WO2019156266A1 - V2x 통신 장치 및 v2x 통신 장치의 v2x 통신 방법 - Google Patents

V2x 통신 장치 및 v2x 통신 장치의 v2x 통신 방법 Download PDF

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WO2019156266A1
WO2019156266A1 PCT/KR2018/001768 KR2018001768W WO2019156266A1 WO 2019156266 A1 WO2019156266 A1 WO 2019156266A1 KR 2018001768 W KR2018001768 W KR 2018001768W WO 2019156266 A1 WO2019156266 A1 WO 2019156266A1
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transmission
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황재호
고우석
김진우
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엘지전자(주)
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    • H04W28/0289—Congestion control
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
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    • H04W74/00—Wireless channel access
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    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/52—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on load

Definitions

  • the present invention relates to a V2X communication device and a V2X communication method thereof, and more particularly, to a V2X communication method considering channel conditions.
  • V2X Vehicle to Everything
  • Various services can be provided through V2X communication.
  • a plurality of frequency bands have been used to provide various services.
  • the present invention proposes a method for receiving an ITS message of a V2X communication device.
  • a method of transmitting a V2X message by a V2X communication device includes obtaining CBR information indicating congestion of a channel; Determining a state and a sub state of a channel for distributed congestion control (DCC) based on the CBR information; Generating transmission period information and transmission structure information for the V2X message based on the state and the sub state; And generating the V2X message based on the transmission period information and the transmission structure information, wherein the transmission period information indicates a transmission period of the V2X message, and the transmission structure information is transmitted in the transmission period. It can indicate the structure of a V2X message.
  • DCC distributed congestion control
  • a V2X communication device for transmitting a V2X message includes at least one communication unit for transmitting and receiving a V2X message; And a processor for controlling the communication unit, wherein the processor is configured to obtain CBR information indicating a congestion degree of a channel, and determine a state and a sub state of a channel for distributed congestion control (DCC) based on the CBR information. To decide; Generating transmission period information and transmission structure information for the V2X message based on the state and the sub state; And generating the V2X message based on the transmission period information and the transmission structure information, wherein the transmission period information indicates a transmission period of the V2X message, and the transmission structure information is transmitted in the transmission period. You can indicate the structure of the message.
  • DCC distributed congestion control
  • the generating of the transmission period information and the transmission structure information may include: generating the transmission period information by determining a predetermined transmission period corresponding to the state; And generating the transmission structure information by determining a preset transmission structure corresponding to the sub-state in the state.
  • the structure of the V2X message may include a full message structure including both dynamic data and static data of the V2X message, and a short message structure including only the dynamic data.
  • the transmission structure information may provide a transmission rate indicating how many times per second of the short message structure the V2X message is transmitted per transmission of the V2X message of the full message structure.
  • the generating of the V2X message may include transmitting a V2X message of the full message structure and a V2X message of the short message structure in the transmission period based on the transmission rate.
  • the method may further include, by the facility layer entity, transmitting a request primitive for requesting the transmission period information and the transmission structure information to a management layer entity.
  • the management layer may transmit a request message including the transmission period information and the transmission structure information to the facility layer through an interface between the management layer and the facility layer.
  • the request primitive may include ID information identifying a facility layer and parameter information about a parameter requested through the request primitive, and the parameter information may include the transmission period information and the transmission structure information. have.
  • the V2X communication device can adjust the transmission period and transmission structure of the V2X message in consideration of the congestion state of the channel.
  • the V2X communication device can operate a message transmission scheme that is dynamically changed according to the state of the channel, and can perform efficient distributed congestion control (DCC).
  • DCC distributed congestion control
  • FIG 1 illustrates an intelligent transport system (ITS) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a V2X transmission and reception system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a configuration of a V2X system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a configuration of a V2X system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a physical layer configuration of a V2X transmission device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a DCC architecture in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows an overview of DCC in ITS-S according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates a method in which an ITS-S transmits a message based on CBR information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 illustrates a state based reactive DCC algorithm in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates a multi-layer state based reactive DCC algorithm in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates an example of an ITS message to which a multi-layer state based reactive DCC algorithm according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 12 shows a structure of a management layer for the DCC of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates a structure of an interface between a management layer and a facility layer for DCC according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a structure of a facility layer for DCC according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 illustrates a method in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC transmits and receives an ITS message according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 illustrates a method in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC generates an ITS message through a facility layer process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a first embodiment in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC according to an embodiment of the present invention transmits an ITS message according to states and substates.
  • FIG. 18 illustrates a second embodiment in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC transmits an ITS message according to states and substates according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 illustrates a second embodiment in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC transmits an ITS message according to states and substates according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 illustrates a second embodiment in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC transmits an ITS message according to states and substates according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 shows a configuration of a V2X communication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 illustrates a method of transmitting a V2X message by a V2X communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a V2X communication device, and the V2X communication device may be included in an intelligent transport system (ITS) system to perform all or some functions of the ITS system.
  • the V2X communication device 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 onboard unit (OBU) of the vehicle or may be included in the OBU.
  • OBU On Board Equipment
  • OBU On Board Equipment
  • the V2X device may correspond to a road side unit (RSU) of the infrastructure or may be included in the RSU.
  • the RSU may be referred to as RoadSide Equipment (RSE).
  • the V2X communication device may correspond to or be included in an ITS station. Any OBU, RSU, mobile equipment, etc. that perform V2X communication may all be referred to as ITS stations or V2X communication devices.
  • FIG 1 illustrates an intelligent transport system (ITS) according to an embodiment of the present invention.
  • Intelligent transportation system provides efficient and safe transportation services by applying information and communication technology such as electronic control and communication devices to transportation facilities such as cars, buses and trains, and traffic facilities installed around roads such as traffic lights and billboards. Means to provide a system.
  • Information and communication technology such as electronic control and communication devices
  • transportation facilities such as cars, buses and trains, and traffic facilities installed around roads such as traffic lights and billboards.
  • V2X Vehicle to everything
  • V2X communication technology refers to a communication technology between a vehicle and a vehicle or a vehicle and a peripheral device.
  • Vehicles supporting V2X communication are equipped with OBUs, which include dedicated short-range communication (DSRC) communication modems.
  • Infrastructure that includes a V2X module installed around a road, such as a traffic light, may be referred to as an RSU.
  • VRU Vehicleable Road Users
  • the VRU may be capable of V2X communication.
  • V2V Vehicle to Vehicle
  • V2I Vehicle to Infra-structure
  • V2O communication between the vehicle and the traffic weak
  • I2O communication between the infrastructure and the traffic weak
  • FIG. 2 shows a V2X transmission and reception system according to an embodiment of the present invention.
  • the V2X transmission and reception system is classified according to the role of transmitting and receiving data between the V2X transmitter 2100 and the V2X receiver 2200, and there is no configuration difference between the devices.
  • the V2X transmitter 2100 and the V2X receiver 2200 both correspond to V2X communication devices.
  • the V2X transmitter 2100 includes a Global Navigation Satellite System (GNSS Receiver) 2110, a DSRC Radio 2120, a DSRC device processor 2130, and an Application Electronic Control Unit (ECU).
  • GNSS Receiver Global Navigation Satellite System
  • DSRC Radio 2120 a DSRC Radio 2120
  • DSRC device processor 2130 a DSRC device processor 2130
  • ECU Application Electronic Control Unit
  • the ECU 2140 includes a sensor 2150 and a human interface 2160.
  • the DSRC radio 2120 may perform communication based on a wireless local area network (WLAN) -based IEEE 802.11 standard and / or a wireless access in vehicular environment (WAVE) standard of the Society of Automotive Engineers (SAE). Can be.
  • the DSRC radio 2120 may perform operations of the physical layer and the MAC layer.
  • the DSRC device processor 2130 may decode the message received by the DSRC radio 2120 or decode the message to be transmitted.
  • the GNSS receiver 2110 processes the GNSS and may acquire location information and time information.
  • the GNSS receiver 2110 may be a Global Positioning System (GPS) device.
  • GPS Global Positioning System
  • the application ECU 2140 may be a microprocessor for providing a specific application service.
  • the application ECU may generate an action / message based on sensor information and user input to provide a service, and send and receive messages using a DSRC device processor.
  • the sensor 2150 may acquire vehicle state and ambient sensor information.
  • the human interface 2160 may receive a user input or display / provide a message through an interface such as an input button or a monitor.
  • the V2X receiver 2200 may include a Global Navigation Satellite System (GNSS Receiver) 2210, a DSRC Radio 2220, a DSRC device processor 2230, and an Application Electronic Control Unit (ECU). ECU 2240, Sensor 2250, and Human Interface 2260. The above description of the configuration of the V2X transmitter 2100 is applied to the configuration 2200 of the V2X receiver.
  • GNSS Receiver Global Navigation Satellite System
  • DSRC Radio 2220 a DSRC Radio 2220
  • ECU Application Electronic Control Unit
  • Sensor 2250 Sensor 2250
  • Human Interface 2260 Human Interface
  • the DSRC radio and the DSRC device processor correspond to one embodiment of a communication unit.
  • the communication unit may communicate based on cellular communication technology such as 3GPP, Long Term Evolution (LTE).
  • FIG. 3 shows a configuration of a V2X system according to an embodiment of the present invention.
  • the V2X system of FIG. 3 may correspond to the ITS station reference architecture as defined in ISO 21217 / EN302 665.
  • 3 shows an example of an ITS station in which the ITS station is based on a reference architecture.
  • 3 illustrates a hierarchical architecture for end-to-end communication.
  • the message is transmitted through each layer down one layer in the transmitting vehicle / ITS system, and the message is transmitted to the upper layer one layer up in the receiving vehicle / ITS system. Description of each layer is as follows.
  • the application layer may implement and support various use cases.
  • the application may provide road safety, efficient traffic information, and other application information.
  • the application layer can classify and define ITS applications and provide services to end vehicles / users / infrastructures through lower layers.
  • the application can be defined / applied by use-case, or the use-case can be grouped such as road-safety, traffic efficiency, local service, infotainment and defined / applied It may be.
  • application classification, use-case, etc. may be updated when new application scenarios occur.
  • Layer management can manage and service information related to the operation and security of the application layer. Information and services are communicated and shared in both directions through the interface between management entity and application layer (MAMA) and the interface between security entity and ITS-S applications (SA) or Service Access Points (eg MA-SAP, SA-SAP). Can be.
  • MAMA management entity and application layer
  • SA security entity and ITS-S applications
  • SA-SAP Service Access Points
  • the request from the application layer to the facility layer or the transfer of information from the facility layer to the application layer may be performed through an interface between facilities layer and ITS-S applications (FA) (
  • the facility layer can support the effective realization of the various uses defined in the application layer.
  • the facility layer may perform application support, information support, and session / communication support.
  • the facility layer may natively support the top three layers of the OSI model: session layer, presentation layer, and application layer.
  • the facility layer may additionally provide advanced facilities such as application support, information support, and session / communication support for the ITS system.
  • a facility refers to a component that provides functionality, information, and data.
  • the facility may be classified into a common facility and a domain facility.
  • Common facilities can provide the basic set of applications of ITS and the core services or functions required to operate the ITS station. For example, time management, position management, service management, and the like may be provided.
  • Domain facilities may provide special services or functions to a basic set of applications of one or more ITS.
  • the domain facility may provide decentralized notification messages (DENM) management for Road Hazard Warning applications (RHW).
  • DENM decentralized notification messages
  • RHW Road Hazard Warning applications
  • the network / transport layer can form a network for vehicle communication between homogeneous / heterogenous networks by using various transport protocols and network protocols.
  • the network / transport layer may provide Internet access and routing using Internet protocols such as TCP / UDP + IPv6.
  • the network / transport layer may configure a vehicle network using a geographical position based protocol such as BTP / GeoNetworking.
  • the transport layer corresponds to a connection layer between services provided by upper layers (session layer, presentation layer, application layer) and lower layers (network layer, data link layer, physical layer).
  • the transport layer manages the data sent by the user to arrive at the destination exactly.
  • the transport layer may serve to divide data into packets of a size suitable for transmission for efficient data transmission.
  • the transport layer may serve to reassemble the received packets into the original file.
  • the transport protocol may be TCP / UDP, and a transport protocol for ITS such as VTS may be used.
  • the network layer can assign logical addresses and determine packet forwarding paths.
  • the network layer may receive a packet generated at the transport layer and add a network header including a logical address of a destination.
  • packet path design unicast / broadcast between vehicles, between vehicles and fixed stations, and between fixed stations may be considered.
  • protocols such as geo-networking, IPv6 networking with movility support, IPv6 over geo-networking, and the like may be considered.
  • the access layer may transmit a message / data received from a higher layer through a physical channel.
  • the access layer may include 2G including an IEEE 802.11 and / or 802.11p standard based communication technology, ITS-G5 wireless communication technology based on the physical transmission technology of the IEEE 802.11 and / or 802.11p standard, and satellite / wideband wireless mobile communication. It can perform / support data communication based on / 3G / 4G (LTE) / 5G wireless cellular communication technology, broadband terrestrial digital broadcasting technology such as DVB-T / T2 / ATSC, GPS technology, IEEE 1609 WAVE technology.
  • LTE Long Term Evolution
  • 5G wireless cellular communication technology broadband terrestrial digital broadcasting technology
  • DVB-T / T2 / ATSC GPS technology
  • IEEE 1609 WAVE technology IEEE 1609 WAVE technology.
  • ITS systems for vehicle communication and networking can be organically designed in consideration of various connection technologies, network protocols, and communication interfaces to provide a variety of use-cases.
  • the role and function of each layer may be augmented or augmented.
  • FIG. 4 shows a configuration of a V2X system according to another embodiment of the present invention.
  • the North American V2X system uses the PHY technology and MAC technology of IEEE 802.11, and may further use the MAC technology of IEEE 1609.4.
  • the technology of the IEEE802.2 standard is applied to the LLC block, and the IEEE 1609.3 technology may be applied to the WAVE short message protocol (WSMP).
  • the facility layer can use message sets from SAE's J2735 standard, and the application layer can use applications defined for V2V, V2I, and V2O in the J2945 standard.
  • the application layer may perform a function by implementing a use-case.
  • the application can optionally be used depending on the use-case.
  • the system requirements for each use-case can be defined in the J2945 standard.
  • J2945 / 1 defines applications for V2V technology such as V2V safety communications.
  • FCW technology is a V2V safety communication technology that warns of a collision with a preceding vehicle. If a vehicle with a V2X communication device stops suddenly or stops in an accident, it can send an FCW safety message to prevent subsequent vehicle collisions. Subsequent vehicles may receive FCW messages and warn the driver or perform controls such as speed reduction or lane change. In particular, even when there is another vehicle between the stopped vehicle and the driving vehicle, there is an advantage that the state of the stopped vehicle through the FCW.
  • FCW safety messages may include vehicle location information (latitude, longitude, lane), vehicle information (vehicle type, length, direction, speed), event information (stop, sudden stop, slow motion), which may be Can be generated by request.
  • the facility layer may correspond to OSI layer 5 (session layer), layer 6 (presentation layer), and layer 7 (application layer).
  • the facility layer may generate a set of contextual messages to support the application.
  • the message set is defined in the J2735 standard and can be described / decrypted via ASN.1.
  • the message set may include BasicSafetyMessage message, MapData message, SPAT message, CommonSafetyRequest message, EmergencyVehicleAlert message, IntersectionCollision message, ProbeVehicleData message, RoadSideAlert message, PersonalSafetyMessag message.
  • the facility layer may generate a message set by collecting information to be transmitted from a higher layer.
  • the message set may be indicated in an Abstract Syntax Notation 1 (ASN.1) manner.
  • ASN.1 is a notation used to describe data structures. It can also specify encoding / decoding rules.
  • ASN.1 is not dependent on specific devices, data representations, programming languages, hardware platforms, etc.
  • ASN.1 is a language that describes data regardless of platform. It is a joint standard between the International Committee for Internationalization and Telephony (CITT) (X.208) and the International Organization for Standardization (ISO 8824).
  • a message set is a collection of messages related to V2X operations. There is a message set for the context of the parent application.
  • the message set is represented in the form of a data frame and may include at least one element. Each element may include a data frame or a data element.
  • the data frame represents two or more data sequences.
  • the data frame may be an enumeration structure of data elements or an enumeration structure of data frames.
  • the DV_vehicleData is a data frame structure representing information of a vehicle and may include a plurality of data elements (eg, height, bumbers, mass, trailerweight).
  • the data element defines a description of the data element.
  • an element called Height used in the data frame is defined in DE_VehicleHeight and may represent the height of the vehicle.
  • the height of the vehicle may be expressed from 0 to 127, and the LBS unit may be increased in units of 5 cm and may be expressed up to 6.35 meters.
  • a BasicSafetyMessage may be sent.
  • BasicSafetyMessage is the most basic and important message of the message set and is used to transmit basic information of the vehicle periodically.
  • the message may include coreData defined as BSMcoreData, and optional PartII and regional data.
  • coreData may include data elements such as msgCnt, id, lat, long, elev, speed, deading, break, size, and the like.
  • coreData uses data elements to display message count, ID, latitude, longitude, altitude, speed, direction, brake, vehicle size, and so on.
  • the BSM can generally transmit information corresponding to coreData in a cycle of 100 msec (10 times per second).
  • the network / transport layer may correspond to OSI layer 3 (network layer) and layer 4 (transport layer).
  • a WAVE short message protocol (WSMP) may be used to transmit a WAVE short message (WSM) delivered from an upper layer.
  • WSM WAVE short message
  • the IPv6 / TCP protocol may be used to process conventional IP signals.
  • the LLC block uses the IEEE802.2 standard and can distinguish an IP diagram from a WSM packet.
  • the access layer may correspond to OSI layer 1 (physical layer) and layer 2 (data link layer).
  • the access layer may use the IEEE 802.11 PHY technology and MAC technology, and in addition, the MAC technology of IEEE 1609.4 may be used to support vehicle communication.
  • the security entity and the management entity may be connected and operated in all sections.
  • FIG. 5 shows a physical layer configuration of a V2X transmission device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a physical layer signal processing block diagram of IEEE 802.11 or ITS-G5. 5 shows a physical layer configuration according to an embodiment of the present invention, and is not limited to the above-described transmission standard technology.
  • the physical layer processor of FIG. 5 includes a scrambler block 5010, an FEC encoder 5020, an interleaver 5030, a mapper 5040, a pilot insertion block 5050, and an IFFT block.
  • Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) sublayer baseband signal processing portion and wave including at least one of: (IFFT; 5060), guard insertion (5070), preamble insertion (5080)
  • Physical Medimu Dependant (PMD) sublayer RF band signal processing portion including at least one of wave shaping 5090, I / Q modulation block 5100, and DAC 5110.
  • the functional description of each block is as follows.
  • the scrambler 5010 may randomize the input bit stream by XORing with a pseudo random binary sequence (PRBS).
  • the FEC encoder 5020 may add redundancy to the transmission data so that an error on the transmission channel may be corrected at the receiving side.
  • the interleaver 5030 may interleave the input data / bit string based on the interleaving rule so as to correspond to a burst error. As an embodiment, when deep fading or erasure is applied to a QAM symbol, since interleaved bits are mapped to each QAM symbol, an error occurs in successive bits among all codeword bits. Can be prevented.
  • the mapper 5040 may allocate the input bit word to one constellation.
  • the pilot insertion block 5050 inserts a reference signal at a predetermined position of the signal block. By using such a reference signal, the receiver can estimate channel distortion phenomena such as channel estimation, frequency offset, and timing offset.
  • the IFFT block 5060 may convert an input signal to improve transmission efficiency and flexibility in consideration of the characteristics of the transport channel and the system structure.
  • the IFFT block 5060 may convert a signal in the frequency domain into a time domain using an inverse FFT operation.
  • IFFT block 5060 may be unused or omitted for single carrier systems.
  • the guard insertion block 5070 may insert guard intervals between adjacent signal blocks to minimize the influence of the delay spread of the transmission channel.
  • the guard insertion block 5070 may insert a cyclic prefix in the guard interval period.
  • the preamble insertion block 5080 may insert a predetermined type of signal, that is, a preamble, into the transmission signal so that the receiver can detect the target signal quickly and efficiently.
  • the preamble insertion block 5080 may define a signal block / signal frame including a plurality of OFDM symbols and insert a preamble symbol at the beginning of the signal block / signal frame.
  • the wave shaping block 5090 may waveform process the input baseband signal based on the channel transmission characteristic.
  • the waveform shaping block 5090 may perform square-root-raised cosine (SRRC) filtering to obtain a baseline of out-of-band emission of the transmission signal.
  • SRRC square-root-raised cosine
  • the waveform shaping block 5090 may be unused or omitted.
  • the I / Q modulator 5100 may perform in-phase and quadrature modulation.
  • the Digital to Analog Converter (DAC) block may convert an input digital signal into an analog signal and output the analog signal. The output analog signal can be transmitted via an output antenna.
  • DAC Digital to Analog Converter
  • Each of the blocks shown and described in FIG. 5 may be omitted or replaced by another block having similar or identical functionality.
  • the ITS system uses a decentralized congestion control (DCC) mechanism to perform efficient communication in a limited channel environment. This is because unlike other communication systems, the ITS system does not have a central processing unit such as an AP or a base station. Therefore, the ITS stations (ITS-S) in the ITS system must each perform channel congestion control using a predetermined DCC mechanism.
  • DCC decentralized congestion control
  • DCC Distributed Congestion Control
  • the DCC attempts to provide equal access to channel resources between neighboring ITS-Ss.
  • Channel resources allocated to the ITS-S by the DCC must be distributed among the applications according to their needs. If the application requirements exceed the allocated resources, the ITS-S must determine the priority between the different messages and discard the messages. If a road traffic emergency occurs during a high network utilization period, the ITS-S may still send a burst of message for a short period of time to maintain a safe road traffic environment. However, this exception occurs rarely, and the message sent for this purpose is uttermost important.
  • FIG. 6 illustrates a DCC architecture in accordance with an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 6 shows the architecture (protocol stack) of ITS-S providing DCC. In FIG. 6, the above description of FIGS. 3 and 4 will be omitted.
  • the DCC architecture may include a DCC facility layer entity (DCC_FAC), a DCC network layer entity (DCC_NET), a DCC access layer entity (DCC_ACC), and / or a DCC management entity (DCC_CROSS).
  • DCC_FAC DCC facility layer entity
  • DCC_NET DCC network layer entity
  • DCC_ACC DCC access layer entity
  • DCC_CROSS DCC management entity
  • DCC_FAC is an entity included in the facility layer and provides a facility layer specific DCC function.
  • DCC_NET is an entity included in the networking and transport layers that provides networking and transport layer specific DCC functionality.
  • DCC_ACC is an entity included in the access layer and provides an access layer specific DCC function.
  • DCC_CROSS is an entity included in the management layer and provides a management specific function.
  • the DCC_FAC may include some or all of the following facility layer specific DCC functions.
  • Control of the load generated by messages eg CAM, DENM, other messages
  • This load is controlled by an indication provided to the underlying facility service or application that generates the message.
  • DCC_NET may include some or all of the following networking and transport layer specific DCC functions.
  • the DCC_FAC may include at least one facility layer specific DCC function.
  • the DCC_FAC may control the load generated by each application / service at the message generation time.
  • the DCC_FAC may control the load generated by each application / service at the message generation time in consideration of the available channel resources of the ITS-S from the DCC_CROSS and the message generation requirements from the application / service. .
  • DCC_FAC obtains the available CBR percentage per radio channel from DCC_CROSS, obtains the message size and message interval from each application and service, and calculates the proposed minimum interval. Can be.
  • the DCC_ACC may include some or all of the following access layer specific DCC functions.
  • CBR assessment For all radio channels used by the ITS-S, derive a local CBR at the measured Channel Load (CL).
  • DCC priority selects a DCC queue for delivering the message according to the traffic class (TC) indicated in the message.
  • the TC corresponding to the highest EDCA access class is mapped to the highest priority DCC queue and dequeued first by DCC flow control.
  • DCC queue Temporarily stores transmitted (Tx) messages when the wireless channel is overloaded. If the queuing time exceeds the message lifetime, the message is dropped.
  • DCC power control If available, determine the transmission (Tx) power associated with the message based on the information provided by DCC_CROSS.
  • DCC flow control Traffic shaping is performed based on parameters provided in DCC_CROSS_Access. For example, dequeue the highest priority message stored in the DCC queue and send it to the ITS G5 channel.
  • DCC_CROSS may include some or all of the following management specific DCC functions.
  • DCC parameter evaluation calculates an internal DCC parameter indicating available channel resources based on CBR values collected by the CBR evaluation function (local CBR) and received by DCC_NET (highest global CBR value).
  • DCC_CROSS_Acess Determines DCC flow control and DCC power control parameters for each used radio channel based on internal DCC parameters calculated by the DCC parameter evaluation function and provides them to the DCC_ACC entity.
  • DCC_CROSS_Net Return the available resources per wireless channel used to DCC_NET.
  • DCC_CROSS_Facilities determines available channel resources for registered applications and basic facility services using internal DCC parameters from the DCC parameter evaluation function. This value is provided to the DCC_FAC entity.
  • FIG. 7 shows an overview of DCC in ITS-S according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. Schematically illustrates the configuration and operation of the ITS-S for DCC processing and DCC processing in the ITS-S.
  • a message (eg, CAM, DENM, other message) is generated in the facility layer by an indication of a corresponding application or service of an application layer existing at the top.
  • the generated message is delivered to the access layer via the networking and transport layers.
  • the message thus delivered may be transmitted over the ITS-G5 radio channel via the DCC buffer.
  • the receiving process of the data (message) in the receiving ITS-S may be performed in a reverse process in the above-described transmission ITS-S.
  • the ITS-S may include an entity for DCC (DCC entity) for each layer.
  • DCC entity entity for DCC
  • the management layer receives information for the DCC from the facility layer, the networking and transport layers, and the access layer, and processes it at each DCC entity to control information (signal) to the networking and transport layers and access layers.
  • the management layer may include a DCC_CROSS entity
  • the DCC_CROSS entity may include a DCC parameter evaluation entity, a DCC_CROSS_Facilities entity, a DCC_CROSS_Net entity, and / or a DCC_CROSS_Acess entity.
  • each operation will be described below.
  • the DCC Parameter Evolution entity obtains global CBR information from the networking and transport layers and local CBR information from the access layer, based on which the internal DCC parameters and global DCC transport (Tx) parameters are obtained. Can be generated.
  • the generated internal DCC parameters can be delivered to each DCC entity in the management layer, and global DCC transmission parameters can be delivered to the networking and transport layers.
  • the DCC Facilities entity may receive an internal DCC parameter from the DCC parameter evaluation entity, generate a message generation parameter, and transmit the generated DCC parameter to the facility layer.
  • the DCC Network (DCC Net) entity receives internal DCC parameters from the DCC parameter evaluation entity and generates DCC channel resource parameters based thereon to generate a DCC network resource parameter (e.g., DCC in a networking and transport layer). Header configuration entity).
  • DCC Access entity receives internal DCC parameters from the DCC parameter evaluation entity and generates access DCC parameters based thereon to generate DCC Net entities and access layers (eg, DCC flow control entities in the access layer). And DCC power control entity).
  • the access layer can check the congestion status of the channel.
  • the congestion state of such a channel may be expressed as a channel busy ratio (CBR).
  • CBR channel busy ratio
  • This CBR checks the presence or absence of a signal through carrier sensing of DSRC, and can be calculated as a ratio when the signal is above a certain threshold. This may be represented by Equation 1 below.
  • CBR is measured at 100 msec intervals, and 12,500 samples are measured for 8 usec in one measurement.
  • N means the total number of measurements
  • Nbusy means the number of times the signal is transmitted through the channel at a certain level of N times.
  • CBR information Information about this CBR (CBR information) is collected and processed by the DCC parameter evaluation entity.
  • the local CBR represents a CBR locally recognized by a specific ITS-S for each individual radio channel. That is, the local CBR may be a CBR measured by the ITS-S itself.
  • Global CBR is the maximum value of the local CBR.
  • the facility layer may receive a message generation parameter from a DCC Facilities entity and generate a message based thereon.
  • the DCC Facilities entity may calculate a message transmission period according to the CBR through a state machine, and deliver a message generation parameter including the transmission period to the facility layer.
  • FIG. 8 illustrates a method in which an ITS-S transmits a message based on CBR information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 (a) shows a method of transmitting a message when the ITS-S is a relatively low CBR.
  • the embodiment of FIG. 8 (a) shows how the ITS-S transmits a message when the CBR is lower than the preset reference CBR.
  • Low CBR means low channel usage.
  • the ITS-S may send the message more often. That is, the ITS-S can send messages in shorter periods. For example, as shown, the ITS-S may transmit a message five times per second at a packet rate of 5 Hz.
  • FIG. 8 (b) shows a method of transmitting a message when the ITS-S is a relatively high CBR.
  • the embodiment of FIG. 8 (b) shows how the ITS-S transmits a message when the CBR is higher than the preset reference CBR.
  • the ITS-S should lower the transmission period of the message. For example, as shown, the ITS-S may transmit a message once per second at a packet rate of 1 Hz. In this way, all the surrounding ITS-Ss can lower the message transmission period and perform all normal communication.
  • the ITS-S performing DCC can smoothly communicate by eliminating channel overload by adjusting a message generation period based on the collected CBR information.
  • the ITS-S may use a state based reactive DCC algorithm. This will be described below with reference to FIG. 9.
  • FIG. 9 illustrates a state based reactive DCC algorithm in accordance with an embodiment of the present invention.
  • a state-based reactive DCC algorithm is a method of constructing a state machine based on CBR and determining the corresponding packet rate (or transfer period) according to each state in the state machine.
  • FIG. 9 (a) shows an exemplary structure of a state machine for state based reactive DCC.
  • the state machine may be configured in five stages. This state machine can be configured with a "relaxed" state with the lowest CBR (or channel usage), a "restrictive” state with a CBR above a certain value, and "state 1 through state 3".
  • the state of the state machine changes from the relaxed state to the restrictive state.
  • each state is classified according to the value of CBR, and a packet rate and a transmission period are provided as parameters for each state.
  • a "relaxed" state with a CBR of less than 30% has a packet rate of 10 Hz and a transmission period of 100 ms.
  • "state 1" having a CBR of 30 to 39% has a packet transmission rate of 5 Hz and a transmission period of 200 ms.
  • 'state 2' with 40-49% CBR has a packet transmission rate of 2.5 Hz and a transmission period of 400 ms.
  • state 3 having a CBR of 50 to 59% has a packet transmission rate of 2 Hz and a transmission period of 500 ms.
  • a 'restrictive' state with a CBR greater than 60% has a packet rate of 1 Hz and a transmission period of 1000 ms.
  • the state is determined according to the CBR, and the packet rate and the transmission period are determined according to the state. For example, a state corresponding to a relatively high CBR is determined to have a longer transmission period than a state corresponding to a relatively low CBR. Meanwhile, in the embodiment of FIG. 9, the same transmission period is maintained regardless of the change in the CBR value within a specific state. For example, in state 3, the CBR value has 500ms, which is the same transmission period, from 50 to 59.
  • channel congestion may be controlled by adjusting a transmission period of a message according to channel usage or congestion.
  • the DCC method of FIG. 9 only adjusts a transmission period of a message and does not provide a method of adjusting the structure and size of the message.
  • it may be unnecessary to continuously transmit a message having the same structure and size.
  • a new DCC method for coordinating the message structure as well as the message transmission period is proposed.
  • the DCC method of FIG. 9 is referred to as a state-based reactive DCC algorithm (method), and the newly proposed DCC method is a multi-layer state-based reactive DCC (multi-layer).
  • state-based reactive DCC algorithm This is merely an exemplary use to distinguish the DCC method of adjusting only the message transmission period and the DCC algorithm (method) adjusting the message transmission period and structure together, and both methods are state-based reactive DCC algorithm (method). May be collectively referred to.
  • state based reactive DCC may be abbreviated as state based DCC.
  • FIG. 10 illustrates a multi-layer state based reactive DCC algorithm in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the multi-layer state based reactive DCC algorithm constructs a multi-layer state machine based on the CBR, determines the corresponding packet rate (or transmission period) according to each state in the state machine, and applies to each sub-state within each state. Therefore, the corresponding message structure is determined.
  • the multi-layer state based reactive DCC may be abbreviated as multi-layer state based DCC or multi-layer DCC.
  • FIG. 10 (a) shows an exemplary structure of a state machine for multi-layer state based reactive DCC.
  • the state machine may be configured in five stages.
  • This state machine can be configured with a "relaxed” state with the lowest CBR (or channel usage), a “restrictive” state with a CBR above a certain value, and "state 1 through state 3".
  • the state machine state changes from the relaxed state to the restrictive state.
  • a specific state may include at least one sub-state (sub-state).
  • state 1 may include n substates SS_1 to SS_2, respectively.
  • the sub state may be changed from SS_1 to SS_n.
  • each state is divided according to the value of CBR.
  • the packet transmission rate and / or transmission period are provided as parameters for each state.
  • a "relaxed" state with a CBR of less than 30% has a packet rate of 10 Hz and a transmission period of 100 ms.
  • "state 1" having a CBR of 30 to 39% has a packet transmission rate of 5 Hz and a transmission period of 200 ms.
  • 'state 2' with 40-49% CBR has a packet transmission rate of 2.5 Hz and a transmission period of 400 ms.
  • state 3 having a CBR of 50 to 59% has a packet transmission rate of 2 Hz and a transmission period of 500 ms.
  • a 'restrictive' state with a CBR greater than 60% has a packet rate of 1 Hz and a transmission period of 1000 ms.
  • a particular state includes at least one sub-state, each sub-state is divided according to the value of the CBR.
  • state 1 includes n substates.
  • SS_1 of state 1 with CBR of 30-31% has a full message rate of
  • SS_2 of state 1 with CBR of 31-32% has a full message rate of 1
  • state with 39-40% of CBR SS_n of 1 has a full message rate of n-1.
  • state 2 and state 3 may likewise include at least one substate, with each substate corresponding to a full message rate. This full message rate is described below.
  • the CBR value for each sub state subdivides the CBR value defined by the state. This may be represented by Equation 2 below.
  • Equation 2 the minimum value Min and the maximum value Max of the CBR corresponding to the state are calculated using Equation 2. Then, based on this, an assignable unit CBR value for each sub state is determined.
  • the unit CBR value may be expressed by Equation 3 below.
  • the CBR section (range) of each sub state is set to the minimum CBR value plus the unit CBR value. This may be represented by Equation 4 below.
  • state 1 to state 3 all contain the same number (n) of sub-states, and the CBR sections corresponding to the sub-states are all expressed as having the same interval.
  • n the number of sub-states
  • the CBR sections corresponding to the sub-states are all expressed as having the same interval.
  • states 1 through 3 may contain different numbers of substates.
  • state 1 may include the highest number of substates
  • state 3 may include the least number of substates
  • state 2 may include the intermediate number of substates.
  • state 1 and state 2 may include the same number of substates
  • state 3 may include fewer substates than the number of substates of state 1 and state 2.
  • the interval of the CBR interval corresponding to each sub-state of state 1 is 1 (eg, CBR corresponding to each sub-state is 30 to 31%, 31 to 32%, etc.). ) Or 2 (e.g., CBR corresponding to each sub state is 30 to 32%, 32 to 34%), or change by sub state (e.g., CBR corresponding to each sub state is 30 to 31%, 32). 34%, 34-37%, etc.).
  • the full message rate Full_msg_ratio is provided as a parameter for each sub state.
  • the full message rate is information providing a transmission structure of the message, and may indicate a transmission rate of a full message and a short message.
  • the full message rate may indicate how many short messages are sent per pull message. For example, if the pull message rate is zero, it indicates that a pull message is sent each time.
  • the ratio of full messages is 1, it indicates that the full message is transmitted once and the short message is transmitted once. That is, it indicates that one short message is transmitted per one full message.
  • the ratio of the full message is n, it indicates that the full message is transmitted once and the short message is transmitted n times. That is, it indicates that n short messages are transmitted per one full message.
  • each state and substates of each state are determined according to the CBR, the transmission period (packet transmission rate) of the message is determined according to each state, and the message is transmitted according to the substate of each state.
  • the rate / structure full message rate
  • a state corresponding to a relatively high CBR is determined to have a longer transmission period than a state corresponding to a relatively low CBR, and a sub state corresponding to a relatively high CBR within the same state corresponds to a relatively low CBR. It is determined to have a full message rate greater than the substate being.
  • channel congestion can be more flexibly and efficiently controlled by adjusting the message transmission structure according to the CBR value.
  • FIG. 11 illustrates an example of an ITS message to which a multi-layer state based reactive DCC algorithm according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the ITS message should be divided into different sizes or structures.
  • a Collective Perception Message (CPM) message for a Collective Perception (CP) service is described as an example of such an ITS message.
  • CCM Collective Perception Message
  • CP Collective Perception
  • the CP service can specify how the ITS-S can inform other ITS-S about the location, dynamics and attributes of the detected neighboring road users and other objects. For example, the CP service may share this information with other ITS-Ss through the transmission of Collective Perception Messages (CPM).
  • CCM Collective Perception Messages
  • This CPM is a message exchanged between ITS-Ss in an ITS network and may be used to generate collective perceptions for road users (eg, vehicle ITS-S) and other objects detected and / or recognized by the ITS-S. .
  • the CPM message includes a header, an originating station container (OSC), a sensor information container (SIC), and / or a perceptual object container (POC). can do.
  • OSC originating station container
  • SIC sensor information container
  • POC perceptual object container
  • the header includes a protocol version field, a message ID field, a station ID field, and / or a generationDeltaTime field.
  • the protocol version field indicates the version of the protocol
  • the message ID field identifies the message
  • the station ID field identifies the station
  • the creation time field indicates the time when the message was generated.
  • This header is a common header used in the ITS message and is present at the beginning of the ITS message.
  • the OSC provides basic information related to the originating ITS-S sending the CPM message.
  • the OSC includes a basic container and a station data part.
  • the base container contains commonly required origin station information.
  • the base container includes a referencePosition field indicating the reference position of the calling station and a stationType field indicating the type of the calling station.
  • the station data part contains data suitable or specified for that station, depending on the type of originating station, for example whether it is a vehicle ITS-S (vehicle) or a roadside ITS-S (RSU). That is, the station data part is defined differently according to the type of station.
  • vehicle ITS-S vehicle
  • RSU roadside ITS-S
  • the station data part When the station is a vehicle, the station data part includes an originating vehicle container (OVC), and the OVC includes a heading field indicating a driving direction of the vehicle, a speed field indicating a driving speed of the vehicle, An OrientationDeltaAngle field indicating the angle between the vehicle's driving direction and the front of the vehicle. It may include an acceleration field indicating the acceleration of the vehicle and / or a trailer data field providing information of the trailer. Or, if the station is an RSU, the station data part includes an originating RSU container (ORC). Such OVCs and ORCs include station static fields and / or station dynamic fields.
  • OVCs and ORCs include station static fields and / or station dynamic fields.
  • the SIC provides a description of at least one sensor mounted on the originating ITS-S that sends the CPM message.
  • the SIC may provide installation / function information of a sensor used for detecting an object, and may be configured as many as the number of installed sensors. That is, the SIC may include as many vehicle sensor fields (messages) as the number of vehicle sensors installed in the vehicle or RSU sensor fields (messages) as many as the number of RSU sensors installed in the RSU depending on the type of station.
  • the vehicle sensor message may include a sensor ID field identifying a sensor, a sensor type field indicating a type of a sensor, and an offset field indicating a location where a sensor is installed (eg, Offset based on xOffset, yOffset, zOffset, and referencePosition). And / or data indicating a measurement range (eg, range, horizontalFrustumStart / End, verticalFrustumStart / End, measurement distance, horizontal measurement range, vertical measurement range) of the sensor.
  • a measurement range eg, range, horizontalFrustumStart / End, verticalFrustumStart / End, measurement distance, horizontal measurement range, vertical measurement range
  • the RSU sensor message may include a sensor ID field identifying a sensor, a sensor type field indicating a type of a sensor, and an offset field indicating a location where a sensor is installed (eg, offset based on xOffset, yOffset, zOffset, and referencePosition). And / or data indicating a measurement range (eg, range, horizontalFrustumStart / End, verticalFrustumStart / End, measurement distance, horizontal measurement range, vertical measurement range) of the sensor.
  • a measurement range eg, range, horizontalFrustumStart / End, verticalFrustumStart / End, measurement distance, horizontal measurement range, vertical measurement range
  • Such vehicle sensor messages and RSU sensor messages include sensor static fields and / or sensor dynamic fields.
  • the POC provides a description of the objects perceived / detected by the sensor of the originating ITS-S.
  • the POC includes information of objects detected through the sensor and includes as many object data parts as the number of objects detected.
  • the object data part includes an object ID field for identifying an object, data indicating sensor and time used for detecting the object (including sensor ID information and measurement time information), position information indicating a position of the detected object (eg, 'xDistance', 'yDistance', 'zDistance'; indicates the x, y, z distance at 'referencePosition', size information indicating the size of the detected object (e.g.
  • object data parts include object static fields and / or object dynamic fields.
  • FIG. 11 (b) shows the structure of a full message for a CPM message according to an embodiment of the present invention.
  • the CPM message having the structure of this full message may be referred to as a full message CPM message.
  • Such a pull message may include both dynamic data and static data of the CPM message.
  • the dynamic data refers to data that changes every time the CPM message is transmitted
  • the static data refers to data that remains unchanged when the CPM message is transmitted.
  • the dynamic data may be data having dynamic characteristics
  • the static data may be data having static characteristics.
  • the dynamic data may be data (eg, vehicle location, speed, direction, etc.) that may change with every CPM message sent by the same ITS-S (eg, vehicle ITS-S).
  • the static data may be data (eg, length, width, etc.) of maintaining the same value in every CPM message sent by the same ITS-S (eg, vehicle ITS-S) or in every CPM message within a preset period of time. Can be.
  • Such dynamic data and static data may be classified directly by the user or automatically classified according to the characteristics of the data.
  • a CPM message (full message CPM) operated in the structure of a pull message includes an OSC including a header, a base container, a station static field, and a station dynamic field, a sensor static field, and a sensor dynamic field.
  • OSC including a header, a base container, a station static field, and a station dynamic field, a sensor static field, and a sensor dynamic field.
  • the station static field may include static data of the OSC.
  • the station static field may include length information, width information, type information, etc. of the originating ITS-S (vehicle).
  • the sensor static field may include static data of the SIC.
  • the sensor static field may include ID information, type information, location information, radius information, opening angle information, and / or quality grade information of the sensor.
  • the object static field may include static data of the POC.
  • the object static field may include ID information, length information, width information, height information and / or type information of the object detected by the sensor.
  • the station dynamic field may include dynamic data of the OSC.
  • the station dynamic field may include generation time information of a CPM message, reference position information of an originating ITS-S (vehicle), direction information, and / or speed information.
  • the sensor dynamic field may include dynamic data of the SIC.
  • the sensor dynamic field may include ID information and / or raw data information of the sensor.
  • the object dynamic data may include dynamic data of the POC.
  • the object dynamic data may include measurement time information, ID information, sensor ID information, distance information, speed information, and / or direction information of the object detected by the sensor.
  • the CPM message having the structure of the short message may be referred to as a short message CPM message or a dynamic only CPM message.
  • Such a short message may not include static data of the CPM message but may include dynamic data.
  • the short message may be referred to as a dynamic only message.
  • a CPM message (dynamic only CPM) operated in a structure of a short message includes an OVC including a header, a basic container, and a station dynamic field, an SIC including a sensor dynamic field, and / or Or a POC containing an object dynamic field.
  • OVC including a header, a basic container, and a station dynamic field
  • SIC including a sensor dynamic field
  • POC a POC containing an object dynamic field.
  • FIG. 12 shows a structure of a management layer for the DCC of the present invention.
  • FIG. 12A illustrates the structure of the management layer for the state-based reactive DCC of FIG. 9
  • FIG. 12B illustrates the structure of the management layer for the multi-layer state-based reactive DCC of FIG. 10.
  • the DCC parameter evaluation entity in the management layer may acquire global CBR information and / or local CBR information, and generate internal DCC parameters based thereon.
  • the generated internal DCC parameter may be delivered to the DCC Facilities entity (DCC_CROSS_Facilities) in the management layer.
  • the DCC Facilities entity may receive internal DCC parameters from the DCC parameter evaluation entity, generate message generation parameters based on the DCC parameters evaluation entity, and forward them to the facility layer entity (eg, DCC_FAC).
  • the MF-GET.request primitive may be used for requesting a message generation parameter from DCC_FAC to DCC_CROSS.
  • the MF-SET.request primitive may be used for the delivery of message generation parameters from DCC_CROSS to DCC_FAC. This will be described with reference to FIG. 13.
  • the message generation parameter may include transmission period information (T_interval) of the message.
  • T_interval transmission period information
  • the facility layer that has received this message generation parameter may generate an ITS message based on the transmission period.
  • the DCC_FAC entity in the facility layer may generate an ITS message, such as a CAM message, based on the transmission period. This is the same as described above with reference to FIG. 9.
  • the DCC parameter evaluation entity in the management layer obtains global CBR information and / or local CBR information, and generates internal DCC parameters based on the DCC Facilities entity. Can be passed to (DCC_CROSS).
  • the DCC Facilities entity may receive internal DCC parameters from the DCC parameter evaluation entity, generate message generation parameters based on the DCC parameters evaluation entity, and forward them to the facility layer entity (eg, DCC_FAC).
  • the MF-GET.request primitive may be used for requesting a message generation parameter from DCC_FAC to DCC_CROSS.
  • the MF-SET.request primitive may be used for the delivery of message generation parameters from DCC_CROSS to DCC_FAC.
  • the message generation parameter of FIG. 12 may include transmission period information (T_interval) and transmission structure information (Full_msg_ratio) of a message.
  • the message generation parameter may further include full message rate information.
  • the facility layer receiving the message generation parameter may generate a CPM message having a different period and structure based on the corresponding transmission period and transmission structure. This is the same as described above with reference to FIG. 10.
  • FIG. 13 illustrates a structure of an interface between a management layer and a facility layer for DCC according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 (a) illustrates a structure of an interface between a management layer and a facility layer for the state-based reactive DCC of FIG. 9, and
  • FIG. 13 (b) shows the management layer for the multi-layer state-based reactive DCC of FIG. Represents the structure of the interface between facility layers.
  • MF-SAP management-facility service access point
  • FIG. 13 (a) the structure of the MF-SAP for the state-based reactive DCC of FIG. 9 and the MF for the multi-layer state-based reactive DCC of FIG. 10 will be described with reference to FIG. 13 (b). Describe the structure of SAP respectively.
  • primitives delivered through MF-SAP may include MF-GET primitives (eg, MF-GET.request) and MF-SET primitives (eg, MF-SET.request). .
  • the MF-GET primitive may allow retrieval of parameters from the parity layer. That is, the MF-GET primitive may be used by the management layer to retrieve parameters from the facility layer. This MF-GET primitive may be used by the management layer to request specific parameter information from the facility layer.
  • the MF-SET primitive may allow setting parameters in the facility layer. That is, the MF-SET primitive may be used by the management layer to set parameters in the facility layer. This MF-SET primitive may be used by the facility layer to deliver / return specific parameter information requested to the management layer.
  • parameters / data can be exchanged between the management layer and the facility layer.
  • the parameters of this MF-GET and MF-SET primitives are shown in Table 1 below.
  • Table 1 is an example of parameters passed through the MF-GET and MF-SET primitives.
  • the FAC-ID indicates a unique ID identifying a facility interface or facility layer.
  • CommandRef indicates the unique cyclic reference number of the command or request.
  • F-Param.No and F-Param.Value indicate the number and value of the parameter to be actually passed. At this time, F-Param.Value depends on F-Param.No. F-Param.No and F-Param.Value may be referred to as F-Param elements, and a parameter indicating the number of subsequent F-Param elements may be included in the MF-GET and MF-SET primitives. An exemplary description of such F-Param.No and F-Param.Value is shown in Table 2 below.
  • a parameter transmitted through the MF-SAP may indicate a channel number.
  • the radio channel number in the ITS-G5A, G5B or G5D band can be identified by the value of F-Param.Value.
  • the parameter transmitted through the MF-SAP may indicate a total available resource. Therefore, in this case, the total available CBR percentage for the selected channel may be indicated by the value of F-Param.Value.
  • the parameter transmitted through the MF-SAP may indicate an average message size. Therefore, in this case, the average message size for the application (eg, CPM application) may be indicated by the value of F-Param.Value.
  • the parameter transmitted through the MF-SAP may indicate an available resource. Therefore, in this case, available channel resources for the application may be indicated by the value of F-Param.Value.
  • the parameter transmitted through the MF-SAP may indicate a minimum message interval (Available resource). That is, the transmission period of the message can be indicated. Therefore, in this case, the minimum message interval (transmission period) for the application may be indicated by the value of F-Param.Value.
  • primitives delivered through MF-SAP include MF-GET primitives (MF-GET.request) and MF-SET primitives (MF-SET.request). It may include.
  • the parameters of this MF-GET and MF-SET primitives are as described above in Table 1 above.
  • parameters / information eg, full message ratio (Full_msg_ratio) information
  • Full_msg_ratio full message ratio
  • the parameter transmitted through the MF-SAP may indicate a full message ratio. That is, the transmission structure of the message can be indicated.
  • the full message rate for the application eg, CPM application
  • the full message rate for the application may be indicated by the value of F-Param.Value.
  • FIG. 14 illustrates a structure of a facility layer for DCC according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14A illustrates the structure of the facility layer for the state-based reactive DCC of FIG. 9, and
  • FIG. 14B illustrates the structure of the facility layer for the multi-layer state-based reactive DCC of FIG. 10.
  • the DCC_FAC entity of the facility layer may generate an ITS message by using a message generation parameter transferred from the management layer.
  • the message generation parameter may include a minimum message interval of the message.
  • the DCC_FAC may determine a message transmission period based on the transmission period information, and generate an ITS message such as a CAM message with the corresponding message transmission period.
  • the DCC_FAC entity of the facility layer may generate an ITS message using a message generation parameter transferred from the management layer.
  • the message generation parameter may include transmission period information and transmission structure information (eg, full message ratio information) of the message.
  • the DCC_FAC may determine a message transmission period and a message transmission structure based on the transmission period information and the transmission structure information, and generate an ITS message such as a CPM message with the corresponding message transmission period and the message transmission structure. This will be described below with reference to FIG. 15.
  • FIG. 15 illustrates a method in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC transmits and receives an ITS message according to an embodiment of the present invention.
  • the ITS-S uses a multi-layer state based reactive DCC algorithm for DCC.
  • the minimum message interval indicating the transmission period of the message is Tinterval
  • the full message ratio (Full_msg_ratio) indicating the transmission structure of the message is 2.
  • the transmission (Tx) ITS-S may generate and transmit an ITS message every cycle, that is, at times t1, t2, and t3 to t7.
  • Receive (Rx) ITS-S may receive this ITS message.
  • the transmission interval (Tinterval) of the message may be adjusted by the CBR value.
  • the transmitting ITS-S can generate and transmit two short messages per full message. For example, as shown, the transmitting ITS-S may transmit a full message at time t1 and a short message at time t2 and t3. As such, the ITS-S can improve the efficiency of channel use by transmitting a message of a small size including only information that is important or frequently changes at a specific time while using the same transmission period.
  • FIG. 16 illustrates a method in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC generates an ITS message through a facility layer process according to an embodiment of the present invention.
  • the facility layer of the ITS or the ITS-S may initialize the system (S16010).
  • the facility layer of the ITS or the ITS-S may receive a message generation parameter from the management layer through the MF-SAP (S16020).
  • the message generation parameter may include information on a transmission interval (Tinterval) and a transmission structure (eg, full message ratio full_msg_ratio) of a message for DCC.
  • the facility layer of the ITS or the ITS-S may determine the transmission period of the message and the structure of the message transmitted in the corresponding period based on the transmission period information and the transmission structure information (S16030).
  • the facility layer of the ITS or ITS-S may determine whether the corresponding period is a period in which the full message is transmitted (S16040).
  • the facility layer of the ITS or ITS-S may generate the full message (S16050).
  • the facility layer of the ITS or ITS-S may generate a full message by first generating a short message (eg, a short CPM message) and additionally generating an extension message (eg, an extended CPM message).
  • a short message eg, a short CPM message
  • an extension message eg, an extended CPM message
  • the facility layer of the ITS or the ITS-S may generate a short message (S16060).
  • the generated message may be generated and transmitted as a radio signal through processing of the networking and transport layers and processing of the access layer.
  • FIG. 17 illustrates a first embodiment in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC according to an embodiment of the present invention transmits an ITS message according to states and substates.
  • the ITS message is the CPM message of FIG. 11.
  • FIG. 17 (a) shows an exemplary structure of a state machine for multi-layer state based reactive DCC and an example of parameters for each state / sub state of the state machine.
  • FIG. 17B illustrates a method in which the ITS-S transmits an ITS message based on a transmission period and a transmission structure determined according to states and sub-states.
  • FIG. 17 descriptions duplicated with those described above with reference to FIG. 10 will be omitted.
  • the ITS-S may determine state 1 and SS1 as states and sub-states for the DCC.
  • the transmission period (Tinterval) and the transmission structure (Full_msg_ratio) corresponding to state 1 and SS1 are 200ms and 0, respectively.
  • the ITS-S may transmit a CPM message based on the determined transmission period and transmission structure. As shown, the ITS-S may transmit the CPM message in a transmission period of 200 ms. As shown, the ITS-S may send a CPM message at times t1 to t7. The ITS-S may also send CPM messages at a full message rate of zero. That is, the ITS-S may transmit the full message at each of times t1 to t7. As described above, the full message may include a short CPM message (short message) and an extended CPM message.
  • FIG. 18 illustrates a second embodiment in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC transmits an ITS message according to states and substates according to an embodiment of the present invention.
  • the ITS message is the CPM message of FIG. 11.
  • FIG. 18A shows an example structure of a state machine for multi-layer state based reactive DCC and an example of parameters for each state / sub state of the state machine.
  • FIG. 18B illustrates a method in which the ITS-S transmits an ITS message based on a transmission period and a transmission structure determined according to states and sub-states.
  • FIG. 18 descriptions duplicated with those described above with reference to FIGS. 10 and 17 will be omitted.
  • the ITS-S may determine state 1 and SS2 as states and sub states for the DCC.
  • the transmission period (Tinterval) and the transmission structure (Full_msg_ratio) corresponding to state 1 and SS2 are 200ms and 1, respectively.
  • the ITS-S may transmit a CPM message based on the determined transmission period and transmission structure. As shown in FIG. 17B, the ITS-S may transmit a CPM message at a transmission period of 200 ms. That is, the ITS-S may transmit the CPM message at times t1 to t7. The ITS-S may also send CPM messages at a full message rate of one. As shown in FIG. 17B, the ITS-S may transmit a full message at t1, t3, t5, and t7 times, and may transmit a short message at t2, t4, and t6 times. That is, one short message may be transmitted per one full message. As described above, the full message may include a short CPM message (short message) and an extended CPM message.
  • FIG. 19 shows a third embodiment in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC according to an embodiment of the present invention transmits an ITS message according to states and substates.
  • the ITS message is the CPM message of FIG. 11.
  • FIG. 19 (a) shows an exemplary structure of a state machine for multi-layer state based reactive DCC and an example of parameters for each state / sub state of the state machine.
  • 19 (b) illustrates a method in which the ITS-S transmits an ITS message based on a transmission period and a transmission structure determined according to states and sub-states.
  • FIG. 19 descriptions duplicated with those described above with reference to FIGS. 10, 17, and 18 are omitted.
  • the ITS-S may determine state 2 and SS1 as states and substates for the DCC.
  • the transmission period (Tinterval) and the transmission structure (Full_msg_ratio) corresponding to state 2 and SS1 are 400ms and 0, respectively.
  • the ITS-S may transmit a CPM message based on the determined transmission period and transmission structure. As shown in FIG. 17B, the ITS-S may transmit a CPM message in a transmission period of 400 ms, which is a longer transmission period. That is, the ITS-S may transmit the CPM message at times t1, t3, t5 and t7. The ITS-S may also send CPM messages at a full message rate of zero. That is, the ITS-S can transmit the full message at all times t1, t3, t5 and t7. As described above, the full message may include a short CPM message (short message) and an extended CPM message.
  • FIG. 20 illustrates a fourth embodiment in which an ITS-S using a multi-layer state based reactive DCC according to an embodiment of the present invention transmits an ITS message according to states and substates.
  • the ITS message is the CPM message of FIG. 11.
  • FIG. 20 (a) shows the structure of a state machine for multi-layer state based reactive DCC and parameters for each state / sub state of the state machine.
  • 20 (b) shows how the ITS-S transmits an ITS message based on a transmission period and a transmission structure determined according to states and sub-states.
  • FIG. 20 descriptions duplicated with those described above with reference to FIGS. 10 and 17 to 19 are omitted.
  • the ITS-S may determine state 2 and SS3 as states and sub-states for the DCC.
  • the transmission period (Tinterval) and the transmission structure (Full_msg_ratio) corresponding to state 2 and SS3 are 400ms and 2, respectively.
  • the ITS-S may transmit a CPM message based on the determined transmission period and transmission structure. As shown in FIG. 19B, the ITS-S may transmit a CPM message at a transmission period of 400 ms. That is, the ITS-S may transmit the CPM message at times t1, t3, t5 and t7. The ITS-S may also send CPM messages at a full message rate of two. As shown, unlike FIG. 19B, the ITS-S may transmit a full message at t1 and t7 times and a short message at t3 and t5 times. That is, two short messages may be transmitted per full message. As described above, the full message may include a short CPM message (short message) and an extended CPM message.
  • V2X communication device 21 shows a configuration of a V2X communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the V2X communication device may correspond to or be included in the ITS-S.
  • the V2X communication device 21000 may include at least one communication unit 21010, a processor 21020, and a memory 21030.
  • the communication unit 21010 may be connected to the processor 21020 to transmit / receive a radio signal.
  • the communication unit 21010 may up-convert data received from the processor 21020 into a transmission / reception band to transmit a signal, or downconvert the received signal.
  • the communication unit 21010 may implement at least one of the physical layer and the access layer.
  • the communication unit 21010 may include a plurality of sub-RF units for communicating in accordance with a plurality of communication protocols.
  • the communication unit 21010 may include a dedicated short range communication (DSRC), ITS-G5 wireless communication technology, satellite based on the physical transmission technology of the IEEE 802.11 and / or 802.11p standard, the IEEE 802.11 and / or 802.11p standard.
  • Data communication based on 2G / 3G / 4G (LTE) / 5G wireless cellular communication technology including broadband wireless mobile communication, broadband terrestrial digital broadcasting technology such as DVB-T / T2 / ATSC, GPS technology, IEEE 1609 WAVE technology, etc. Can be done.
  • the communication unit 21010 may include a plurality of transceivers that implement each communication technology.
  • the communication unit 21010 includes a plurality of transceivers, where one transceiver can communicate on a CCH and the other transceiver can communicate on a SCH.
  • the communication unit 21010 may perform multichannel operation using a plurality of transceivers.
  • the processor 21020 may be connected to the RF unit 21030 to implement operations of layers according to the ITS system or the WAVE system.
  • the processor 21020 may be configured to perform an operation according to various embodiments of the present disclosure according to the above-described drawings and descriptions.
  • at least one of a module, data, a program, or software for implementing an operation of the V2X communication device 21000 according to various embodiments of the present disclosure may be stored in the memory 21010 and executed by the processor 21020. have.
  • the memory 21010 is connected to the processor 21020 and stores various information for driving the processor 21020.
  • the memory 21010 may be included in the processor 21020 or may be installed outside the processor 21020 and connected to the processor 21020 by known means.
  • V2X communication device 22 illustrates a method of transmitting a V2X message by a V2X communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the V2X communication device may correspond to or be included in the ITS-S.
  • the V2X message may be referred to as an ITS message.
  • ITS message may be referred to as an ITS message.
  • the V2X communication device may use the multi-layer state based reactive DCC algorithm described above as an algorithm for DCC.
  • FIG. 22 descriptions duplicated with those described above with reference to FIGS. 1 through 21 will be omitted.
  • the V2X communication device may acquire CBR information indicating a congestion state of a channel (S22010).
  • the V2X communication device may determine a state and a sub state of a channel for distributed congestion control (DCC) based on the CBR information (S22020). To this end, the state machine of FIG. 10 (b) may be used.
  • DCC distributed congestion control
  • the V2X communication device may generate transmission period information and transmission structure information based on the state and the sub state (S22030).
  • the transmission period information may indicate the transmission period of the V2X message
  • the transmission structure information may indicate the structure of the V2X message transmitted in the transmission period.
  • the transmission structure information may be the full message rate information described above.
  • the V2X communication device may generate transmission period information by determining a preset transmission period corresponding to a state, and generate transmission structure information by determining a preset transmission structure corresponding to a sub-state in the state.
  • the table of FIG. 10 (b) may be used.
  • the structure of the V2X message may include a full message structure including both dynamic data and static data of the V2X message, and a short message structure including only dynamic data. Static data and dynamic data are as described above in FIG.
  • the transport structure information may provide a transmission rate (full message rate) indicating how many times per second of the short message structure the V2X message is transmitted per transmission of the V2X message of the full message structure.
  • Transmission structure information may be referred to as full message rate information.
  • the V2X communication device may generate a V2X message based on the transmission period information and the transmission structure information (S22040). As an embodiment, the V2X communication device may transmit the V2X message of the full message structure and the V2X message of the short message structure in transmission periods based on the transmission rate.
  • generating transmission period information and transmission structure information may be processed by a management entity (eg, a DCC_CROSS entity) of the V2X communication device.
  • generating the V2X message may be handled by the facility layer (eg, DCC_FAC entity) of the V2X communication device.
  • the facility layer entity may send a request primitive (eg, MF-REQ primitive) for requesting transmission period information and transmission structure information to a management entity (eg, DCC_CROSS entity) via MF-SAP. I can deliver it.
  • the management entity may generate or determine transmission period information and transmission structure information.
  • the facility layer entity may deliver a primitive (eg, MF-SET primitive) that transmits transmission period information and transmission structure information to the facility layer entity (eg, DCC_FAC entity) through the MF-SAP.
  • a primitive eg, MF-SET primitive
  • the facility layer entity may acquire or receive transmission period information and transmission structure information, and generate a V2X message based on the transmission period information and the transmission structure information.
  • the request primitive may include ID information identifying a facility layer and information on a parameter requested through the request primitive, and the parameter information may include transmission period information and transmission structure information.
  • the ID information may be the above-described FAC-ID
  • the parameter information may be the above-described F-Param element.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to 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), FPGAs ( 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
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the present invention is used in a series of V2X communication fields.

Landscapes

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

Abstract

V2X 통신 장치가 V2X 메시지를 수신하는 방법이 개시된다. V2X 메시지를 전송하는 방법은 채널의 혼잡 상태를 지시하는 CBR 정보를 획득하는 단계, CBR 정보에 기초하여 분산 혼잡 제어(DCC)를 위한 채널의 상태 및 서브 상태를 결정하는 단계, 상태 및 서브 상태에 기초하여, V2X 메시지에 대한 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 생성하는 단계, 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보에 기초하여 V2X 메시지를 생성하는 단계를 포함한다. 여기서, 전송 주기 정보는 V2X 메시지의 전송 주기를 지시하고, 전송 구조 정보는 전송 주기로 전송되는 V2X 메시지의 구조를 지시한다.

Description

V2X 통신 장치 및 V2X 통신 장치의 V2X 통신 방법
본 발명은 V2X 통신 장치 및 그의 V2X 통신 방법에 대한 것으로, 특히 채널 상태를 고려한 V2X 통신 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 무선 채널의 효율적인 운용을 위한 혼잡 제어 방법의 제공은 매우 중요한 문제이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 V2X 통신 장치의 ITS 메시지 수신 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 통신 장치가 V2X 메시지를 전송하는 방법은 채널의 혼잡도를 지시하는 CBR 정보를 획득하는 단계; 상기 CBR 정보에 기초하여 분산 혼잡 제어(DCC)를 위한 채널의 상태 및 서브 상태를 결정하는 단계; 상기 상태 및 상기 서브 상태에 기초하여, 상기 V2X 메시지에 대한 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 생성하는 단계; 및 상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보에 기초하여 상기 V2X 메시지를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 전송 주기 정보는 상기 V2X 메시지의 전송 주기를 지시하고, 상기 전송 구조 정보는 상기 전송 주기로 전송되는 상기 V2X 메시지의 구조를 지시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 메시지를 전송하는 V2X 통신 장치는 V2X 메시지를 송수신하는 적어도 하나의 통신 유닛; 및 상기 통신 유닛을 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 채널의 혼잡도를 지시하는 CBR 정보를 획득하는 것, 상기 CBR 정보에 기초하여 분산 혼잡 제어(DCC)를 위한 채널의 상태 및 서브 상태를 결정하는 것; 상기 상태 및 상기 서브 상태에 기초하여, 상기 V2X 메시지에 대한 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 생성하는 것; 및 상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보에 기초하여 상기 V2X 메시지를 생성하는 것을 포함하며, 상기 전송 주기 정보는 상기 V2X 메시지의 전송 주기를 지시하고, 상기 전송 구조 정보는 상기 전송 주기로 전송되는 상기 V2X 메시지의 구조를 지시할 수 있다.
실시예로서, 상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보를 생성하는 단계는: 상기 상태에 대응되는 미리 설정된 전송 주기를 결정함으로써 상기 전송 주기 정보를 생성하는 단계; 및 상기 상태 내의 서브 상태에 대응되는 미리 설정된 전송 구조를 결정함으로써 상기 전송 구조 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예로서, 상기 V2X 메시지의 구조는 상기 V2X 메시지의 동적 데이터와 정적 데이터를 함께 포함하는 풀 메시지 구조 및 상기 동적 데이터만을 포함하는 숏 메시지 구조를 포함할 수 있다.
실시예로서, 상기 전송 구조 정보는 한 번의 상기 풀 메시지 구조의 V2X 메시지의 전송 당(per) 몇 번의 상기 숏 메시지 구조의 V2X 메시지가 전송되는지를 지시하는 전송 비율을 제공할 수 있다.
실시예로서, 상기 V2X 메시지를 생성하는 단계는, 상기 전송 비율에 기초하여 상기 전송 주기로 상기 풀 메시지 구조의 V2X 메시지 및 상기 숏 메시지 구조의 V2X 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예로서, 퍼실리티 레이어 엔티티가 상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보를 요청하기 위한 요청 프리미티브를 매니지먼트 레이어 엔티티로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예로서, 상기 매니지먼트 레이어는 상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보를 포함하는 요청 메시지를 상기 매니지먼트 레이어와 상기 퍼실리티 레이어 간의 인터페이스를 통해 상기 퍼실리티 레이어로 전달할 수 있다.
실시예로서, 상기 요청 프리미티브는, 퍼실리티 레이어를 식별하는 ID 정보 및 상기 요청 프리미티브를 통해 요청되는 파라미터에 대한 파라미터 정보를 포함하고, 상기 파라미터 정보는 상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, V2X 통신 장치는 채널의 혼잡 상태를 고려하여 V2X 메시지의 전송 주기 및 전송 구조를 함께 조정할 수 있다. 이를 통해, V2X 통신 장치는 채널의 상태에 따라 유동적으로 변경되는 메시지 전송 방식을 운용할 수 있고, 효율적인 분산 혼잡 제어(DCC)를 수행할 수 있다.
본 발명의 추가적이고 다양한 다른 효과들은 발명의 구성과 함께 설명한다.
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 지능형 교통 시스템(ITS; Intelligent Transport System)을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 V2X 송수신 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 시스템의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 V2X 시스템의 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 V2X 전송 장치의 피지컬 레이어 구성을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DCC 아키텍쳐를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITS-S에서의 DCC의 개략도(overview)를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITS-S가 CBR 정보에 기초하여 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘이 적용되는 ITS 메시지의 예시를 나타낸다.
도 12은 본 발명의 DCC를 위한 매니지먼트 레이어의 구조를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 DCC를 위한 매니지먼트 레이어와 퍼실리티 레이어 간의 인터페이스의 구조를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 DCC를 위한 퍼실리티 레이어의 구조를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 ITS 메시지를 송수신하는 방법을 나타낸다.
도 16은 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 퍼실리티 레이어 처리를 통해 ITS 메시지를 생성하는 방법을 나타낸다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 ITS 메시지를 전송하는 제1 실시예를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 ITS 메시지를 전송하는 제2 실시예를 나타낸다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 ITS 메시지를 전송하는 제2 실시예를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 ITS 메시지를 전송하는 제2 실시예를 나타낸다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 통신 장치의 구성을 나타낸다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 통신 장치가 V2X 메시지를 전송하는 방법을 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 지능형 교통 시스템(ITS; Intelligent Transport System)을 나타낸다.
지능형 교통 시스템은 자동차, 버스, 기차 등의 교통 수단과 신호등, 전광판 등의 도로 주변에 설치된 교통 시설에 전자 제어 및 통신 장치와 같은 정보 통신 기술(information and communication technology)을 적용함으로써 효율적이고 안전한 교통 서비스를 제공하는 시스템을 의미한다. ITS를 지원하기 위해, V2X(Vehicle to everything) 기술이 사용될 수 있다. V2X 통신 기술은 차량과 차량 또는 차량과 주변 기기와의 통신 기술을 나타낸다.
V2X 통신을 지원하는 차량은 OBU를 장착하고 있으며, OBU는 DSRC(Dedicated Short-Range Communication) 통신 모뎀을 포함한다. 신호등과 같이 도로 주변에 설치된 V2X 모듈을 포함하는 인프라 스트럭처는 RSU라고 지칭될 수 있다. VRU(Vulnerable Road Users)는 교통 약자로서, 보행자, 자전거, 휠체어 등이 VRU에 해당할 수 있다. VRU는 V2X 통신 가능할 수 있다.
V2V(Vehicle to Vehicle)는 V2X 통신 장치를 포함하는 차량 간의 통신 또는 통신 기술을 지칭한다. V2I(Vehicle to Infra-structure)는 V2X 통신 장치를 포함하는 챠랑과 인프라 스트럭처 간의 통신 또는 통신 기술을 지칭한다. 그 외에, 차량과 교통 약자 간의 통신은 V2O라고 지칭될 수 있으며, 인프라 스트럭처와 교통 약자 간의 통신은 I2O라고 지칭될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 V2X 송수신 시스템을 나타낸다.
V2X 송수신 시스템은 V2X 송신기(2100) 및 V2X 수신기(2200) 송신기와 수신기는 데이터를 송신 및 수신하는 역할에 따라 구분한 것으로, 장치의 구성 차이는 없다. V2X 송신기(2100) 및 V2X 수신기(2200)는 모두 V2X 통신 장치에 해당한다.
V2X 송신기(2100)는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기(GNSS Receiver; 2110), DSRC 라디오(DSRC Radio; 2120), DSRC 디바이스 프로세서(DSRC device processor; 2130), 어플리케이션 ECU(Electronic Control Unit)(Application ECU; 2140), 센서(Sensor; 2150), 휴먼 인터페이스(Human Interface(2160)을 포함한다.
DSRC 라디오(2120)는 WLAN(Wireless Local Area Network) 기반의 IEEE 802.11 표준 및/또는 미국 자동차 기술학회인 SAE(Society of Automotive Engineer)의 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 표준에 기초하여 통신을 수행할 수 있다. DSRC 라디오(2120)는 피지컬 레이어와 MAC 레이어의 동작을 수행할 수 있다.
DSRC 디바이스 프로세서(2130)는 DSRC 라디오(2120)가 수신한 메세지를 디코딩하거나 송신할 메세지를 디코딩할 수 있다. GNSS 리시버(2110)는 GNSS를 처리하며, 위치 정보 및 시간 정보를 획득할 수 있다. 실시예로서, GNSS 리시버(2110)는 GPS(Global Positioning System) 장치가 될 수 있다.
어플리케이션 ECU(2140)는 특정 어플리케이션 서비스를 제공하기 위한 마이크로 프로세서가 될 수 있다. 어플리케이션 ECU는 서비스를 제공하기 위해 센서 정보 및 사용자 입력에 기초하여 동작/메세지를 생성하고, DSRC 디바이스 프로세서를 사용하여 메세지를 송수신할 수 있다. 센서(2150)는 차량 상태 및 주변 센서 정보를 획득할 수 있다. 휴먼 인터페이스(2160)는 입력 버튼이나 모니터 등의 인터페이스를 통해 사용자의 입력을 수신하거나 메세지를 표시/제공할 수 있다.
V2X 수신기(2200)는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기(GNSS Receiver; 2210), DSRC 라디오(DSRC Radio; 2220), DSRC 디바이스 프로세서(DSRC device processor; 2230), 어플리케이션 ECU(Electronic Control Unit)(Application ECU; 2240), 센서(Sensor; 2250), 휴먼 인터페이스(Human Interface(2260)을 포함한다. V2X 수신기의 구성(2200)에 대해서는 V2X 송신기(2100)의 구성에 대한 상술한 설명이 적용된다.
DSRC 라디오와 DSRC 디바이스 프로세서는 통신 유닛의 하나의 실시예에 해당한다. 통신 유닛은 3GPP, LTE(Long Term Evolution)와 같은 셀룰러 통신 기술에 기초하여 통신할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 시스템의 구성을 나타낸다.
실시예로서, 도 3의 V2X 시스템은 ISO 21217/EN302 665에서 정의하는 ITS 스테이션 참조 아키텍처에 해당할 수 있다. 도 3은 ITS 스테이션이 참조 아키텍처에 기반하는 ITS 스테이션의 예시를 나타낸다. 도 3은 종단간 통신을 위한 계층적 아키텍처를 나타낸다. 차량 간 메세지가 통신되는 경우, 송신 차량/ITS 시스템에서 한 레이어씩 아래로 각 레이어를 통과하여 메시지가 전달되고, 수신 차량/ITS 시스템에서 한 레이어씩 위로 메세지가 상위 레이어로 전달된다. 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.
어플리케이션 레이어는 ITS 어플리케이션을 분류 및 정의하고, 하위 레이어들을 통해 종단 차량/이용자/인프라에게 서비스를 제공할 수 있다. 어플리케이션은 사용-케이스(use-case) 별로 정의/적용될 수 있고, 또는 사용-케이스를 도로-안전(road-safety), 트래픽 효율(traffic efficiency), 로컬 서비스, 인포테인먼트와 같이 그루핑되어 정의/적용딜 수도 있다. 실시예로서, 어플리케이션 분류(classification), 사용-케이스 등은 새로운 어플리케이션 시나리오가 발생되면 업데이트될 수 있다. 레이어 매니지먼트는 어플리케이션 레이어의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해줄 수 있다. 정보 및 서비스는 MAMA (interface between management entity and application 계층) 와 SA (interface between security entity and ITS-S applications) 또는 SAP(Service Access Point, 예 MA-SAP, SA-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유될 수 있다. 어플리케이션 레이어에서 퍼실리티 레이어로의 요청 또는 퍼실리티 레이어에서 어플리케이션 레이어로의 정보 전달은 FA((interface between facilities layer and ITS-S applications) (또는 FA-SAP)를 통해 수행될 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.
퍼실리티 레이어는 기본적으로 OSI 모델의 상위 3개 레이어인, 세션 레이어, 프리젠테이션 레이어, 어플리케이션 레이어 기능을 지원할 수도 있다. 퍼실리티 레이어는 추가적으로 ITS 시스템을 위해 어플리케이션 지원(application support), 정보 지원(information support), 세션/통신 지원(session/communication support)과 같은 진화된 퍼실리티를 제공할 수 있다. 퍼실리티는 기능(functionality), 정보(information), 데이터(data)를 제공하는 컴포넌트를 의미한다.
퍼실리티는 커먼 퍼실리티와 도메인 퍼실리티로 분류될 수 있다. 커먼 퍼실리티는 ITS의 기본적인 어플리케이션 세트와 ITS 스테이션 동작에 필요한 코어 서비스 또는 기능을 제공할 수 있다. 예를 들면, 시간 매니지먼트(management), 포지션 매니지먼트, 서비스 매니지먼트 등이 제공될 수 있다. 도메인 퍼실리티는 하나 또는 복수의 ITS의 기본적인 어플리케이션 세트에 특별한 서비스나 기능을 제공할 수 있다. 예를 들면, 도메인 퍼실리티는 Road Hazard Warning applications (RHW)를 위한 DENM(DEcentralized Notification Messages) 매니지먼트를 제공할 수 있다. 도메인 퍼실리티는 옵셔널한 기능로서 ITS 스테이션에 의해 지원되지 않으면 사용되지 않을 수도 있다.
네트워크 및 트랜스포트(Networking & Transport) 레이어: 네트워크/트랜스포트 레이어는 다양한 트랜스포트 프로토콜 및 네트워크 프로토콜을 사용함으로써 동종(homogenous)/이종(heterogenous) 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.
트랜스포트 레이어는 상위 레이어(세션 레이어, 프리젠테이션 레이어, 어플리케이션 레이어)와 하위 레이어(네트워크 레이어, 데이터 링크 레이어, 피지컬 레이어)에서 제공하는 서비스들 간의 연결 레이어에 해당한다. 트랜스포트 레이어는 사용자가 보낸 데이터가 목적지에 정확히 도착하도록 관리하는 역할을 수행한다. 송신 쪽에서, 트랜스포트 레이어는 효율적인 데이터 전송을 위해 데이터를 전송에 적당한 사이즈의 패킷으로 분할하는 역할을 수행할 수 있다. 수신 쪽에서, 트랜스포트 레이어는 수신된 패킷들을 원래의 파일로 재결합하는 역할을 수행할 수 있다. 실시예로서, 트랜스포트 프로토콜은 TCP/UDP가 사용될 수 있고, VTS와 같은 ITS를 위한 트랜스포트 프로토콜이 사용될 수도 있다.
네트워크 레이어는 논리적인 주소를 할당하고 패킷 전달 경로를 결정할 수 있다. 네트워크 레이어는 트랜스포트 레이어에서 생성된 패킷을 수신하고, 목적지의 논리적인 주소를 포함하는 네트워크 헤더를 부가할 수 있다. 패킷 경로 설계의 예로서, 차량 간, 차량과 고정 스케이션 간, 고정 스테이션 간의 유니캐스트/브로드캐스트가 고려될 수 있다. 실시예로서, ITS를 위한 네트워크 프로토콜로서, 지오-네트워킹(Geo-Networking), 이동성 지원을 갖는(with movility support) IPv6 네트워킹, IPv6 over 지오-네트워킹 등의 프로토콜이 고려될 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 기반한 ITS-G5 무선 통신 기술, 위성/광대역 무선 이동 통신을 포함하는 2G/3G/4G(LTE)/5G 무선 셀루러 통신 기술, DVB-T/T2/ATSC 등 광대역 지상파 디지털 방송 기술, GPS 기술, IEEE 1609 WAVE 기술 등에 기초하여 데이터 통신을 수행/지원할 수 있다.
차량 통신 및 네트워킹을 위한 ITS 시스템은 다양한 사용-케이스(use-case) 제공을 위해 다양한 접속 기술, 네트워크 프로토콜, 통신 인터페이스를 고려하여 유기적으로 설계될 수 있다. 또한, 각 레이어의 역할 및 기능은 증강 또는 보강될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 V2X 시스템의 구성을 나타낸다.
도 4는 도 3의 V2X 시스템의 다른 실시예에 해당하는 계층 아키텍처를 나타낸다. 실시예로서, 북미 V2X 시스템은 IEEE 802.11의 PHY 기술과 MAC 기술을 사용하며, 추가로 IEEE 1609.4의 MAC 기술을 사용할 수 있다. 네트워크/트랜스포트 레이어 기술에서, LLC 블록에는 IEEE802.2 표준의 기술이 적용되고, WSMP(WAVE short message protocol)에는 IEEE 1609.3 기술이 적용될 수 있다. 퍼실리티 레이어는 SAE의 J2735 표준의 메세지 세트를 사용할 수 있으며, 어플리케이션 레이어는 J2945 표준에서 V2V, V2I, V2O 용으로 정의된 어플리케이션을 사용할 수 있다.
어플리케이션 레이어는 사용-케이스를 구현하여 지원하는 기능을 수행할 수 있다. 어플리케이션은 사용-케이스에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 각 사용-케이스의 시스템 요구(requirement)는 J2945 표준에서 정의될 수 있다. J2945/1은 V2V 안전 통신과 같은 V2V 기술의 어플리케이션을 정의한다.
J2945/1 문서는 EEBL(emergency electronic brake lights), FCW(forward crash warning), BSW(blind spot warning), LCW(lane change warning), IMA(intersection movement assist), CLW(control loss warning)와 같은 어플리케이션을 정의한다. 실시예로서, FCW 기술은 선행 차량과의 충돌을 경고하는 V2V 안전 통신 기술이다. V2X 통신 장치를 구비한 차량이 급 정거를 하거나 사고로 멈춘 경우, 후속 차량의 충돌을 방지하기 위해 FCW 안전 메세지를 전송할 수 있다. 후속 차량은 FCW 메세지를 수신하고 운전자에게 경고를 하거나 속도 감속 또는 차선 변경과 같은 제어를 수행할 수 있다. 특히 정차한 차량과 운전 차량 사이에 다른 차량이 있는 경우에도 FCW를 통해 정차한 차량의 상태를 파아갈 수 있는 장점이 있다. FCW 안전 메세지는 차량의 위치 정보(위도, 경도, 차선), 차량 정보(차량 종류, 길이, 방향, 속도), 이벤트 정보(정지, 급정지, 서행)를 포함할 수 있으며, 이러한 정보는 퍼실리티 레이어의 요청에 의해 생성될 수 있다.
퍼실리티 레이어는 OSI 레이어 5(세션 레이어), 레이어 6(프리젠테이션 레이어), 레이어7(어플리케이션 레이어)에 해당할 수 있다. 퍼실리티 레이어는 어플리케이션을 지원하기 위해 상황에 따른 메세지 세트를 생성할 수 있다. 메세지 세트는 J2735 표준에서 정의되며, ASN.1을 통해 기술/복호될 수 있다. 메세지 세트는 BasicSafetyMessage 메시지, MapData 메시지, SPAT 메시지, CommonSafetyRequest 메시지, EmergencyVehicleAlert 메시지, IntersectionCollision 메시지, ProbeVehicleData 메시지, RoadSideAlert 메시지, PersonalSafetyMessag 메시지를 포함할 수 있다.
퍼실리티 레이어는 상위 레이어에서 전송하려는 정보를 취합하여 메세지 세트를 생성할 수 있다. 메세지 세트는 ASN.1(Abstract Syntax Notation 1) 방식으로 표시될 수 있다. ASN.1은 데이터 구조를 기술하는데 사용하는 표기법으로, 인코딩/디코딩 규칙도 정할 수 있다. ASN.1은 특정 장치, 데이터 표현 방식, 프로그래밍 언어, 하드웨어 플랫폼 등에 종속되지 않는다. ASN.1은 플랫폼에 상관없이 데이터를 기술하는 언어로서, CCITT (Consultative Committee on International Telegraphy and Telephony, X.208)와 ISO(international Organization for Standardization, ISO 8824)의 공동 표준이다.
메세지 세트는 V2X 동작과 관련된 메세지의 모음으로, 상위 어플리케이션의 상황에 맞는 메세지 세트가 존재한다. 메세지 세트는 데이터 프레임의 형식으로 표현되며, 적어도 하나의 엘레먼트를 포함할 수 있다. 각 엘레먼트는 데이터 프레임 또는 데이터 엘레먼트를 포함할 수 있다.
데이터 프레임은 2개 이상의 데이터 나열을 표시한다. 데이터 프레임은 데이터 엘레먼트의 나열 구조 또는 데이터 프레임의 나열 구조가 될 수 있다. 실시예로서, DV_vehicleData는 자동차의 정보를 나타내는 데이터 프레임 구조로서, 복수의 데이터 엘레먼트(예를 들면, Height, Bumbers, mass, trailerweight)를 포함할 수 있다. 데이터 엘레먼트는 데이터 요소에 대한 설명을 정의한다. 실시예로서, 데이터 프레임에서 사용하는 Height라는 엘레먼트는 DE_VehicleHeight에 정의되며, 차량의 높이를 표현할 수 있다. 실시예로서 차량의 높이는 0~127까지 표현될 수 있으며, LBS 단위는 5cm 단위로 증가되며 최대 6.35미터까지 표현될 수 있다.
실시예로서, 베이직 안전 메세지(BasicSafetyMessage)가 전송될 수 있다. BasicSafetyMessage는 메세지 세트 중 가장 기본적이고 중요한 메세지로서, 차량의 기본 정보를 주기적으로 전송하는데 사용된다. 해당 메시지는 BSMcoreData로 정의 된 coreData 와 Optional 인 PartII 와 regional 데이터를 포함할 수 있다. coreData는 msgCnt, id, lat, long, elev, speed, deading, break, size 등과 같은 데이터 엘레먼트를 포함할 수 있다. coreData는 데이터 엘레먼트들을 사용함으로써, 메시지 카운트, ID, 위도, 경도, 고도, 속도, 방향, 브레이크, 차량 사이즈 등을 표시하게 된다. 해당 BSM 은 coreData에 해당하는 정보를 일반적으로 100msec(1초에 10번) 주기로 전송할 수 있다.
네트워크/트랜스포트 레이어는 OSI 레이어 3(네트워크 레이어), 레이어 4(트랜스포트 레이어)에 해당할 수 있다. 상위 레이어에서 전달되는 WSM(WAVE Short Message)를 전송하기 위해 WSMP(WAVE short message protocol)가 사용될 수 있다. 추가로 종래의 IP 신호를 처리하기 위해 IPv6/TCP 프로토콜이 사용될 수 있다. LLC 블록은 IEEE802.2 표준이 사용되며, IP 다이어그램과 WSM 패킷을 구별할 수 있다.
액세스 레이어는 OSI 레이어 1(피지컬 레이어), 레이어 2(데이터 링크 레이어)에 해당할 수 있다. 액세스 레이어는 IEEE 802.11의 PHY 기술과 MAC 기술을 사용할 수 있으며, 추가로 차량 통신을 지원하기 위해 IEEE 1609.4의 MAC 기술이 사용될 수 있다.
시큐리티 엔터티(security entity)와 매니지먼트 엔터티는 전 구간에서 연결되어 동작될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 V2X 전송 장치의 피지컬 레이어 구성을 나타낸다.
실시예로서, 도 5는 IEEE 802.11 또는 ITS-G5의 피지컬 레이어 신호 처리 블록도를 나타낸다. 다만, 도 5는 본 발명 실시예에 따른 피지컬 레이어 구성을 나타내는 것으로, 상술한 전송 표준 기술에만 한정적으로 적용되는 것은 아니다.
도 5의 피지컬 레이어 프로세서는 스크램블러 블록(scrambler;5010), FEC 인코더(FEC encoder; 5020), 인터리버(interleaver; 5030), 매퍼(mapper;5040), 파일럿 삽입 블록(pilot insertion; 5050), IFFT 블록(IFFT; 5060), 가드 삽입 블록(guard insertion; 5070), 프리앰블 삽입 블록(preamble insertion; 5080) 중 적어도 하나를 포함하는 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol) 부계층 기저대역 (baseband) 신호 처리 부분 및 웨이브 쉐이핑(wave shaping; 5090), I/Q 변조 블록(I/Q Modulation; 5100)) 및 DAC(5110) 중 적어도 하나를 포함하는 PMD(Physical Medimu Dependant) 부계층 RF 대역 신호 처리 부분을 포함할 수 있다. 각 블록에 대한 기능 설명은 다음과 같다.
스크램블러(5010)는 입력 비트 스트림을 PRBS (Pseudo Random Binary Sequence)로 XOR시켜서 랜더마이즈(randomize)할 수 있다. FEC 인코더(5020)는 전송 채널상의 오류를 수신측에서 정정할 수 있도록 전송 데이터에 리던던시를 부가할 수 있다. 인터리버(5030)는 버스트(burst) 에러에 대응할 수 있도록 입력 데이터/비트열을 인터리빙 룰에 기초하여 인터리빙할 수 있다. 실시예로서, QAM 심볼에 딥 페이딩(deep fading) 또는 삭제(erasure)가 가해진 경우, 각 QAM 심볼에는 인터리빙된 비트들이 매핑되어 있으므로, 전체 코드워드 비트들 중에서 연속된 비트들에 오류가 발생하는 것을 방지될 수 있다. 맵퍼(5040)는 입력된 비트 워드를 하나의 성상(constellation)에 할당할 수 있다. 파일럿 삽입 블록(5050)은 신호 블록의 정해진 위치에 레퍼런스 신호를 삽입한다. 이러한 레퍼런스 신호를 사용함으로써, 수신기는 채널 추정, 주파수 오프셋 및 타이밍 오프셋 등 채널 왜곡 현상을 추정할 수 있다.
IFFT 블록(5060) 즉 인버스 웨이브폼 변환(Inverse waveform transform) 블럭은 전송채널의 특성과 시스템 구조를 고려하여 전송효율 및 flexibility가 향상되도록 입력 신호를 변환할 수 있다. 실시예로서, OFDM 시스템의 경우 IFFT 블록(5060)은 인버스 FFT 오퍼레이션을 사용하여 주파수 영역의 신호를 시간 영역으로 변환할 수 있다. IFFT 블록(5060)은 싱글 캐리어 시스템의 경우 사용되지 않거나 생략될 수도 있다. 가드 삽입 블록(5070)은 전송 채널의 딜레이 스프레드(delay spread)의 영향을 최소화 하기 위해 인접 신호 블록들 간에 가드 인터벌을 삽입할 수 있다. 실시예로서, OFDM 시스템의 경우 가드 삽입 블록(5070)은 가드 인터벌 구간에 사이클릭 프레픽스(cyclic prefix)를 삽입할 수도 있다. 프리앰블 삽입 블록(5080)은 수신기가 타겟 신호를 빠르고 효율적으로 검출(detection)할 수 있도록 송수신기간 기결정된 타입의 신호 즉 프리앰블을 전송 신호에 삽입할 수 있다. 실시예로서 OFDM 시스템의 경우 프리앰블 삽입 블록(5080)은 복수의 OFDM 심볼을 포함하는 신호 블록/신호 프레임을 정의하고, 신호 블록/신호 프레임의 시작 부분에 프리앰블 심볼을 삽입할 수 있다.
웨이브 쉐이핑 블록(5090)은 채널 전송 특성에 기초하여 입력 베이스밴드 신호를 웨이브폼 프로세싱할 수 있다. 실시예로서, 웨이브폼 쉐이핑 블록(5090)은 전송 신호의 대역외(out-of-band) 에미션(emission)의 기줄을 얻기 위해 SRRC(square-root-raised cosine) 필터링을 수행할 수도 있다. 멀티-캐리어 시스템의 경우 웨이브폼 쉐이핑 블록(5090)은 사용되지 않거나 생략될 수도 있다. I/Q 모듈레이터(5100)는 인페이즈(In-phase) 및 쿼드러처(Quadrature) 변조를 수행할 수 있다. DAC(Digigal to Analog Converter; 5110) 블록은 입력 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 출력 아날로그 신호는 출력 안테나를 통해 전송될 수 있다.
도 5에서 도시되고 설명된 블록들 각각은 생략되거나, 또는 비슷하거나 동일한 기능을 가진 다른 블록에 의해서 대체될 수 있다.
## ITS 시스템은 제한적인 채널 환경에서 효율적인 통신을 수행하기 위해, 분산 혼잡 제어(Decentralized Congestion Control: DCC) 메커니즘을 사용한다. 이는 다른 통신 시스템과 달리, ITS 시스템이 AP나 기지국 같은 중앙 처리 장치를 갖지 않기 때문이다. 따라서, ITS 시스템 내의 ITS 스테이션(ITS-S)들은 정해진 DCC 메커니즘을 이용하여 각각 채널 혼잡 제어를 수행하여야 한다.
이러한 분산 혼잡 제어(DCC)의 목적은 수신기에서 성공적인 수신 확률을 최대화시키기 위하여, 주어진 현재 무선 채널 조건 하에서 ITS-S의 전송 파라미터를 조정하는 것이다.
DCC는 이웃 ITS-S 사이에 채널 리소스에 대한 동등한 액세스를 제공하는 것을 시도한다. DCC에 의해 ITS-S에 할당된 채널 리소스는 그들의 필요에 따라 어플리케이션들 사이에 분산되어야 한다. 만일 어플리케이션 요구사항이 할당된 리소스를 초과한다면, ITS-S은 상이한 메시지들 간의 우선순위(priority)를 결정하고, 메시지들을 버려야 한다. 높은 네트워크 사용 기간(high network utilization period) 중에도 도로 교통 비상 상황이 발생한 경우, ITS-S은 안전한 도로 교통 환경을 유지하기 위해 짧은 기간 동안 버스트 메시지(a burst of message)를 여전히 전송할 수 있다. 그러나, 이 예외는 드물게(rarely) 발생하며, 이 목적을 위해 전송되는 메시지는 극히(uttermost) 중요하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DCC 아키텍쳐를 나타낸다. 구체적으로, 도 6은 DCC를 제공하는 ITS-S의 아키텍쳐(프로토콜 스택)를 나타낸다. 도 6에서는 도 3 및 4에서 상술한 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, DCC 아키텍쳐는 DCC 퍼실리티 레이어 엔티티(DCC_FAC), DCC 네트워크 레이어 엔티티(DCC_NET), DCC 액세스 레이어 엔티티(DCC_ACC) 및/또는 DCC 매니지먼트 엔티티(DCC_CROSS)를 포함할 수 있다. 각 엔티티/컴포넌트는 DCC 인터페이스(1 내지 4)를 통해 연결될 수 있다. 이 DCC 인터페이서는 SAP(service access point)로 지칭될 수 있다.
DCC_FAC는 퍼실리티 레이어에 포함되는 엔티티로서, 퍼실리티 레이어 특정(specific) DCC 기능을 제공한다. DCC_NET는 네트워킹 및 트랜스포트 레이어에 포함되는 엔티티로서, 네트워킹 및 트랜스포트 레이어 특정 DCC 기능을 제공한다. DCC_ACC는 액세스 레이어에 포함되는 엔티티로서, 액세스 레이어 특정 DCC 기능을 제공한다. DCC_CROSS는 매니지먼트 레이어에 포함되는 엔티티로서, 매니지먼트 특정 기능을 제공한다.
DCC_FAC는 아래와 같은 퍼실리티 레이어 특정 DCC 기능의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
- 무선 채널 상에서 메시지(예컨대, CAM, DENM, 기타 메시지)에 의해 생성된 부하의 제어 기능. 이 부하는 메시지를 생성하는 기본 퍼실리티 서비스 또는 어플리케이션에 제공되는 지시(indication)에 의해 제어됨.
- ITS-S가 이 기능을 실행할 수 있는 경우, 채널 전환(channel switching)의 잠재적 트리거(potential trigger) 기능.
- 기본 퍼실리티 서비스 또는 어플리케이션에 의해 설정된 메시지 우선순위(priority)를 메시지의 트래픽 클래스 필드에 맵핑 기능.
DCC_NET는 아래와 같은 네트워킹 및 트랜스포트 레이어 특정 DCC 기능의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
- 다른 ITS-S로부터 수신된 글로벌(grobal) DCC 파라미터를 저장하고, DCC_CROSS로 글로벌 CBR을 전달하는 기능.
- GN 헤더 내에 값을 삽입함으로써 이웃 ITS-S으로 로컬(local) DCC 파라미터를 배포하는(disseminate) 기능.
이와 같이, DCC_FAC는 적어도 하나의 퍼실리티 레이어 특정 DCC 기능을 포함할 수 있다. 이를 통해, DCC_FAC는 메시지 생성 시간에 각 어플리케이션/서비스에 의해 생성되는 부하를 제어할 수 있다. 실시예로서, DCC_FAC는 DCC_CROSS로부터의 ITS-S의 가용(available) 채널 리소스 및 어플리케이션/서비스로부터의 메시지 생성 요구사항을 고려하여 메시지 생성 시간에 각 어플리케이션/서비스에 의해 생성되는 부하를 제어할 수 있다. 예를 들면, DCC_FAC는 DCC_CROSS로부터 무선 채널 당 가용 CBR 비율(percentage)을 획득하고, 각 어플리케이션 및 서비스로부터 메시지 크기(size) 및 메시지 인터벌(interval)을 획득하고, 최소 인터벌(proposed minimum interval)을 계산할 수 있다.
DCC_ACC는 아래와 같은 액세스 레이어 특정 DCC 기능의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
- CBR 평가(evaluation): ITS-S에 의해 사용되는 모든 무선 채널에 대하여, 측정된 채널 로드(Channel Load: CL)에서 로컬 CBR을 유도함.
- DCC 우선순위(prioritization): 메시지 내에 지시된 트래픽 클래스(TC)에 따라 메시지를 전달할 DCC 큐(queue)를 선택함. 가장 높은 EDCA 액세스 클래스에 대응하는 TC는 가장 높은 우선순위의 DCC 큐에 맵핑되어, DCC 흐름 제어에 의해 먼저 디큐잉됨(dequeued).
- DCC 큐: 무선 채널이 과부하 걸리면(overloaded), 전송(Tx) 메시지를 임시적으로 저장함. 큐잉(queuing) 시간이 메시지 수명(lifetime)을 초과하는 경우, 메시지가 삭제됨(drop).
- DCC 전력 제어(power control): 이용가능한 경우, DCC_CROSS에 의해 제공되는 정보에 기초하여 메시지와 연관된 전송(Tx) 전력을 결정함.
- DCC 흐름 제어(flow control): DCC_CROSS_Access에 이해 제공되는 파라미터에 기초하여 트래픽 쉐이핑(shaping)을 수행함. 예를 들면, DCC 큐에 저장된 가장 높은 우선순위의 메시지를 디큐잉하고, 그것을 ITS G5 채널로 전송함.
DCC_CROSS는 아래와 같은 매니지먼트 특정 DCC 기능의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
- DCC 파라미터 평가: CBR 평가 기능(로컬 CBR)에 의해 수집되고 DCC_NET(가장 높은 글로벌 CBR 값)에 의해 수신된 CBR 값들에 기초하여 가용(available) 채널 리소스를 지시하는 내부 DCC 파라미터를 계산함.
- DCC_CROSS_Acess: DCC 파라미터 평가 기능에 의해 계산된 내부 DCC 파라미터에 기초하여 각 사용되는 무선 채널에 대한 DCC 흐름 제어(flow control) 및 DCC 전력 제어(power control) 파라미터를 결정하고, 이를 DCC_ACC 엔티티에 제공함.
- DCC_CROSS_Net: 사용되는 무선 채널 당(per) 가용 리소스를 DCC_NET로 반환함(return).
- DCC_CROSS_Facilities: DCC 파라미터 평가 기능으로부터의 내부 DCC 파라미터를 이용하여 등록된 어플리케이션 및 기본 퍼실리티 서비스에 대한 가용 채널 리소스를 결정함. 이 값은 DCC_FAC 엔티티에 제공됨.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITS-S에서의 DCC의 개략도(overview)를 나타낸다. 구체적으로, 도 는 ITS-S에서의 DCC 처리 및 DCC 처리를 위한 ITS-S의 구성 및 동작을 개략적으로 설명한다.
도 7의 오른쪽을 참조하여, 송신(transmitting) ITS-S에서의 일반적인 데이터(메시지)의 예시적인 전송 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 최상위에 존재하는 어플리케이션 레이어의 해당 어플리케이션 또는 서비스의 지시에 의해, 메시지(예컨대, CAM, DENM, 기타 메시지)가 퍼실리티 레이어에서 생성된다. 생성된 메시지는 네트워킹 및 트랜스포트 레이어를 통해 액세스 레이어로 전달된다. 이렇게 전달된 메시지는 DCC 버퍼를 거쳐, ITS-G5 무선 채널을 통해 전송될 수 있다. 한편, 수신(receiving) ITS-S에서의 데이터(메시지)의 수신 과정은 상술한 송신 ITS-S에서의 역과정으로 수행될 수 있다.
한편, 도 6에서 상술한 것처럼, ITS-S는 각 레이어 별로 DCC를 위한 엔티티(DCC 엔티티)를 포함할 수 있다. 이하에서는, DCC를 위한 각 레이어 및 DCC 엔티티의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, DCC를 위해, 매니지먼트 레이어는 퍼실리티 레이어, 네트워킹 및 트랜스포트 레이어 및 액세스 레이어로부터 DCC를 위한 정보를 수신하고, 각 DCC 엔티티에서 이를 처리하여 네트워킹 및 트랜스포트 레이어 및 액세스 레이어로 제어 정보(신호)를 제공할 수 있다. 상술한 것처럼, 매니지먼트 레이어는 DCC_CROSS 엔티티를 포함하고, DCC_CROSS 엔티티는 DCC 파라미터 평가 엔티티, DCC_CROSS_Facilities 엔티티, DCC_CROSS_Net 엔티티 및/또는 DCC_CROSS_Acess 엔티티를 포함할 수 있다. 각각의 동작에 대하여 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도시된 것처럼, DCC 파라미터 평가(DCC Parameter Evolution) 엔티티는 네트워킹 및 트랜스포트 레이어로부터 글로벌 CBR 정보를 획득 및 액세스 레이어로부터 로컬 CBR 정보를 획득하고, 이에 기초하여 내부 DCC 파라미터 및 글로벌 DCC 전송(Tx) 파라미터를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 내부 DCC 파라미터는 매니지먼트 레이어 내의 각 DCC 엔티티로 전달되고, 글로벌 DCC 전송 파라미터는 네트워킹 및 트랜스포트 레이어로 전달될 수 있다.
또한, DCC 퍼실리티(DCC Facilities) 엔티티(DCC_CROSS_Facilities)는 DCC 파라미터 평가 엔티티로부터 내부 DCC 파라미터를 수신하고, 이에 기초하여 메시지 생성 파라미터를 생성하여 퍼실리티 레이어로 전달할 수 있다. 또한, DCC 네트워크(DCC Net) 엔티티(DCC_CROSS_Net)는 DCC 파라미터 평가 엔티티로부터 내부 DCC 파라미터를 수신하고, 이에 기초하여 DCC 채널 리소스 파라미터를 생성하여 네트워킹 및 트랜스포트 레이어(예컨대, 네트워킹 및 트랜스포트 레이어 내의 DCC 헤더 구성(construction) 엔티티)로 전달할 수 있다. 또한, DCC 액세스(DCC Access) 엔티티(DCC_CROSS_Acess)는 DCC 파라미터 평가 엔티티로부터 내부 DCC 파라미터를 수신하고, 이에 기초하여 액세스 DCC 파라미터를 생성하여 DCC Net 엔티티 및 액세스 레이어(예컨대, 액세스 레이어 내의 DCC 흐름 제어 엔티티 및 DCC 전력 제어 엔티티)로 전달할 수 있다.
DCC를 위해, 액세스 레이어는 채널의 혼잡 상태를 확인할 수 있다. 이러한 채널의 혼잡 상태는 CBR(Channel Busy Ratio)로 표현될 수 있다. 이 CBR은 DSRC의 캐리어 센싱(carrier sensing)을 통해 신호의 유무를 체크하여, 신호가 일정수준(threshold) 이상일 경우의 비율로 계산될 수 있다. 이는 아래 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018001768-appb-M000001
일반적으로 100 msec 주기로 CBR이 측정되고, 한번 측정 시 8 usec 동안 12,500 샘플이 측정된다. 위 수학식 1에서, N은 총 측정 횟수를 의미하고, Nbusy는 N 번 중 일정수준 이상으로 신호가 해당 채널을 통해 전송되는 횟수를 의미한다.
이러한 CBR에 대한 정보(CBR 정보)는 DCC 파라미터 평가 엔티티에 의해 수집되어 처리된다. 이때, 로컬 CBR은 각 개별 무선 채널(each individual radio channel)에 대하여 특정 ITS-S에 의해 로컬리(locally) 인식된(perceived) CBR를 나타낸다. 즉, 로컬 CBR은 ITS-S 자신이 측정한 CBR일 수 있다. 글로벌 CBR은 로컬 CBR의 최대값을 나타낸다.
DCC를 위해, 퍼실리티 레이어는 DCC Facilities 엔티티로부터 메시지 생성 파라미터를 수신하고, 이에 기초하여 메시지를 생성할 수 있다. 실시예로서, DCC Facilities 엔티티는 상태 머신(state machine)을 통해 CBR에 따른 메시지 전송 주기를 계산하고, 이 전송 주기를 포함하는 메시지 생성 파라미터를 퍼실리티 레이어로 전달할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITS-S가 CBR 정보에 기초하여 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다.
도 8(a)는 ITS-S가 상대적으로 낮은 CBR일 때, 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다. 예를 들면, 도 8(a)의 실시예에는, CBR이 미리 설정된 기준 CBR 보다 낮은 경우에, ITS-S가 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다.
낮은 CBR은 채널의 사용량이 낮다는 것을 의미한다. 따라서, 이 경우, ITS-S는 더 자주 메시지를 전송할 수 있다. 즉, ITS-S는 더 짧은 주기로 메시지를 전송할 수 있다. 예컨대, 도시된 것처럼, ITS-S는 5Hz의 패킷 전송률(packet rate)로 1초에 5번 메시지를 전송할 수 있다.
도 8(b)는 ITS-S가 상대적으로 높은 CBR일 때, 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다. 예를 들면, 도 8(b)의 실시예에는, CBR이 미리 설정된 기준 CBR 보다 높은 경우에, ITS-S가 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다.
높은 CBR은 채널의 사용량이 높다는 것을 의미한다. 따라서, 이 경우, 효율적인 데이터 전송을 위해 ITS-S는 메시지의 전송 주기를 낮춰야 한다. 예컨대, 도시된 것처럼, ITS-S는 1Hz의 패킷 전송률(packet rate)로 1초에 1번 메시지를 전송할 수 있다. 이와 같이, 주변의 모든 ITS-S가 메시지 전송 주기를 낮춰, 모두 정상적인 통신을 수행할 수 있다.
이처럼, DCC를 수행하는 ITS-S는 수집된 CBR 정보에 기초하여 메시지 생성 주기를 조정함으로써 채널의 과밀을 해소하여 원활한 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, ITS-S은 상태 기반 반응적 DCC(State based reactive DCC) 알고리즘을 사용할 수 있다. 이에 대하여는 도 9를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘을 나타낸다.
상태 기반 반응적 DCC 알고리즘(방법)은 CBR에 기초한 상태 머신(state machine)을 구성하고, 상태 머신 내의 각 상태에 따라 대응되는 패킷 전송률(또는, 전송 주기)를 결정하는 방법이다.
도 9(a)는 상태 기반 반응적 DCC를 위한 상태 머신의 예시적인 구조를 나타낸다. 도 9(a)를 참조하면, 상태 머신은 5 단계의 상태로 구성될 수 있다. 이 상태 머신은 CBR(또는, 채널 사용량)이 가장 낮은 ‘relaxed’ 상태, CBR이 특정 값 이상인 ‘restrictive’ 상태 및 ‘state 1 내지 state 3’으로 구성될 수 있다. 도 9(a)의 실시예에서는, CBR이 증가됨에 따라, 상태 머신의 상태가 relaxed 상태에서 restrictive 상태로 변경된다.
도 9(b)는 상태 기반 반응적 DCC를 위한 상태 머신의 각 상태 별 파라미터의 예시를 나타낸다. 도 9(b)를 참조하면, 각 상태는 CBR의 값에 따라 구분되고, 패킷 전송률 및 전송 주기가 각 상태 별 파라미터로서 제공된다. 예를 들면, CBR이 30% 미만인 ‘relaxed’ 상태는 10Hz의 패킷 전송률 및 100ms의 전송 주기를 갖는다. 또는, CBR이 30~39%인 ‘state 1’은 5Hz의 패킷 전송률 및 200ms의 전송 주기를 갖는다. 또는, CBR이 40~49%인 ‘state 2’는 2.5Hz의 패킷 전송률 및 400ms의 전송 주기를 갖는다. 또는, CBR이 50~59%인 ‘state 3’는 2Hz의 패킷 전송률 및 500ms의 전송 주기를 갖는다. 또는, CBR이 60% 초과인 ‘restrictive’ 상태는 1Hz의 패킷 전송률 및 1000ms의 전송 주기를 갖는다.
이처럼, 도 9의 실시예에서는, CBR에 따라 상태가 결정되고, 상태에 따라 패킷 전송률 및 전송 주기가 결정된다. 예컨대, 상대적으로 높은 CBR에 대응되는 상태는 상대적으로 낮은 CBR에 대응되는 상태보다 더 긴 전송 주기를 갖는 것으로 결정된다. 한편, 도 9의 실시예의 경우, 특정 상태 내에서는 CBR 값의 변화에 관계 없이, 동일한 전송 주기를 유지한다. 예컨대, state 3에서는, CBR 값이 50 내지 59에서 동일한 전송 주기인 500ms를 갖는다.
## 이하에서는 채널의 상태에 따라 유동적으로(flexibly) 메시지를 운용하는 새로운 DCC 방법을 제안한다. 도 9의 실시예의 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘을 이용하는 경우, 채널 사용량 또는 혼잡도에 따라 메시지의 전송 주기를 조정함으로써 채널 혼잡을 제어할 수 있다. 그러나, 도 9의 DCC 방법은 메시지의 전송 주기만을 조정할 뿐, 메시지의 구조(structure) 및 사이즈를 조정하는 방안을 제공하지 않는다. 그런데, 실시예에 따라서는, 지속적으로 동일한 구조 및 사이즈의 메시지를 전송하는 것이 불필요한 경우가 생길 수 있다. 이 경우, 도 9의 DCC 방법을 이용하는 경우, 채널의 효율적인 운용이 어렵게 된다. 따라서, 이하에서는, 메시지 전송 주기뿐만 아니라, 메시지 구조도 함께 조정하는 새로운 DCC 방법을 제안한다.
이하에서는, 설명의 편의상 도 9의 DCC 방법은 상태 기반 반응적 DCC(State-based reactive DCC) 알고리즘(방법)로 지칭하고, 새로 제안되는 DCC 방법은 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC(Multi-layer State-based reactive DCC) 알고리즘(방법)로 지칭한다. 다만, 이는 메시지 전송 주기만을 조정하는 DCC 방법과 메시지 전송 주기 및 구조를 함께 조정하는 DCC 알고리즘(방법)을 구분하기 위한 예시적인 사용에 불과하며, 두 방법 모두, 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘(방법)로 통칭될 수도 있다. 본 명세서에서, 상태 기반 반응적 DCC는 상태 기반 DCC로 약칭될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘을 나타낸다.
멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘은 CBR에 기초한 멀티-레이어 상태 머신을 구성하고, 상태 머신 내의 각 상태에 따라 대응되는 패킷 전송률(또는, 전송 주기)를 결정하고, 각 상태 내의 각 서브 상태에 따라 대응되는 메시지 구조를 결정하는 방법이다. 본 명세서에서, 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC는 멀티-레이어 상태 기반 DCC 또는 멀티-레이어 DCC로 약칭될 수 있다.
도 10(a)는 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 위한 상태 머신의 예시적인 구조를 나타낸다.
도 10(a)를 참조하면, 도 9(a)에서와 같이, 상태 머신은 5 단계의 상태로 구성될 수 있다. 이 상태 머신은 CBR(또는, 채널 사용량)이 가장 낮은 ‘relaxed’ 상태, CBR이 특정 값 이상인 ‘restrictive’ 상태 및 ‘state 1 내지 state 3’으로 구성될 수 있다. 이때, CBR이 증가됨에 따라, 상태 머신의 상태가 relaxed 상태에서 restrictive 상태로 변경된다.
한편, 도 10(a)의 실시예에서는, 도 9(a)에서와 달리, 특정 상태가 적어도 하나의 서브 상태(sub-state)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도시된 것처럼, state 1은 각각 n 개의 서브 상태(SS_1~SS_2)를 포함할 수 있다. 이때, 하나의 상태에서 CBR이 증가됨에 따라, 서브 상태가 SS_1에서 SS_n으로 변경될 수 있다.
도 10(b)는 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 위한 상태 머신의 각 상태 및 서브 상태 별 파라미터의 예시를 나타낸다.
도 10(b)를 참조하면, 도 9(b)에서와 같이, 각 상태는 CBR의 값에 따라 구분된다. 이때, 패킷 전송률 및/또는 전송 주기가 각 상태 별 파라미터로서 제공된다. 예를 들면, CBR이 30% 미만인 ‘relaxed’ 상태는 10Hz의 패킷 전송률 및 100ms의 전송 주기를 갖는다. 또는, CBR이 30~39%인 ‘state 1’은 5Hz의 패킷 전송률 및 200ms의 전송 주기를 갖는다. 또는, CBR이 40~49%인 ‘state 2’는 2.5Hz의 패킷 전송률 및 400ms의 전송 주기를 갖는다. 또는, CBR이 50~59%인 ‘state 3’는 2Hz의 패킷 전송률 및 500ms의 전송 주기를 갖는다. 또는, CBR이 60% 초과인 ‘restrictive’ 상태는 1Hz의 패킷 전송률 및 1000ms의 전송 주기를 갖는다.
한편, 도 10(b)의 실시예에서는, 도 9(b)에서와 달리, 특정 상태가 적어도 하나의 서브 상태를 포함하고, 각 서브 상태는 CBR의 값에 따라 구분된다. 예를 들면, state 1은 n개의 서브 상태를 포함한다. 이때, CBR이 30~31%인 state 1의 SS_1은 0인 풀 메시지 비율을 가지고, CBR이 31~32%인 state 1의 SS_2는 1인 풀 메시지 비율을 가지고, CBR이 39~40%인 state 1의 SS_n은 n-1인 풀 메시지 비율을 가진다. 또한, state 2 및 state 3 역시, 마찬가지로 적어도 하나의 서브 상태를 포함할 수 있고, 각 서브 상태는 풀 메시지 비율에 대응된다. 이 풀 메시지 비율에 대하여는 이하에서 설명한다.
실시예로서, 서브 상태 별 CBR 수치는 해당 상태가 정의하는 CBR 값을 세분한다. 이는 아래 수학식 2로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018001768-appb-M000002
먼저, 수학식 2를 이용하여 해당 상태에 대응하는 CBR의 최소값(Min) 및 최대값(Max)이 계산된다. 이후, 이에 기초하여 각 서브 상태 별 할당 가능한 단위(unit) CBR 값이 정해진다. 해당 단위 CBR 값은 아래 수학식 3으로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018001768-appb-M000003
이후, 각 서브 상태의 CBR 구간(범위)는 최소 CBR 값에서 단위 CBR 값을 더한 값으로 설정된다. 이는 아래 수학식 4로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018001768-appb-M000004
한편, 도 10(b)의 실시예에서는, state 1 내지 state 3이 모두 동일한 수(n 개)의 서브 상태를 포함하고, 각 서브 상태에 대응하는 CBR 구간이 모두 동일한 간격인 것처럼 표현되고 있다. 그러나, 이는 설명의 편의를 위한 예시에 불과하고, 이에 한정되지 않는다.
예를 들면, state 1 내지 state 3이 상이한 수의 서브 상태를 포함할 수 있다. 예컨대, state 1이 가장 많은 수의 서브 상태를 포함하고, state 3이 가장 적은 수의 서브 상태를 포함할 수 있고, state 2가 중간 수의 서브 상태를 포함할 수 있다. 또는, state 1 및 state 2가 동일한 수의 서브 상태를 포함하고, state 3이 state 1 및 state 2의 서브 상태의 수 보다 적은 수의 서브 상태를 포함할 수 있다.
다른 예를 들면, state 1의 각 서브 상태에 대응하는 CBR 구간의 간격이 도 10(b)에서와 같이, 1(예컨대, 각 서브 상태에 대응되는 CBR이 30~31%, 31~32% 등)이 아니고, 2(예컨대, 각 서브 상태에 대응되는 CBR이 30~32%, 32~34%)이거나, 또는 서브 상태 별로 변경(예컨대, 각 서브 상태에 대응되는 CBR이 30~31%, 32~34%, 34~37% 등)될 수 있다.
도 10(b)의 실시예에서는, 풀 메시지 비율(Full_msg_ratio)이 각 서브 상태 별 파라미터로서 제공된다. 여기서, 풀 메시지 비율은 메시지의 전송 구조를 제공하는 정보로서, 풀(full) 메시지와 숏(short) 메시지의 전송 비율을 지시할 수 있다. 실시예로서, 풀 메시지 비율은 풀 메시지 한 번 당 몇 번의 숏 메시지가 전송되는지를 지시할 수 있다. 예를 들면, 풀 메시지 비율이 0인 경우, 매번 풀 메시지가 전송되는 것을 지시한다. 또는, 풀 메시지의 비율이 1인 경우, 풀 매시지가 한번 전송되고, 숏 메시지가 한번 전송되는 것을 지시한다. 즉, 풀 메시지 한번 당 한 번의 숏 메시지가 전송되는 것을 지시한다. 또는, 풀 메시지의 비율이 n인 경우, 풀 매시지가 한번 전송되고, 숏 메시지가 n번 전송되는 것을 지시한다. 즉, 풀 메시지 한번 당 n 번의 숏 메시지가 전송되는 것을 지시한다.
이처럼, 도 10의 실시예에서는, CBR에 따라 각 상태 및 각 상태의 서브 상태가 결정되며, 각 상태에 따라 메시지의 전송 주기(패킷 전송률)가 결정되고, 각 상태의 서브 상태에 따라 메시지의 전송 비율/구조(풀 메시지 비율)가 결정된다. 예컨대, 상대적으로 높은 CBR에 대응되는 상태는 상대적으로 낮은 CBR에 대응되는 상태보다 더 긴 전송 주기를 갖는 것으로 결정되고, 동일 상태 내에서 상대적으로 높은 CBR에 대응되는 서브 상태는 상대적으로 낮은 CBR에 대응되는 서브 상태보다 더 큰 풀 메시지 비율을 갖는 것으로 결정된다. 이처럼 도 10의 실시예에서는, 도 9의 실시예에서와 달리, 동일한 상태 내에서도, CBR 값에 따라 메시지의 전송 구조를 조정함으로써, 보다 유연하고 효율적으로 채널 혼잡을 제어할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘이 적용되는 ITS 메시지의 예시를 나타낸다.
상술한 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘을 이용하여 효율적으로 채널 혼잡을 제어하기 위해서는 ITS 메시지가 상이한 사이즈 또는 구조로 구분되어 사용될 수 있어야 한다. 도 11의 실시예에서는 이러한 ITS 메시지의 일 예로서, CP(Collective Perception) 서비스를 위한 CPM(Collective Perception Message) 메시지를 설명한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 예시에 불과하고, 상이한 사이즈 및/또는 구조로 구분되어 사용될 수 있는 모든 종류의 ITS 메시지에 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘이 사용될 수 있음은 자명하다.
CP 서비스는 어떻게 ITS-S가 검출된(detected) 이웃 도로 사용자 및 다른 오브젝트의 위치, 역동성 및 속성에 관하여 다른 ITS-S에 알릴 수 있는지를 지정할 수 있다. 예를 들면, CP 서비스는 집단 지각 메시지(Collective Perception Messages: CPM)의 전송을 통해 다른 ITS-S와 이 정보를 공유할 수 있다.
이 CPM은 ITS 네트워크에서 ITS-S 간에 교환되는 메시지로서, ITS-S에 의해 검출 및/또는 인식된 도로 사용자(예컨대, 차량 ITS-S) 및 다른 오브젝트에 대한 집단 지각을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도 11(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 CPM 메시지의 기본 구조를 나타낸다.
도 11(a)를 참조하면, CPM 메시지는 헤더, 발신 스테이션 컨테이너(Originating Station Container: OSC), 센서 정보 컨테이너(Sensor Information Container: SIC) 및/또는 지각 오브젝트 컨테이너(Perceived Object Container: POC)를 포함할 수 있다.
헤더는 프로토콜 버전(protocolVertion) 필드, 메시지 ID(messageID) 필드, 스테이션 ID(stationed) 필드 및/또는 생성시간(generationDeltaTime) 필드를 포함한다. 프로토콜 버전 필드는 프로토콜의 버전을 지시하고, 메시지 ID 필드는 메시지를 식별하고, 스테이션 ID 필드는 스테이션을 식별하고, 생성시간 필드는 메시지가 생성된 시간을 지시한다. 이러한, 헤더는 ITS 메시지에서 사용되는 공통 헤더로서, ITS 메시지의 시작 부분에 존재한다.
OSC는 CPM 메시지를 전송하는 발신 ITS-S에 관련된 기본 정보를 제공한다. 실시예로서, OSC는 기본 컨테이너(basic container) 및 스테이션 데이터(station data) 파트를 포함한다. 기본 컨테이너는 공통적으로 필요한 발신 스테이션 정보를 포함한다. 예를 들면, 기본 컨테이너는 발신 스테이션의 기준 위치를 지시하는 기준 위치(referencePosition) 필드 및 발신 스테이션의 타입을 지시하는 스테이션 타입(stationType) 필드를 포함한다.
스테이션 데이터 파트는 발신 스테이션의 타입에 따라, 예컨대, 차량 ITS-S(차량) 또는 도로변(roadside) ITS-S(RSU)인지에 따라, 해당 스테이션에 적합한 또는 특정된 데이터를 포함한다. 즉, 스테이션 데이터 파트는 스테이션의 타입에 따라 다르게 정의된다.
스테이션이 차량인 경우, 스테이션 데이터 파트는 발신 차량 컨테이너(OrignatingVehicleContainer: OVC)를 포함하고, OVC는 차량의 주행 방향을 지시하는 방향(Heading) 필드, 차량의 주행 속도를 지시하는 속도(Speed) 필드, 차량의 주행 방향과 차량의 전면과의 각도를 지시하는 각도(OrientationDeltaAngle) 필드. 차량의 가속도를 지시하는 가속도(Acceleration) 필드 및/또는 트레일러의 정보를 제공하는 트레일러 데이터(trailerData) 필드를 포함할 수 있다. 또는, 스테이션이 RSU인 경우, 스테이션 데이터 파트는 발신 RSU 컨테이너(OrignatingRSUContainer: ORC)를 포함한다. 이러한, OVC와 ORC는 스테이션 정적 필드 및/또는 스테이션 동적 필드를 포함한다.
SIC는 CPM 메시지를 전송하는 발신 ITS-S에 장착된 적어도 하나의 센서에 대한 설명을 제공한다. SIC는 오브젝트의 검출을 위해 사용하는 센서의 설치/기능 정보를 제공할 수 있고, 설치된 센서의 수만큼 구성될 수 있다. 즉, SIC는 스테이션의 타입에 따라 차량에 설치된 차량 센서의 수만큼의 차량 센서 필드(메시지)들 또는 RSU에 설치된 RSU 센서의 수만큼의 RSU 센서 필드(메시지)를 포함할 수 있다.
실시예로서, 차량 센서 메시지는 센서를 식별하는 센서 ID 필드, 센서의 타입을 지시하는 센서 타입 필드, 센서가 설치된 위치를 지시하기 위한 오프셋 필드(예컨대, xOffset, yOffset, zOffset, referencePosition을 기준으로 Offset으로 표시) 및/또는 센서의 측정 범위(예컨대, range, horizontalFrustumStart/End, verticalFrustumStart/End, 측정 거리, 수평 측정 범위, 수직 측정 범위)를 지시하는 데이터를 포함한다.
실시예로서, RSU 센서 메시지는 센서를 식별하는 센서 ID 필드, 센서의 타입을 지시하는 센서 타입 필드, 센서가 설치된 위치를 지시하기 위한 오프셋 필드(예컨대, xOffset, yOffset, zOffset, referencePosition을 기준으로 Offset으로 표시) 및/또는 센서의 측정 범위(예컨대, range, horizontalFrustumStart/End, verticalFrustumStart/End, 측정 거리, 수평 측정 범위, 수직 측정 범위)를 지시하는 데이터를 포함한다.
이러한, 차량 센서 메시지와 RSU 센서 메시지는 센서 정적 필드 및/또는 센서 동적 필드를 포함한다.
POC는 발신 ITS-S의 센서에 의해 지각된/검출된 오브젝트에 대한 설명을 제공한다. POC는 센서를 통해 검출된 오브젝트의 정보를 포함하며, 검출된 오브젝트의 수만큼의 오브젝트 데이터(ObjectData) 파트를 포함한다. 오브젝트 데이터 파트는 오브젝트를 식별하는 오브젝트 ID 필드, 오브젝트의 검출에 사용된 센서와 시간을 지시하는 데이터(센서 ID 정보 및 측정 시간 정보를 포함), 검출된 오브젝트의 위치를 지시하는 위치 정보(예컨대, ‘xDistance’,‘yDistance’,‘zDistance’; ‘referencePosition’ 에서의 x,y,z 거리를 나타냄), 검출된 오브젝트의 크기를 지시하는 크기 정보(예컨대, ‘planarObjectDimension1’, ’ planarObjectDimension1’, ‘verticalObjectDimension’; object 가 가지는 수평면의 사이즈와 높이 값을 알려줌) 및/또는 오브젝트의 상태를 지시하는 상태 정보(예컨대, ‘classification’, ‘lanePosition’, ‘intersectionTopologyPositoin’; Object 차량 종류, Object의 차선 정보, Object 의 교차로 위치정보를 포함함)를 포함할 수 있다.
이러한 오브젝트 데이터 파트는 오브젝트 정적 필드 및/또는 오브젝트 동적 필드를 포함한다.
도 11(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 CPM 메시지에 대한 풀 메시지의 구조를 나타낸다. 이러한 풀 메시지의 구조를 갖는 CPM 메시지는 풀 메시지 CPM 메시지로 지칭될 수도 있다.
이러한 풀 메시지는 CPM 메시지의 동적(dynamic) 데이터 및 정적(static) 데이터를 모두 포함할 수 있다. 여기서, 동적 데이터는 CPM 메시지의 전송 시마다 변경되는 데이터를 의미하고, 정적 데이터는 CPM 메시지의 전송 시 변경되지 않고 유지되는 데이터를 의미한다. 즉, 동적 데이터는 동적인 특성을 갖는 데이터일 수 있고, 정적 데이터는 정적인 특성을 갖는 데이터일 수 있다. 예를 들면, 동적 데이터는 동일한 ITS-S(예컨대, 차량 ITS-S)에 의해 전송되는 매(every) CPM 메시지 마다 변경될 수 있는 데이터(예컨대, 차량의 위치, 속도, 방향 등)일 수 있고, 정적 데이터는 동일한 ITS-S(예컨대, 차량 ITS-S)에 의해 전송되는 매 CPM 메시지에서 또는 미리 설정된 기간 내의 매 CPM 메시지에서 동일한 값을 유지하는 데이터(예컨대, 차량의 길이, 너비 등)일 수 있다. 이러한 동적 데이터 및 정적 데이터는 사용자에 의해 직접 분류되거나 또는 데이터의 특성에 따라 자동으로 분류될 수 있다.
도 11(b)을 참조하면, 풀 메시지의 구조로 운용되는 CPM 메시지(풀 메시지 CPM)는 헤더, 기본 컨테이너, 스테이션 정적 필드 및 스테이션 동적 필드를 포함하는 OSC, 센서 정적 필드 및 센서 동적 필드를 포함하는 SIC 및 오브젝트 정적 필드 및 오브젝트 동적 필드를 포함하는 POC를 포함한다. 각각에 대하여 설명하면 다음과 같다.
스테이션 정적 필드는 OSC의 정적 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스테이션 정적 필드는 발신 ITS-S(차량)의 길이 정보, 너비 정보, 유형 정보 등을 포함할 수 있다.
센서 정적 필드는 SIC의 정적 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센서 정적 필드는 센서의 ID 정보, 유형 정보, 위치 정보, 반경 정보, 개방 각도 정보 및/또는 품질 등급 정보를 포함할 수 있다.
오브젝트 정적 필드는 POC의 정적 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 오브젝트 정적 필드는 센서에 의해 검출된 오브젝트의 ID 정보, 길이 정보, 너비 정보, 높이 정보 및/또는 유형 정보를 포함할 수 있다.
스테이션 동적 필드는 OSC의 동적 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스테이션 동적 필드는 CPM 메시지의 생성 시간 정보, 발신 ITS-S(차량)의 기준 위치 정보, 방향 정보 및/또는 속도 정보를 포함할 수 있다.
센서 동적 필드는 SIC의 동적 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센서 동적 필드는 센서의 ID 정보 및/또는 로우(raw) 데이터 정보를 포함할 수 있다.
오브젝트 동적 데이터는 POC의 동적 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 오브젝트 동적 데이터는 센서에 의해 검출된 오브젝트의 측정 시간 정보, ID 정보, 센서 ID 정보, 거리 정보, 속도 정보 및/또는 방향 정보를 포함할 수 있다.
도 11(c)는 CPM 메시지에 대한 숏 메시지의 구조를 나타낸다. 이러한 숏 메시지의 구조를 갖는 CPM 메시지는 숏 메시지 CPM 메시지, 동적 전용(dynamic only) CPM 메시지로 지칭될 수도 있다.
이러한 숏 메시지는 CPM 메시지의 정적 데이터는 포함하지 않고, 동적 데이터를 포함할 수 있다. 따라서, 숏 메시지는 동적 전용(only) 메시지로 지칭될 수 있다. 각각에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 11(c)를 참조하면, 숏 메시지의 구조로 운용되는 CPM 메시지(동적 전용(dynamic only) CPM)는 헤더, 기본 컨테이너 및 스테이션 동적 필드를 포함하는 OVC, 센서 동적 필드를 포함하는 SIC 및/또는 오브젝트 동적 필드를 포함하는 POC를 포함한다. 각 필드에 대하여는 도 11(b)에서 상술한 바와 같다.
이처럼, CPM 메시지의 데이터를 동적 데이터와 정적 데이터로 분리하는 경우, 자주 변경되며 중요도가 높은 동적 데이터는 자주 전송할 수 있고, 자주 변경되지 않는 정적 데이터는 낮은 주기로 분리 전송이 가능하다. 이 경우, 단일 메시지 구조로 전송하는 방식에 비해, 동일한 채널 리소스를 사용하면서도 더 유용한 정보를 더 자주 전송할 수 있다는 이점을 갖는다.
도 12은 본 발명의 DCC를 위한 매니지먼트 레이어의 구조를 나타낸다. 도 12(a)는 도 9의 상태 기반 반응적 DCC를 위한 매니지먼트 레이어의 구조를 나타내고, 도 12(b)는 도 10의 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 위한 매니지먼트 레이어의 구조를 나타낸다.
도 12(a)를 참조하면, 매니지먼트 레이어 내의 DCC 파라미터 평가 엔티티는 글로벌 CBR 정보 및/또는 로컬 CBR 정보를 획득하고, 이에 기초하여 내부 DCC 파라미터를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 내부 DCC 파라미터는 매니지먼트 레이어 내의 DCC Facilities 엔티티(DCC_CROSS_Facilities)로 전달될 수 있다.
DCC Facilities 엔티티는 DCC 파라미터 평가 엔티티로부터 내부 DCC 파라미터를 수신하고, 이에 기초하여 메시지 생성 파라미터를 생성하여 퍼실리티 레이어 엔티티(예컨대, DCC_FAC)로 전달할 수 있다. 이때, MF-GET.request 프리미티브가 DCC_FAC에서 DCC_CROSS로의 메시지 생성 파라미터의 요청을 위해 사용될 수 있다. 또한, MF-SET.request 프리미티브가 DCC_CROSS에서 DCC_FAC로의 메시지 생성 파라미터의 전달을 위해 사용될 수 있다. 이에 대하여는 도 13에서 설명한다.
실시예로서, 메시지 생성 파라미터는 메시지의 전송 주기 정보(T_interval)를 포함할 수 있다. 따라서, 이 메시지 생성 파라미터를 수신한 퍼실리티 레이어는 해당 전송 주기에 기초하여 ITS 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들면, 퍼실리티 레이어 내의 DCC_FAC 엔티티는 해당 전송 주기에 기초하여 CAM 메시지와 같은 ITS 메시지를 생성할 수 있다. 이에 대하여는 도 9에서 상술한 바와 같다.
도 12(b)를 참조하면, 도 12(a)와 마찬가지로, 매니지먼트 레이어 내의 DCC 파라미터 평가 엔티티는 글로벌 CBR 정보 및/또는 로컬 CBR 정보를 획득하고, 이에 기초하여 내부 DCC 파라미터를 생성하여 DCC Facilities 엔티티(DCC_CROSS)로 전달할 수 있다.
DCC Facilities 엔티티는 DCC 파라미터 평가 엔티티로부터 내부 DCC 파라미터를 수신하고, 이에 기초하여 메시지 생성 파라미터를 생성하여 퍼실리티 레이어 엔티티(예컨대, DCC_FAC)로 전달할 수 있다. 이때, MF-GET.request 프리미티브가 DCC_FAC에서 DCC_CROSS로의 메시지 생성 파라미터의 요청을 위해 사용될 수 있다. 또한, MF-SET.request 프리미티브가 DCC_CROSS에서 DCC_FAC로의 메시지 생성 파라미터의 전달을 위해 사용될 수 있다.
도 12(a)와 달리, 도 12(b)의 메시지 생성 파라미터는 메시지의 전송 주기 정보(T_interval) 및 전송 구조 정보(Full_msg_ratio)를 포함할 수 있다. 예컨대, 메시지 생성 파라미터는 풀 메시지 비율 정보를 더 포함할 수 있다. 따라서, 이 메시지 생성 파라미터를 수신한 퍼실리티 레이어는 해당 전송 주기 및 전송 구조에 기초하여 상이한 주기 및 구조를 갖는 CPM 메시지를 생성할 수 있다. 이에 대하여는 도 10에서 상술한 바와 같다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 DCC를 위한 매니지먼트 레이어와 퍼실리티 레이어 간의 인터페이스의 구조를 나타낸다. 도 13(a)는 도 9의 상태 기반 반응적 DCC를 위한 매니지먼트 레이어와 퍼실리티 레이어 간의 인터페이스의 구조를 나타내고, 도 13(b)는 도 10의 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 위한 매니지먼트 레이어와 퍼실리티 레이어 간의 인터페이스의 구조를 나타낸다.
본 명세서에서, 매니지먼트 레이어와 퍼실리티 레이어 간의 인터페이스는 MF-SAP(Management-Facilities Service Access Point)로 지칭될 수 있다. 이하에서는 도 13(a)를 참조하여, 도 9의 상태 기반 반응적 DCC를 위한 MF-SAP의 구조 및 도 13(b)를 참조하여, 도 10의 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 위한 MF-SAP의 구조를 각각 설명한다.
도 13(a)를 참조하면, MF-SAP를 통해 전달되는 프리미티브는 MF-GET 프리미티브(예컨대, MF-GET.request) 및 MF-SET 프리미티브(예컨대, MF-SET.request)를 포함할 수 있다.
여기서, MF-GET 프리미티브는 퍼리실리티 레이어로부터 파라미터를 검색하는 것을 허용할 수 있다. 즉, MF-GET 프리미티브는 매니지먼트 레이어가 퍼실리티 레이어로부터 파라미터를 검색하기 위해 사용될 수 있다. 이 MF-GET 프리미티브는 매니지먼트 레이어가 퍼실리티 레이어에 특정 파라미터 정보를 요청하기 위해 사용될 수 있다.
MF-SET 프리미티브는 퍼실리티 레이어에서 파라미터를 설정하는 것을 허용할 수 있다. 즉, MF-SET 프리미티브는 매니지먼트 레이어가 퍼실리티 레이어 내의 파라미터를 설정하기 위해 사용될 수 있다. 이 MF-SET 프리미티브는 퍼실리티 레이어가 매니지먼트 레이어에 요청된 특정 파라미터 정보를 전달/리턴하기 위해 사용될 수 있다.
이러한 프리미티브들의 전달을 통해, 매니지먼트 레이어와 퍼실리티 레이어 사이에 파라미터/데이터가 교환될 수 있다. 이 MF-GET 및 MF-SET 프리미티브의 파라미터는 아래 표 1과 같다.
표 1은 MF-GET 및 MF-SET 프리미티브를 통해 전달되는 파라미터의 예시이다.
Name ASN.1 type Valid range Description
FAC-ID INTEGER Integer number Unique identifier of the Facilities Interface
CommandRef INTEGER Integer number Unique cyclic reference number of request
INTEGER 0 to 255 Number of subsequent F-Param elements
F-Param.No CHOICE 0 to 255 표2 참고
F-Param.Value CHOICE Depends on F-Param.No 표2 참고
표 1을 참조하면, FAC-ID는 퍼실리티 인터페이스 또는 퍼실리티 레이어를 식별하는 고유한 ID를 지시한다. CommandRef는 명령 또는 요청의 고유한 순환적 참조 번호(cyclic reference number)를 지시한다. F-Param.No 및 F-Param.Value는 실제 전달될 파라미터의 번호 및 값을 지시한다. 이때, F-Param.Value는 F-Param.No에 의존한다. F-Param.No 및 F-Param.Value는 F-Param 엘리먼트로 지칭될 수도 있고, 이어지는(subsequent) F-Param 엘리먼트의 수를 지시하는 파라미터가 MF-GET 및 MF-SET 프리미티브에 포함될 수도 있다. 이러한 F-Param.No 및 F-Param.Value에 대한 예시적인 설명은 아래 표 2와 같다.
F-Param.No Name of F-Param Access Format
0 Channel Number R 1 octet, Range from 1 to 7
1 Total available resource R 2 octets, mapped to reciprocal value of CBR
2 Average message size W/R 1 octet, granularity is 1 OFDM symbol length = 8　um
3 Available resource W/R 2 octets, mapped to reciprocal value of ACRij
4 Minimum message interval W/R 2 octets, in ms
표 2의 F-Param의 리스트를 참조하면, F-Param.No의 값이 0인 경우, MF-SAP를 통해 전달되는 파라미터는 채널 넘버(Channel Number)를 지시할 수 있다. 따라서, 이 경우, F-Param.Value의 값에 의해 ITS-G5A, G5B 또는 G5D 대역 내의 무선 채널 번호가 식별될 수 있다.
또는, F-Param.No의 값이 1인 경우, MF-SAP를 통해 전달되는 파라미터는 전체 가용 리소스(Total available resource)를 지시할 수 있다. 따라서, 이 경우, F-Param.Value의 값에 의해 선택된 채널에 대한 전체 가용 CBR 비율(percentage)이 지시될 수 있다.
또는, F-Param.No의 값이 2인 경우, MF-SAP를 통해 전달되는 파라미터는 평균 메시지 사이즈(Average message size)를 지시할 수 있다. 따라서, 이 경우, F-Param.Value의 값에 의해 어플리케이션(예컨대, CPM 어플리케이션)에 대한 평균 메시지 사이즈가 지시될 수 있다.
또는, F-Param.No의 값이 3인 경우, MF-SAP를 통해 전달되는 파라미터는 가용 리소스(Available resource)를 지시할 수 있다. 따라서, 이 경우, F-Param.Value의 값에 의해 어플리케이션에 대한 가용 채널 리소스가 지시될 수 있다.
또는, F-Param.No의 값이 4인 경우, MF-SAP를 통해 전달되는 파라미터는 최소 메시지 인터벌(Available resource)을 지시할 수 있다. 즉, 메시지의 전송 주기를 지시할 수 있다. 따라서, 이 경우, F-Param.Value의 값에 의해 어플리케이션에 대한 최소 메시지 인터벌(전송 주기)이 지시될 수 있다.
도 13(b)를 참조하면, 도 13(a)와 마찬가지로, MF-SAP를 통해 전달되는 프리미티브는 MF-GET 프리미티브(MF-GET.request) 및 MF-SET 프리미티브(MF-SET.request)를 포함할 수 있다. 이 MF-GET 및 MF-SET 프리미티브의 파라미터는 위 표 1에서 상술한 바와 같다. 다만, 도 13(b)의 실시예에서는, 도 13(a)의 실시예에서와 달리, MF-SAP를 통해 메시지의 전송 구조를 지시하는 파라미터/정보(예컨대, 풀 메시지 비율(Full_msg_ratio) 정보)가 더 전달되어야 한다. 따라서, 표 2의 F-Param의 리스트 상에 이 Full_msg_ratio에 대한 값이 추가되어야 한다. 이에 대하여는 아래 표 3에서 설명한다.
F-Param.No Name of F-Param Access Format
0 Channel Number R 1 octet, Range from 1 to 7
1 Total available resource R 2 octets, mapped to reciprocal value of CBR
2 Average message size W/R 1 octet, granularity is 1 OFDM symbol length = 8　us
3 Available resource W/R 2 octets, mapped to reciprocal value of ACRij
4 Minimum message interval W/R 2 octets, in ms
5 Full message ratio W/R 1 octet, range from 1 to n
표 3의 F-Param의 리스트를 참조하면, F-Param.No의 값이 5인 경우, MF-SAP를 통해 전달되는 파라미터는 풀 메시지 비율(Full message ratio)을 지시할 수 있다. 즉, 메시지의 전송 구조를 지시할 수 있다. 따라서, 이 경우, F-Param.Value의 값에 의해 어플리케이션(예컨대, CPM 어플리케이션)에 대한 풀 메시지 비율이 지시될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 DCC를 위한 퍼실리티 레이어의 구조를 나타낸다. 도 14(a)는 도 9의 상태 기반 반응적 DCC를 위한 퍼실리티 레이어의 구조를 나타내고, 도 14(b)는 도 10의 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 위한 퍼실리티 레이어의 구조를 나타낸다.
도 14(a)를 참조하면, 퍼실리티 레이어의 DCC_FAC 엔티티는 매니지먼트 레이어로부터 전달된 메시지 생성 파라미터를 이용하여 ITS 메시지를 생성할 수 있다. 이때, 메시지 생성 파라미터는 메시지의 전송 주기 정보(minmum message interval)를 포함할 수 있다. 따라서, DCC_FAC는 이 전송 주기 정보에 기초하여 메시지 전송 주기를 결정하고, 해당 메시지 전송 주기로 CAM 메시지와 같은 ITS 메시지를 생성할 수 있다.
도 14(b)를 참조하면, 퍼실리티 레이어의 DCC_FAC 엔티티는 매니지먼트 레이어로부터 전달된 메시지 생성 파라미터를 이용하여 ITS 메시지를 생성할 수 있다. 도 14(a)의 실시예에서와 달리, 메시지 생성 파라미터는 메시지의 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보(예컨대, 풀 메시지 비율(full message ratio) 정보)를 포함할 수 있다. 따라서, DCC_FAC는 이 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보에 기초하여 메시지 전송 주기 및 메시지 전송 구조를 결정하고, 해당 메시지 전송 주기 및 메시지 전송 구조로 CPM 메시지와 같은 ITS 메시지를 생성할 수 있다. 이에 대하여는 도 15를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 ITS 메시지를 송수신하는 방법을 나타낸다.
도 15의 실시예에서, ITS-S는 DCC를 위해 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘을 이용하는 것을 가정한다. 이때, 메시지의 전송 주기를 지시하는 최소 메시지 인터벌은 Tinterval이고, 메시지의 전송 구조를 지시하는 풀 메시지 비율(Full_msg_ratio)은 2인 것으로 가정한다.
도 15를 참조하면, 송신(Tx) ITS-S는 매 주기마다, 즉, t1, t2, t3 내지 t7 시간에 ITS 메시지를 생성 및 전송할 수 있다. 수신(Rx) ITS-S는 이 ITS 메시지를 수신할 수 있다.
상술한 것처럼, 메시지의 전송 주기(Tinterval)는 CBR 값에 의해 조정될 수 있다. 한편, 풀 메시지 비율이 2이기 때문에, 송신 ITS-S는 풀 메시지 한 번 당 숏 메시지를 2번 생성 및 전송할 수 있다. 예를 들면, 도시된 것처럼, 송신 ITS-S는 t1 시간에 풀 메시지를 전송하고, t2 및 t3 시간에 숏 메시지를 전송할 수 있다. 이처럼 ITS-S은 동일한 전송 주기를 이용하면서도, 특정 시간에 중요한 또는 자주 변동되는 정보만을 포함하는 적은 사이즈의 메시지를 전송함으로써, 채널 이용의 효율성을 높일 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 퍼실리티 레이어 처리를 통해 ITS 메시지를 생성하는 방법을 나타낸다.
먼저, ITS 또는 ITS-S의 퍼실리티 레이어는 시스템을 초기화할 수 있다(S16010).
ITS 또는 ITS-S의 퍼실리티 레이어는 MF-SAP를 통해 매니지먼트 레이어로부터 메시지 생성 파라미터를 수신할 수 있다(S16020). 이때, 이 메시지 생성 파라미터는 DCC를 위한 메시지의 전송 주기(Tinterval) 및 전송 구조(예컨대, 풀 메시지 비율(full_msg_ratio))에 대한 정보를 포함할 수 있다.
ITS 또는 ITS-S의 퍼실리티 레이어는 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보에 기초하여 메시지의 전송 주기 및 해당 주기에 전송되는 메시지의 구조를 결정할 수 있다(S16030).
ITS 또는 ITS-S의 퍼실리티 레이어는 해당 주기가 풀 메시지가 전송되는 주기인지 여부를 결정할 수 있다(S16040).
해당 주기가 풀 메시지가 전송되는 주기인 경우, ITS 또는 ITS-S의 퍼실리티 레이어는 풀 메시지를 생성할 수 있다(S16050). 이때, ITS 또는 ITS-S의 퍼실리티 레이어는 숏 메시지(예컨대, 숏 CPM 메시지)를 먼저 생성하고, 확장 메시지(예컨대, 확장 CPM 메시지)를 추가 생성함으로써, 풀 메시지를 생성할 수 있다. 이러한 숏 메시지 및 풀 메시지의 예시적인 구조는 도 11에서 상술한 바와 같다.
해당 주기가 풀 메시지가 전송되는 주기가 아닌 경우, ITS 또는 ITS-S의 퍼실리티 레이어는 숏 메시지를 생성할 수 있다(S16060).
이렇게 생성된 메시지는 네트워킹 및 트랜스포트 레이어의 처리 및 액세스 레이어의 처리를 통해, 무선 신호로 생성되어 전송될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 ITS 메시지를 전송하는 제1 실시예를 나타낸다. 도 17의 실시예에서는 ITS 메시지가 도 11의 CPM 메시지인 것으로 가정한다.
구체적으로, 도 17(a)는 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 위한 상태 머신의 예시적인 구조 및 상태 머신의 각 상태/서브 상태 별 파라미터의 예시를 나타낸다. 도 17(b)는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 결정된 전송 주기 및 전송 구조에 기초하여 ITS 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다. 도 17에서는 도 10에서 상술한 내용과 중복된 설명은 생략한다.
도 17(a)를 참조하면, CBR 비율이 30~31%인 경우, ITS-S는 state 1 및 SS1을 DCC를 위한 상태 및 서브 상태로 결정할 수 있다. 이 경우, state 1 및 SS1에 대응되는 전송 주기(Tinterval) 및 전송 구조(Full_msg_ratio)는 각각 200ms 및 0이다.
도 17(b)를 참조하면, ITS-S는 결정된 전송 주기 및 전송 구조에 기초하여 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 도시된 것처럼, ITS-S는 200ms의 전송 주기로 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 도시된 것처럼, ITS-S는 t1 내지 t7 시간에 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 또한, ITS-S는 0의 풀 메시지 비율로 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 즉, ITS-S는 t1 내지 t7 시간에 각각 모두 풀 메시지를 전송할 수 있다. 상술한 것처럼, 풀 메시지는 숏 CPM 메시지(숏 메시지) 및 확장 CPM 메시지를 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 ITS 메시지를 전송하는 제2 실시예를 나타낸다. 도 18의 실시예에서는 ITS 메시지가 도 11의 CPM 메시지인 것으로 가정한다.
구체적으로, 도 18(a)는 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 위한 상태 머신의 예시적인 구조 및 상태 머신의 각 상태/서브 상태 별 파라미터의 예시를 나타낸다. 도 18(b)는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 결정된 전송 주기 및 전송 구조에 기초하여 ITS 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다. 도 18에서는 도 10 및 17에서 상술한 내용과 중복된 설명은 생략한다.
도 18(a)를 참조하면, CBR 비율이 31~32%인 경우, ITS-S는 state 1 및 SS2를 DCC를 위한 상태 및 서브 상태로 결정할 수 있다. 이 경우, state 1 및 SS2에 대응되는 전송 주기(Tinterval) 및 전송 구조(Full_msg_ratio)는 각각 200ms 및 1이다.
도 18(b)를 참조하면, ITS-S는 결정된 전송 주기 및 전송 구조에 기초하여 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 도시된 것처럼, 도 17(b)에서와 같이, ITS-S는 200ms의 전송 주기로 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 즉, ITS-S는 t1 내지 t7 시간에 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 또한, ITS-S는 1의 풀 메시지 비율로 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 도시된 것처럼, 도 17(b)에서와 달리, ITS-S는 t1, t3, t5 및 t7 시간에 풀 메시지를 전송할 수 있고, t2, t4, t6 시간에 숏 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 풀 메시지 한번 당 한 번의 숏 메시지가 전송될 수 있다. 상술한 것처럼, 풀 메시지는 숏 CPM 메시지(숏 메시지) 및 확장 CPM 메시지를 포함할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 ITS 메시지를 전송하는 제3 실시예를 나타낸다. 도 19의 실시예에서는 ITS 메시지가 도 11의 CPM 메시지인 것으로 가정한다.
구체적으로, 도 19(a)는 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 위한 상태 머신의 예시적인 구조 및 상태 머신의 각 상태/서브 상태 별 파라미터의 예시를 나타낸다. 도 19(b)는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 결정된 전송 주기 및 전송 구조에 기초하여 ITS 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다. 도 19에서는 도 10, 17 및 18에서 상술한 내용과 중복된 설명은 생략한다.
도 19(a)를 참조하면, CBR 비율이 40~41%인 경우, ITS-S는 state 2 및 SS1을 DCC를 위한 상태 및 서브 상태로 결정할 수 있다. 이 경우, state 2 및 SS1에 대응되는 전송 주기(Tinterval) 및 전송 구조(Full_msg_ratio)는 각각 400ms 및 0이다.
도 19(b)를 참조하면, ITS-S는 결정된 전송 주기 및 전송 구조에 기초하여 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 도시된 것처럼, 도 17(b)에서와 달리, ITS-S는 더 긴 전송 주기인 400ms의 전송 주기로 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 즉, ITS-S는 t1, t3, t5 및 t7 시간에 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 또한, ITS-S는 0의 풀 메시지 비율로 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 즉, ITS-S는 t1, t3, t5 및 t7 시간에 모두 풀 메시지를 전송할 수 있다. 상술한 것처럼, 풀 메시지는 숏 CPM 메시지(숏 메시지) 및 확장 CPM 메시지를 포함할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 이용하는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 ITS 메시지를 전송하는 제4 실시예를 나타낸다. 도 20의 실시예에서는 ITS 메시지가 도 11의 CPM 메시지인 것으로 가정한다.
구체적으로, 도 20(a)는 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC를 위한 상태 머신의 구조 및 상태 머신의 각 상태/서브 상태 별 파라미터를 나타낸다. 도 20(b)는 ITS-S가 상태 및 서브 상태에 따라 결정된 전송 주기 및 전송 구조에 기초하여 ITS 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다. 도 20에서는 도 10, 17 내지 19에서 상술한 내용과 중복된 설명은 생략한다.
도 20(a)를 참조하면, CBR 비율이 42~43%인 경우, ITS-S는 state 2 및 SS3을 DCC를 위한 상태 및 서브 상태로 결정할 수 있다. 이 경우, state 2 및 SS3에 대응되는 전송 주기(Tinterval) 및 전송 구조(Full_msg_ratio)는 각각 400ms 및 2이다.
도 20(b)를 참조하면, ITS-S는 결정된 전송 주기 및 전송 구조에 기초하여 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 도시된 것처럼, 도 19(b)에서와 같이, ITS-S는 400ms의 전송 주기로 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 즉, ITS-S는 t1, t3, t5 및 t7 시간에 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 또한, ITS-S는 2의 풀 메시지 비율로 CPM 메시지를 전송할 수 있다. 도시된 것처럼, 도 19(b)에서와 달리, ITS-S는 t1 및 t7 시간에 풀 메시지를 전송하고, t3 및 t5 시간에 숏 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 풀 메시지 한번 당 두 번의 숏 메시지가 전송될 수 있다. 상술한 것처럼, 풀 메시지는 숏 CPM 메시지(숏 메시지) 및 확장 CPM 메시지를 포함할 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 통신 장치의 구성을 나타낸다. 상술한 것처럼, V2X 통신 장치는 ITS-S에 해당하거나, ITS-S에 포함될 수 있다.
도 21에서, V2X 통신 장치(21000)는 적어도 하나의 통신 유닛(21010), 프로세서(21020) 및 메모리(21030)을 포함할 수 있다.
통신 유닛(21010)은 프로세서(21020)와 연결되어 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 통신 유닛(21010)은 프로세서(21020)로부터 수신된 데이터를 송수신 대역으로 업컨버팅하여 신호를 전송하거나, 수신 신호를 다운컨버팅할 수 있다. 통신 유닛(21010)은 피지컬 레이어 또는 액세스 레이어 중 적어도 하나의 동작을 구현할 수 있다.
통신 유닛(21010)은 복수의 통신 프로토콜에 따라 통신하기 위해 복수의 서브 RF 유닛을 포함할 수도 있다. 실시예로서, 통신 유닛(21010)은 DSRC(Dedicated Short Range Communication), IEEE 802.11 및/또는 802.11p 표준, 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 기술 등에 기초하여 데이터 통신을 수행할 수 있다. 통신 유닛(21010)은 각 통신 기술을 구현하는 복수의 트랜스시버를 포함할 수도 있다.
통신 유닛(21010)은 복수의 트랜스시버를 포함하며, 하나의 트랜스시버는 CCH에서 통신하고, 다른 트랜스시버는 SCH에서 통신할 수 있다. 통신 유닛(21010)은 복수의 트랜스시버를 사용하여 멀티채널운용을 수행할 수 있다.
프로세서(21020)는 RF 유닛(21030)과 연결되어 ITS 시스템 또는 WAVE 시스템에 따른 레이어들의 동작을 구현할 수 있다. 프로세서(21020)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(21000)의 동작을 구현하는 모듈, 데이터, 프로그램 또는 소프트웨어 중 적어도 하나가 메모리(21010)에 저장되고, 프로세서(21020)에 의하여 실행될 수 있다.
메모리(21010)는 프로세서(21020)와 연결되어, 프로세서(21020)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(21010)는 프로세서(21020)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서(21020)의 외부에 설치되어 프로세서(21020)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 통신 장치가 V2X 메시지를 전송하는 방법을 나타낸다. 상술한 것처럼, V2X 통신 장치는 ITS-S에 해당하거나, ITS-S에 포함될 수 있다. 또한, V2X 메시지는 ITS 메시지로 지칭될 수 있다. 각 단계에 대한 구체적인 설명은 상술한 각 도면에서의 설명에 따른다. 도 22의 실시예에서, V2X 통신 장치는 상술한 멀티-레이어 상태 기반 반응적 DCC 알고리즘을 DCC를 위한 알고리즘으로서 사용할 수 있다. 도 22에서는 도 1 내지 21에서 상술한 설명과 중복된 설명은 생략한다.
도 22를 참조하면, V2X 통신 장치는 채널의 혼잡 상태를 지시하는 CBR 정보를 획득할 수 있다(S22010).
V2X 통신 장치는 CBR 정보에 기초하여 분산 혼잡 제어(DCC)를 위한 채널의 상태 및 서브 상태를 결정할 수 있다(S22020). 이를 위해, 도 10(b)의 상태 머신이 사용될 수 있다.
V2X 통신 장치는 상태 및 서브 상태에 기초하여, 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 생성할 수 있다(S22030). 여기서, 전송 주기 정보는 V2X 메시지의 전송 주기를 지시하고, 전송 구조 정보는 전송 주기로 전송되는 V2X 메시지의 구조를 지시할 수 있다. 예를 들면, 전송 구조 정보는 상술한 풀 메시지 비율 정보일 수 있다.
실시예로서, V2X 통신 장치는 상태에 대응되는 미리 설정된 전송 주기를 결정함으로써 전송 주기 정보를 생성하고, 상태 내의 서브 상태에 대응되는 미리 설정된 전송 구조를 결정함으로써 전송 구조 정보를 생성할 수 있다. 이를 위해, 도 10(b)의 테이블이 사용될 수 있다.
실시예로서, V2X 메시지의 구조는 V2X 메시지의 동적 데이터와 정적 데이터를 함께 포함하는 풀 메시지 구조 및 동적 데이터만을 포함하는 숏 메시지 구조를 포함할 수 있다. 정적 데이터 및 동적 데이터는 도 11에서 상술한 바와 같다.
실시예로서, 전송 구조 정보는 한 번의 상기 풀 메시지 구조의 V2X 메시지의 전송 당(per) 몇 번의 상기 숏 메시지 구조의 V2X 메시지가 전송되는지를 지시하는 전송 비율(풀 메시지 비율)을 제공할 수 있다. 전송 구조 정보는 풀 메시지 비율 정보로 지칭될 수도 있다.
V2X 통신 장치는 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보에 기초하여 V2X 메시지를 생성할 수 있다(S22040). 실시예로서, V2X 통신 장치는 전송 비율에 기초하여 전송 주기로 풀 메시지 구조의 V2X 메시지 및 숏 메시지 구조의 V2X 메시지를 전송할 수 있다.
한편, 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 생성하는 것은 V2X 통신 장치의 매니지먼트 엔티티(예컨대, DCC_CROSS 엔티티)에 의해 처리될 수 있다. 또한, V2X 메시지를 생성하는 것은 V2X 통신 장치의 퍼실리티 레이어(예컨대, DCC_FAC 엔티티)에 의해 처리될 수 있다.
실시예로서, 퍼실리티 레이어 엔티티(예컨대, DCC_FAC 엔티티)는 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 요청하기 위한 요청 프리미티브(예컨대, MF-REQ 프리미티브)를 MF-SAP를 통해 매니지먼트 엔티티(예컨대, DCC_CROSS 엔티티)로 전달할 수 있다. 이를 통해, 매니지먼트 엔티티는 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 생성 또는 결정할 수 있다.
또한, 퍼실리티 레이어 엔티티는 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 전달하는 프리미티브(예컨대, MF-SET 프리미티브)를 MF-SAP를 통해 퍼실리티 레이어 엔티티(예컨대, DCC_FAC 엔티티)로 전달할 수 있다. 이를 통해, 퍼실리티 레이어 엔티티는 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 획득 또는 수신할 수 있고, 이에 기초하여 V2X 메시지를 생성할 수 있다.
실시예로서, 요청 프리미티브는, 퍼실리티 레이어를 식별하는 ID 정보 및 요청 프리미티브를 통해 요청되는 파라미터에 대한 정보를 포함하고, 파라미터 정보는 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 포함할 수 있다. 이때, ID 정보는 상술한 FAC-ID일 수 있고, 파라미터 정보는 상술한 F-Param 엘리먼트일 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 V2X 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 (14)

  1. V2X 통신 장치가 V2X 메시지를 전송하는 방법에 있어서,
    채널의 혼잡도를 지시하는 CBR 정보를 획득하는 단계;
    상기 CBR 정보에 기초하여 분산 혼잡 제어(DCC)를 위한 채널의 상태 및 서브 상태를 결정하는 단계;
    상기 상태 및 상기 서브 상태에 기초하여, 상기 V2X 메시지에 대한 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보에 기초하여 상기 V2X 메시지를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 전송 주기 정보는 상기 V2X 메시지의 전송 주기를 지시하고, 상기 전송 구조 정보는 상기 전송 주기로 전송되는 상기 V2X 메시지의 구조를 지시하는, V2X 메시지를 전송하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보를 생성하는 단계는:
    상기 상태에 대응되는 미리 설정된 전송 주기를 결정함으로써 상기 전송 주기 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 상태 내의 서브 상태에 대응되는 미리 설정된 전송 구조를 결정함으로써 상기 전송 구조 정보를 생성하는 단계를 포함하는, V2X 메시지를 전송하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 V2X 메시지의 구조는 상기 V2X 메시지의 동적 데이터와 정적 데이터를 함께 포함하는 풀 메시지 구조 및 상기 동적 데이터만을 포함하는 숏 메시지 구조를 포함하는, V2X 메시지를 전송하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전송 구조 정보는 한 번의 상기 풀 메시지 구조의 V2X 메시지의 전송 당(per) 몇 번의 상기 숏 메시지 구조의 V2X 메시지가 전송되는지를 지시하는 전송 비율을 제공하는, V2X 메시지를 전송하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 V2X 메시지를 생성하는 단계는,
    상기 전송 비율에 기초하여 상기 전송 주기로 상기 풀 메시지 구조의 V2X 메시지 및 상기 숏 메시지 구조의 V2X 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, V2X 메시지를 전송하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    퍼실리티 레이어 엔티티가 상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보를 요청하기 위한 요청 프리미티브를 매니지먼트 레이어 엔티티로 전달하는 단계를 더 포함하는, V2X 메시지를 전송하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 요청 프리미티브는,
    퍼실리티 레이어를 식별하는 ID 정보 및 상기 요청 프리미티브를 통해 요청되는 파라미터에 대한 파라미터 정보를 포함하고, 상기 파라미터 정보는 상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보를 포함하는, V2X 메시지를 전송하는 방법.
  8. V2X 메시지를 전송하는 V2X 통신 장치에 있어서,
    V2X 메시지를 송수신하는 적어도 하나의 통신 유닛; 및
    상기 통신 유닛을 제어하는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    채널의 혼잡도를 지시하는 CBR 정보를 획득하는 것,
    상기 CBR 정보에 기초하여 분산 혼잡 제어(DCC)를 위한 채널의 상태 및 서브 상태를 결정하는 것;
    상기 상태 및 상기 서브 상태에 기초하여, 상기 V2X 메시지에 대한 전송 주기 정보 및 전송 구조 정보를 생성하는 것; 및
    상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보에 기초하여 상기 V2X 메시지를 생성하는 것을 포함하며, 상기 전송 주기 정보는 상기 V2X 메시지의 전송 주기를 지시하고, 상기 전송 구조 정보는 상기 전송 주기로 전송되는 상기 V2X 메시지의 구조를 지시하는, V2X 통신 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보를 생성하는 것은:
    상기 상태에 대응되는 미리 설정된 전송 주기를 결정함으로써 상기 전송 주기 정보를 생성하는 것; 및
    상기 상태 내의 서브 상태에 대응되는 미리 설정된 전송 구조를 결정함으로써 상기 전송 구조 정보를 생성하는 것을 포함하는, V2X 통신 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 V2X 메시지의 구조는 상기 V2X 메시지의 동적 데이터와 정적 데이터를 함께 포함하는 풀 메시지 구조 및 상기 동적 데이터만을 포함하는 숏 메시지 구조를 포함하는, V2X 통신 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전송 구조 정보는 한 번의 상기 풀 메시지 구조의 V2X 메시지의 전송 당(per) 몇 번의 상기 숏 메시지 구조의 V2X 메시지가 전송되는지를 지시하는 전송 비율을 제공하는, V2X 통신 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 V2X 메시지를 생성하는 것은,
    상기 전송 비율에 기초하여 상기 전송 주기로 상기 풀 메시지 구조의 V2X 메시지 및 상기 숏 메시지 구조의 V2X 메시지를 전송하는 것을 포함하는, V2X 통신 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    퍼실리티 레이어 엔티티가 상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보를 요청하기 위한 요청 프리미티브를 매니지먼트 레이어 엔티티로 전달하는 것을 더 포함하는, V2X 통신 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 요청 프리미티브는,
    퍼실리티 레이어를 식별하는 ID 정보 및 상기 요청 프리미트브를 통해 요청되는 파라미터에 대한 파라미터 정보를 포함하고, 상기 파라미터 정보는 상기 전송 주기 정보 및 상기 전송 구조 정보를 포함하는, V2X 통신 장치.
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