 기초하여 수행되는, 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 SCH 접속 및 상기 서비스 데이터 수신이 상기 모드 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 수행되는 경우, 상기 SCH은 TDM 기반 스펙트럼 공유에 기초하여 또는 센싱-기반 스펙트럼 공유에 기초하여 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에게 할당되는, 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 채널 접속 모드 정보는, 상기 WLAN V2X 통신 시스템 또는 상기 셀룰러 V2X 통신 시스템 중 적어도 하나의 시간 슬롯 길이 정보를 더 포함하고,
    상기 SCH는 상기 슬롯 길이 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에게 TDM(Time Division Multiplex) 할당되는, 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 접속 모드 정보는, 상기 서비스가 상기 SCH에서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지, 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지, 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지를 나타내는, 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 WLAN V2X 통신 프로토콜은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11에 기초하여 구현되고, 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Access) 또는 5G NR(New Radio)에 기초하여 구현되는, 하이브리드 V2X 통신 장치의 통신 방법.
  7. 하이브리드 V2X 통신 장치에 있어서,
    데이터를 저장하는 메모리;
    무선 신호를 송수신하는 RF 유닛으로서, 상기 RF 유닛은 WLAN(Wireless Local Area Network) V2X 통신 프로토콜에 기초하여 통신하는 제 1 트랜스시버 및셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 통신을 수행하는 제 2 트랜스시버를 포함하고; 및
    상기 RF 유닛을 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 하이브리드 V2X 통신 장치는,
    CCH(Control Channel)에 접속하고,
    상기 CCH에서 서비스 정보를 수신하며, 상기 서비스 정보는 상기 서비스가 제공되는 SCH(Service Channel) 정보, 상기 SCH 채널에 대한 채널 접속 모드 정보를 포함하고, 및
    상기 채널 접속 모드 정보에 기초하여 SCH에 접속 및 서비스를 수신하고,
    상기 채널 접속 모드 정보는 상기 SCH에서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 또는 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜 중 적어도 하나에 기초하여 상기 서비스가 제공되는지 여부를 지시하는 모드 정보를 포함하는, 하이브리드 V2X 통신 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 CCH 접속 및 상기 서비스 정보 수신은 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜에 기초하여 수행되고,
    상기 SCH 접속 및 상기 서비스 데이터 수신은 상기 모드 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 또는 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜 중 적어도 하나에 기초하여 수행되는, 하이브리드 V2X 통신 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 SCH 접속 및 상기 서비스 데이터 수신이 상기 모드 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 수행되는 경우, 상기 SCH은 TDM 기반 스펙트럼 공유에 기초하여 또는 센싱-기반 스펙트럼 공유에 기초하여 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에게 할당되는, 하이브리드 V2X 통신 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 채널 접속 모드 정보는, 상기 WLAN V2X 통신 시스템 또는 상기 셀룰러 V2X 통신 시스템 중 적어도 하나의 시간 슬롯 길이 정보를 더 포함하고,
    상기 SCH는 상기 슬롯 길이 정보에 따라서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에게 TDM 할당되는, 하이브리드 V2X 통신 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 채널 접속 모드 정보는, 상기 서비스가 상기 SCH에서 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지, 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지, 상기 WLAN V2X 통신 프로토콜 및 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜에 기초하여 제공되는지를 나타내는, 하이브리드 V2X 통신 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 WLAN V2X 통신 프로토콜은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11에 기초하여 구현되고, 상기 셀룰러 V2X 통신 프로토콜은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access) 또는 5G NR(New Radio)에 기초하여 구현되는, 하이브리드 V2X 통신 장치.
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