WO2021006360A1 - 데이터를 송수신하는 방법 및 통신 기기 - Google Patents

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WO2021006360A1
WO2021006360A1 PCT/KR2019/008265 KR2019008265W WO2021006360A1 WO 2021006360 A1 WO2021006360 A1 WO 2021006360A1 KR 2019008265 W KR2019008265 W KR 2019008265W WO 2021006360 A1 WO2021006360 A1 WO 2021006360A1
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WO
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data
tcu
base station
transmission
vehicle
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Application number
PCT/KR2019/008265
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English (en)
French (fr)
Inventor
김철승
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엘지전자 주식회사
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    • H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers
    • H04B17/24—Monitoring; Testing of receivers with feedback of measurements to the transmitter
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    • H04B—TRANSMISSION
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    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
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    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/04—Error control
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    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
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    • 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]

Definitions

  • the present invention relates to next-generation mobile communication.
  • E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
  • LTE long term evolution
  • LTE-A LTE-Advanced
  • 5G 5G movement Interest in communication
  • New RAT new radio access technology
  • autonomous driving is expected to become an important new driving force in 5G, along with various use cases of mobile communication for vehicles.
  • the vehicle transmits data to the server and the vehicle transmits data to the server in order to achieve ultra-reliable and low latency communications (URLLC) specified in 5G. It should take less than 5msec for operation by receiving control data from this server.
  • URLLC ultra-reliable and low latency communications
  • the base station transmits data received from the vehicle to the cloud server, analyzes the data in the cloud server, and transmits the data to the base station.
  • the base station transmits data received from the vehicle to the cloud server, analyzes the data in the cloud server, and transmits the data to the base station.
  • MEC Multi-access Edge Computing
  • a TCU provided in a vehicle receives control data (including commands for devices provided in the vehicle) from a base station, the TCU analyzes the control data and Created a data frame based on communication technology. Then, the TCU transmitted the generated data frame to devices provided in the vehicle.
  • control data including commands for devices provided in the vehicle
  • the TCU analyzes the control data and generates a data frame based on different communication technologies, there is a problem that the CPU load increases and it takes a lot of time.
  • the method includes receiving channel state information of a TCU (Telematics Communication Unit) provided in a vehicle from a mobile communication network including a base station, wherein the channel state information is for a radio channel between the TCU and the base station; Determining an available data rate for a combination of a plurality of transmit beams of the base station and a plurality of receive beams of the TCU based on the channel state information; Determining a first transmission beam to be used for transmission of the first data from among a plurality of transmission beams of the base station based on the priority of the first data to be transmitted to the TCU and the determined data rate, the first data being the vehicle Data for controlling a first device provided in the device; And transmitting the first data and information on the first transmission beam to the mobile communication network, wherein the information on the first transmission beam is obtained by using the first transmission beam of the base station.
  • TCU Transmission Control Unit
  • the first device includes a plurality of devices provided in the vehicle.
  • the first data may include a plurality of data frames based on the different communication technologies.
  • the different communication technologies may include at least two of a Controller Area Network (CAN), a Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, Media Oriented System Transport (Most), and Ethernet.
  • CAN Controller Area Network
  • LIN Local Interconnect Network
  • FlexRay FlexRay
  • Media Oriented System Transport Ethernet
  • Ethernet Ethernet
  • the method further comprises determining a second transmission beam to be used for transmission of the second data from among a plurality of transmission beams of the base station based on the determined data rate and the priority of the second data to be transmitted to the TCU,
  • the second data may be data for controlling a second device provided in the vehicle.
  • a data rate of the second transmission beam may be higher than a data rate of the first transmission beam.
  • the method comprises the steps of: receiving status information of the first device from the mobile communication network, the status information of the first device being transmitted by the TCU to the base station; And generating the first data based on the state information of the first device.
  • the method further includes receiving a message indicating whether the transmission of the first data is successful or not from the mobile communication network, and the message indicating whether the transmission of the first data is successful is transmitted to the base station by the TCU. It may be characterized as being transmitted.
  • the method comprises, when a message indicating whether the transmission of the first data is successful or not indicates a transmission failure of the first data, among a plurality of transmission beams of the base station, N transmission beams set in advance in the order of a high data rate, Determining a first transmission beam; And repeatedly transmitting the first data to the N transmission beams to the mobile communication network.
  • the communication device may be a multi-access edge computing (MEC) server.
  • MEC multi-access edge computing
  • one disclosure of the present specification provides a method for transmitting and receiving data by a Telematics Communication Unit (TCU) provided in a vehicle.
  • the method includes receiving first data of a multi-access edge computing (MEC) server from a base station, the first data being data for controlling a first device provided in the vehicle; Transmitting the first data to the first device; Receiving a message indicating whether the transmission of the first data is successful from the first device; And transmitting a message indicating whether the transmission of the first data is successful to the base station.
  • MEC multi-access edge computing
  • the first device may include a plurality of devices provided in the vehicle.
  • the first data comprises a plurality of data frames based on the different communication technologies
  • the first device Transmitting to may be a step of decomposing the plurality of data frames and transmitting them to the plurality of devices.
  • the different communication technologies may include at least two of a Controller Area Network (CAN), a Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, Media Oriented System Transport (Most), and Ethernet.
  • CAN Controller Area Network
  • LIN Local Interconnect Network
  • FlexRay FlexRay
  • Media Oriented System Transport Ethernet
  • Ethernet Ethernet
  • the method includes the steps of: receiving, from the first device, first state information related to the state of the first device; Receiving channel state information of the base station from the base station, the channel state information for a radio channel between the TCU and the base station; Determining a data rate for a combination of a plurality of receive beams of the base station and a plurality of transmit beams of the TCU based on the channel state information; Determining a transmission beam having the highest data rate among the plurality of transmission beams as a first transmission beam; And transmitting the first state information to the base station by using the first transmission beam.
  • the method further comprises receiving a message from the base station indicating whether the transmission of the first state information is successful, and the message indicating whether the first state information is successful includes the base station by the MEC server. It may be characterized in that it is transmitted to a mobile communication network.
  • a preset number of transmission beams having a high data rate among the plurality of transmission beams is selected as the first Determining a transmission beam; And repeatedly transmitting the first state information to the base station by repeating the predetermined number of transmission beams.
  • the communication device includes a transceiver; And a processor, wherein the processor controls the transceiver to receive channel state information of a TCU (Telematics Communication Unit) provided in the vehicle from a mobile communication network including a base station, and the channel state information includes the TCU and For a radio channel between the base stations; Determining an available data rate for a combination of a plurality of transmit beams of the base station and a plurality of receive beams of the TCU based on the channel state information; A first transmission beam to be used for transmission of the first data from among a plurality of transmission beams of the base station is determined based on the priority of the first data to be transmitted to the TCU and the determined data rate, and the first data is transmitted to the vehicle.
  • TCU Transmission Control Unit
  • Data for controlling the equipped first device And controlling the transceiver to transmit the first data and information on the first transmission beam to the mobile communication network, and the information on the first transmission beam is transmitted using the first transmission beam of the base station. It may be characterized in that it is used to transmit data to the TCU.
  • FIG. 2 is a structural diagram of a next-generation mobile communication network.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram showing an expected structure of a next-generation mobile communication network from a node perspective.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram showing an architecture for supporting simultaneous access to two data networks.
  • FIG. 5 is another exemplary diagram showing the structure of a radio interface protocol between a UE and a gNB.
  • 6A to 6D show an example implementation of a MEC server.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a MEC server and an example of a TCU according to the disclosure of the present specification.
  • FIG 9 shows an example of data transmission/reception between a MEC server and a TCU according to the disclosure of the present specification.
  • FIG 10 shows an example of data transmitted and received by the MEC server and the TCU according to the disclosure of the present specification.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a handover-related operation of a MEC server according to the disclosure of the present specification.
  • FIG. 12 is a flow chart showing an example of the operation of the MEC server according to the disclosure of the present specification.
  • FIG. 13 is a flow chart showing an example of the operation of the MEC server according to the disclosure of the present specification.
  • FIG. 14 shows a communication device according to the disclosure of the present specification.
  • FIG. 15 is a detailed block diagram of the communication device of FIG. 14.
  • LTE 3rd Generation Partnership Project
  • LTE-A 3GPP LTE-Advanced
  • Wi-Fi 3GPP NR
  • LTE-A 3GPP long term evolution
  • Wi-Fi 3GPP NR
  • first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component.
  • a component When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but another component may exist in the middle. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
  • a base station which is a term used below, generally refers to a fixed station that communicates with a wireless device, eNodeB (evolved-NodeB), eNB (evolved-NodeB), BTS (Base Transceiver System), access point ( Access Point), gNB (Next generation NodeB), and other terms.
  • eNodeB evolved-NodeB
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • Access Point Access Point
  • gNB Next generation NodeB
  • UE User Equipment
  • UE User Equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • MT mobile terminal
  • FIG. 1 shows an example of a 5G usage scenario to which the technical features of the present invention can be applied.
  • the 5G usage scenario shown in FIG. 1 is merely exemplary, and the technical features of the present invention can be applied to other 5G usage scenarios not shown in FIG. 1.
  • the three main requirements areas of 5G are (1) an enhanced mobile broadband (eMBB) area, (2) a massive machine type communication (mMTC) area, and ( 3) Ultra-reliable and low latency communications (URLLC) area is included.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communication
  • URLLC Ultra-reliable and low latency communications
  • Some use cases may require multiple areas for optimization, and other use cases may focus only on one key performance indicator (KPI).
  • KPI key performance indicator
  • eMBB focuses on the overall improvement of data rate, latency, user density, capacity and coverage of mobile broadband access.
  • eMBB targets a throughput of around 10Gbps.
  • eMBB goes far beyond basic mobile Internet access, covering rich interactive work, media and entertainment applications in the cloud or augmented reality.
  • Data is one of the key drivers of 5G, and it may not be possible to see dedicated voice services for the first time in the 5G era.
  • voice is expected to be processed as an application program simply using the data connection provided by the communication system.
  • the main reason for the increased traffic volume is an increase in content size and an increase in the number of applications requiring high data rates.
  • Streaming services audio and video
  • interactive video and mobile Internet connections will become more prevalent as more devices connect to the Internet.
  • Cloud storage and applications are increasing rapidly in mobile communication platforms, which can be applied to both work and entertainment.
  • Cloud storage is a special use case that drives the growth of uplink data rates.
  • 5G is also used for remote work in the cloud and requires much lower end-to-end latency to maintain a good user experience when tactile interfaces are used.
  • cloud gaming and video streaming are another key factor in increasing the demand for mobile broadband capabilities.
  • Entertainment is essential on smartphones and tablets anywhere, including in highly mobile environments such as trains, cars and airplanes.
  • Another use case is augmented reality and information retrieval for entertainment.
  • augmented reality requires very low latency and an instantaneous amount of data.
  • the mMTC is designed to enable communication between a large number of low-cost, battery-powered devices, and is intended to support applications such as smart metering, logistics, field and body sensors.
  • the mMTC targets 10 years of batteries and/or 1 million units per km2.
  • mMTC enables seamless connection of embedded sensors in all fields and is one of the most anticipated 5G use cases.
  • IoT devices are predicted to reach 20.4 billion by 2020.
  • Industrial IoT is one of the areas where 5G plays a major role in enabling smart cities, asset tracking, smart utilities, agriculture and security infrastructure.
  • URLLC is ideal for vehicle communication, industrial control, factory automation, teleoperation, smart grid and public safety applications by allowing devices and machines to communicate with high reliability, very low latency and high availability.
  • URLLC aims for a delay of the order of 1ms.
  • URLLC includes new services that will transform the industry through ultra-reliable/low-latency links such as remote control of critical infrastructure and autonomous vehicles. The level of reliability and delay is essential for smart grid control, industrial automation, robotics, drone control and coordination.
  • 5G can complement fiber-to-the-home (FTTH) and cable-based broadband (or DOCSIS) as a means of providing streams rated from hundreds of megabits per second to gigabits per second.
  • FTTH fiber-to-the-home
  • DOCSIS cable-based broadband
  • Such high speed may be required to deliver TVs in resolutions of 4K or higher (6K, 8K and higher) as well as virtual reality (VR) and augmented reality (AR).
  • VR and AR applications involve almost immersive sports events. Certain applications may require special network configuration. In the case of VR games, for example, the game company may need to integrate the core server with the network operator's edge network server to minimize latency.
  • Smart cities and smart homes referred to as smart society will be embedded with high-density wireless sensor networks.
  • a distributed network of intelligent sensors will identify the conditions for cost and energy efficient maintenance of a city or home.
  • a similar setup can be done for each household.
  • Temperature sensors, window and heating controllers, burglar alarms and appliances are all wirelessly connected. Many of these sensors typically require low data rates, low power and low cost.
  • real-time HD video may be required in certain types of devices for surveillance.
  • the smart grid interconnects these sensors using digital information and communication technologies to collect information and act accordingly. This information can include the behavior of suppliers and consumers, enabling smart grids to improve efficiency, reliability, economics, sustainability of production and the distribution of fuels such as electricity in an automated manner.
  • the smart grid can also be viewed as another low-latency sensor network.
  • the health sector has many applications that can benefit from mobile communications.
  • the communication system can support telemedicine providing clinical care from remote locations. This can help reduce barriers to distance and improve access to medical services that are not consistently available in remote rural areas. It is also used to save lives in critical care and emergencies.
  • a wireless sensor network based on mobile communication may provide remote monitoring and sensors for parameters such as heart rate and blood pressure.
  • Wireless and mobile communications are becoming increasingly important in industrial applications. Wiring is expensive to install and maintain. Thus, the possibility of replacing cables with reconfigurable wireless links is an attractive opportunity for many industries. However, achieving this requires that the wireless connection operates with a delay, reliability and capacity similar to that of the cable, and its management is simplified. Low latency and very low error probability are new requirements that need to be connected to 5G.
  • Logistics and cargo tracking is an important use case for mobile communications that enables tracking of inventory and packages from anywhere using a location-based information system. Logistics and freight tracking use cases typically require low data rates, but require a wide range and reliable location information.
  • automotive is expected to become an important new driving force in 5G with many use cases for mobile communication for vehicles. For example, entertainment for passengers simultaneously demands high capacity and high mobile broadband. The reason is that future users will continue to expect high-quality connections, regardless of their location and speed.
  • Another use case in the automotive sector is an augmented reality dashboard.
  • the augmented reality contrast board allows the driver to identify objects in the dark on top of what they see through the front window.
  • the augmented reality dashboard superimposes information to inform the driver about the distance and movement of objects.
  • wireless modules will enable communication between vehicles, exchange of information between the vehicle and the supporting infrastructure, and exchange of information between the vehicle and other connected devices (eg, devices carried by pedestrians).
  • the safety system can lower the risk of accidents by guiding the driver through alternative courses of action to make driving safer.
  • the next step will be a remotely controlled vehicle or an autonomous vehicle.
  • This requires very reliable and very fast communication between different autonomous vehicles and/or between vehicles and infrastructure.
  • autonomous vehicles will perform all driving activities, and drivers will be forced to focus only on traffic anomalies that the vehicle itself cannot identify.
  • the technical requirements of autonomous vehicles require ultra-low latency and ultra-fast reliability to increase traffic safety to levels that cannot be achieved by humans.
  • FIG. 2 is a diagram of a next generation mobile communication network It is a structure diagram .
  • the next-generation mobile communication network may include various components, and in FIG. 2, some of them are AMF (Access and Mobility Management Function) 51, SMF (session management function). : Session Management Function (52), PCF (Policy Control Function) (53), AF (Application Function: Application Function) (55), N3IWF (Non-3GPP Interworking Function: Non-3GPP Interworking Function) (59), UPF (User Plane Function) 54, and UDM (Unified Data Management) data network 56 are shown.
  • AMF Access and Mobility Management Function
  • SMF session management function
  • Session Management Function 52
  • PCF Policy Control Function
  • AF Application Function: Application Function
  • N3IWF Non-3GPP Interworking Function: Non-3GPP Interworking Function
  • UPF User Plane Function
  • UDM Unified Data Management
  • the UE 10 is connected to the data network 60 through the UPF 55 through a Next Generation Radio Access Network (NG-RAN) including the gNB 20.
  • NG-RAN Next Generation Radio Access Network
  • the UE 10 may receive a data service even through untrusted non-3GPP access, for example, a wireless local area network (WLAN).
  • WLAN wireless local area network
  • an N3IWF 59 may be deployed.
  • the illustrated N3IWF performs a function of managing non-3GPP access and interworking between 5G systems.
  • the UE 10 When the UE 10 is connected to non-3GPP access (e.g., WiFi referred to as IEEE 801.11), the UE 10 may be connected to the 5G system through N3IWF.
  • the N3IWF performs control signaling with the AMF, and is connected to the UPF through the N3 interface for data transmission.
  • the illustrated AMF can manage access and mobility in a 5G system.
  • AMF can perform the function of managing NAS security.
  • the AMF may perform a function of handling mobility in an idle state.
  • the illustrated UPF is a type of gateway through which user data is transmitted and received.
  • the UPF node may perform all or part of a user plane function of a serving gateway (S-GW) and a packet data network gateway (P-GW) of 4G mobile communication.
  • S-GW serving gateway
  • P-GW packet data network gateway
  • the UPF operates as a boundary point between a next generation RAN (NG-RAN) and a core network, and is an element that maintains a data path between the gNB 20 and the SMF.
  • NG-RAN next generation RAN
  • the UPF serves as a mobility anchor point.
  • the UPF can perform a function of handling PDUs. Packets may be routed in the UPF for mobility in the NG-RAN (Next Generation-Radio Access Network defined after 3GPP Release-15).
  • UPF is another 3GPP network (RAN defined before 3GPP Release-15, for example, UTRAN, E-UTRAN (Evolved-UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network)) or GERAN (GSM (Global System for Mobile Communication)/EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network) may function as an anchor point for mobility.
  • UPF may correspond to the termination point of the data interface towards the data network.
  • the illustrated PCF is a node that controls the operator's policy.
  • the illustrated AF is a server for providing various services to the UE 10.
  • the illustrated UDM is a type of server that manages subscriber information, such as a 4G mobile communication HSS (Home Subscriber Server).
  • the UDM stores and manages the subscriber information in a Unified Data Repository (UDR).
  • UDR Unified Data Repository
  • the illustrated SMF may perform a function of allocating an Internet Protocol (IP) address of the UE.
  • the SMF may control a protocol data unit (PDU) session.
  • IP Internet Protocol
  • PDU protocol data unit
  • FIG. 3 is a diagram showing an expected structure of a next-generation mobile communication network from a node perspective It is an exemplary diagram .
  • the UE is connected to a data network (DN) through a next-generation radio access network (RAN).
  • DN data network
  • RAN next-generation radio access network
  • the illustrated control plane function (CPF) node is all or part of the functions of a mobility management entity (MME) of 4G mobile communication, and a control plane function of a serving gateway (S-GW) and a PDN gateway (P-GW). Do all or part of.
  • the CPF node includes AMF and SMF.
  • the illustrated authentication server function (AUSF) authenticates and manages the UE.
  • the illustrated network slice selection function is a node for network slicing introduced in 5G.
  • the illustrated network exposure function is a node for providing a mechanism to securely disclose services and functions of the 5G core.
  • NEF discloses functions and events, securely provides information from external applications to the 3GPP network, translates internal/external information, provides control plane parameters, and provides packet flow description (PFD). ) Can be managed.
  • PFD packet flow description
  • the UE may simultaneously access two data networks using multiple Protocol Data Unit (PDU) sessions.
  • PDU Protocol Data Unit
  • Figure 4 shows an architecture for supporting simultaneous access to two data networks It is an exemplary diagram .
  • FIG. 4 an architecture for a UE to access two data networks simultaneously using one PDU session is shown.
  • N1 Reference point between UE and AMF
  • N2 Reference point between NG-RAN and AMF
  • N3 Reference point between NG-RAN and UPF
  • N6 reference point between UPF and DN
  • N12 Reference point between AMF and AUSF
  • N13 Reference point between UDM and AUSF
  • N15 In a non-roaming scenario, a reference point between the PCF and AMF. In the roaming scenario, the reference point between the AMF and the PCF of the visited network
  • N33 reference point between AF and NEF
  • Radio Interface Protocol 5 is UE and gNB Another showing the structure of the Radio Interface Protocol It is an exemplary diagram .
  • the radio interface protocol is based on the 3GPP radio access network standard.
  • the radio interface protocol horizontally consists of a physical layer (Physical layer), a data link layer (Data Link layer), and a network layer (Network layer), and vertically, a user plane and control for data information transmission. It is divided into a control plane for signal transmission.
  • the protocol layers are L1 (layer 1), L2 (layer 2), and L3 (layer 3) based on the lower 3 layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model widely known in communication systems. ) Can be separated.
  • OSI Open System Interconnection
  • the first layer provides an information transfer service using a physical channel.
  • the physical layer is connected to an upper medium access control layer through a transport channel, and data between the medium access control layer and the physical layer is transmitted through the transport channel.
  • data is transmitted between different physical layers, that is, between the physical layers of the transmitting side and the receiving side through a physical channel.
  • the second layer includes a Medium Access Control (MAC) layer, a Radio Link Control (RLC) layer, and a Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer.
  • MAC Medium Access Control
  • RLC Radio Link Control
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • the third layer includes Radio Resource Control (hereinafter abbreviated as RRC).
  • RRC Radio Resource Control
  • the RRC layer is defined only in the control plane, and is related to the setting (setting), resetting (Re-setting) and release (Release) of radio bearers (Radio Bearers; In charge of control.
  • RB means a service provided by the second layer for data transfer between the UE and the E-UTRAN.
  • the NAS (Non-Access Stratum) layer performs functions such as connection management (session management) and mobility management.
  • the NAS layer is divided into a NAS entity for mobility management (MM) and a NAS entity for session management (SM).
  • MM mobility management
  • SM session management
  • NAS entity for MM provides the following functions in general.
  • NAS procedure related to AMF includes the following.
  • AMF supports the following functions.
  • the NAS entity for the SM performs session management between the UE and the SMF.
  • the SM signaling message is processed, that is, generated and processed at the NAS-SM layer of the UE and SMF.
  • the contents of the SM signaling message are not interpreted by the AMF.
  • the NAS entity for the MM generates a NAS-MM message that derives how and where to deliver the SM signaling message through the security header representing the NAS transmission of SM signaling, and additional information about the receiving NAS-MM.
  • the NAS entity for the SM upon receiving the SM signaling, performs an integrity check of the NAS-MM message, analyzes the additional information, and derives a method and place to derive the SM signaling message.
  • an RRC layer, an RLC layer, a MAC layer, and a PHY layer located below the NAS layer are collectively referred to as an Access Stratum (AS).
  • AS Access Stratum
  • the server in order to achieve the URLLC specified in 5GAA (5G Automotive Association) and 5G, it takes less than 5 msec for the server to receive vehicle status information from the vehicle and the vehicle to operate by receiving control data from the server. do. That is, after collecting the sensor data in the vehicle from the cloud server and completing the analysis, the cloud server transmits a control command to the TCU (Telematics Communication Unit), and the TCU delivers it to the target Electronic Control Unit (ECU). The operation must be completed within 5msec.
  • TCU Transmissions Communication Unit
  • the base station transmits data to the cloud server, analyzes the data in the cloud server and transmits the data to the base station, and the base station receives it. It takes about 30 ⁇ 40msec.
  • MEC is a network architecture that enables cloud computing functions and IT service environments at the edge of the cellular network (typically, the edge of any network).
  • the basic idea of MEC is to reduce network congestion and perform applications better by running applications (applications) and performing processing tasks related to cellular customers.
  • MEC technology is designed to be implemented in a cellular base station or other edge node. MEC technology can flexibly and quickly deploy new applications and new services for customers.
  • MEC enables cellular operators to open up a Radio Access Network (RAN) to authorized third parties such as application developers and content providers.
  • RAN Radio Access Network
  • the MEC server described in the present specification refers to a communication device that provides a cloud computing function or an IT service environment at the edge of a network.
  • Fig. 6A To 6D is MEC Shows an example server implementation.
  • the User Plane Function (UPF) node 630 of FIGS. 6A to 6D is a type of gateway through which user data is transmitted/received.
  • the UPF node 630 may perform all or part of a user plane function of a serving-gateway (S-GW) and a packet data network-gateway (P-GW) of 4G mobile communication.
  • the core network 640 may be an Evolved Packet Core (EPC) or a 5G Core Network (5GC).
  • EPC Evolved Packet Core
  • 5GC 5G Core Network
  • N3 is a reference point between the (R)AN and the UPF node 630.
  • N6 is a reference point between the UPF node 630 and the data network.
  • the base station 620 may be a 5G base station (gNB) or an LTE base station (eNB).
  • the base station 620 may be a base station including both a gNB and an eNB.
  • AMF is an Access and Mobility Management Function, which is a Control Plane Function (CPF) that manages access and mobility.
  • CPF Control Plane Function
  • SMF is a session management function, which is a control plane function that manages data sessions such as PDU (Protocol Data Unit) sessions.
  • PDU Protocol Data Unit
  • the MEC server (MEC host) 610 may be implemented in an edge or central data network.
  • the UPF may play a role of coordinating user plane (UP) traffic to a target MEC application (application in the MEC server 610) of the data network.
  • the location of the data network and UPF can be selected by the network operator.
  • Network operators may allocate physical computing resources based on technical and business variables such as available facilities, supported applications and application requirements, measured or estimated user loads, and the like.
  • the MEC management system may dynamically determine where to distribute the MEC application by adjusting the operation of the MEC server 610 (MEC host) and the application.
  • 6A is an example implementation in which the MEC server 610 and the UPF node 630 are disposed together with the base station 620.
  • 6B is an example implementation in which the MEC server 610 is deployed with a transmitting node (eg, UPF node 630).
  • the core network 640 may communicate with the UPF node 630 and the MEC server 610 through a network aggregation point.
  • 6C is an example implementation in which the MEC server 610 and the UPF node 630 are deployed together with a network aggregation point.
  • 6D is an example implementation in which the MEC server 610 is deployed along with the core network functions 640. In FIG. 6D, the MEC server 610 may be located in the same data center as the core network 640 functions.
  • FIG. 7 MEC The server Remotely An example to control is shown.
  • the base station 620 may be a gNB or an eNB.
  • the base station 620 may be a base station including both a gNB and an eNB.
  • the MEC server 610 may be connected to the base station 620 through wired communication or wireless communication.
  • the MEC server 610 may transmit data to the base station 620 or receive data from the base station 620.
  • the figure shows that the MEC server 610 and the base station 620 are directly connected, but this is only an example, and the MEC server 610 may be connected to the base station 620 through another network node.
  • the base station 620 may transmit and receive data with a Telematics Communication Unit (TCU) provided in the vehicles 660a to 660c.
  • TCU Telematics Communication Unit
  • the TCU may obtain state information from devices provided in the vehicles 660a to 660c, and the state information may include various sensor data, video data, and the like.
  • the TCU may transmit the state information to the base station 620, and the base station 620 may transmit the state information to the MEC server 610.
  • the MEC server 610 may transmit data for controlling the vehicles 660a to 660c to the base station 620 based on the state information.
  • the base station 620 transmits data for controlling the vehicles 660a to 660c to the TCU
  • the TCU controls the vehicles 660a to 660c by transmitting the received data to devices provided in the vehicles 660a to 660c. can do.
  • the MEC server 610 may transmit map information to the base station 620, and the base station 620 may transmit it to the TCU.
  • the TCU can control the vehicles 660a to 660c using the map information.
  • the TCU provided in the MEC server 610 and vehicles 660a to 660c will be described in detail.
  • MEC Server example and TCU It is a block diagram showing an example.
  • the MEC server is the MEC server 610 described with reference to FIGS. 6A to 6D and 7, and will be described below by omitting reference numerals.
  • the MEC server may be implemented like the examples described in FIGS. 6A to 6D.
  • the MEC server is shown to communicate directly with the base stations, but this is only an example, and the MEC server may communicate with the base stations through another network node (eg, a UPF node).
  • the MEC server may include a processor (not shown) and a memory (not shown).
  • the memory can store MEC server apps.
  • the processor may perform the operations described in the disclosure of the present specification using the MEC server app stored in the memory.
  • MEC server apps include, for example, VR/AR apps, camera video analytics apps, engine ECU data analytics apps, speed ECU data analytics apps, HVAC ECU data analytics apps, ECU control apps, control command transmission apps, baseball apps, and golf apps. Etc.
  • the 5G base station is a base station that performs communication based on the 5G standard in the FR1 (Frequency Range 1) band (a frequency band of 7125 MHz or less).
  • 5G base station (mmWave) is a base station that performs communication based on the 5G standard in the frequency range 2 (FR2) band (frequency band of 24250-52600MHz).
  • the LTE base station is a base station that performs communication based on the LTE standard.
  • the Wi-Fi base station is a base station that performs communication based on the Wi-Fi standard.
  • the MEC server may communicate with the TCU using at least one of a 5G base station (sub6GHz), a 5G base station (mmWave), an LTE base station, and a Wi-Fi base station.
  • the TCU may include an LTE module, a 5G module (sub6GHz), a 5G module (mmWave), a WiFi module, a processor, and a memory.
  • the LTE module is a communication module (ie, a transmission/reception unit) that performs communication (transmission and reception of data) based on the LTE standard.
  • the 5G module (sub6GHz) is a communication module (ie, a transmission/reception unit) that performs communication (data transmission/reception) based on the 5G standard in the FR 1 band.
  • the 5G module (mmWave) is a communication module (ie, a transmission/reception unit) that performs communication (data transmission/reception) based on the 5G standard in the FR 2 band.
  • the WiFi module is a communication module (ie, a transmission/reception unit) that performs communication (transmission and reception of data) based on the WiFi standard.
  • the LTE module, 5G module (sub6GHz), 5G module (mmWave) and WiFi module can be connected to the processor through interfaces such as PCIe (PCI express).
  • PCIe PCI express
  • LTE module, 5G module (sub6GHz), 5G module (mmWave) and WiFi module are shown as separate objects, but one communication module is LTE module, 5G module (sub6GHz), 5G module (mmWave) and WiFi. It can also perform the function of a module.
  • TCU's processor is connected to LTE/5G module (sub6GHz), LTE/5G module (mmWave), WiFi module and memory.
  • the memory can store MEC client apps.
  • the processor may receive data transmitted by base stations or terminals (terminal 1 and terminal 2) using an LTE module, a 5G module (sub6GHz), a 5G module (mmWave), and a WiFi module.
  • the processor may transmit data to base stations or terminals (terminal 1 and terminal 2) using an LTE module, a 5G module (sub6GHz), a 5G module (mmWave), and a WiFi module.
  • the terminals (terminal 1 and terminal 2) may be wireless communication devices used by a user in a vehicle.
  • the processor of the TCU may be connected to devices provided in the vehicle.
  • the processor may be connected to a Domain Control Unit (DCU), a Local Interconnect Network (LIN) master, a Media Oriented System Transport (MOST) master, and an Ethernet switch.
  • the processor of the TCU can communicate with the DCU using CAN (Controller Area Network) communication technology.
  • the processor of the TCU can communicate with the LIN master using LIN (Local Interconnect Network) communication technology.
  • the TCU's processor can communicate with the MOST master connected by fiber optics using MOST communication technology.
  • the TCU's processor can communicate with Ethernet switches and devices connected to them using Ethernet communication technology.
  • DCU is a device that controls a plurality of ECUs.
  • the DCU can communicate with multiple ECUs using CAN communication technology.
  • CAN is a standard communication technology designed to allow microcontrollers or devices to communicate with each other in a vehicle.
  • CAN is a non-host bus message-based network protocol that is mainly used for communication between controllers.
  • the DCU may communicate with ECUs such as an engine ECU that controls an engine, a brake ECU that controls a brake, and an HVAC ECU that controls a heating, ventilation, & air conditioning (HVAC) device.
  • ECUs such as an engine ECU that controls an engine, a brake ECU that controls a brake, and an HVAC ECU that controls a heating, ventilation, & air conditioning (HVAC) device.
  • HVAC heating, ventilation, & air conditioning
  • the DCU may transmit data received from the processor of the TCU to each ECU.
  • the DCU can transmit the data received from each ECU to the processor of the TCU.
  • the LIN master can communicate with LIN slaves (LIN Slave #1 and LIN Slave #2) using LIN communication technology.
  • LIN Slave #1 may be a slave that controls one of a steering wheel, a roof top, a door, a seat, and a small motor.
  • LIN is a serial communication technology for communication between components in a vehicle network.
  • the LIN master may receive data from the processor of the TCU and transmit it to the LIN slaves (LIN Slave #1 and LIN Slave #2).
  • the LIN master can transmit data received from the LIN slaves to the processor of the TCU.
  • the MOST master can communicate with MOST slaves (MOST Slave #1 and MOST Slave #2) using MOST communication technology.
  • MOST is a serial communication technology that transmits audio, video, and control information using an optical cable.
  • the MOST master can transmit data received from the processor of the TCU to the MOST slaves.
  • the MOST master can transmit data received from MOST slaves to the processor of the TCU.
  • Ethernet is a computer networking technology used in local area networks (LAN), metropolitan area networks (MAN) and wide area networks (WAN).
  • the TCU's processor can transmit data to individual devices through an Ethernet switch using Ethernet communication technology. Each device can transmit data to the TCU's processor through an Ethernet switch using Ethernet communication technology.
  • Radar radio detection and ranging
  • Radar sensors 1 to 5 are provided in the vehicle and measure the distance, direction, angle and speed of objects around the vehicle. Radar sensors 1 to 5 may transmit the measured sensor data to the processor of the TCU.
  • LiDAR light detection and ranging
  • Rida is a technology that illuminates an object with pulsed laser light and measures the pulse reflected by the sensor to measure the distance, intensity, and speed to the object.
  • LiDAR sensors 1 to 5 measure the distance and speed to the object.
  • the lidar sensors 1 to 5 may transmit the measured sensor data to the processor of the TCU.
  • AVN Audio, Video, Navigation
  • AVN is a device that is provided in a vehicle and provides sound, video, and navigation.
  • AVN may receive data from the processor of the TCU using Ethernet communication technology, and may provide sound, video, and navigation based on the received data.
  • AVN can transmit data to the TCU's processor using Ethernet communication technology.
  • the camera (front) and camera (rear) can take images from the front and rear of the vehicle.
  • FIG. 8 it is shown that there are one camera in the front and only one in the rear, but this is only an example, and cameras may be provided in the left and right sides. In addition, a plurality of cameras may be provided at each of the front and rear sides. Cameras may use Ethernet communication technology to transmit camera data to the TCU's processor and receive data from the TCU's processor.
  • RSE Rear Side Entertainment
  • RSE means rear seat entertainment.
  • RSE is a device that provides entertainment to occupants by being installed behind the passenger seat or driver seat of a vehicle.
  • a tablet may also be provided inside the vehicle.
  • the RSE or tablet can receive data from the processor of the TCU and transmit the data to the processor of the TCU using Ethernet communication technology.
  • the MEC server performs a function of receiving/storing/transmitting/analyzing various data such as video/audio/sensor data, which were performed in a conventional cloud server, and managing the TCU and devices provided in the vehicle. I can.
  • a MEC server application for performing operations according to various purposes may exist in the MEC server according to the disclosure of the present specification.
  • the MEC server can perform the following functions using the MEC server application.
  • the operation of the TCU and the ECU in the vehicle is monitored to comply with regulations such as the Road Traffic Act, ISO26262 (Standard for Industrial Safety, Road vehicles-Functional safety) or SAE (System Architecture Evolution) standards. If the operation of the TCU and the ECU in the vehicle violates the regulations, the operation of the vehicle's ECU is controlled based on a predefined scenario.
  • regulations such as the Road Traffic Act, ISO26262 (Standard for Industrial Safety, Road vehicles-Functional safety) or SAE (System Architecture Evolution) standards.
  • -Vehicle-related information received from the TCU in the vehicle e.g., engine ECU-related data, RPM (revolutions per minute) ECU-related data, wheel-related data, brake-related data, HVAC (heating, ventilation, & A function to analyze the status information of devices equipped in the vehicle, such as air conditioning) related data, and control the operation of the devices in the vehicle connected to the TCU based on a predefined operation scenario
  • the MEC server transmits control data for multiple target devices in the vehicle at once, multiple communication technologies (CAN/LIN/Flexray/MOST/Ethernet) in order for the TCU to efficiently transmit control data to multiple target devices
  • the data frames based on can be combined and transmitted as one message.
  • the TCU may transmit a data frame based on each communication technology to a target device (eg, ECU, controller/master such as LIN master) in a vehicle.
  • the TCU transmits the execution result of the control data provided from the MEC server to the MEC server, and the MEC server can determine the failure/success of control data transmission (FAIL/SUCCESS).
  • the MEC server sends the same control data a predetermined number of times (for example, 10 times). You can retransmit. In this case, the MEC server may retransmit the control data using the beam having the highest data rate.
  • the MEC server transfers control data to the beam with the highest data rate among the beams of the 5G_sub6Ghz base station, the beam with the highest data rate among the beams of the 5G_mmWave base station, and the beam with the highest data rate among the beams of the LTE base station. At least one of them may be selected to retransmit the same control command.
  • the MEC server can monitor the operation status of the TCU and determine the current status of the TCU. For example, the MEC server can monitor the operating state of the TCU and determine the current state of the TUC as one of inactive, active, sleeping, and moving.
  • the MEC server can receive vehicle-related information (eg, information related to the location of the vehicle) from the TCU and manage the location of the vehicle (eg, collect/analyze/control/record).
  • vehicle-related information eg, information related to the location of the vehicle
  • manage the location of the vehicle eg, collect/analyze/control/record.
  • the MEC server can receive vehicle-related information (eg, vehicle speed-related information) from the TCU and manage the vehicle speed-related information (eg, collect/analyze/control/record).
  • vehicle-related information eg, vehicle speed-related information
  • vehicle speed-related information eg, collect/analyze/control/record.
  • the MEC server manages information related to the speed of the vehicle and can determine whether the vehicle is speeding or whether the vehicle observes a safe speed.
  • the MEC server can receive vehicle-related information (eg, engine ECU information) from the TCU and manage (eg, collect/analyze/control/record) engine ECU (ECU that controls the engine) information.
  • vehicle-related information eg, engine ECU information
  • manage eg, collect/analyze/control/record engine ECU (ECU that controls the engine) information.
  • the MEC server receives vehicle-related information from the TCU (e.g., information received from sensors and cameras provided in the vehicle) and manages vehicle sensor and camera information (Lidar, Radar, and front/rear/measurement/cabin camera) ( Example: collection/analysis/control/recording).
  • vehicle-related information e.g., information received from sensors and cameras provided in the vehicle
  • vehicle sensor and camera information Lidar, Radar, and front/rear/measurement/cabin camera
  • the MEC server transmits control data to the TCU based on the emergency response scenario when a vehicle collision with pedestrians, obstacles, etc. is expected to transmit the ECU (engine ECU, brake ECU, etc.) in the vehicle. Can be controlled.
  • a data transmission path (routing table) can be secured between MEC servers so that the TCU provided in the vehicle can quickly perform handover to another MEC server.
  • information on a TCU for which handover is expected can be quickly transmitted between a plurality of MEC servers, and the TCU can perform a rapid handover.
  • 9 is according to the disclosure of the present specification MEC Server and TCU It shows an example of data transmission and reception between.
  • 10 is according to the disclosure of the present specification MEC Server and TCU Shows an example of transmitted and received data.
  • the MEC server can communicate with the TCU through a mobile communication network.
  • the mobile communication network includes a base station.
  • the base station described below includes at least one of a 5G base station (sub6GHz), a 5G base station (mmWave), an LTE base station, and a Wi-Fi base station.
  • the mobile communication network may also include a UPF node.
  • the MEC server is directly connected to the base station and can communicate with the TCU, or can communicate with the TCU by indirectly connecting to the base station via the UPF node.
  • the MEC server can perform an initialization operation. Specifically, the MEC server may receive information about traffic regulation from a cloud server (eg, a traffic control center cloud server) that holds information about traffic regulation.
  • a cloud server eg, a traffic control center cloud server
  • traffic regulations may include domestic road traffic laws and the National Highway Traffic Safety Administration (NHTSZ) regulations.
  • NHTSZ National Highway Traffic Safety Administration
  • the MEC server may receive handover information of the TCU to be handed over to the MEC server from another adjacent MEC server.
  • the handover information of the TCU may include the ID and channel number of the TCU.
  • the MEC server may receive information on all TCUs connected to the base station from the mobile communication network.
  • the TCU information may include a TCU ID, channel information between the TCU and the base station, timing information, and the like.
  • the MEC server may request information related to the vehicle from the TCU. Specifically, the MEC server may transmit a message to the mobile communication network to request information related to the vehicle (eg, a message requesting information related to the ECU in the vehicle). Then, the base station included in the mobile communication network may transmit a message requesting vehicle-related information to the TCU.
  • the MEC server may transmit a message to the mobile communication network to request information related to the vehicle (eg, a message requesting information related to the ECU in the vehicle).
  • the base station included in the mobile communication network may transmit a message requesting vehicle-related information to the TCU.
  • the TCU may receive status information of the device from at least one device (eg, Ethernet Controller, CAN Controller (DCU, ECU), LIN Master, MOST Master, etc.) provided in the vehicle.
  • the TCU may periodically receive device status information.
  • the status information includes sensor data of a radar sensor, sensor data of a lidar sensor, image data of a camera, engine status data of an engine ECU (RPM value, etc.), brake data of a brake ECU, HVAC data, steering wheel data, etc. can do.
  • the status information may include status information of the TCU (OFF, ON, Active, waiting, sleeping, etc.), the location of the vehicle, the speed of the vehicle, and the ID of the TCU.
  • the MEC client app of the TCU initiates an operation to obtain status information from devices equipped in the vehicle. For example, when data is transmitted from the LTE modem to the processor of the TCU through the PCIe interface, the PCIe controller inside the TCU may generate an interrupt. Then, the processor of the TCU may obtain status information from devices provided in the vehicle using the client app.
  • the TCU may transmit vehicle-related information to the base station.
  • the vehicle-related information may include the state information of the at least one device described in step S903, the state information of the TCU, the position of the vehicle, the speed of the vehicle, the ID of the TCU, and the like. Then, the mobile communication network including the base station can transmit vehicle-related information to the MEC server.
  • Information related to the vehicle transmitted by the TCU may be transmitted in the same format as the data of FIG. 10 to be described later.
  • the vehicle-related information transmitted by the TCU may include the MEC server app Dest IP address instead of the TCU Dest IP address in the data of FIG. 10, and may include a TCU source IP address instead of the MEC server app IP address.
  • the method in which the TCU transmits vehicle-related information in step S904 may be the same as the method in which the TCU transmits data (eg, a message indicating whether transmission of control data is successful) in step S910 to be described later.
  • the vehicle-related information transmitted by the TCU does not include data used for vehicle control (camera data, radar sensor data, lidar sensor data, various ECU data, LIN data), and entertainment service data (AR/VR, movie data). Etc.).
  • the TCU can transmit data to the MEC server by including only the Ethernet frame.
  • the TCU may transmit channel state information to the base station.
  • the mobile communication network including the base station can transmit channel state information to the MEC server.
  • the MEC server may control the base station to periodically broadcast a pilot signal or a reference signal.
  • the TCU measures the channel condition based on the received pilot signal or reference signal. For example, the TCU may measure a channel state and periodically transmit a Channel Quality Indicator (CQI) as channel state information to the base station.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • the channel state information includes a plurality of transmission beams of a base station (e.g., at least one transmission beam of each of a 5G base station (sub6GHz), a 5G base station (mmWave), an LTE base station, and a Wi-Fi base station) and a plurality of reception beams of the TCU ( For example, it may include channel state information according to a combination of at least one reception beam of each of the LTE module, 5G module (sub6GHz), 5G module (mmWave), and WiFi module). Since the TCU periodically transmits channel state information, step S905 may be performed at any time before performing step S907.
  • a base station e.g., at least one transmission beam of each of a 5G base station (sub6GHz), a 5G base station (mmWave), an LTE base station, and a Wi-Fi base station
  • a plurality of reception beams of the TCU For example, it may include channel state information according to a combination of at least one reception beam of each of
  • the base station can also periodically measure the channel state based on the signal received from the TCU.
  • the base station may transmit channel state information, which is information on the measured channel state, to the TCU.
  • the channel state information of the base station includes a plurality of reception beams of the base station (e.g., at least one reception beam of each of a 5G base station (sub6GHz), a 5G base station (mmWave), an LTE base station, and a Wi-Fi base station) and a plurality of transmissions of the TCU. It may include channel state information according to a combination of beams (for example, at least one reception beam of each of the LTE module, 5G module (sub6GHz), 5G module (mmWave), and WiFi module).
  • the MEC server may generate control data to be transmitted to the TCU.
  • the MEC server may generate or receive general data to be provided to AVN, RSE, tablet, and terminals in addition to control data.
  • the MEC server can analyze all data (status information such as sensor data and image data) received from the TCU.
  • the MEC server may generate control data for controlling devices provided in the vehicle based on the analysis result.
  • the MEC server generates control data to rotate the steering wheel several degrees in a specific direction based on information related to the vehicle, control data to operate the brakes at a specific strength, and control data to adjust the engine RPM to a specific level. can do.
  • the control data may include priority according to importance. For example, priorities may be high in order of importance based on safety. Examples of priorities are as follows. Priority 1 has the highest priority.
  • HVAC control data to be sent to HVAC ECU HVAC control CAN command
  • the priority may be set in advance based on the type of control data.
  • the memory of the MEC server may store data related to the priority. If there is no data on priority, the MEC server can obtain data on priority from a cloud server that has information on traffic regulation. The MEC server may determine the priority of the control data based on the priority data.
  • the MEC server may determine an available data rate for a combination of the plurality of transmit beams of the base station and the plurality of receive beams of the TCU.
  • the MEC server may determine an available data rate based on the channel state information transmitted by the TCU.
  • the number of beams of the antennas of the base station is N (e.g., 3 5G base stations (sub6GHz), 5 5G base stations (mmWave), 2 LTE base stations and 2 Wi-Fi base stations, 12 total).
  • the number of beams of the antenna of the TCU may be M (eg, 1 LTE module, 2 5G modules (sub6GHz), 3 5G modules (mmWave), 1 WiFi module, a total of 7).
  • the MEC server can calculate the transmit data rate available in the Beam Channel matrix between the base station antenna and the TCU. In addition, the MEC server configures a group R of data rates according to a combination of the N transmission beams of the base station and the M transmission beams of the TCU in the order of the highest data rate as shown in the table below.
  • R(t) ⁇ R 1,1 (t), R 1,2 (t), R 1,3 (t), R 1,M (t),... ., R N,1 (t), R N,2 (t),... , R N,M (t) ⁇
  • t is the time point at which the MEC server determines the data rate.
  • the data rate of R 1,1 (t) may be the highest, and the data rate of R N,M (t) may be the lowest.
  • R 1 and 1 (t) may be a data rate corresponding to a combination of beam #3 of a 5G base station (mmWave) and beam #2 of a 5G module (mmWave) of a TCU.
  • the MEC server may determine a transmission beam to be used for transmission of control data.
  • the transmission beam means a transmission beam of a base station that receives data from the MEC.
  • the MEC server may determine a transmission beam to be used for transmission of data (control data or general data) among a plurality of transmission beams of the base station based on the priority of data to be transmitted to the TCU and the data rate determined in step S907.
  • the MEC server assigns the MU-MIMO (Multi-User Multiple Input & Multiple Output) beam of the base station according to the priority of the data (control data and general data) that the MEC server wants to transmit, and allocates a beam with a high transmission rate (data rate). Data can be transmitted.
  • MU-MIMO Multi-User Multiple Input & Multiple Output
  • the MEC server allocates R i *,j * (t) with the highest data rate in group R to the data with the highest priority (eg, first data) according to the priority of the data, and R The first data may be transmitted to the TCU using the transmission beam of the base station corresponding to i *,j* (t). And, MEC server R i *, j * (t ) deleting from the group R, and then the priority to high data R i *, j * (t ) is in the deleted group R data rate is the highest Transmission beams can be allocated. The MEC server can repeat this process until there is no data to send to the TCU. Alternatively, the MEC server may determine a transmission beam to be used for data transmission after performing step S907 again.
  • the MEC server may determine a transmission beam to be used for data transmission after performing step S907 again.
  • the MEC server may transmit control data.
  • the MEC server can also transmit general data.
  • the MEC server may also transmit information on a transmission beam to be used for data transmission.
  • the base station may transmit the data to the TCU using the transmission beam determined in step 508.
  • the MEC server may only transmit one kind of control data or one end of general data.
  • the MEC server may transmit a plurality of types of control data or may transmit a plurality of types of general data.
  • the MEC server may transmit at least one type of control data and at least one type of general data together.
  • the data transmitted by the MEC server may include a plurality of data frames based on different communication technologies as shown in FIG. I can.
  • the TCU Dest IP address is the IP address of the TCU to which the MEC server wants to transmit data.
  • the MEC server app IP address is the IP address of the MEC server app stored in the MEC server transmitting data.
  • the data of FIG. 10 may further include an LTE/5G/WiFi header (not shown) and a Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) header.
  • LTE/5G/WiFi header not shown
  • PLCP Physical Layer Convergence Procedure
  • the MEC server can quickly transmit control data. Further, in step S910 to be described later, the MEC server may transmit only data frames including the control data so that the TCU can quickly classify the control data and transmit it to devices provided in the vehicle. It is possible to reduce the CPU load on the processor of the TCU by transmitting only the data frame including the control data. In addition, the MEC server may generate and transmit a general data frame separately for general data including video/audio data.
  • the MEC server When the control data requires an emergency or contains important control commands (e.g. RPM control CAN command sent to the engine ECU), the MEC server sends the same control data L times (e.g. 10 times) to provide redundancy. Times) Can be repeatedly transmitted to the TCU.
  • L times e.g. 10 times
  • the TCU may classify the LTE/5G/WiFi header and data (eg, data of FIG. 10) by communication technology and transmit them to each device using the corresponding communication technology.
  • the LTE module, 5G module (sub6GHz), 5G module (mmWave), or WiFi module removes the PLCP header from the data (eg, the data of FIG. 10) and transmits data to the processor through an interface such as PCIe.
  • a 5G/LTE base station can transmit data to the TCU using a PLCP-type packet in a 5G/LTE frame format. Then, the 5G/LTE module can secure data (payload) by removing the PLCP header from the data received from the base station.
  • the 5G/LTE module can attach a PCIe header to the secured data and transmit the data with the PCIe header attached to the processor. Then, the processor of the TCU may extract the payload by removing the PCIe header from the received data, classify the data by communication technology, and transmit the data to each device using the communication technology.
  • the processor of the TCU can bypass the IP address header by removing the IP address header from the data using the MEC client app, and classifying the frame by communication technology.
  • TCU can be connected to CAN Controller (DCU, ECU), Ethernet Controller, LIN Master through interface (PIC express-2,3 or SDIO (Secure Digital Input Output)-3.0, I2C (Inter-Integrated Circuit), etc.) , MOST Master, Flexray Master can deliver frames for each communication technology. Each frame may include priority information, a control command based on each communication technology, data, and the like.
  • the processor of the TCU wants to transmit data to the terminal using WiFi, it may attach a PCIe header to the data and transmit it to the WiFi module. Then, the WiFi module can remove the PCIe header and wirelessly transmit data to the terminal.
  • CAN Frame #1 is an example of a data frame based on CAN communication technology.
  • CAN Frame #1 may include CAN ID, priority, data (control command), and the like.
  • the TCU can add a CAN body frame to CAN Frame #1 and transmit it to the DCU, and the DCU can transmit it to the ECU corresponding to the CAN ID.
  • LIN Frame #1 is an example of a data frame based on LIN communication technology.
  • LIN Frame #1 may include Slave ID and control command of target devices using LIN such as steering wheel, roof top, door, seat, and small motor.
  • the TCU adds a LIN body frame to LIN Frame #1 and transmits it to the LIN master, and the LIN master can transmit it to the LIN slave corresponding to the Slave ID.
  • Flexray Frame #1 is an example of a data frame based on Flexray communication technology.
  • Flexray is a communication technology (corresponding to ISO 17458-1 to 17458-5) developed by the Flexray consortium to manage in-vehicle computing.
  • MOST Frame #1 and #2 are examples of data frames based on MOST communication technology.
  • the TCU also creates a frame that controls the target device for Flexray Frame #1 and MOST Frame #1 and #2, and the target device ID and control command And data can be transmitted.
  • the Ethernet frame may include, for example, data for real-time streaming such as data to be used for RSE or AVN, video, and audio.
  • TCU can transmit data to be used for RSE or AVN using Ethernet communication technology.
  • the TCU can transmit real-time streaming data to terminals using an LTE module, a 5G module (sub6GHz), a 5G module (mmWave), or a WiFi module.
  • the MEC server determines the priority of each frame, and includes the priority value in each frame.
  • the MEC server may set an arbitration value to a small value.
  • a CAN message including a frame based on CAN communication technology can be transmitted immediately after waiting for a short time.
  • a TCU receiving a frame based on CAN communication technology may transmit the frame to a CAN controller inside the TCU (operating as a CAN master) or a CAN master outside the TCU.
  • the CAN controller or CAN master can store the frame for a short time as the arbitration value is smaller, and can quickly transmit it to the CAN slave (eg, engine ECU, brake ECU, etc.).
  • the MEC server can set a smaller value for the arbitration value as the higher priority CAN frame is.
  • the TCU can receive information on at least one of status information of devices such as ECU/Slave and whether data transmission is successful or not from all CAN Controllers (DCU, ECU), Ethernet Controller, LIN Master, MOST Master, and Flexray master.
  • whether data transmission is successful may include information on at least one of 1) whether the data has been successfully received and 2) whether the devices have successfully performed an operation based on data. For example, after a master device such as CAN/LIN/Flexray transmits data to the slave device, if the slave device normally receives the corresponding data, information indicating that the data transmission was successful may be transmitted as a response to the data transmission.
  • the TCU can generate a message to be transmitted to the MEC server.
  • This message may include at least one of status information and whether data transmission is successful.
  • the TCU is based on the channel state information received from the base station in step S905, in the same manner as the operation of the MEC server in step S907, the available data for a combination of a plurality of receive beams of the base station and a plurality of transmit beams of the TCU. You can determine the rate. That is, the TCU can periodically receive feedback on the channel state from the base station and determine an available data rate based on the channel matrix.
  • step S911 the TCU may transmit a message indicating whether transmission of control data (or data including both control data and general data) is successful to the base station. Then, the mobile communication network may transmit a message indicating whether the transmission of control data is successful to the MEC server.
  • the TCU may receive information on whether transmission of control data is successful from devices that have received the data.
  • the TCU may transmit information on whether the transmission of control data is successful or not to the MEC server via the base station.
  • the TCU may generate a message indicating whether the transmission of the control data is successful by including information on whether the transmission of the control data is successful or not in data such as the format of FIG. 10.
  • the data transmitted by the TCU may include the MEC server app Dest IP address instead of the TCU Dest IP address in the data of FIG. 10, and may include a TCU source IP address instead of the MEC server app IP address.
  • the vehicle-related information transmitted by the TCU does not include data used for vehicle control (camera data, radar sensor data, lidar sensor data, various ECU data, LIN data), and entertainment service data (AR/VR, movie data). Etc.).
  • the TCU can transmit data to the MEC server by including only the Ethernet frame.
  • the TCU selects the transmission beam having the highest data rate based on the available data rate for a combination of the plurality of reception beams of the base station and the plurality of transmission beams of the TCU, and transmits control data using the selected transmission beam. You can send a message indicating whether it was successful or not.
  • the TCU may select J (eg, 4) transmission beams in the order of the highest data rate, and may transmit a message indicating whether the transmission is successful or not using the J transmission beams.
  • the MEC server may transmit a NACK to the TCU.
  • the TCU uses the MEC client app to select J (e.g., 6) transmission beams in the order of the highest data rate, and sends K (e.g., 3) transmission beams to the success of the control data transmission. ) Can be copied.
  • the TCU may repeatedly transmit K messages indicating whether transmission of control data is successful for each of the J transmission beams.
  • the MEC server When the MEC server receives a message indicating whether the transmission of control data is successful, it analyzes a frame (CAN/LIN/Flexray/MOST/Ethernet) frame based on a plurality of communication technologies from the received message, and analyzes the CRC (cyclic redundancy check) value and CRC value of all messages are normal. If the CRC value of each frame and the CRC value of all messages are normal, the MEC server transmits information (eg, ACTION_ACK) to the TCU that the message transmission was successful. When the TCU receives ACTION_ACK, the TCU stores the number of transmission beams (eg, J) and the number of copies of the message (eg, K) used when transmitting a message indicating whether the transmission of control data was successful. In addition, the TCU may use the number of stored transmission beams and the number of copies of the message when transmitting a message indicating whether the transmission of vehicle-related information or control data is successful.
  • a frame CAN/LIN/Flexray
  • the MEC server is a 5G base station (sub6GHz), 5G base station (mmWave).
  • a beam having the highest data rate may be selected from transmission beams of each of the LTE base station and the Wi-Fi base station.
  • the MEC server may retransmit the control data using the selected beam.
  • the MEC server sends Q numbers in the order of the highest data rate in the group R determined in step S907 (e.g. : 4) transmission beams can be set as transmission beams to retransmit control data.
  • the MEC server may copy Q of the same control data and transmit it to the TCU using Q transmission beams of the base station.
  • the TCU may receive Q copies of the control data and transmit the received control data to devices provided in the vehicle.
  • the TCU may receive information on whether transmission of control data is successful from the devices.
  • the TCU may transmit a message indicating whether the transmission of control data is successful or not to the MEC server.
  • the MEC server selects Q (eg, 8) transmission beams in the order of the highest data rate in the group R determined in step S907, S (for example, 5) of the same control data can be generated.
  • the MEC server may transmit S pieces of control data to each transmission beam by using the Q transmission beams of the base station.
  • the MEC server can repeatedly transmit the control data until the TCU receives the SUCCESS_ACK message indicating that the operation of executing the control command has been completed (until the message indicating whether the transmission of control data is successful indicates success).
  • the MEC server may check the current location of the vehicle.
  • the MEC server may check the current location of the vehicle based on the information related to the vehicle received in step S904 of FIG. 10.
  • the MEC server may determine whether the current position of the vehicle is a position in which handover is expected. Specifically, the MEC server determines the time when the vehicle is expected to handover within a specific time (e.g., 1s) based on the coverage information of the base station communicating with itself, the current location of the vehicle, the direction of movement of the vehicle, and the movement speed of the vehicle. If yes, the current location of the vehicle may be determined as a handover expected location.
  • a specific time e.g. 1s
  • step S1103 When the current position of the vehicle is a position where handover is expected, step S1103 is performed.
  • the MEC server may previously transmit information related to the vehicle to the MEC server in a region where the vehicle is expected to handover.
  • the MEC server may delete the TCU information of the vehicle from the list of TCUs managed by the MEC server.
  • information on a TCU for which handover is expected can be quickly transmitted between a plurality of MEC servers, and the TCU can perform rapid handover.
  • FIG. 12 shows an example of the operation of the MEC server described in FIGS. 8 to 11.
  • the operations illustrated in FIG. 12 are only examples, and the MEC server may perform all the operations described in FIGS. 8 to 11.
  • the MEC server may receive channel state information of the TCU provided in the vehicle from the mobile communication network including the base station.
  • the channel state information relates to a radio channel between the TCU and the base station.
  • the MEC server may receive vehicle-related information (eg, state information of the first device) from the mobile communication network.
  • vehicle-related information eg, state information of the first device
  • the state information of the first device is transmitted by the TCU to the base station.
  • the MEC server may generate first data based on information related to the vehicle.
  • the MEC server may determine an available data rate for a combination of the plurality of transmission beams of the base station and the plurality of transmission beams of the TCU based on the channel state information.
  • the MEC server may determine a first transmission beam to be used for transmission of the first data from among a plurality of transmission beams of the base station based on the determined data rate and the priority of the first data to be transmitted to the TCU.
  • the first data is data for controlling a first device provided in the vehicle.
  • the first data may include at least one of control data for controlling the first device provided in the vehicle and general data to be provided to the RSE, AVN, and terminal.
  • the first device may include a plurality of devices provided in the vehicle.
  • the first data (eg, data in FIG. 10) may include a plurality of data frames based on the different communication technologies.
  • the different communication technologies can include at least two of CAN, FlexRay, MOST and Ethernet.
  • the MEC server may further perform a step of determining a second transmission beam to be used for transmission of the second data from among a plurality of transmission beams of the base station based on the priority of the second data to be transmitted to the TCU and the determined data rate.
  • the second data may be data for controlling a second device provided in the vehicle.
  • the MEC server may determine a transmission beam having a higher data rate as the priority of each data is higher as a transmission beam to be used for data transmission.
  • the MEC server may transmit the first data and information on the first transmission beam to the mobile communication network.
  • the information on the first transmission beam may be used by the base station to transmit the first data to the TCU using the first transmission beam.
  • the MEC server may receive a message indicating whether transmission of the first data is successful or not from the mobile communication network.
  • the message indicating whether the transmission of the first data is successful may be transmitted by the TCU to the base station.
  • the MEC server transmits the first transmission beam of a preset number in the order of a high data rate among a plurality of transmission beams of the base station. Can be determined by beam.
  • the MEC server may transmit the first data to the mobile communication network by repetitively over a preset number of transmission beams.
  • FIG. 12 shows an example of the operation of the TCU described in FIGS. 8 to 11.
  • the operations illustrated in FIG. 12 are only examples, and the TCU may perform all the operations described in FIGS. 8 to 11.
  • the TCU may receive first data from the MEC server.
  • the first data may be data for controlling a first device provided in the vehicle.
  • the first data may be data generated by the MEC server based on the first state information.
  • the TCU may receive first state information related to the state of the first device provided in the vehicle from the first device.
  • the TCU may receive channel state information of the base station from the base station.
  • the channel state information may be for a radio channel between the TCU and the base station.
  • the TCU may determine a data rate for a combination of a plurality of receive beams of the base station and a plurality of transmit beams of the TCU based on the channel state information.
  • the TCU may determine a transmission beam having the highest data rate among the plurality of transmission beams as the first transmission beam.
  • the TCU may transmit the first state information to the base station by using the first transmission beam.
  • the TCU may receive a message indicating whether transmission of the first state information is successful from the base station.
  • the message indicating whether the first state information is successful may be transmitted by the MEC server to the mobile communication network including the base station.
  • the TCU may determine a preset number of transmission beams having a high data rate among a plurality of transmission beams as the first transmission beam. have. Then, the TCU may transmit the first state information to the base station by repeating the preset number of transmission beams.
  • the TCU may transmit the first data to a first device provided in the vehicle.
  • the first device may include a plurality of devices provided in the vehicle.
  • the first data may include a plurality of data frames based on different communication technologies.
  • the TCU may decompose a plurality of data frames for each communication technology and transmit the data to a plurality of devices.
  • different communication technologies may include at least two of CAN, LIN, FlexRay, Most, and Ethernet.
  • the TCU may receive a message indicating whether transmission of the first data is successful from the first device.
  • the TCU may transmit a message indicating whether transmission of the first data is successful to the base station.
  • the MEC server receives vehicle-related information (main vehicle information, sensor information related to autonomous driving, etc.) from the TCU, and the MEC server analyzes vehicle-related information and transmits control data to the TCU.
  • vehicle-related information main vehicle information, sensor information related to autonomous driving, etc.
  • the operation of controlling the vehicle by transmitting the control data to the target device by the TCU may be performed within 5 msec. Therefore, even if the vehicle is not equipped with an Auto Driving Computer System (ADSC), the MEC server can provide an autonomous driving function.
  • ADSC Auto Driving Computer System
  • the TCU transmits large-capacity sensor information to the MEC server
  • the MEC server transmits control data to the TCU based on a predefined autonomous driving scenario
  • the TCU transmits the control data to devices (ECU, LIN Master, etc.) Control scenario).
  • Degree 14 is It shows a communication device according to the disclosure of the present specification.
  • the wireless communication system may include a first device 9010 and a second device 9020.
  • the first device 9010 may be the MEC server described herein.
  • the first device 9010 may be a base station, a network node, a transmitting terminal, a receiving terminal, a wireless device, a wireless communication device, a device related to 5G service, or a device related to the fourth industrial revolution field.
  • the second device 9020 may be the TCU described herein.
  • the second device 9020 is a transmission terminal, a reception terminal, a wireless device, a wireless communication device, a vehicle, a vehicle equipped with an autonomous driving function, a connected car, a device related to 5G service, or other 4 It may be a device related to the field of the industrial revolution.
  • the terminal is a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, a slate PC, and a tablet.
  • PDA personal digital assistants
  • PMP portable multimedia player
  • PC tablet PC
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device wearable device, for example, a watch-type terminal (smartwatch), glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display)
  • the HMD may be a display device worn on the head.
  • HMD can be used to implement VR, AR or MR.
  • the first device 9010 may include at least one or more processors such as the processor 9011, at least one or more memories such as the memory 9012, and at least one or more transceivers such as the transceiver 9013.
  • the processor 9011 may perform the functions, procedures, and/or methods described above.
  • the processor 9011 may perform one or more protocols.
  • the processor 9011 may perform one or more layers of an air interface protocol.
  • the memory 9012 is connected to the processor 9011 and may store various types of information and/or commands.
  • the transceiver 9013 may be connected to the processor 9011 and controlled to transmit and receive wireless signals.
  • the second device 9020 may include at least one processor such as the processor 9021, at least one memory device such as the memory 9022, and at least one transceiver such as the transceiver 9023.
  • the processor 9021 may perform the functions, procedures, and/or methods described above.
  • the processor 9021 may implement one or more protocols.
  • the processor 9021 may implement one or more layers of an air interface protocol.
  • the memory 9022 is connected to the processor 9021 and may store various types of information and/or commands.
  • the transceiver 9023 is connected to the processor 9021 and may be controlled to transmit and receive radio signals.
  • the memory 9012 and/or the memory 9022 may be connected inside or outside the processor 9011 and/or the processor 9021, respectively, or other processors through various technologies such as wired or wireless connection. It can also be connected to.
  • the first device 9010 and/or the second device 9020 may have one or more antennas.
  • the antenna 9014 and/or the antenna 9024 may be configured to transmit and receive wireless signals.
  • Degree 15 is Details of the communication device in Fig. 14 Block diagram .
  • FIG. 15 shows a more detailed wireless communication device implementing an embodiment of the present invention.
  • the present invention described above for the wireless communication device side can be applied to this embodiment.
  • the wireless communication device includes a processor 610, a power management module 611, a battery 612, a display 613, a keypad 614, a subscriber identification module (SIM) card 615, a memory 620, a transceiver unit ( 630, one or more antennas 631, a speaker 640, and a microphone 641.
  • the processor 610 may be the processor 9011 of the first device 9010 of FIG. 14 or the processor 9021 of the second device 9020 of FIG. 14.
  • the memory 620 may be the memory 9012 of the first device 9010 of FIG. 14 or the memory 9022 of the second device 9020.
  • the transceiver 630 may be the transceiver 9013 of the first device 9010 of FIG. 14 or the transceiver 9023 of the second device 9020.
  • the processor 610 may be configured to implement the proposed functions, procedures and/or methods described herein. Layers of the air interface protocol may be implemented in the processor 610.
  • the processor 610 may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and/or a data processing device.
  • the processor may be an application processor (AP).
  • the processor 610 may include at least one of a digital signal processor (DSP), a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), and a modem (modulator and demodulator).
  • DSP digital signal processor
  • CPU central processing unit
  • GPU graphics processing unit
  • modem modulator and demodulator
  • Examples of the processor 610 is a SNAPDRAGON manufactured by Qualcomm ® TM series processor, a EXYNOS manufactured by Samsung ® TM series processor, Apple ® on the A Series processor, MediaTek ® the HELIO TM series processor made by made by, It may be an ATOM TM series processor manufactured by INTEL ® or a corresponding next-generation processor.
  • the processor 610 controls the transceiver 630 to receive a Synchronization Signal (SS)/Physical Broadcast Channel (PBCH) Block (SSB) from a serving cell in a first period using the first number of receive beams; Perform measurement based on the received SSB; And controlling the transceiver 630 to receive downlink data from the serving cell in the second section using a second number of reception beams, and the first section and the second section are SSB based measurement timing configuration (SMTC) window sections. It is included in (duration) and may be configured to be regarded as not transmitting downlink data during a third period in which the number of reception beams is changed from the first number to the second number or from the second number to the first number. .
  • SS Synchronization Signal
  • PBCH Physical Broadcast Channel
  • SSB Physical Broadcast Channel Block
  • the power management module 611 manages power for the processor 610 and/or the transceiver 630.
  • the battery 612 supplies power to the power management module 611.
  • the display 613 outputs a result processed by the processor 610.
  • Keypad 614 receives input to be used by processor 610.
  • the keypad 614 may be displayed on the display 613.
  • the SIM card 615 is an integrated circuit used to securely store an IMSI (international mobile subscriber identity) used to identify and authenticate a subscriber in a mobile phone device such as a mobile phone and a computer and a key associated therewith. You can even store contact information on many SIM cards.
  • IMSI international mobile subscriber identity
  • the memory 620 is operatively coupled to the processor 610 and stores various pieces of information for operating the processor 610.
  • the memory 620 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and/or other storage device.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory card
  • storage medium storage medium
  • other storage device When an embodiment is implemented as software, the techniques described in this specification may be implemented as a module (eg, a procedure, a function, etc.) that performs a function described in this specification. Modules may be stored in memory 620 and executed by processor 610.
  • the memory 620 may be implemented inside the processor 610. Alternatively, the memory 620 may be implemented outside the processor 610 and may be communicatively connected to the processor 610 through various means known in the art.
  • the transceiver 630 is operatively coupled to the processor 610, and transmits and/or receives a radio signal.
  • the transceiver 630 includes a transmitter and a receiver.
  • the transceiver 630 may include a baseband circuit for processing radio frequency signals.
  • the transceiver controls one or more antennas 631 to transmit and/or receive radio signals.
  • the speaker 640 outputs a sound-related result processed by the processor 610.
  • the microphone 641 receives a sound related input to be used by the processor 610.
  • the claims set forth herein may be combined in a variety of ways.
  • the technical features of the method claims of the present specification may be combined to be implemented as a device, and the technical features of the device claims of the present specification may be combined to be implemented by a method.
  • the technical characteristics of the method claim of the present specification and the technical characteristics of the device claim may be combined to be implemented as a device, and the technical characteristics of the method claim of the present specification and the technical characteristics of the device claim may be combined to be implemented by a method.

Landscapes

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Abstract

본 명세서의 일 개시는 통신 기기가 데이터를 송수신하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 차량에 구비된 TCU(Telematics Communication Unit)의 채널 상태 정보를 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크로부터 수신하는 단계; 상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔과 상기 TCU의 복수의 수신 빔의 조합에 대해 이용가능한 데이터 레이트(data rate)를 결정하는 단계; 상기 TCU에 전송할 제1 데이터의 우선 순위 및 상기 결정된 데이터 레이트에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 상기 제1 데이터의 전송에 사용될 제1 송신 빔을 결정하는 단계; 및 상기 제1 데이터 및 상기 제1 송신 빔에 대한 정보를 상기 이동통신 네트워크에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

데이터를 송수신하는 방법 및 통신 기기
본 발명은 차세대 이동 통신에 관한 것이다.
4세대 이동통신을 위한 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network), 즉 LTE(long term evolution)/LTE-Advanced(LTE-A)의 성공에 힘입어, 차세대, 즉 5세대(소위 5G) 이동통신에 대한 관심도 높아지고 있고, 연구도 속속 진행되고 있다.
상기 5세대(소위 5G) 이동통신을 위해서 새로운 무선 액세스 기술(new radio access technology: New RAT 또는 NR)이 연구되어 왔다. 특히, 자율 주행(Automotive driving)은 차량에 대한 이동 통신의 다양한 사용 예와 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다.
서버가 원격으로 차량을 제어하는 자율 주행의 경우, 5G에서 규정하는 초-신뢰 및 저 지연 통신(URLLC; ultra-reliable and low latency communications)을 달성하기 위해, 차량이 서버에 데이터를 전송하고, 차량이 서버로부터 제어 데이터를 수신하여 동작할 때까지 5msec 이하의 시간이 소요되어야 한다.
하지만, 종래의 클라우드 서버 기반 네트워크 구조(예를 들어, 기지국-유선 네트워크 - 클라우드 서버)에서는 기지국이 차량으로부터 수신한 데이터를 클라우드 서버로 전송하고, 클라우드 서버에서 데이터를 분석하여 기지국으로 데이터를 전송하고, 기지국이 이를 수신하는 데만 30~40msec 정도가 소요된다는 문제점이 있다.
종래의 네트워크 구조를 개선하고 URLLC를 달성하기 위해, ETSI(European Telecommunications Standards Institute)와 5GAA에서는 Multi-access Edge Computing(MEC)에 관한 논의가 이뤄지고 있다. 하지만, 기존에는 MEC 서버와 차량에 구비된 TCU 간의 데이터 송수신이 신속하고 효율적으로 수행될 수 있는 방안이 없었다.
또한, 종래에는 차량에 구비된 TCU가 기지국으로부터 제어 데이터(차량에 구비된 장치들에 대한 명령어를 포함)를 수신하면, TCU는 제어 데이터를 분석하여 차량에 구비된 장치들 각각이 사용하는 서로 다른 통신 기술에 기초한 데이터 프레임을 생성했다. 그리고, TCU는 생성된 데이터 프레임을 차량에 구비된 장치들에 전송했다. TCU가 제어 데이터를 분석하여 서로 다른 통신 기술에 기초한 데이터 프레임을 생성하는데 CPU 부하가 증가되고, 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 명세서의 개시들은 전술한 문제점들을 해결하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 통신 기기가 데이터를 송수신하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 차량에 구비된 TCU(Telematics Communication Unit)의 채널 상태 정보를 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크로부터 수신하는 단계, 상기 채널 상태 정보는 상기 TCU와 상기 기지국 간의 무선 채널에 대한 것이고; 상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔과 상기 TCU의 복수의 수신 빔의 조합에 대해 이용가능한 데이터 레이트(data rate)를 결정하는 단계; 상기 TCU에 전송할 제1 데이터의 우선 순위 및 상기 결정된 데이터 레이트에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 상기 제1 데이터의 전송에 사용될 제1 송신 빔을 결정하는 단계, 상기 제1 데이터는 상기 차량에 구비된 제1 장치를 제어하기 위한 데이터이고; 및 상기 제1 데이터 및 상기 제1 송신 빔에 대한 정보를 상기 이동통신 네트워크에 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제1 송신 빔에 대한 정보는 상기 기지국의 제1 송신 빔을 이용하여 상기 제1 데이터를 상기 TCU로 전송하는데 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 장치가 상기 차량에 구비된 복수의 장치를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 복수의 장치가 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초하여 동작하는 경우, 상기 제1 데이터는 상기 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초한 복수의 데이터 프레임을 포함할 수 있다.
상기 서로 다른 통신 기술은, CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), FlexRay, Most(Media Oriented System Transport), Ethernet 중 적어도 두 개를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 TCU에 전송할 제2 데이터의 우선 순위 및 상기 결정된 데이터 레이트에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 상기 제2 데이터의 전송에 사용될 제2 송신 빔을 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 데이터는 상기 차량에 구비된 제2 장치를 제어하기 위한 데이터인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2 데이터의 우선 순위가 상기 제1 데이터의 우선 순위보다 높은 경우, 상기 제2 송신 빔의 데이터 레이트가 상기 제1 송신 빔의 데이터 레이트보다 높은 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 장치의 상태 정보를 상기 이동통신 네트워크로부터 수신하는 단계, 상기 제1 장치의 상태 정보는 상기 TCU가 상기 기지국으로 전송한 것이고; 및 상기 제1 장치의 상태 정보에 기초하여 상기 제1 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 상기 이동통신 네트워크로부터 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지는 상기 TCU에 의해 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지가 상기 제1 데이터의 전송 실패를 나타내는 경우, 상기 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 데이터 레이트가 높은 순서로 미리 설정된 N개의 송신 빔을 상기 제1 송신 빔으로 결정하는 단계; 및 상기 제1 데이터를 상기 N개의 송신 빔에 반복하여 상기 이동통신 네트워크에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 통신 기기는 MEC(Multi-access Edge Computing) 서버일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 차량에 구비된 TCU(Telematics Communication Unit)가 데이터를 송수신하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, MEC(Multi-access Edge Computing) 서버의 제1 데이터를 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 제1 데이터는 상기 차량에 구비된 제1 장치를 제어하기 위한 데이터이고; 상기 제1 데이터를 상기 제1 장치에 전송하는 단계; 상기 제1 장치로부터 상기 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 장치가 상기 차량에 구비된 복수의 장치를 포함할 수 있다.
상기 복수의 장치가 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초하여 동작하는 경우, 상기 제1 데이터는 상기 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초한 복수의 데이터 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제1 장치에 전송하는 단계는, 상기 복수의 데이터 프레임을 분해하여 상기 복수의 장치에 전송하는 단계일 수 있다.
상기 서로 다른 통신 기술은, CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), FlexRay, Most(Media Oriented System Transport), Ethernet 중 적어도 두 개를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 장치의 상태에 관련된 제1 상태 정보를 상기 제1 장치로부터 수신하는 단계; 상기 기지국의 채널 상태 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 채널 상태 정보는 상기 TCU와 기지국 간의 무선 채널에 대한 것이고; 상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 기지국의 복수의 수신 빔과 상기 TCU의 복수의 송신 빔의 조합에 대한 데이터 레이트를 결정하는 단계; 상기 복수의 송신 빔 중 데이터 레이트가 가장 높은 송신 빔을 제1 송신 빔으로 결정하는 단계; 및 상기 제1 송신 빔을 이용하여 상기 제1 상태 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 상태 정보의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 상태 정보의 성공 여부에 대한 메시지는 상기 MEC 서버에 의해 상기 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크로 전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 상태 정보의 전송의 성공 여부에 대한 메시지가 상기 제1 상태 정보의 전송 실패를 나타내는 경우, 상기 복수의 송신 빔 중에서 데이터 레이트가 높은 미리 설정된 개수의 송신 빔을 상기 제1 송신 빔으로 결정하는 단계; 및 상기 제1 상태 정보를 상기 미리 설정된 개수의 송신 빔에 반복하여 상기 기지국에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 데이터를 송수신하는 통신 기기를 제공한다. 상기 통신 기기는 트랜시버(transceiver); 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 트랜시버를 제어하여, 차량에 구비된 TCU(Telematics Communication Unit)의 채널 상태 정보를 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크로부터 수신하고, 상기 채널 상태 정보는 상기 TCU와 상기 기지국 간의 무선 채널에 대한 것이고; 상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔과 상기 TCU의 복수의 수신 빔의 조합에 대해 이용가능한 데이터 레이트(data rate)를 결정하고; 상기 TCU에 전송할 제1 데이터의 우선 순위 및 상기 결정된 데이터 레이트에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 상기 제1 데이터의 전송에 사용될 제1 송신 빔을 결정하고, 상기 제1 데이터는 상기 차량에 구비된 제1 장치를 제어하기 위한 데이터이고; 및 상기 트랜시버를 제어하여 상기 제1 데이터 및 상기 제1 송신 빔에 대한 정보를 상기 이동통신 네트워크에 전송하고, 상기 제1 송신 빔에 대한 정보는 상기 기지국의 제1 송신 빔을 이용하여 상기 제1 데이터를 상기 TCU로 전송하는데 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면 기존 문제점이 해결되게 된다.
도 1은 5G 사용 시나리오의 예를 나타낸다.
도 2는 차세대 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
도 3은 차세대 이동통신 네트워크의 예상 구조를 노드 관점에서 나타낸 예시도이다.
도 4는 2개의 데이터 네트워크에 대한 동시 액세스를 지원하기 위한 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 5는 UE과 gNB 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.
도 6A 내지 도 6D 는 MEC 서버의 구현 예시를 나타낸다.
도 7는 MEC 서버가 차량을 원격으로 제어하는 예시를 나타낸다.
도 8는 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버의 예시와 TCU의 예시를 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버와 TCU 간의 데이터 송수신의 예시를 나타낸다.
도 10은 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버와 TCU가 송수신하는 데이터의 예시를 나타낸다.
도 11은 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버의 핸드오버 관련 동작의 예시를 나타낸 플로우 차트이다.
도 12은 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버의 동작의 예시를 나타낸 플로우 차트이다.
도 13는 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버의 동작의 예시를 나타낸 플로우 차트이다.
도 14은 본 명세서의 개시에 따른 통신 기기를 나타낸다.
도 15은 도 14의 통신 기기의 상세 블록도이다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 3GPP LTE(long term evolution), 3GPP LTE-A(LTE-Advanced), Wi-Fi 또는 3GPP NR(New RAT, 즉 5G)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고, 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서 사용되는 용어인 기지국은, 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), gNB(Next generation NodeB) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
그리고 이하, 사용되는 용어인 UE(User Equipment)는, 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기기(Device), 무선기기(Wireless Device), 무선 통신 기기(Wireless Communication Device), 단말(Terminal), MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 5G 사용 시나리오의 예를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 기술적 특징이 적용될 수 있는 5G 사용 시나리오의 예를 나타낸다. 도 1에 도시된 5G 사용 시나리오는 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 기술적 특징은 도 1에 도시되지 않은 다른 5G 사용 시나리오에도 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 개선된 모바일 광대역(eMBB; enhanced mobile broadband) 영역, (2) 다량의 머신 타입 통신(mMTC; massive machine type communication) 영역 및 (3) 초-신뢰 및 저 지연 통신(URLLC; ultra-reliable and low latency communications) 영역을 포함한다. 일부 사용 예는 최적화를 위해 다수의 영역을 요구할 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표(KPI; key performance indicator)에만 포커싱 할 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.
eMBB는 데이터 속도, 지연, 사용자 밀도, 모바일 광대역 접속의 용량 및 커버리지의 전반적인 향상에 중점을 둔다. eMBB는 10Gbps 정도의 처리량을 목표로 한다. eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 접속을 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강 현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 응용 프로그램으로서 처리될 것으로 기대된다. 증가된 트래픽 양의 주요 원인은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스(오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 애플리케이션은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성을 필요로 한다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드 상의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트에서 예를 들면, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력에 대한 요구를 증가시키는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하여 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강 현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강 현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.
mMTC는 배터리에 의해 구동되는 다량의 저비용 장치 간의 통신을 가능하게 하기 위하여 설계되며, 스마트 계량, 물류, 현장 및 신체 센서와 같은 애플리케이션을 지원하기 위한 것이다. mMTC는 10년 정도의 배터리 및/또는 1km2 당 백만 개 정도의 장치를 목표로 한다. mMTC는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있게 하며, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나이다. 잠재적으로 2020년까지 IoT 장치들은 204억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.
URLLC는 장치 및 기계가 매우 신뢰성 있고 매우 낮은 지연 및 높은 가용성으로 통신할 수 있도록 함으로써 차량 통신, 산업 제어, 공장 자동화, 원격 수술, 스마트 그리드 및 공공 안전 애플리케이션에 이상적이다. URLLC는 1ms의 정도의 지연을 목표로 한다. URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자율 주행 차량과 같은 초 신뢰/지연이 적은 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.
다음으로, 도 1의 삼각형 안에 포함된 다수의 사용 예에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH(fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역(또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상 현실(VR; virtual reality)과 증강 현실(AR; augmented reality) 뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는 데에 요구될 수 있다. VR 및 AR 애플리케이션은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 애플리케이션은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사가 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.
스마트 사회로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드 될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지 효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용을 요구한다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.
열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서를 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.
건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 애플리케이션을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는 데에 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터에 대한 원격 모니터링 및 센서를 제공할 수 있다.
무선 및 모바일 통신은 산업 응용 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것을 요구한다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.
물류 및 화물 추적은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요하다.
특히, 자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예와 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 높은 용량과 높은 모바일 광대역을 동시에 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계 없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 사용 예는 증강 현실 대시보드이다. 운전자는 증강 현실 대비보드를 통해 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별할 수 있다. 증강 현실 대시보드는 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 알려줄 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 장치(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 장치) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스를 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종 차량 또는 자율 주행 차량이 될 것이다. 이는 서로 다른 자율 주행 차량 사이 및/또는 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자율 주행 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자율 주행 차량의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.
도 2는 차세대 이동 통신 네트워크의 구조도이다 .
차세대 이동통신 네트워크(5G System)은 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 2에서는 그 중에서 일부에 해당하는 AMF(액세스 및 이동성 관리 기능: Access and Mobility Management Function)(51), SMF(세션 관리 기능: Session Management Function)(52), PCF(정책 제어 기능: Policy Control Function)(53), AF(애플리케이션 기능: Application Function)(55), N3IWF(비-3GPP 인터워킹 기능: Non-3GPP Interworking Function)(59), UPF(사용자 평면 기능: User Plane Function)(54), UDM(통합 데이터 관리: Unified Data Management) 데이터 네트워크(56)을 도시한다.
UE(10)는 gNB(20)를 포함하는 NG-RAN(Next Generation Radio Access Network)를 통해 UPF(55)를 거쳐 데이터 네트워크(60)으로 연결된다.
UE(10)는 신뢰되지 않는 비-3GPP 액세스, 예컨대, WLAN(Wireless Local Area Network)를 통해서도 데이터 서비스를 제공받을 수 있다. 상기 비-3GPP 액세스를 코어 네트워크에 접속시키기 위하여, N3IWF(59)가 배치될 수 있다.
도시된 N3IWF는 비-3GPP 액세스와 5G 시스템 간의 인터워킹을 관리하는 기능을 수행한다. UE(10)가 비-3GPP 액세스(e.g., IEEE 801.11로 일컬어 지는 WiFi)와 연결된 경우, UE(10)는 N3IWF를 통해 5G 시스템과 연결될 수 있다. N3IWF는 제어 시그너링은 AMF와 수행하고, 데이터 전송을 위해 N3 인터페이스를 통해 UPF와 연결된다.
도시된 AMF는 5G 시스템에서 액세스 및 이동성을 관리할 수 있다. AMF는 NAS 보안을 관리하는 기능을 수행할 수 있다. AMF는 아이들 상태(Idle State)에서 이동성을 핸들링하는 기능을 수행할 수 있다.
도시된 UPF는 사용자의 데이터가 송수신되는 게이트웨이의 일종이다. 상기 UPF 노드는 4세대 이동통신의 S-GW(Serving Gateway) 및 P-GW(Packet Data Network Gateway)의 사용자 평면 기능의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다.
UPF는 차세대 무선 접속 네트워크(NG-RAN: next generation RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로 동작하고, gNB(20)와 SMF 사이의 데이터 경로를 유지하는 요소이다. 또한 UE(10)가 gNB(20)에 의해서 서빙되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, UPF는 이동성 앵커 포인트(mobility anchor point)역할을 한다. UPF는 PDU를 핸들링하는 기능을 수행할 수 있다. NG-RAN(3GPP 릴리즈-15 이후에서 정의되는 Next Generation-Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해 UPF는 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, UPF는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-15 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN, E-UTRAN(Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network)) 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다. UPF는 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당할 수 있다
도시된 PCF는 사업자의 정책을 제어하는 노드이다.
도시된 AF는 UE(10)에게 여러 서비스를 제공하기 위한 서버이다.
도시된 UDM은 4세대 이동통신의 HSS(Home subscriber Server)와 같이, 가입자 정보를 관리하는 서버의 일종이다. 상기 UDM은 상기 가입자 정보를 통합 데이터 저장소(Unified Data Repository: UDR)에 저장하고 관리한다.
도시된 SMF는 UE의 IP(Internet Protocol) 주소를 할당하는 기능을 수행할 수 있다. 그리고, SMF는 PDU(protocol data unit) 세션을 제어할 수 있다.
도 3은 차세대 이동통신 네트워크의 예상 구조를 노드 관점에서 나타낸 예시도이다 .
도 3을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE는 차세대 RAN(Radio Access Network)를 통해 데이터 네트워크(DN)와 연결된다.
도시된 제어 평면 기능(Control Plane Function; CPF) 노드는 4세대 이동통신의 MME(Mobility Management Entity)의 기능 전부 또는 일부, S-GW(Serving Gateway) 및 P-GW(PDN Gateway)의 제어 평면 기능의 전부 또는 일부를 수행한다. 상기 CPF 노드는 AMF와 SMF을 포함한다.
도시된 인증 서버 기능(Authentication Server Function: AUSF)는 UE를 인증 및 관리한다.
도시된 네트워크 슬라이스 선택 기능(Network Slice Selection Function: NSSF)은 5G에서 도입되는 네트워크 슬라이싱을 위한 노드이다.
도시된 네트워크 공개 기능(Network Exposure Function: NEF)는 5G 코어의 서비스와 기능을 안전하게 공개하는 메커니즘을 제공하기 위한 노드이다. 예를 들어, NEF는 기능들과 이벤트들을 공개하고, 외부 애플리케이션으로부터 3GPP 네트워크로 안전하게 정보를 제공하고, 내부/외부 정보를 번역하고, 제어 평면 파라미터를 제공하고, 패킷 흐름 설명(Packet Flow Description: PFD)를 관리할 수 있다.
도 4에서는 UE가 2개의 데이터 네트워크에 다중 PDU(Protocol Data Unit) 세션을 이용하여 동시에 접속할 수 있다.
도 4는 2개의 데이터 네트워크에 대한 동시 액세스를 지원하기 위한 아키텍처를 나타낸 예시도이다 .
도 4에서는 UE가 하나의 PDU 세션을 사용하여 2개의 데이터 네트워크에 동시 액세스하기 위한 아키텍처가 나타나 있다.
참고로, 도 2 내지 도 4에 도시된 레퍼런스 포인트에 대한 설명은 아래와 같다.
N1: UE와 AMF 간의 레퍼런스 포인트
N2: NG-RAN과 AMF 간의 레퍼런스 포인트
N3: NG-RAN과 UPF 간의 레퍼런스 포인트
N4: SMF와 UPF 간의 레퍼런스 포인트
N5: PCF와 AF 간의 레퍼런스 포인트
N6: UPF와 DN 간의 레퍼런스 포인트
N7: SMF와 PCF 간의 레퍼런스 포인트
N8: UDM과 AMF 간의 레퍼런스 포인트
N10: UDM과 SMF 간의 레퍼런스 포인트
N11: AMF와 SMF 간의 레퍼런스 포인트
N12: AMF와 AUSF 간의 레퍼런스 포인트
N13: UDM과 AUSF 간의 레퍼런스 포인트
N15: 비-로밍 시나리오(non-roaming scenario)에서, PCF와 AMF 간의 레퍼런스 포인트. 로밍 시나리오에서, AMF와 방문 네트워크(visited network)의 PCF 간의 레퍼런스 포인트
N22: AMF와 NSSF 간의 레퍼런스 포인트
N30: PCF와 NEF 간의 레퍼런스 포인트
N33: AF와 NEF 간의 레퍼런스 포인트
도 5는 UE과 gNB 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다 .
상기 무선인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical 계층), 데이터링크계층(Data Link 계층) 및 네트워크계층(Network 계층)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.
상기 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
이하에서, 상기 무선 프로토콜의 각 계층을 설명한다.
제1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 정보전송서비스(정보 Transfer Service)를 제공한다. 상기 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 상기 전송 채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 전달된다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.
제2계층은 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층, 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층 그리고 패킷 데이터 수렴(Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층을 포함한다.
제3 계층은 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)을 포함한다. 상기 RRC 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 베어러(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(설정), 재설정(Re-설정) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.
상기 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(세션 Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.
NAS 계층은 MM(Mobility Management)을 위한 NAS 엔티티와 SM(session Management)을 위한 NAS 엔티티로 구분된다.
1) MM을 위한 NAS 엔티티는 일반적인 다음과 같은 기능을 제공한다.
AMF와 관련된 NAS 절차로서, 다음을 포함한다.
- 등록 관리 및 접속 관리 절차. AMF는 다음과 같은 기능을 지원한다.
- UE와 AMF간에 안전한 NAS 신호 연결(무결성 보호, 암호화)
2) SM을 위한 NAS 엔티티는 UE와 SMF간에 세션 관리를 수행한다.
SM 시그널링 메시지는 UE 및 SMF의 NAS-SM 계층에서 처리, 즉 생성 및 처리된다. SM 시그널링 메시지의 내용은 AMF에 의해 해석되지 않는다.
- SM 시그널링 전송의 경우,
- MM을 위한 NAS 엔티티는 SM 시그널링의 NAS 전송을 나타내는 보안 헤더, 수신하는 NAS-MM에 대한 추가 정보를 통해 SM 시그널링 메시지를 전달하는 방법과 위치를 유도하는 NAS-MM 메시지를 생성합니다.
- SM 시그널링 수신시, SM을 위한 NAS 엔티티는 NAS-MM 메시지의 무결성 검사를 수행하고, 추가 정보를 해석하여 SM 시그널링 메시지를 도출할 방법 및 장소를 유도한다.
도 5에서 NAS 계층 아래에 위치하는 RRC 계층, RLC 계층, MAC 계층, PHY 계층을 묶어서 액세스 계층(Access Stratum: AS)이라고 부르기도 한다.
한편, 5GAA(5G Automotive Association), 5G에 규정된 URLLC을 달성하기 위해서는 서버가 차량으로부터 차량의 상태 정보를 수신하고, 차량이 서버로부터 제어 데이터를 수신하여 동작할 때까지 5msec 이하의 시간이 소요되어야 한다. 즉, 차량 내 센서데이터를 클라우드 서버에서 수집하여, 분석 작업을 완료한 이후에, 클라우드 서버가 제어명령을 TCU(Telematics Communication Unit)에 전송하고, TCU가 이를 타겟 ECU(Electronic Control Unit)에게 전달하는 동작이 5msec 이내에 완료되어야 한다.
종래의 클라우드 서버 기반 네트워크 구조(예를 들어, 기지국-유선 네트워크 - 클라우드 서버)에서는 기지국에서 클라우드 서버로 데이터를 전송하고, 클라우드 서버에서 데이터를 분석하여 기지국으로 데이터를 전송하고, 기지국이 이를 수신하는 데까지 30~40msec 정도가 소요된다.
초-신뢰 및 저 지연 통신(URLLC; ultra-reliable and low latency communications)을 달성하기 위해, ETSI(European Telecommunications Standards Institute)와 5GAA에서는 Multi-access Edge Computing(MEC)에 관한 논의가 이뤄지고 있다.
< Multi-access Edge Computing( MEC )>
MEC는 클라우드 컴퓨팅 기능과 IT 서비스 환경을 셀룰러 네트워크의 가장자리(edge) (일반적으로, 모든 네트워크의 가장자리)에서 가능하게 하는 네트워크 아키텍쳐이다. MEC의 기본 아이디어는 어플리케이션(응용 프로그램)들을 실행하고, 셀룰러 고객(cellular customer)과 관련된 프로세싱 작업을 수행함으로써, 네트워크 혼잡을 감소시키고 어플리케이션을 더 잘 수행하는 것이다. MEC 기술은 셀룰러 기지국 또는 기타 에지 노드(edge node)에서 구현되도록 설계된다. MEC 기술은 고객을 위해 새로운 오플리케이션과 새로운 서비스를 유연하고 신속하게 배포할 수 있다. MEC는 셀룰러 사업자(operator)들이 어플리케이션 개발자 및 컨텐츠 제공자와 같은 공인된 제3자(authorized third parties)에게 무선 액세스 네트워크(RAN: Radio Access network)를 개방할 수 있게 한다.
본 명세서에서 설명하는 MEC 서버는 네트워크의 가장자리에서 클라우드 컴퓨팅 기능 또는 IT 서비스 환경을 제공하는 통신 기기를 의미한다.
도 6A 내지 도 6D 는 MEC 서버의 구현 예시를 나타낸다.
도 6A 내지 도 6D 의 사용자 평면 기능(User Plane Function; UPF) 노드(630)는 사용자의 데이터가 송수신되는 게이트 웨이의 일종이다. 상기 UPF 노드(630)는 4세대 이동통신의 S-GW(serving-gateway) 및 P-GW(Packet Data Network-gateway)의 사용자 평면 기능의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다. 코어 네트워크(640)는 EPC(Evolved Packet Core) 또는 5GC(5G Core Network)일 수 있다. N3는 (R)AN과 UPF 노드(630) 간의 레퍼런스 포인트이다. N6는 UPF 노드(630)와 데이터 네트워크 간의 레퍼런스 포인트이다. 기지국(620)은 5G 기지국(gNB) 또는 LTE 기지국(eNB)일 수 있다. 기지국(620)은 gNB와 eNB를 모두 포함하는 기지국일 수도 있다.
AMF/SMF 노드(650)에서, AMF는 Access and Mobility Management Function으로, 액세스 및 이동성을 관리하는 제어 평면 기능(Control Plane Function: CPF)이다. SMF는 Session Management Function으로 PDU(Protocol Data Unit) 세션 등 데이터 세션을 관리하는 제어 평면 기능이다.
논리적으로 MEC 서버(MEC 호스트)(610)는 에지 또는 중앙 데이터 네트워크에 구현될 수 있다. UPF는 사용자 평면(user plane: UP) 트래픽을 데이터 네트워크의 타겟 MEC 어플리케이션(MEC 서버(610) 내의 어플리케이션)으로 조정하는 역할을 수행할 수 있다. 데이터 네트워크 및 UPF의 위치는 네트워크 사업자가 선택할 수 있다. 네트워크 사업자는 가용한 설비, 지원되는 어플리케이션 및 어플리케이션의 요구 사항, 측정된 또는 추정된 사용자 부하 등과 같은 기술 및 비즈니스 변수에 기초하여 물리적인 컴퓨팅 자원을 배치할 수 있다. MEC 관리 시스템은 MEC 서버(610)(MEC 호스트) 및 어플리케이션의 작동을 조정하여 MEC 어플리케이션을 배포할 위치를 동적으로 결정할 수 있다.
도 6A는 MEC 서버(610)와 UPF 노드(630)가 기지국(620)과 함께 배치되는 구현 예시이다. 도 6B는 MEC 서버(610)가 송신 노드(예를 들어, UPF 노드(630))와 함께 배치되는 구현 예시이다. 도 6B에서 코어 네트워크(640)는 네트워크 어그리게이션 포인트(network aggregation point)를 통해 UPF 노드(630) 및 MEC 서버(610)와 통신할 수 있다. 도 6C는 MEC 서버(610) 및 UPF 노드(630)가 네트워크 어그리게이션 포인트와 함께 배치되는 구현 예시이다. 도 6D는 MEC 서버(610)가 코어 네트워크(640) 기능들(core network functions)들과 함께 배치되는 구현 예시이다. 도 6D에서 MEC 서버(610)는 코어 네트워크(640) 기능들과 동일한 데이터 센터에 배치될 수 있다.
<본 명세서의 개시>
도 7은 MEC 서버가 차량을 원격으로 제어하는 예시를 나타낸다.
도 7을 참조하면, MEC 서버(610), 기지국(620) 및 차량(660a~660c)이 도시된다. 기지국(620)은 gNB 또는 eNB일 수 있다. 기지국(620)은 gNB와 eNB를 모두 포함하는 기지국일 수도 있다. MEC 서버(610)는 기지국(620)과 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 연결될 수 있다. MEC 서버(610)는 기지국(620)으로 데이터를 전송하거나 기지국(620)으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 도면에는 MEC 서버(610)와 기지국(620)이 직접적으로 연결된 것을 도시되나, 이는 예시에 불과하며, MEC 서버(610)는 다른 네트워크 노드를 거쳐 기지국(620)과 연결될 수도 있다. 기지국(620)은 차량(660a~660c) 내에 구비된 TCU(Telematics Communication Unit)와 데이터를 송수신할 수 있다.
TCU 는 차량(660a~660c)에 구비된 장치들로부터 상태 정보를 획득할 수 있고, 상태 정보는 각종 센서 데이터, 비디오 데이터 등을 포함할 수 있다. TCU는 상태 정보를 기지국(620)에 전송하고, 기지국(620)은 상태 정보를 MEC 서버(610)에 전달할 수 있다. 그러면, MEC 서버(610)는 상태 정보에 기초하여 차량(660a~660c)을 제어하기 위한 데이터를 기지국(620)에 전송할 수 있다. 기지국(620)이 차량(660a~660c)을 제어하기 위한 데이터를 TCU에 전송하면, TCU는 수신된 데이터를 차량(660a~660c)에 구비된 장치들로 전송함으로써 차량(660a~660c)을 제어할 수 있다. 그리고, MEC 서버(610)는 맵(map) 정보를 기지국(620)에 전송하고, 기지국(620)은 이를 TCU에 전송할 수 있다. TCU 는 맵 정보를 이용하여 차량(660a~660c)을 제어할 수 있다.
도 8를 참조하여 MEC 서버(610) 및 차량(660a~660c)에 구비된 TCU를 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버의 예시와 TCU의 예시를 나타낸 블록도이다.
MEC 서버는 도 6A 내지 6D와 도 7에서 설명한 MEC 서버(610)이며, 이하에서는 도면 부호를 생략하여 설명한다.
MEC 서버는 도 6A 내지 도 6D에서 설명한 예시들과 같이 구현될 수 있다. 도 8에는 MEC 서버가 기지국들과 직접적으로 통신하는 것으로 도시되어 있으나 이는 예시에 불과하며, MEC 서버는 다른 네트워크 노드(예를 들어, UPF 노드)를 통해 기지국들과 통신할 수 있다. MEC 서버는 프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 메모리는 MEC 서버 앱을 저장할 수 있다. 프로세서는 메모리에 저장된 MEC 서버 앱을 이용하여 본 명세서의 개시에서 설명하는 동작들을 수행할 수 있다. MEC 서버 앱은 예를 들어, VR/AR 앱, 카메라 영상 분석 앱, 엔진 ECU 데이터 분석 앱, 속도 ECU 데이터 분석 앱, HVAC ECU 데이터 분석 앱, ECU 제어 앱, 제어 명령 송신 앱, 야구 앱, 골프 앱 등일 수 있다.
5G 기지국 (sub6GHz)는 FR1(Frequency Range 1) 대역 (7125 MHz 이하의 주파수 대역)에서 5G 표준에 기초한 통신을 수행하는 기지국이다. 5G 기지국 (mmWave)은 FR2(Frequency Range 2) 대역 (24250 - 52600MHz의 주파수 대역)에서 5G 표준에 기초한 통신을 수행하는 기지국이다. LTE 기지국은 LTE 표준에 기초한 통신을 수행하는 기지국이다. Wi-Fi 기지국은 Wi-Fi 표준에 기초한 통신을 수행하는 기지국이다. MEC 서버는 5G 기지국 (sub6GHz), 5G 기지국 (mmWave), LTE 기지국 및 Wi-Fi 기지국 중 적어도 하나의 기지국을 이용하여 TCU와 통신할 수 있다.
TCU는 LTE 모듈, 5G 모듈 (sub6GHz), 5G 모듈 (mmWave), WiFi 모듈, 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. LTE 모듈은 LTE 표준에 기초한 통신(데이터의 송수신)을 수행하는 통신 모듈(즉, 송수신부)이다. 5G 모듈 (sub6GHz)은 FR 1 대역에서 5G 표준에 기초한 통신(데이터의 송수신)을 수행하는 통신 모듈(즉, 송수신부)이다. 5G 모듈 (mmWave)은 FR 2 대역에서 5G 표준에 기초한 통신(데이터의 송수신)을 수행하는 통신 모듈(즉, 송수신부)이다. WiFi 모듈은 WiFi 표준에 기초한 통신(데이터의 송수신)을 수행하는 통신 모듈(즉, 송수신부)이다. LTE 모듈, 5G 모듈 (sub6GHz), 5G 모듈 (mmWave) 및 WiFi 모듈은 PCIe(PCI express)와 같은 인터페이스를 통해 프로세서와 연결될 수 있다. 또한, LTE 모듈, 5G 모듈 (sub6GHz), 5G 모듈 (mmWave) 및 WiFi 모듈은 각각 별개의 객체로 도시되어 있으나, 하나의 통신 모듈이 LTE 모듈, 5G 모듈 (sub6GHz), 5G 모듈 (mmWave) 및 WiFi 모듈의 기능을 수행할 수도 있다.
TCU의 프로세서는 LTE/5G 모듈 (sub6GHz), LTE/5G 모듈 (mmWave), WiFi 모듈 및 메모리와 연결된다. 메모리는 MEC 클라이언트 앱을 저장할 수 있다. 프로세서는 LTE 모듈, 5G 모듈 (sub6GHz), 5G 모듈 (mmWave) 및 WiFi 모듈을 이용하여 기지국들 또는 단말들(단말 1 및 단말 2)이 전송한 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서는 LTE 모듈, 5G 모듈 (sub6GHz), 5G 모듈 (mmWave) 및 WiFi 모듈을 이용하여 기지국들 또는 또는 단말들(단말 1 및 단말 2)로 데이터를 전송할 수 있다. 여기서, 단말들(단말 1 및 단말 2)은 차량에 탑승한 사용자가 사용하는 무선 통신 기기일 수 있다.
TCU의 프로세서는 차량에 구비된 장치들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 DCU(Domain Control Unit), LIN(Local Interconnect Network) 마스터, MOST(Media Oriented System Transport) 마스터, 이더넷 스위치와 연결될 수 있다. TCU의 프로세서는 CAN(Controller Area Network) 통신 기술을 이용하여 DCU와 통신할 수 있다. TCU의 프로세서는 LIN(Local Interconnect Network) 통신 기술을 이용하여 LIN 마스터와 통신할 수 있다. TCU의 프로세서는 MOST 통신 기술을 이용하여 광 섬유(Fiber Optics)로 연결된 MOST 마스터와 통신할 수 있다. TCU의 프로세서는 이더넷 통신 기술을 이용하여 이더넷 스위치 및 이더넷 스위치에 연결된 장치들과 통신할 수 있다.
DCU는 복수의 ECU를 제어하는 장치이다. DCU는 CAN 통신 기술을 이용하여 복수의 ECU와 통신할 수 있다. 여기서, CAN은 차량 내에서 마이크로 컨트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 통신 기술이다. CAN은 각 컨트롤러 사이의 통신을 위해 주로 사용되는 비-호스트 버스(non-host bus) 방식의 메시지 기반 네트워크 프로토콜이다.
DCU는 엔진을 제어하는 엔진 ECU, 브레이크를 제어하는 브레이크(Brake) ECU, HVAC(heating, ventilation, & air conditioning) 장치를 제어하는 HVAC ECU 등의 ECU와 통신할 수 있다. DCU는 TCU의 프로세서로부터 수신한 데이터를 각각의 ECU에 전송할 수 있다. 또한 DCU는 각각의 ECU로부터 수신한 데이터를 TCU의 프로세서로 전송할 수 있다.
LIN 마스터는 LIN 통신 기술을 이용하여 LIN 슬레이브들(LIN Slave #1 및 LIN Slave #2)과 통신할 수 있다. 예를 들어, LIN Slave #1은 스티어링 휠(steering wheel), 루프 탑(roof top), 문(door), 시트(seat), 스몰 모터(small motor) 중 하나를 제어하는 슬레이브일 수 있다. 여기서, LIN은 자동차 네트워크에서 컴포넌트들 사이의 통신을 위한 직렬 통신 기술이다. LIN 마스터는 TCU의 프로세서로부터 데이터를 수신하여 LIN 슬레이브들(LIN Slave #1 및 LIN Slave #2)에 전송할 수 있다. 또한 LIN 마스터는 LIN 슬레이브들로부터 수신한 데이터를 TCU의 프로세서로 전송할 수 있다.
MOST 마스터는 MOST 통신 기술을 이용하여 MOST 슬레이브들(MOST Slave #1 및 MOST Slave #2)과 통신할 수 있다. 여기서, MOST는 광케이블을 이용하여 오디오, 비디오 및 제어 정보를 전송하는 시리얼 통신 기술이다. MOST 마스터는 TCU의 프로세서로부터 수신한 데이터를 MOST 슬레이브들로 전송할 수 있다. 또한 MOST 마스터는 MOST 슬레이브들로부터 수신한 데이터를 TCU의 프로세서로 전송할 수 있다.
이더넷은 local area networks (LAN), metropolitan area networks (MAN) 및 wide area networks (WAN) 등에서 사용되는 컴퓨터 네트워킹 기술이다. TCU의 프로세서는 이더넷 통신 기술을 사용하여 이더넷 스위치를 통해 각각의 장치들에 데이터를 전송할 수 있다. 각각의 장치들은 이더넷 통신 기술을 사용하여 이더넷 스위치를 통해 TCU의 프로세서로 데이터를 전송할 수 있다.
레이다(Radar: radio detection and ranging)는 전파를 사용하여 목표물의 거리, 방향, 각도 및 속도를 측정하는 기술이다. 레이다 센서 1 내지 5는 차량에 구비되어 차량 주위의 물체의 거리, 방향, 각도 및 속도를 측정한다. 레이다 센서 1 내지 5는 측정된 센서 데이터를 TCU의 프로세서에 전송할 수 있다.
라이다(LiDAR: light detection and ranging)는 광원과 수신기를 사용하여 원격의 개체를 탐지하고 거리를 측정하는 센싱 기술이다. 구체적으로, 라이다는 펄스 레이저 광으로 대상을 비추고 센서로 반사된 펄스를 측정하여 대상까지의 거리, 강도, 속도 등을 측정하는 기술이다. 라이다 센서 1 내지 5는 대상까지의 거리, 속도 등을 측정한다. 라이다 센서 1 내지 5는 측정된 센서 데이터를 TCU의 프로세서에 전송할 수 있다.
AVN(Audio, Video, Navigation)은 차량에 구비되어 소리, 영상, 네비게이션을 제공하는 장치이다. AVN은 이더넷 통신 기술을 이용하여 TCU의 프로세서로부터 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 소리, 영상, 네비게이션을 제공할 수 있다. AVN은 이더넷 통신 기술을 이용하여 TCU의 프로세서로 데이터를 전송할 수 있다.
카메라(전방)과 카메라(후방)은 차량의 전방 및 후방에서 영상을 촬영할 수 있다. 도 8에는 카메라가 전방에 하나 후방에 하나만 있는 것으로 도시되었으나, 이는 예시에 불과하고, 좌측, 우측에도 카메라가 구비될 수 있다. 또한, 전방 및 후방 각각에 복수에 카메라가 구비될 수도 있다. 카메라들은 이더넷 통신 기술을 사용하여 TCU의 프로세서에 카메라 데이터를 전송하고, TCU의 프로세서로부터 데이터를 수신할 수도 있다.
Rear Side Entertainment(RSE)는 뒷자석 엔터테인먼트를 의미한다. RSE는 차량의 조수석 뒷편 또는 운전석 뒷편에 장착되어 탑승자에게 엔터테인먼트를 제공하는 장치이다. 태블릿(Tablet)도 차량 내부에 구비될 수 있다. RSE 또는 태블릿은 이더넷 통신 기술을 이용하여 TCU의 프로세서로부터 데이터를 수신하고, TCU의 프로세서로 데이터를 전송할 수 있다.
본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버는 종래의 클라우드 서버에서 수행하던 비디오/오디오/ 센서 데이터 등 각종 데이터를 수신/저장/전송/분석하는 기능, TCU 및 차량에 구비된 장치들을 관리하는 기능을 수행할 수 있다.
본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버에는 다양한 목적에 따른 동작을 수행하기 위한 MEC 서버 애플리케이션이 존재할 수 있다. MEC 서버는 MEC 서버 애플리케이션을 이용하여 아래와 같은 기능을 수행할 수 있다.
- 도로교통법, ISO26262(산업 안전 관련 표준, Road vehicles - Functional safety) 또는 SAE(System Architecture Evolution) 표준 등의 규정을 준수하기 위하여 TCU와 차량 내 ECU의 동작을 감시한다. TCU와 차량 내 ECU의 동작이 규정을 위반하는 경우 사전에 정의된 시나리오에 근거하여 차량의 ECU의 동작을 제어함
- 차량 내의 TCU로부터 수신된 차량에 관련된 정보(예: 엔진 ECU 관련 데이터, RPM(revolutions per minute) ECU 관련 데이터, 휠(Wheel) 관련 데이터, 브레이크 (Brake) 관련 데이터, HVAC(heating, ventilation, & air conditioning) 관련 데이터 등과 같은 차량 내에 구비된 장치들의 상태 정보)를 분석하고, 사전에 정의된 동작 시나리오에 기초하여 TCU와 연결된 차량 내 장치의 동작을 제어하는 기능
-MEC 서버가 차량 내의 복수의 타겟 장치에 대한 제어 데이터를 한번에 송신하는 경우, TCU가 복수의 타겟 장치에 제어 데이터를 효율적으로 송신하기 위하여 복수의 통신 기술(CAN/LIN/Flexray/MOST/이더넷)에 기초한 데이터 프레임을 합쳐서 한 개의 메시지로 전송할 수 있다. TCU에서 각각의 통신 기술에 기초한 데이터 프레임을 차량 내의 타겟 장치(예를 들어, ECU, LIN master와 같은 Controller/master)로 전송할 수 있다. MEC 서버로부터 제공받은 제어 데이터의 실행 결과를 TCU가 MEC 서버에 송신하고, MEC 서버는 제어 데이터 전송의 실패/성공 (FAIL/SUCCESS)를 판단할 수 있다.
- 타겟 장치가 제어 데이터(MEC 서버에 의해 전송됨)를 실행한 결과가 FAIL이거나 타겟 장치에서 지연(delay)이 발생한 경우에는 MEC 서버가 동일한 제어 데이터를 미리 결정된 횟수(예를 들어, 10회) 재전송할 수 있다. 이때 MEC 서버는 데이터 레이트가 가장 높은 빔을 이용하여 제어 데이터를 재전송할 수 있다.
-안전성(Safety) 확보를 위하여, MEC 서버는 제어 데이터를 5G_sub6Ghz 기지국의 빔 중에서 데이터 레이트가 가장 높은 빔, 5G_mmWave 기지국의 빔 중에서 가장 데이터 레이트가 높은 빔 및 LTE 기지국의 빔 중에서 데이터 레이트가 가장 높은 빔 중 적어도 하나를 선택하여 동일한 제어 명령을 재전송할 수 있다.
- MEC 서버는 TCU의 동작 상태를 모니터링하고, TCU의 현재 상태를 결정할 수 있다. 예를 들어, MEC 서버는 TCU의 동작 상태를 모니터링하고, TUC의 현재 상태를 inactive, active, sleeping 및 moving 중 하나로 결정할 수 있다.
- MEC 서버는 TCU 로부터 차량에 관련된 정보(예: 차량의 위치에 관련된 정보)를 수신하여 차량의 위치를 관리(예: 수집/분석/제어/기록)할 수 있다.
- MEC 서버는 TCU로부터 차량에 관련된 정보(예: 차량의 속도와 관련된 정보)를 수신하여 차량의 속도와 관련된 정보를 관리(예: 수집/분석/제어/기록)할 수 있다. MEC 서버는 차량의 속도와 관련된 정보를 관리하여 차량의 과속 여부, 차량의 안전 속도 준수 여부 등을 판단할 수 있다.
- MEC 서버는 TCU로부터 차량에 관련된 정보(예: 엔진 ECU 정보)를 수신하여 엔진 ECU(엔진을 제어하는 ECU) 정보를 관리(예: 수집/분석/제어/기록)할 수 있다.
- MEC 서버는 TCU로부터 차량에 관련된 정보(예: 차량에 구비된 센서 및 카메라로부터 수신된 정보)를 수신하여 차량 센서 및 카메라(Lidar, Radar, 및 전방/후방/측정/캐빈 카메라) 정보 관리 (예: 수집/분석/제어/기록)할 수 있다.
- MEC 서버는 차량 센서 및 카메라 정보를 분석한 결과, 보행자, 장애물 등과 차량의 충돌이 예상되면 응급 상황 대응 시나리오에 기초하여 TCU에 제어 데이터를 전송함으로써 차량 내의 ECU(엔진 ECU, 브레이크 ECU 등)를 제어할 수 있다.
차량에 구비된 TCU가 다른 MEC 서버로 신속하게 핸드오버를 수행할 수 있도록, MEC 서버 간에는 데이터 전송 경로(라우팅 테이블)가 확보될 수 있다. 이를 통해서, 다수의 MEC 서버 간에 핸드오버가 예상되는 TCU에 대한 정보가 빠르게 전달될 수 있으며, TCU는 신속한 핸드오버를 수행할 수 있다.
이하에서, 도 9 내지 도 13를 참조하여 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버, TCU 및 이동통신 네트워크(기지국을 포함)의 동작을 상세히 설명하기로 한다. 이하에서 하나의 TCU가 존재하는 경우를 설명하지만, 이는 예시에 불과하며, 복수의 TCU가 존재하는 경우에도 본 발명에서 설명하는 동작들이 적용될 수 있다.
먼저, 도 9 및 도 10을 함께 참조하여 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버, TCU 및 이동통신 네트워크(기지국을 포함)의 동작을 설명한다.
도 9는 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버와 TCU 간의 데이터 송수신의 예시를 나타낸다. 도 10은 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버와 TCU가 송수신하는 데이터의 예시를 나타낸다.
도 9에는 MEC 서버, 이동통신 네트워크, TCU가 도시된다. MEC 서버는 이동통신 네트워크를 통해 TCU와 통신할 수 있다. 여기서, 이동통신 네트워크는 기지국을 포함한다. 이하에서 설명하는 기지국은 5G 기지국 (sub6GHz), 5G 기지국 (mmWave), LTE 기지국 및 Wi-Fi 기지국 중 적어도 하나를 포함한다. 그리고, 이동통신 네트워크는 UPF 노드도 포함할 수 있다. MEC 서버는 기지국과 직접 연결되어 TCU와 통신할 수 있고, UPF 노드를 거쳐 기지국과 간접적으로 연결되어 TCU와 통신할 수도 있다.
MEC 서버는 초기화 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, MEC 서버는 교통 규제에 관한 정보를 보유한 클라우드 서버(예를 들어, 교통 관제 센터 클라우드 서버)로부터 교통 규제에 관한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 교통 규제는 국내 도로 교통법, 미국 도로교통 안전국(National Highway Traffic Safety Administration: NHTSZ) 규제를 포함할 수 있다.
MEC 서버는 인접한 다른 MEC 서버로부터 MEC 서버에 핸드오버할 TCU의 핸드오버 정보를 수신할 수도 있다. TCU의 핸드오버 정보는 TCU의 ID 및 채널 번호를 포함할 수 있다.
단계(S901)에서, MEC 서버는 이동통신 네트워크로부터 기지국에 연결된 모든 TCU의 정보를 수신할 수 있다. TCU 정보는 TCU ID, TCU와 기지국 간의 채널 정보, 타이밍 정보 등을 포함할 수 있다.
단계(S902)에서, MEC 서버는 TCU에게 차량에 관련된 정보를 요청할 수 있다. 구체적으로, MEC 서버는 이동통신 네트워크에 차량에 관련된 정보를 요청하는 메시지(예를 들어, 차량 내 ECU에 관련된 정보를 요청하는 메시지)를 전송할 수 있다. 그러면, 이동통신 네트워크에 포함된 기지국은 차량에 관련된 정보를 요청하는 메시지를 TCU에 전송할 수 있다.
단계(S903)에서, TCU는 차량에 구비된 적어도 하나의 장치(예: 이더넷 Controller, CAN Controller(DCU, ECU), LIN Master, MOST Master 등)로부터 장치의 상태 정보를 수신할 수 있다. TCU는 장치의 상태 정보를 주기적으로 수신할 수 있다. 여기서, 상태 정보는 레이다 센서의 센서 데이터, 라이다 센서의 센서 데이터, 카메라의 영상 데이터, 엔진 ECU의 엔진 상태 데이터(RPM 값 등), 브레이크 ECU의 브레이크 데이터, HVAC 데이터, 스티어링 휠 데이터 등을 포함할 수 있다. 또한, 상태 정보는 TCU의 상태 정보 (OFF, ON, Active, waiting, sleeping 등), 차량의 위치, 차량의 속도, TCU의 ID도 포함할 수 있다.
TCU의 MEC 클라이언트 앱은 PCIe 인터페이스에 의해서 인터럽트(Interrupt)가 발생하면, 차량에 구비된 장치들로부터 상태 정보를 획득하는 동작을 개시한다. 예를 들어, LTE 모뎀이 PCIe 인터페이스를 통해 TCU의 프로세서로 데이터가 전송되면, TCU 내부의 PCIe 컨트롤러가 인터럽트를 발생시킬 수 있다. 그러면, TCU의 프로세서는 클라이언트 앱을 이용하여 차량에 구비된 장치들로부터 상태 정보를 획득할 수 있다.
단계(S904)에서, TCU는 기지국에 차량에 관련된 정보를 전송할 수 있다. 여기서, 차량에 관련된 정보는 단계(S903)에서 설명한 적어도 하나의 장치의 상태 정보, TCU의 상태 정보, 차량의 위치, 차량의 속도, TCU의 ID 등을 포함할 수 있다. 그러면, 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크는 MEC 서버에 차량에 관련된 정보를 전송할 수 있다.
TCU가 전송하는 차량에 관련된 정보는 후술할 도 10의 데이터와 같은 형식으로 전송될 수 있다. TCU가 전송하는 차량에 관련된 정보는 도 10의 데이터에서 TCU Dest IP 주소 대신 MEC 서버 앱 Dest IP 주소를 포함하고, MEC 서버 앱 IP 주소 대신 TCU source IP 주소를 포함할 수 있다. 단계(S904)에서 TCU가 차량에 관련된 정보를 전송하는 방식은 후술할 단계(S910)에서 TCU가 데이터(예: 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지)를 전송하는 방식과 동일할 수 있다.
TCU 가 전송하는 차량에 관련된 정보가 차량 제어에 사용되는 데이터(카메라 데이터, 레이다 센서 데이터, 라이다 센서 데이터, 각종 ECU 데이터, LIN 데이터)를 포함하지 않고, 엔터테인먼트 서비스용 데이터(AR/VR, 영화 등)만 포함하는 경우가 있다. 이러한 경우, TCU는 이더넷 프레임만 포함시켜 MEC 서버에 데이터를 전송할 수 있다.
단계(S905)에서, TCU는 채널 상태 정보를 기지국에 전송할 수 있다. 그러면, 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크는 MEC 서버에 채널 상태 정보를 전송할 수 있다. MEC 서버는 기지국을 제어하여 주기적으로 파일럿 신호(pilot signal) 또는 참조 신호(reference signal)를 브로드캐스팅할 수 있다. TCU는 수신된 파일럿 신호 또는 참조 신호에 기초하여 채널 상태를 측정한다. 예를 들어, TCU는 채널 상태를 측정하여 주기적으로 Channel Quality Indicator(CQI)를 채널 상태 정보로 기지국에 전송할 수 있다. 채널 상태 정보는 기지국의 복수의 송신 빔(예를 들어, 5G 기지국 (sub6GHz), 5G 기지국 (mmWave), LTE 기지국 및 Wi-Fi 기지국 각각의 적어도 하나의 송신 빔) 과 TCU의 복수의 수신 빔(예를 들어, LTE 모듈, 5G 모듈 (sub6GHz), 5G 모듈 (mmWave), WiFi 모듈 각각의 적어도 하나의 수신 빔)의 조합에 따른 채널 상태 정보를 포함할 수 있다. TCU는 주기적으로 채널 상태 정보를 전송하므로, 단계(S905)는 단계(S907)를 수행하기 전 임의의 시점에 수행될 수 있다.
기지국도 TCU로부터 수신한 신호에 기초하여 주기적으로 채널 상태를 측정할 수 있다. 기지국은 측정된 채널 상태에 대한 정보인 채널 상태 정보를 TCU에 전송할 수 있다. 기지국의 채널 상태 정보는 기지국의 복수의 수신 빔(예를 들어, 5G 기지국 (sub6GHz), 5G 기지국 (mmWave), LTE 기지국 및 Wi-Fi 기지국 각각의 적어도 하나의 수신 빔)과 TCU의 복수의 송신 빔(예를 들어, LTE 모듈, 5G 모듈 (sub6GHz), 5G 모듈 (mmWave), WiFi 모듈 각각의 적어도 하나의 수신 빔)의 조합에 따른 채널 상태 정보를 포함할 수 있다.
단계(S906)에서, MEC 서버는 TCU에 전송할 제어 데이터를 생성할 수 있다. 또한, MEC 서버는 제어 데이터 외에도, AVN, RSE, 태블릿, 단말들에 제공할 일반 데이터도 생성 또는 수신할 수 있다. 구체적으로, MEC 서버는 TCU로부터 수신한 모든 데이터(센서 데이터, 영상 데이터 등의 상태 정보)를 분석할 수 있다. MEC 서버는 분석 결과에 기초하여 차량에 구비된 장치를 제어하기 위한 제어 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, MEC 서버는 차량에 관련된 정보에 기초하여 스티어링 휠을 특정 방향으로 몇도 회전시키라는 제어 데이터, 브레이크는 특정 강도로 작동시키는 제어 데이터, 엔진 RPM을 특정 수준으로 조정하라는 제어 데이터를 생성할 수 있다.
제어 데이터는 중요도에 따른 우선 순위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 우선 순위는 안전성(safety)을 기준으로 중요한 순서대로 높을 수 있다. 우선 순위의 예시는 아래와 같다. Priority 1의 우선 순위가 가장 높다.
- Priority 1: 브레이크 ECU에 전송할 브레이크 제어 데이터 (브레이크 제어 CAN 명령어)
- Priority 2: 엔진 ECU에 전송할 엔진 제어 데이터 (RPM 제어 CAN 명령어)
- Priority 3: 스티어링 휠을 제어하는 LIN 슬레이브 #1에 전송할 스티어링 휠 제어 데이터 (스티어링 휠 제어 LIN 명령어)
- Priority 4: HVAC ECU에 전송할 HVAC 제어 데이터 (HVAC 제어 CAN 명령어)
- Priority 5: 일반 데이터(RSE, AVN, 단말 등에 제공할 데이터)
우선 순위는 제어 데이터의 종류에 기초하여 미리 설정될 수 있다. 우선 순위가 미리 설정된 경우, MEC 서버의 메모리는 우선 순위에 관한 데이터를 저장하고 있을 수 있다. 우선 순위에 관한 데이터가 없는 경우, MEC 서버는 교통 규제에 관한 정보를 보유한 클라우드 서버로부터 우선 순위에 관한 데이터를 획득할 수 있다. MEC 서버는 우선 순위에 관한 데이터에 기초하여 제어 데이터의 우선 순위를 결정할 수 있다.
단계(S907)에서, MEC 서버는 기지국의 복수의 송신 빔과 TCU의 복수의 수신 빔의 조합에 대해 이용가능한 데이터 레이트를 결정할 수 있다. MEC 서버는 TCU가 전송한 채널 상태 정보에 기초하여 이용가능한 데이터 레이트를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국의 안테나의 빔의 개수가 N개(예: 5G 기지국 (sub6GHz) 3개, 5G 기지국 (mmWave) 5개, LTE 기지국 2개 및 Wi-Fi 기지국 2개. 총 12개)이고, TCU의 안테나의 빔의 개수가 M개(예: LTE 모듈 1개, 5G 모듈 (sub6GHz) 2개, 5G 모듈 (mmWave) 3개, WiFi 모듈 1개. 총 7개)일 수 있다.
MEC 서버는 기지국 안테나와 TCU사이의 Beam Channel matrix에서 이용가능한 전송 데이터 레이트를 계산할 수 있다. 그리고, MEC 서버는 기지국의 N개의 송신 빔과 TCU의 M개의 송신 빔의 조합에 따른 데이터 레이트의 그룹 R을 데이터 레이트가 높은 순서대로 아래 표와 같이 구성한다.
R(t)= { R1,1(t), R1,2(t), R1,3(t), R1,M(t),…., RN,1(t), RN,2(t), …, RN,M(t) }
여기서, t는 MEC 서버가 데이터 레이트를 결정한 시점이다. 데이터 레이트의 그룹 R 에서 R1,1(t)의 데이터 레이트가 가장 높고, RN,M(t)의 데이터 레이트가 가장 낮을 수 있다. 예를 들어, R1, 1(t)는 5G 기지국 (mmWave)의 빔 #3과 TCU의 5G 모듈 (mmWave)의 빔#2의 조합에 해당하는 데이터 레이트일 수 있다.
단계(S908)에서, MEC 서버는 제어 데이터의 전송에 사용될 송신 빔을 결정할 수 있다. 여기서, 송신 빔은 MEC로부터 데이터를 수신하는 기지국의 송신 빔을 의미한다. MEC 서버는 TCU에 전송할 데이터의 우선 순위 및 단계(S907)에서 결정된 데이터 레이트에 기초하여 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 데이터(제어 데이터 또는 일반 데이터)의 전송에 사용될 송신 빔을 결정할 수 있다. MEC 서버는 MEC 서버가 송신하려는 데이터(제어 데이터 및 일반 데이터)의 우선 순위에 따라 기지국의 MU-MIMO(Multi-User Multiple Input & Multiple Output) 빔을 전송 속도(데이터 레이트)가 높은 빔을 할당하여 데이터를 전송할 수 있다.
예를 들어, MEC 서버는 데이터의 우선 순위에 따라서, 우선 순위가 가장 높은 데이터(예: 제1 데이터)에 그룹 R에서 데이터 레이트가 가장 높은 Ri *,j*(t)를 할당하고, Ri *,j*(t)에 대응하는 기지국의 송신 빔을 이용하여 제1 데이터를 TCU에 전송할 수 있다. 그리고, MEC 서버는 Ri *,j*(t)를 그룹 R에서 삭제하고, 그 다음으로 우선 순위가 높은 데이터에 Ri *,j*(t)가 삭제된 그룹 R에서 데이터 레이트가 가장 높은 송신 빔을 할당할 수 있다. MEC 서버는 TCU에 전송할 데이터가 없을 때까지 이러한 과정을 반복할 수 있다. 또는, MEC 서버는 단계(S907)을 다시 수행한 후에 데이터의 전송에 사용될 송신 빔을 결정할 수도 있다.
단계(S909)에서, MEC 서버는 제어 데이터를 전송할 수 있다. 또한, MEC 서버는 일반 데이터도 전송할 수 있다. MEC 서버는 이동통신 네트워크로 데이터를 전송할 때, 데이터의 전송에 사용될 송신 빔에 대한 정보도 함께 전송할 수 있다. 그러면, 기지국은 단계(508)에서 결정된 송신 빔을 이용하여 데이터를 TCU로 전송할 수 있다.
MEC 서버는 한 종류의 제어 데이터 또는 한 종료의 일반 데이터만 전송할 수도 있다. 그리고, MEC 서버는 복수의 종류의 제어 데이터를 전송하거나 복수의 종류의 일반 데이터를 전송할 수 있다. 또한, MEC 서버는 적어도 하나의 종류의 제어 데이터와 적어도 하나의 종류의 일반 데이터를 함께 전송할 수도 있다. 적어도 하나의 종류의 제어 데이터가 서로 다른 통신 기술에 기초하여 동작하는 장치를 대상으로 하는 경우, MEC 서버가 전송하는 데이터는 도 10의 예시와 같이 서로 다른 통신 기술에 기초한 복수의 데이터 프레임을 포함할 수 있다.
도 10은 서로 다른 통신 기술에 기초한 복수의 데이터 프레임을 포함하는 데이터의 예시이다. TCU Dest IP 주소는 MEC 서버가 데이터를 전송하고자 하는 TCU의 IP 주소이다. MEC 서버 앱 IP 주소는 데이터를 전송하는 MEC 서버에 저장된 MEC 서버 앱의 IP 주소이다.
데이터를 전송한 기지국의 종류에 따라서, 도 10의 데이터는 LTE/5G/WiFi 헤더(미도시), PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 헤더를 더 포함할 수 있다.
제어 데이터(CAN, LIN, Flexray, 제어용 이더넷 패킷)의 안전성 요구사항(Safety Requirement)이 엄격한 경우(제어 데이터가 짧은 시간 내에 전송되어야 하는 경우), MEC 서버는 제어 데이터를 신속하게 전송할 수 있다. 그리고, 후술할 단계(S910)에서 TCU는 제어 데이터를 신속하게 분류하여 차량에 구비된 장치들에 전송할 수 있도록, MEC 서버는 제어 데이터를 포함하는 데이터 프레임들만 전송할 수 있다. 제어 데이터를 포함하는 데이터 프레임만 전송됨으로써 TCU의 프로세서의 CPU 부하를 감소시킬 수 있다. 그리고, MEC 서버는 비디오/오디오 데이터 등을 포함하는 일반 데이터는 일반 데이터 프레임을 별도로 생성하여 전송할 수 있다.
제어 데이터가 긴급을 요하거나 중요한 제어 명령어를 포함하는 경우(예를 들어, 엔진 ECU에 전송하는 RPM 제어 CAN 명령어), 리던던시(redundancy)를 주기 위하여 MEC 서버는 동일한 제어 데이터를 L회(예: 10회) 반복하여 TCU에 전송할 수 있다.
단계(S910)에서, TCU는 LTE/5G/WiFi 헤더, 데이터(예: 도 10의 데이터)를 통신 기술별로 분류하여 해당 통신 기술을 사용하는 장치 각각에게 전송할 수 있다. LTE 모듈, 5G 모듈 (sub6GHz), 5G 모듈 (mmWave) 또는 WiFi 모듈은 데이터(예: 도 10의 데이터)에서 PLCP 헤더를 제거하고 PCIe와 같은 인터페이스를 통해 데이터를 프로세서에 전송할 수 있다. 예를 들어, 5G/LTE 기지국은 5G/LTE 프레임 포맷인 PLCP 형태의 패킷을 이용하여 데이터를 TCU에 전송할 수 있다. 그러면, 5G/LTE 모듈은 기지국으로부터 수신한 데이터에서 PLCP 헤더를 제거하여 데이터(페이로드)를 확보할 수 있다. 5G/LTE 모듈은 확보된 데이터에 PCIe 헤더를 부착하고, PCIe 헤더가 부착된 데이터를 프로세서로 전송할 수 잇다. 그러면, TCU의 프로세서는 수신된 데이터에서 PCIe 헤더를 제거하여 페이로드를 추출하고, 데이터를 통신 기술별로 분류하여 해당 통신 기술을 사용하는 장치 각각에 전송할 수 있다.
그리고, TCU의 프로세서는 MEC 클라이언트 앱을 이용하여 데이터에서 IP 주소 헤더를 제거하고, 통신 기술별로 프레임을 분류하여 바이패스할 수 있다. 예를 들어, TCU는 인터페이스(PIC express-2,3 또는 SDIO(Secure Digital Input Output)-3.0, I2C(Inter-Integrated Circuit) 등)를 통하여, CAN Controller (DCU, ECU), Ethernet Controller, LIN Master, MOST Master, Flexray master에게 통신 기술별로 프레임을 전달할 수 있다. 각각의 프레임에는 우선 순위에 대한 정보와 각각의 통신 기술에 기초한 제어 명령(code), 데이터 등이 포함될 수 있다. 또 다른 예를 들면, TCU의 프로세서는 데이터를 WiFi를 이용하여 단말에 전달하고자 하는 경우, 데이터에 PCIe 헤더를 부착하고 WiFi 모듈에 전송할 수 있다. 그러면, WiFi 모듈은 PCIe 헤더를 제거하고, 데이터를 단말에 무선으로 전송할 수 있다.
CAN Frame #1은 CAN 통신 기술에 기초한 데이터 프레임의 예시이다. 예를 들어, CAN Frame #1은 CAN ID, 우선 순위, 데이터(제어 명령) 등을 포함할 수 있다. TCU는 CAN Frame #1에 CAN 바디 프레임을 추가하여 DCU에 전송하고, DCU가 이를 CAN ID에 대응하는 ECU에 전송할 수 있다.
LIN Frame #1은 LIN 통신 기술에 기초한 데이터 프레임의 예시이다. MEC 서버가 제어하고자 하는 대상에 따라서, LIN Frame #1은 steering wheel, roof top, door, seat, small motor등 LIN을 사용하는 타겟 장치의 Slave ID와 제어 명령을 포함할 수 있다. TCU는 LIN Frame #1에 LIN 바디 프레임을 추가하여 LIN 마스터에 전송하고, LIN 마스터가 이를 Slave ID에 대응하는 LIN 슬레이브에 전송할 수 있다.
Flexray Frame #1은 Flexray 통신 기술에 기초한 데이터 프레임의 예시이다. 참고로, Flexray는 Flexray 컨소시엄이 자동차 내장 컴퓨팅을 관리하기 위해 개발한 통신 기술(ISO 17458-1 ~ 17458-5 해당)이다. MOST Frame #1 및 #2는 MOST 통신 기술에 기초한 데이터 프레임의 예시이다. 위에서 설명한 CAN Frame #1 및 LIN Frame #1의 전송과 동일한 방식으로, TCU는 Flexray Frame #1과 MOST Frame #1 및 #2도 타겟 장치를 제어하는 프레임을 생성하고, 타겟 장치의 ID와 제어 명령과 데이터를 전송할 수 있다.
이더넷 프레임은 예를 들어, RSE나 AVN에 사용될 데이터, 비디오, 오디오 등 실시간 스트리밍용 데이터를 포함할 수 있다. TCU는 이더넷 통신 기술을 이용하여 RSE나 AVN에 사용될 데이터를 전송할 수 있다. TCU는 LTE 모듈, 5G 모듈 (sub6GHz), 5G 모듈 (mmWave) 또는 WiFi 모듈을 이용하여 단말들에 실시간 스트리밍용 데이터를 전송할 수 있다.
MEC 서버는 도 10과 같은 데이터를 생성할 때, 각각의 프레임의 우선 순위를 결정하여, 각각의 프레임에 우선 순위 값을 포함시킨다. CAN 통신 기술에 기초한 프레임의 경우, MEC 서버는 중재(arbitration)값을 작은 값을 설정할 수 있다. 그러면, CAN 통신 기술에 기초한 프레임을 포함하는 CAN 메시지는 짧은 시간만 대기하고 즉시 송신될 수 있다. 예를 들어, CAN 통신 기술에 기초한 프레임을 수신한 TCU는 TCU 내부의 CAN 컨트롤러(CAN 마스터로 동작) 또는 TCU 외부의 CAN 마스터에게 해당 프레임을 전송할 수 있다. 그러면, CAN 컨트롤러 또는 CAN 마스터는 arbitration 값이 작을수록 해당 프레임을 짧은 시간 동안 보관하고, 신속하게 CAN 슬레이브(예: 엔진 ECU, 브레이트 ECU 등)에 전송할 수 있다. MEC 서버는 우선 순위가 높은 CAN 프레임일수록 arbitration 값에 더 작은 값을 설정할 수 있다.
TCU는 모든 CAN Controller (DCU, ECU), Ethernet Controller, LIN Master, MOST Master, Flexray master로부터 ECU/Slave 등 장치들의 상태 정보 및 데이터의 전송의 성공 여부 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 데이터의 전송의 성공 여부는 1) 데이터가 성공적으로 수신되었는지 여부 및 2) 장치들이 데이터에 기초한 동작을 성공적으로 수행하였는지 여부 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, CAN/LIN/Flexray 등의 마스터 장치가 슬레이브 장치에게 데이터를 전송한 이후, 슬레이브 장치가 해당 데이터를 정상적으로 수신하였으면, 데이터 전송의 응답으로서 데이터의 전송이 성공했다는 정보를 전송할 수 있다.
그리고, TCU는 MEC 서버에 전송할 메시지를 생성할 수 있다. 이 메시지는 상태 정보 및 데이터의 전송의 성공 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. TCU는 단계(S905)에서 기지국으로부터 수신한 채널 상태 정보에 기초하여 단계(S907)의 MEC 서버의 동작과 동일한 방식으로 기지국의 복수의 수신 빔과 TCU의 복수의 송신 빔의 조합에 대해 이용가능한 데이터 레이트를 결정할 수 있다. 즉, TCU는 주기적으로 기지국으로부터 채널 상태에 대한 정보를 피드백 받고, 채널 매트릭스에 기초하여 이용가능한 데이터 레이트를 결정할 수 잇다.
단계(S911)에서, TCU는 제어 데이터(또는 제어 데이터 및 일반 데이터를 모두 포함하는 데이터)의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 기지국에 전송할 수 있다. 그러면, 이동통신 네트워크는 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 MEC 서버에 전송할 수 있다.
구체적으로, TCU는 데이터를 수신한 장치들로부터 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 정보를 수신할 수 있다. TCU는 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 정보를 기지국을 거쳐 MEC 서버에 전송할 수 있다. TCU는 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 정보를 도 10의 형식과 같은 데이터에 포함시켜 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 생성할 수 있다. TCU가 전송하는 데이터는 도 10의 데이터에서 TCU Dest IP 주소 대신 MEC 서버 앱 Dest IP 주소를 포함하고, MEC 서버 앱 IP 주소 대신 TCU source IP 주소를 포함할 수 있다. TCU 가 전송하는 차량에 관련된 정보가 차량 제어에 사용되는 데이터(카메라 데이터, 레이다 센서 데이터, 라이다 센서 데이터, 각종 ECU 데이터, LIN 데이터)를 포함하지 않고, 엔터테인먼트 서비스용 데이터(AR/VR, 영화 등)만 포함하는 경우가 있다. 이러한 경우, TCU는 이더넷 프레임만 포함시켜 MEC 서버에 데이터를 전송할 수 있다.
이때, TCU는 기지국의 복수의 수신 빔과 TCU의 복수의 송신 빔의 조합에 대해 이용가능한 데이터 레이트에 기초하여 데이터 레이트가 가장 높은 송신 빔을 선택하고, 선택된 송신 빔을 이용하여 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 전송할 수 있다. 또는, TCU는 데이터 레이트가 높은 순서대로 J개(예: 4개)의 송신 빔을 선택하고, 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 J개의 송신 빔을 이용하여 전송할 수도 있다.
MEC 서버가 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 수신하지 못하거나, 손상된 메시지를 수신한 경우, MEC 서버는 TCU에게 NACK을 전송할 수 있다. 이러한 경우, TCU는 MEC 클라이언트 앱을 이용하여 데이터 레이트가 높은 순서대로 J개(예: 6개)의 송신 빔을 선택하고, 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 K개(예: 3개) 복사할 수 있다. 그리고, TCU는 J개의 송신 빔 각각에 대해 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 K개만큼 반복하여 전송할 수 있다.
MEC 서버가 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 수신하면, 수신된 메시지에서 복수의 통신 기술에 기초한 프레임(CAN/LIN/Flexray/MOST/이더넷) 프레임을 분석하고, 각 프레임의 CRC(cyclic redundancy check) 값 및 전체 메시지의 CRC 값이 정상인지 판단한다. 각 프레임의 CRC 값 및 전체 메시지의 CRC 값이 정상이면, MEC 서버는 TCU에 메시지의 전송이 성공했다는 정보(예: ACTION_ACK)를 전송한다. TCU가 ACTION_ACK를 수신하면, TCU는 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 전송할 때 사용했던 송신 빔의 개수(예: J개) 및 메시지를 복사한 개수(예: K개)를 저장한다. 그리고, TCU는 차량에 관련된 정보 또는 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 전송할 때 저장된 송신 빔의 개수 및 메시지를 복사한 개수를 이용할 수 있다.
MEC 서버가 수신한 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지가 FAIL인 경우(즉, 실패를 나타내는 경우), 리던던시(Redundancy)를 강화하기 위하여, MEC 서버는 5G 기지국 (sub6GHz), 5G 기지국 (mmWave), LTE 기지국 및 Wi-Fi 기지국 각각의 전송 빔 중에서 데이터 레이트가 가장 높은 빔을 선택할 수 있다. 그리고, MEC 서버는 선택된 빔을 이용하여 제어 데이터를 재전송할 수 있다.
MEC 서버가 수신한 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지가 FAIL인 경우(즉, 실패를 나타내는 경우), MEC 서버는 단계(S907)에서 결정한 그룹 R에서 데이터 레이트가 높은 순서로 Q개(예: 4개)의 송신 빔을 제어 데이터를 재전송할 송신 빔으로 설정할 수 있다. 그리고, MEC 서버는 동일한 제어 데이터를 Q개 복사하여 기지국의 Q개의 송신 빔을 이용하여 TCU에 전송할 수 있다.
TCU는 Q개의 복사된 제어 데이터를 수신하고, 수신된 제어 데이터를 차량에 구비된 장치들에 전송할 수 있다. TCU는 장치들로부터 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 정보를 수신할 수 있다. TCU는 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 MEC 서버에 전송할 수 있다. 이때, 제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지가 FAIL인 경우, MEC 서버는 단계(S907)에서 결정한 그룹 R에서 데이터 레이트가 높은 순서로 Q개(예: 8개)의 송신 빔을 선택하고, 동일한 제어 데이터를 S개(예: 5개) 생성할 수 있다. 그리고, MEC 서버는 기지국의 Q개의 송신 빔을 이용하여 각 송신 빔에 S개의 제어 데이터를 전송할 수 있다.
무선구간에서 노이즈나 간섭에 의하여 제어 데이터가 손상되는 경우에는 차량의 안전성에 큰 위험이 발생할 수 있다. 따라서, MEC 서버는 TCU에서 제어명령을 수행 동작이 완료되었다는 SUCCESS_ACK메세지를 수신할 때까지(제어 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지가 성공을 나타낼 때까지) 제어 데이터를 반복하여 전송할 수 있다.
도 11은 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버의 핸드오버 관련 동작의 예시를 나타낸 플로우 차트이다.
단계(S1101)에서, MEC 서버는 차량의 현재 위치를 확인할 수 있다. MEC 서버는 도 10의 단계(S904)에서 수신한 차량에 관련된 정보에 기초하여 차량의 현재 위치를 확인할 수 있다.
단계(S1102)에서, MEC 서버는 차량의 현재 위치가 핸드오버가 예상되는 위치인지 판단할 수 있다. 구체적으로, MEC 서버는 자신과 통신하는 기지국의 커버리지 정보, 차량의 현재 위치, 차량의 이동 방향, 차량의 이동 속도에 기초하여 차량이 핸드오버할 것으로 예상되는 시점이 특정 시간(예: 1s) 이내인 경우, 차량의 현재 위치가 핸드오버 예상 위치로 판단할 수 있다.
차량의 현재 위치가 핸드오버가 예상되는 위치가 아닌 경우, 프로세스는 종료된다.
차량의 현재 위치가 핸드오버가 예상되는 위치인 경우, 단계(S1103)이 수행된다. 단계(S1103)에서, MEC 서버는 차량에 관련된 정보를 차량이 핸드오버할 것으로 예상되는 지역의 MEC 서버에 미리 전송할 수 있다.
단계(S1104)에서, 차량이 핸드오버를 완료한 경우, MEC 서버는 MEC 서버가 관리하는 TCU 목록에서 해당 차량의 TCU 정보를 삭제할 수 있다.
도 11에서 설명한 동작에 따르면, 다수의 MEC 서버 간에 핸드오버가 예상되는 TCU에 대한 정보가 빠르게 전달될 수 있으며, TCU는 신속한 핸드오버를 수행할 수 있다.
도 12은 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버의 동작의 예시를 나타낸 플로우 차트이다.
도 12은 도 8 내지 도 11에서 설명한 MEC 서버의 동작의 예시를 나타낸다. 도 12에 도시된 동작들은 예시에 불과하며, MEC 서버는 도 8 내지 도 11에서 설명한 동작들을 모두 수행할 수 있다.
단계(S1201)에서, MEC 서버는 차량에 구비된 TCU의 채널 상태 정보를 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크로부터 수신할 수 있다. 여기서, 채널 상태 정보는 TCU와 기지국 간의 무선 채널에 관한 것이다.
MEC 서버는 차량에 관련된 정보(예: 제1 장치의 상태 정보)를 이동통신 네트워크로부터 수신할 수 있다. 제1 장치의 상태 정보는 TCU가 기지국으로 전송한 것이다. 그리고, MEC 서버는 차량에 관련된 정보에 기초하여 제1 데이터를 생성할 수 있다.
단계(S1202)에서, MEC 서버는 채널 상태 정보에 기초하여 기지국의 복수의 송신 빔과 TCU의 복수의 송신 빔의 조합에 대해 이용가능한 데이터 레이트를 결정할 수 있다.
단계(S1203)에서, MEC 서버는 TCU에 전송할 제1 데이터의 우선 순위 및 결정된 데이터 레이트에 기초하여 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 제1 데이터의 전송에 사용될 제1 송신 빔을 결정할 수 있다. 여기서, 제1 데이터는 차량에 구비된 제1 장치를 제어하기 위한 데이터이다. 또는, 제1 데이터는 차량에 구비된 제1 장치를 제어하기 위한 제어 데이터 및 RSE, AVN, 단말 등에 제공할 일반 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
제1 장치가 차량에 구비된 복수의 장치를 포함할 수 있다. 복수의 장치가 서로 다른 통신 기술에 기초하여 동작하는 경우, 제1 데이터(예: 도 10의 데이터)는 상기 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초한 복수의 데이터 프레임을 포함할 수 있다. 서로 다른 통신 기술은 CAN, FlexRay, MOST, Ethernet 중 적어도 두 개를 포함할 수 있다.
MEC 서버는 TCU에 전송할 제2 데이터의 우선 순위 및 상기 결정된 데이터 레이트에 기초하여 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 제2 데이터의 전송에 사용될 제2 송신 빔을 결정하는 단계를 더 수행할 수도 있다. 여기서, 제2 데이터는 차량에 구비된 제2 장치를 제어하기 위한 데이터일 수 있다.
MEC 서버는 TCU에 복수의 종류의 데이터를 전송하는 경우, 각 데이터의 우선 순위가 높을수록 데이터 레이트가 높은 송신 빔을 데이터의 전송에 사용할 송신 빔으로 결정할 수 있다.
단계(S1204)에서, MEC 서버는 제1 데이터 및 제1 송신 빔에 대한 정보를 이동통신 네트워크에 전송할 수 있다. 제1 송신 빔에 대한 정보는 기지국이 제1 송신 빔을 이용하여 제1 데이터를 TCU로 전송하는데 사용될 수 있다.
MEC 서버는 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 상기 이동통신 네트워크로부터 수신할 수 있다. 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지는 TCU에 의해 상기 기지국으로 전송된 것일 수 있다.
제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지가 상기 제1 데이터의 전송 실패를 나타내는 경우, MEC 서버는 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 데이터 레이트가 높은 순서로 미리 설정된 개수의 송신 빔을 상기 제1 송신 빔으로 결정할 수 있다. 그리고, MEC 서버는 제1 데이터를 미리 설정된 개수의 송신 빔에 반복하여 이동통신 네트워크에 전송할 수 있다.
도 13는 본 명세서의 개시에 따른 MEC 서버의 동작의 예시를 나타낸 플로우 차트이다.
도 12은 도 8 내지 도 11에서 설명한 TCU의 동작의 예시를 나타낸다. 도 12에 도시된 동작들은 예시에 불과하며, TCU는 도 8 내지 도 11에서 설명한 동작들을 모두 수행할 수 있다.
단계(S1301)에서, TCU는 MEC 서버로부터 제1 데이터를 수신할 수 있다. 제1 데이터는 차량에 구비된 제1 장치를 제어하기 위한 데이터일 수 있다. 제1 데이터는 MEC 서버가 제1 상태 정보에 기초하여 생성한 데이터일 수 있다.
참고로, 단계(S1301) 이전에, TCU는 차량에 구비된 제1 장치의 상태에 관련된 제1 상태 정보를 제1 장치로부터 수신할 수 있다. 그리고, TCU는 기지국의 채널 상태 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 채널 상태 정보는 상기 TCU와 기지국 간의 무선 채널에 대한 것일 수 있다.
TCU는 채널 상태 정보에 기초하여 기지국의 복수의 수신 빔과 상기 TCU의 복수의 송신 빔의 조합에 대한 데이터 레이트를 결정할 수 있다. TCU 는 복수의 송신 빔 중 데이터 레이트가 가장 높은 송신 빔을 제1 송신 빔으로 결정할 수 있다. TCU는 제1 송신 빔을 이용하여 제1 상태 정보를 상기 기지국으로 전송할 수 있다.
TCU는 제1 상태 정보의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 제1 상태 정보의 성공 여부에 대한 메시지는 MEC 서버에 의해 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크로 전송된 것일 수 있다. 제1 상태 정보의 전송의 성공 여부에 대한 메시지가 제1 상태 정보의 전송 실패를 나타내는 경우, TCU는 복수의 송신 빔 중에서 데이터 레이트가 높은 미리 설정된 개수의 송신 빔을 상기 제1 송신 빔으로 결정할 수 있다. 그러면, TCU는 제1 상태 정보를 상기 미리 설정된 개수의 송신 빔에 반복하여 기지국에 전송할 수 있다.
단계(S1302)에서, TCU는 제1 데이터를 차량에 구비된 제1 장치에 전송할 수 있다. 제1 장치가 차량에 구비된 복수의 장치를 포함할 수도 있다. 복수의 장치가 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초하여 동작하는 경우, 제1 데이터는 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초한 복수의 데이터 프레임을 포함할 수 있다. 이러한 경우, TCU는 복수의 데이터 프레임을 통신 기술 별로 분해하여 복수의 장치에 전송할 수 있다. 여기서, 서로 다른 통신 기술은, CAN, LIN, FlexRay, Most, Ethernet 중 적어도 두 개를 포함할 수 있다.
단계(S1303)에서, TCU는 제1 장치로부터 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 수신할 수 있다.
단계(S1304)에서, TCU는 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 기지국에 전송할 수 있다.
본 명세서의 개시에 따르면, MEC 서버가 TCU로부터 차량에 관련된 정보(주요 차량 정보, 자율 주행과 연관된 센서 정보 등)을 수신하고, MEC 서버가 차량에 관련된 정보를 분석하여 TCU에 제어 데이터를 전송하고, TCU가 타겟 장치에 제어 데이터를 전송하여 차량을 제어하는 동작은 5msec 이내에 수행될 수 있다. 따라서, 차량에 Auto Driving Computer System(ADSC)을 장착하지 않더라도, MEC 서버가 자율 주행 기능을 제공할 수 있다.
TCU의 프로스세의 낮은 연산 능력으로 인하여, 차량에 구비된 센서들이 실시간으로 제공하는 대용량 센서 정보를 신속하게 분석할 수 없었다. 본 명세서의 개시에 따르면, TCU는 대용량 센서 정보를 MEC 서버에 전송하면, CPU 성능(즉, 연산 능력)이 TCU의 프로세서보다 월등하게 좋은 MEC 서버에서 대용량 센서 정보를 분석할 수 있다. MEC 서버는 미리 정의된 자율 주행 시나리오에 기초하여 TCU에 제어 데이터를 송신하고, TCU는 제어 데이터를 차량에 구비된 장치들(ECU, LIN Master 등)에 전송함으로써 차량을 MEC 서버의 정책(미리 설정된 제어 시나리오)에 기초하여 제어할 수 있다.
도 14은 본 명세서의 개시에 따른 통신 기기를 나타낸다.
도 14을 참조하면, 무선 통신 시스템은 제 1 장치(9010)와 제 2 장치(9020)를 포함할 수 있다.
제1 장치(9010)는 본 명세서에서 설명한 MEC 서버일 수 있다. 또한, 제 1 장치(9010)는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야와 관련된 장치일 수 있다.
제 2 장치(9020)는 본 명세서에서 설명한 TCU 일 수 있다. 또한, 제2 장치(9020)는 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 차량, 자율주행 기능을 탑재한 차량, 커넥티드카(Connected Car), 5G 서비스와 관련된 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야와 관련된 장치일 수 있다.
예를 들어, 단말은 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, HMD는 머리에 착용하는 형태의 디스플레이 장치일 수 있다. 예를 들어, HMD는 VR, AR 또는 MR을 구현하기 위해 사용될 수 있다.
상기 제 1 장치(9010)는 프로세서(9011)와 같은 적어도 하나 이상의 프로세서와, 메모리(9012)와 같은 적어도 하나 이상의 메모리와, 송수신기(9013)과 같은 적어도 하나 이상의 송수신기를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(9011)는 전술한 기능, 절차, 및/또는 방법들을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(9011)는 하나 이상의 프로토콜을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서(9011)는 무선 인터페이스 프로토콜의 하나 이상의 계층들을 수행할 수 있다. 상기 메모리(9012)는 상기 프로세서(9011)와 연결되고, 다양한 형태의 정보 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 상기 송수신기(9013)는 상기 프로세서(9011)와 연결되고, 무선 시그널을 송수신하도록 제어될 수 있다.
상기 제 2 장치(9020)는 프로세서(9021)와 같은 적어도 하나의 프로세서와, 메모리(9022)와 같은 적어도 하나 이상의 메모리 장치와, 송수신기(9023)와 같은 적어도 하나의 송수신기를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(9021)는 전술한 기능, 절차, 및/또는 방법들을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(9021)는 하나 이상의 프로토콜을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서(9021)는 무선 인터페이스 프로토콜의 하나 이상의 계층들을 구현할 수 있다. 상기 메모리(9022)는 상기 프로세서(9021)와 연결되고, 다양한 형태의 정보 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 상기 송수신기(9023)는 상기 프로세서(9021)와 연결되고, 무선 시그널을 송수신하도록 제어될 수 있다.
상기 메모리(9012) 및/또는 상기 메모리(9022)는, 상기 프로세서(9011) 및/또는 상기 프로세서(9021)의 내부 또는 외부에서 각기 연결될 수도 있고, 유선 또는 무선 연결과 같이 다양한 기술을 통해 다른 프로세서에 연결될 수도 있다.
상기 제 1 장치(9010) 및/또는 상기 제 2 장치(9020)는 하나 이상의 안테나를 가질 수 있다. 예를 들어, 안테나(9014) 및/또는 안테나(9024)는 무선 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.
도 15은 도 14의 통신 기기의 상세 블록도이다 .
도 15은 본 발명의 실시예를 구현하는 보다 상세한 무선 통신 장치를 나타낸다. 무선 통신 장치 측에 대해 전술한 본 발명이 이 실시예에 적용될 수 있다.
무선 통신 장치는 프로세서(610), 전력 관리 모듈(611), 배터리(612), 디스플레이(613), 키패드(614), SIM(subscriber identification module) 카드(615), 메모리(620), 송수신부(630), 하나 이상의 안테나(631), 스피커(640) 및 마이크(641)를 포함한다. 프로세서(610)는 도 14의 제1 장치(9010)의 프로세서(9011) 또는 제2 장치(9020)의 프로세서(9021)일 수 있다. 메모리(620)는 도 14의 제1 장치(9010)의 메모리 (9012) 또는 제2 장치(9020)의 메모리(9022)일 수 있다. 송수신기(630)는 도 14의 제1 장치(9010)의 송수신기(9013) 또는 제2 장치(9020)의 송수신기(9023)일 수 있다.
프로세서(610)는 본 명세서에서 설명된 제안된 기능, 절차 및/ 또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(610)에서 구현될 수 있다. 프로세서(610)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 프로세서는 AP(application processor)일 수 있다. 프로세서(610)는 DSP(digital signal processor), CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit), 모뎀(Modem; modulator and demodulator) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(610)의 예는 Qualcomm®에 의해 제조된 SNAPDRAGONTM 시리즈 프로세서, Samsung®에 의해 제조된 EXYNOSTM 시리즈 프로세서, Apple®에 의해 제조된 A 시리즈 프로세서, MediaTek®에 의해 제조된 HELIOTM 시리즈 프로세서, INTEL®에 의해 제조된 ATOMTM 시리즈 프로세서 또는 대응하는 차세대 프로세서일 수 있다.
프로세서(610)는 송수신기(630)를 제어하여, 제1 개수의 수신 빔을 이용하여 제1 구간에서 SS(Synchronization Signal)/PBCH(Physical Broadcast Channel) Block (SSB)를 서빙셀로부터 수신하고; 수신된 SSB에 기초하여 측정을 수행하고; 및 송수신기(630)를 제어하여, 제2 개수의 수신 빔을 이용하여 제2 구간에서 하향링크 데이터를 서빙셀로부터 수신하고, 제1 구간 및 제2 구간은 SSB based measurement timing configuration (SMTC) 윈도우 구간(duration)에 포함되고, 수신 빔의 개수가 제1 개수에서 제2 개수로 변경되거나 제2 개수에서 제1 개수로 변경되는 제3 구간 동안 하향링크 데이터가 전송되지 않는 것으로 간주되도록 구성될 수 있다.
전력 관리 모듈(611)은 프로세서(610) 및/또는 송수신기(630)에 대한 전력을 관리한다. 배터리(612)는 전력 관리 모듈(611)에 전력을 공급한다. 디스플레이(613)는 프로세서(610)에 의해 처리된 결과를 출력한다. 키패드(614)는 프로세서(610)에 의해 사용될 입력을 수신한다. 키패드(614)는 디스플레이(613) 상에 표시될 수 있다. SIM 카드(615)는 휴대 전화 및 컴퓨터와 같은 휴대 전화 장치에서 가입자를 식별하고 인증하는 데에 사용되는 IMSI(international mobile subscriber identity) 및 그와 관련된 키를 안전하게 저장하기 위하여 사용되는 집적 회로이다. 많은 SIM 카드에 연락처 정보를 저장할 수도 있다.
메모리(620)는 프로세서(610)와 동작 가능하게 결합되고, 프로세서(610)를 동작시키기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(620)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현되는 경우, 본 명세서에서 설명된 기술들은 본 명세서에서 설명된 기능을 수행하는 모듈(예컨대, 절차, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(620)에 저장될 수 있고 프로세서(610)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(620)는 프로세서(610) 내부에 구현될 수 있다. 또는, 메모리(620)는 프로세서(610) 외부에 구현될 수 있으며, 기술 분야에서 공지된 다양한 수단을 통해 프로세서(610)에 통신 가능하게 연결될 수 있다.
송수신기(630)는 프로세서(610)와 동작 가능하게 결합되고, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 송수신기(630)는 전송기와 수신기를 포함한다. 송수신기(630)는 무선 주파수 신호를 처리하기 위한 기저 대역 회로를 포함할 수 있다. 송수신기는 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 하나 이상의 안테나(631)을 제어한다.
스피커(640)는 프로세서(610)에 의해 처리된 소리 관련 결과를 출력한다. 마이크(641)는 프로세서(610)에 의해 사용될 소리 관련 입력을 수신한다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에 기재된 청구항들은 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다.

Claims (18)

  1. 통신 기기가 데이터를 송수신하는 방법으로서,
    차량에 구비된 TCU(Telematics Communication Unit)의 채널 상태 정보를 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크로부터 수신하는 단계,
    상기 채널 상태 정보는 상기 TCU와 상기 기지국 간의 무선 채널에 대한 것이고;
    상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔과 상기 TCU의 복수의 수신 빔의 조합에 대해 이용가능한 데이터 레이트(data rate)를 결정하는 단계;
    상기 TCU에 전송할 제1 데이터의 우선 순위 및 상기 결정된 데이터 레이트에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 상기 제1 데이터의 전송에 사용될 제1 송신 빔을 결정하는 단계,
    상기 제1 데이터는 상기 차량에 구비된 제1 장치를 제어하기 위한 데이터이고; 및
    상기 제1 데이터 및 상기 제1 송신 빔에 대한 정보를 상기 이동통신 네트워크에 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 송신 빔에 대한 정보는 상기 기지국의 제1 송신 빔을 이용하여 상기 제1 데이터를 상기 TCU로 전송하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 장치가 상기 차량에 구비된 복수의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 장치가 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초하여 동작하는 경우, 상기 제1 데이터는 상기 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초한 복수의 데이터 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서로 다른 통신 기술은, CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), FlexRay, Most(Media Oriented System Transport), Ethernet 중 적어도 두 개를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서
    상기 TCU에 전송할 제2 데이터의 우선 순위 및 상기 결정된 데이터 레이트에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 상기 제2 데이터의 전송에 사용될 제2 송신 빔을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 데이터는 상기 차량에 구비된 제2 장치를 제어하기 위한 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 데이터의 우선 순위가 상기 제1 데이터의 우선 순위보다 높은 경우, 상기 제2 송신 빔의 데이터 레이트가 상기 제1 송신 빔의 데이터 레이트보다 높은 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 장치의 상태 정보를 상기 이동통신 네트워크로부터 수신하는 단계,
    상기 제1 장치의 상태 정보는 상기 TCU가 상기 기지국으로 전송한 것이고; 및
    상기 제1 장치의 상태 정보에 기초하여 상기 제1 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 상기 이동통신 네트워크로부터 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지는 상기 TCU에 의해 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지가 상기 제1 데이터의 전송 실패를 나타내는 경우, 상기 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 데이터 레이트가 높은 순서로 미리 설정된 N개의 송신 빔을 상기 제1 송신 빔으로 결정하는 단계; 및
    상기 제1 데이터를 상기 N개의 송신 빔에 반복하여 상기 이동통신 네트워크에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 통신 기기는 MEC(Multi-access Edge Computing) 서버인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 차량에 구비된 TCU(Telematics Communication Unit)가 데이터를 송수신하는 방법으로서,
    MEC(Multi-access Edge Computing) 서버의 제1 데이터를 기지국으로부터 수신하는 단계,
    상기 제1 데이터는 상기 차량에 구비된 제1 장치를 제어하기 위한 데이터이고;
    상기 제1 데이터를 상기 제1 장치에 전송하는 단계;
    상기 제1 장치로부터 상기 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 제1 데이터의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 장치가 상기 차량에 구비된 복수의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 복수의 장치가 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초하여 동작하는 경우, 상기 제1 데이터는 상기 서로 다른 통신 기술(technology)에 기초한 복수의 데이터 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 장치에 전송하는 단계는,
    상기 복수의 데이터 프레임을 분해하여 상기 복수의 장치에 전송하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 서로 다른 통신 기술은, CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), FlexRay, Most(Media Oriented System Transport), Ethernet 중 적어도 두 개를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 장치의 상태에 관련된 제1 상태 정보를 상기 제1 장치로부터 수신하는 단계;
    상기 기지국의 채널 상태 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계,
    상기 채널 상태 정보는 상기 TCU와 기지국 간의 무선 채널에 대한 것이고;
    상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 기지국의 복수의 수신 빔과 상기 TCU의 복수의 송신 빔의 조합에 대한 데이터 레이트를 결정하는 단계;
    상기 복수의 송신 빔 중 데이터 레이트가 가장 높은 송신 빔을 제1 송신 빔으로 결정하는 단계; 및
    상기 제1 송신 빔을 이용하여 상기 제1 상태 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 상태 정보의 전송의 성공 여부에 대한 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 상태 정보의 성공 여부에 대한 메시지는 상기 MEC 서버에 의해 상기 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 상태 정보의 전송의 성공 여부에 대한 메시지가 상기 제1 상태 정보의 전송 실패를 나타내는 경우, 상기 복수의 송신 빔 중에서 데이터 레이트가 높은 미리 설정된 개수의 송신 빔을 상기 제1 송신 빔으로 결정하는 단계; 및
    상기 제1 상태 정보를 상기 미리 설정된 개수의 송신 빔에 반복하여 상기 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 데이터를 송수신하는 통신 기기로서,
    트랜시버(transceiver);
    메모리(memory); 및
    상기 트랜시버 및 메모리를 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 트랜시버를 제어하여, 차량에 구비된 TCU(Telematics Communication Unit)의 채널 상태 정보를 기지국을 포함하는 이동통신 네트워크로부터 수신하고,
    상기 채널 상태 정보는 상기 TCU와 상기 기지국 간의 무선 채널에 대한 것이고;
    상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔과 상기 TCU의 복수의 수신 빔의 조합에 대해 이용가능한 데이터 레이트(data rate)를 결정하고;
    상기 TCU에 전송할 제1 데이터의 우선 순위 및 상기 결정된 데이터 레이트에 기초하여 상기 기지국의 복수의 송신 빔 중에서 상기 제1 데이터의 전송에 사용될 제1 송신 빔을 결정하고,
    상기 제1 데이터는 상기 차량에 구비된 제1 장치를 제어하기 위한 데이터이고; 및
    상기 트랜시버를 제어하여 상기 제1 데이터 및 상기 제1 송신 빔에 대한 정보를 상기 이동통신 네트워크에 전송하고,
    상기 제1 송신 빔에 대한 정보는 상기 기지국의 제1 송신 빔을 이용하여 상기 제1 데이터를 상기 TCU로 전송하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
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