WO2021182934A1 - 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 vru가 이동 경로를 예측하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 vru가 이동 경로를 예측하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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황재호
김학성
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엘지전자 주식회사
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • a wireless communication system is a multiple access system that supports communication with multiple users by sharing available system resources (eg, bandwidth, transmission power, etc.).
  • Examples of the multiple access system include a code division multiple access (CDMA) system, a frequency division multiple access (FDMA) system, a time division multiple access (TDMA) system, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system, and a single carrier frequency (SC-FDMA) system.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency
  • a sidelink refers to a communication method in which a direct link is established between user equipment (UE), and voice or data is directly exchanged between terminals without going through a base station (BS).
  • SL is being considered as one way to solve the burden of the base station due to the rapidly increasing data traffic.
  • V2X vehicle-to-everything refers to a communication technology that exchanges information with other vehicles, pedestrians, and infrastructure-built objects through wired/wireless communication.
  • V2X can be divided into four types: vehicle-to-vehicle (V2V), vehicle-to-infrastructure (V2I), vehicle-to-network (V2N), and vehicle-to-pedestrian (V2P).
  • V2X communication may be provided through a PC5 interface and/or a Uu interface.
  • RAT radio access technology
  • MTC massive machine type communication
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communication
  • a next-generation radio access technology in consideration of the like may be referred to as a new radio access technology (RAT) or a new radio (NR).
  • RAT new radio access technology
  • NR new radio
  • V2X vehicle-to-everything
  • FIG. 1 is a diagram for explaining and comparing V2X communication based on RAT before NR and V2X communication based on NR
  • V2X message may include location information, dynamic information, attribute information, and the like.
  • the UE may transmit a periodic message type CAM and/or an event triggered message type DENM to another UE.
  • the CAM may include basic vehicle information such as dynamic state information of the vehicle such as direction and speed, vehicle static data such as dimensions, external lighting conditions, and route details.
  • the UE may broadcast the CAM, and the CAM latency may be less than 100 ms.
  • the terminal may generate a DENM and transmit it to another terminal.
  • all vehicles within the transmission range of the terminal may receive the CAM and/or DENM.
  • the DENM may have a higher priority than the CAM.
  • V2X scenarios are being presented in NR.
  • various V2X scenarios may include vehicle platooning, advanced driving, extended sensors, remote driving, and the like.
  • vehicles can be dynamically grouped and moved together.
  • vehicles belonging to the group may receive periodic data from a leading vehicle.
  • the vehicles belonging to the group may use periodic data to reduce or widen the distance between the vehicles.
  • the vehicle can be semi-automated or fully automated.
  • each vehicle may adjust trajectories or maneuvers based on data obtained from local sensors of the proximate vehicle and/or proximate logical entity.
  • each vehicle may share driving intention with adjacent vehicles.
  • raw data or processed data obtained through local sensors, or live video data may include a vehicle, a logical entity, a terminal of a pedestrian and / or can be interchanged between V2X application servers.
  • the vehicle may recognize an environment that is improved over an environment that can be detected using its own sensor.
  • a remote driver or V2X application may operate or control the remote vehicle.
  • a route can be predicted such as in public transportation
  • cloud computing-based driving may be used to operate or control the remote vehicle.
  • access to a cloud-based back-end service platform may be considered for remote driving.
  • the problem to be solved is to correct the progression probability for each of a plurality of VRU paths branching from the joint based on the angular and positional relationship between the joint and the VRU obtained from the VRU path map, and
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus capable of more accurately predicting a movement path of a VRU based on a progress probability.
  • a method for predicting a movement path of a VRU based on a VRU path map in a wireless communication system supporting sidelink includes receiving the VRU path map including joint information, and based on the VRU path map, estimating a movement path of at least one VRU, and transmitting a first message including information on the movement path of the at least one VRU, wherein the joint information is a joint into which a plurality of VRU paths are branched. location information on the VRUs, and information on angles and probabilities for each of the plurality of VRU paths branching to each of the joints, wherein the VRU is determined based on the location of the VRU and the traveling direction measured through the sensor.
  • a specific joint is determined among the joints, and the probability of each of the VRU paths is corrected based on the angle difference between the angle of each of the VRU paths branching from the specific joint and the angle of travel, so that the at least one VRU A movement path is predicted, and the information on the movement path of the VRU included in the first message may include corrected probability information for each of the VRU paths.
  • the VRU determines a first probability correction value based on the angular difference value for each of the VRU paths, and adds the first probability correction value to the probability for the corresponding VRU path to the corresponding VRU path. It is characterized in that the probability is corrected.
  • the VRU may correct the probability of each of the VRU paths by applying a weight determined based on the distance to the specific joint to the first probability correction value.
  • the weight is determined as a first value if the distance to the joint is less than a first threshold distance, and is determined as a second value that is smaller than the first value if the distance to the joint is greater than or equal to the first threshold distance do.
  • the first probability correction value may decrease as the angle difference value increases.
  • the information on the movement path of the at least one VRU may further include information on the specific joint and angle information on each of the VRU paths in the specific joint.
  • the joint information may further include information on a path width for each of the plurality of VRU paths.
  • the VRU compares the path width with a first threshold determined based on the state information of the VRU to detect whether a corresponding VRU path has departed, and when the departure of the VRU path is detected, the first message It is characterized by changing the type of VAM (VRU Awareness Message) to DENM (Decentralized Environmental Notification Message).
  • VAM VRU Awareness Message
  • DENM Decentralized Environmental Notification Message
  • the VRU device may additionally perform a notification operation of warning the user of the VRU device of the departure of the VRU path when the departure of the VRU path is detected.
  • the travel angle may be determined based on an average of heading angles sensed by the sensor for a preset time.
  • a Vulnerable Road User (VRU) device for predicting a moving path based on a VRU path map in a wireless communication system supporting sidelink includes a radio frequency (RF) transceiver, and a processor connected to the RF transceiver and the processor controls the RF transceiver to receive the VRU path map including joint information, predict a movement path of the at least one VRU based on the VRU path map and the traveling direction, and the at least one transmits a first message including information on a movement path of a VRU of including information on angles and probabilities for each, the processor determines a specific joint among the joints based on the location of the VRU and a traveling direction measured through a sensor, and each of the VRU paths branching from the specific joint
  • the movement path of the at least one VRU is predicted by correcting the probability of each of the VRU paths based on the angular difference value between the angle of , and the travel angle, and the movement path of the VRU included in the first message is
  • the information may
  • Various embodiments correct the progression probability for each of a plurality of VRU paths branching from the joint based on the angular and positional relationship between the joint and the VRU obtained from the VRU path map, and proceed with each of the corrected VRU paths. It is possible to more accurately predict the movement path of the VRU based on the probability.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining and comparing V2X communication based on RAT before NR and V2X communication based on NR
  • FIG 2 shows the structure of an LTE system.
  • 3 shows the structure of the NR system.
  • FIG. 4 shows the structure of a radio frame of NR.
  • 5 shows a slot structure of an NR frame.
  • FIG. 6 shows a radio protocol architecture for SL communication.
  • FIG. 7 shows a terminal performing V2X or SL communication.
  • FIG. 8 shows a resource unit for V2X or SL communication.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an ITS station reference architecture.
  • 10 is an exemplary structure of an ITS station that can be designed and applied based on a reference structure.
  • 11 and 12 are diagrams for explaining a method for a SoftV2X server of a SoftV2X system to generate a VRU path map based on VRU messages of VRUs.
  • 13 and 14 are diagrams for explaining a method for the SoftV2X server to model a VRU path.
  • 15 is a diagram for explaining a method of generating a VRU path map based on DF_Node.
  • 16 and 17 are diagrams for explaining a method of providing information on a VRU path map based on a zone ID.
  • 18 and 19 are diagrams for explaining a method of expressing an expected path of a VRU.
  • 20 is a diagram for explaining a VRU message including information on a plurality of VRU paths.
  • 21 to 24 are diagrams for explaining a method of operating a PSM including the plurality of VRU paths.
  • 25 is a diagram for describing a method for a VRU to predict a VRU path based on a previous VRU path and a heading angle.
  • 26 is a diagram for explaining a method for a VRU to predict a VRU path based on a VRU path map.
  • FIG. 27 is a block diagram of an apparatus for correcting a heading angle based on a VRU path map.
  • 31 and 32 are diagrams illustrating examples of a method for a VRU to predict a VRU path based on a VRU path map and predict a probability for each VRU path.
  • FIG. 33 is a diagram for describing a method for a VRU to detect whether a VRU deviates from a VRU path based on a VRU path map.
  • 34, 35, 36, and 37 are diagrams for explaining a method by which the VRU verifies whether the VRU deviates from the VRU path based on the VRU path map and the VRU state.
  • 38, 39, and 40 are diagrams for explaining a method of adjusting a transmission parameter of the VRU message when it is determined that the VRU is located in a dangerous area.
  • the wireless device may be implemented in various forms according to use-examples/services.
  • 44 illustrates a vehicle or an autonomous driving vehicle to which the present invention is applied.
  • a wireless communication system is a multiple access system that supports communication with multiple users by sharing available system resources (eg, bandwidth, transmission power, etc.).
  • Examples of the multiple access system include a code division multiple access (CDMA) system, a frequency division multiple access (FDMA) system, a time division multiple access (TDMA) system, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system, and a single carrier frequency (SC-FDMA) system.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency
  • a sidelink refers to a communication method in which a direct link is established between user equipment (UE), and voice or data is directly exchanged between terminals without going through a base station (BS).
  • the sidelink is being considered as one way to solve the burden of the base station due to the rapidly increasing data traffic.
  • V2X vehicle-to-everything refers to a communication technology that exchanges information with other vehicles, pedestrians, and infrastructure-built objects through wired/wireless communication.
  • V2X can be divided into four types: vehicle-to-vehicle (V2V), vehicle-to-infrastructure (V2I), vehicle-to-network (V2N), and vehicle-to-pedestrian (V2P).
  • V2X communication may be provided through a PC5 interface and/or a Uu interface.
  • the access technology may be referred to as new radio access technology (RAT) or new radio (NR).
  • RAT new radio access technology
  • NR new radio
  • V2X vehicle-to-everything
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with a radio technology such as global system for mobile communications (GSM)/general packet radio service (GPRS)/enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented with a wireless technology such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and evolved UTRA (E-UTRA).
  • IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e, and provides backward compatibility with a system based on IEEE 802.16e.
  • UTRA is part of the universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) that uses evolved-UMTS terrestrial radio access (E-UTRA), and employs OFDMA in downlink and SC in uplink - Adopt FDMA.
  • LTE-A (advanced) is an evolution of 3GPP LTE.
  • 5G NR is a successor technology of LTE-A, and is a new clean-slate type mobile communication system with characteristics such as high performance, low latency, and high availability. 5G NR can utilize all available spectrum resources, from low frequency bands below 1 GHz, to intermediate frequency bands from 1 GHz to 10 GHz, and high frequency (millimeter wave) bands above 24 GHz.
  • LTE-A or 5G NR is mainly described, but the technical spirit of the embodiment(s) is not limited thereto.
  • E-UTRAN Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network
  • LTE Long Term Evolution
  • the E-UTRAN includes a base station (BS) 20 that provides a control plane and a user plane to the terminal 10 .
  • the terminal 10 may be fixed or mobile, and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a mobile terminal (MT), and a wireless device.
  • the base station 20 refers to a fixed station that communicates with the terminal 10 and may be called by other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • the base stations 20 may be connected to each other through an X2 interface.
  • the base station 20 is connected to an Evolved Packet Core (EPC) 30 through an S1 interface, more specifically, a Mobility Management Entity (MME) through S1-MME and a Serving Gateway (S-GW) through S1-U.
  • EPC Evolved Packet Core
  • the EPC 30 is composed of an MME, an S-GW, and a Packet Data Network-Gateway (P-GW).
  • the MME has access information of the terminal or information about the capability of the terminal, and this information is mainly used for mobility management of the terminal.
  • the S-GW is a gateway having E-UTRAN as an endpoint
  • the P-GW is a gateway having a PDN as an endpoint.
  • the layers of the Radio Interface Protocol between the terminal and the network are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) standard model widely known in communication systems, L1 (Layer 1), It may be divided into L2 (second layer) and L3 (third layer).
  • OSI Open System Interconnection
  • the physical layer belonging to the first layer provides an information transfer service using a physical channel
  • the RRC (Radio Resource Control) layer located in the third layer is a radio resource between the terminal and the network. plays a role in controlling To this end, the RRC layer exchanges RRC messages between the terminal and the base station.
  • 3 shows the structure of the NR system.
  • the NG-RAN may include a gNB and/or an eNB that provides a UE with user plane and control plane protocol termination.
  • 7 illustrates a case in which only gNBs are included.
  • the gNB and the eNB are connected to each other through an Xn interface.
  • the gNB and the eNB are connected to the 5G Core Network (5GC) through the NG interface.
  • 5GC 5G Core Network
  • AMF access and mobility management function
  • UPF user plane function
  • FIG. 4 shows the structure of a radio frame of NR.
  • radio frames may be used in uplink and downlink transmission in NR.
  • a radio frame has a length of 10 ms and may be defined as two 5 ms half-frames (HF).
  • a half-frame may include 5 1ms subframes (Subframe, SF).
  • a subframe may be divided into one or more slots, and the number of slots in a subframe may be determined according to a subcarrier spacing (SCS).
  • SCS subcarrier spacing
  • Each slot may include 12 or 14 OFDM(A) symbols according to a cyclic prefix (CP).
  • CP cyclic prefix
  • each slot may include 14 symbols.
  • each slot may include 12 symbols.
  • the symbol may include an OFDM symbol (or CP-OFDM symbol), a single carrier-FDMA (SC-FDMA) symbol (or a Discrete Fourier Transform-spread-OFDM (DFT-s-OFDM) symbol).
  • Table 1 shows the number of symbols per slot ((N slot symb ), the number of slots per frame ((N frame,u slot ) and the number of slots per subframe according to the SCS configuration (u) when a normal CP is used. ((N subframe,u slot ) is exemplified.
  • Table 2 illustrates the number of symbols per slot, the number of slots per frame, and the number of slots per subframe according to SCS when the extended CP is used.
  • OFDM(A) numerology eg, SCS, CP length, etc.
  • OFDM(A) numerology eg, SCS, CP length, etc.
  • an (absolute time) interval of a time resource eg, a subframe, a slot, or a TTI
  • a TU Time Unit
  • multiple numerology or SCS to support various 5G services may be supported. For example, when SCS is 15 kHz, wide area in traditional cellular bands can be supported, and when SCS is 30 kHz/60 kHz, dense-urban, lower latency) and a wider carrier bandwidth may be supported. For SCS of 60 kHz or higher, bandwidths greater than 24.25 GHz may be supported to overcome phase noise.
  • the NR frequency band may be defined as two types of frequency ranges.
  • the two types of frequency ranges may be FR1 and FR2.
  • the numerical value of the frequency range may be changed, for example, the two types of frequency ranges may be as shown in Table 3 below.
  • FR1 may mean "sub 6GHz range”
  • FR2 may mean “above 6GHz range”
  • mmW millimeter wave
  • FR1 may include a band of 410 MHz to 7125 MHz as shown in Table 4 below. That is, FR1 may include a frequency band of 6 GHz (or 5850, 5900, 5925 MHz, etc.) or higher. For example, a frequency band of 6 GHz (or 5850, 5900, 5925 MHz, etc.) included in FR1 may include an unlicensed band. The unlicensed band may be used for various purposes, for example, for communication for a vehicle (eg, autonomous driving).
  • 5 shows a slot structure of an NR frame.
  • a slot includes a plurality of symbols in the time domain.
  • one slot may include 14 symbols, but in the case of an extended CP, one slot may include 12 symbols.
  • one slot may include 7 symbols, but in the case of an extended CP, one slot may include 6 symbols.
  • a carrier wave includes a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • a resource block (RB) may be defined as a plurality of (eg, 12) consecutive subcarriers in the frequency domain.
  • BWP Bandwidth Part
  • P Physical Resource Block
  • a carrier may include a maximum of N (eg, 5) BWPs. Data communication may be performed through the activated BWP.
  • Each element may be referred to as a resource element (RE) in the resource grid, and one complex symbol may be mapped.
  • RE resource element
  • the wireless interface between the terminal and the terminal or the wireless interface between the terminal and the network may be composed of an L1 layer, an L2 layer, and an L3 layer.
  • the L1 layer may mean a physical layer.
  • the L2 layer may mean at least one of a MAC layer, an RLC layer, a PDCP layer, and an SDAP layer.
  • the L3 layer may mean an RRC layer.
  • V2X or SL (sidelink) communication will be described.
  • FIG. 6 shows a radio protocol architecture for SL communication. Specifically, FIG. 6(a) shows a user plane protocol stack of NR, and FIG. 6(b) shows a control plane protocol stack of NR.
  • SL synchronization signal Sidelink Synchronization Signal, SLSS
  • SLSS Segment Synchronization Signal
  • the SLSS is an SL-specific sequence and may include a Primary Sidelink Synchronization Signal (PSSS) and a Secondary Sidelink Synchronization Signal (SSSS).
  • PSSS Primary Sidelink Synchronization Signal
  • SSSS Secondary Sidelink Synchronization Signal
  • the PSSS may be referred to as a Sidelink Primary Synchronization Signal (S-PSS)
  • S-SSS Sidelink Secondary Synchronization Signal
  • S-SSS Sidelink Secondary Synchronization Signal
  • length-127 M-sequences may be used for S-PSS
  • length-127 Gold sequences may be used for S-SSS.
  • the terminal may detect an initial signal using S-PSS and may obtain synchronization.
  • the UE may acquire detailed synchronization using S-PSS and S-SSS, and may detect a synchronization signal ID.
  • PSBCH Physical Sidelink Broadcast Channel
  • the basic information includes information related to SLSS, duplex mode (DM), TDD UL/DL (Time Division Duplex Uplink/Downlink) configuration, resource pool related information, type of application related to SLSS, It may be a subframe offset, broadcast information, or the like.
  • the payload size of PSBCH may be 56 bits including a CRC of 24 bits.
  • S-PSS, S-SSS, and PSBCH may be included in a block format supporting periodic transmission (eg, SL SS (Synchronization Signal)/PSBCH block, hereinafter S-SSB (Sidelink-Synchronization Signal Block)).
  • the S-SSB may have the same numerology (ie, SCS and CP length) as a Physical Sidelink Control Channel (PSCCH)/Physical Sidelink Shared Channel (PSSCH) in the carrier, and the transmission bandwidth is (pre)set SL BWP (Sidelink) BWP).
  • the bandwidth of the S-SSB may be 11 resource blocks (RBs).
  • the PSBCH may span 11 RBs.
  • the frequency position of the S-SSB may be set (in advance). Therefore, the UE does not need to perform hypothesis detection in frequency to discover the S-SSB in the carrier.
  • the transmitting terminal may transmit one or more S-SSBs to the receiving terminal within one S-SSB transmission period according to the SCS.
  • the number of S-SSBs that the transmitting terminal transmits to the receiving terminal within one S-SSB transmission period may be pre-configured or configured in the transmitting terminal.
  • the S-SSB transmission period may be 160 ms.
  • an S-SSB transmission period of 160 ms may be supported.
  • the transmitting terminal may transmit one or two S-SSBs to the receiving terminal within one S-SSB transmission period. For example, when the SCS is 30 kHz in FR1, the transmitting terminal may transmit one or two S-SSBs to the receiving terminal within one S-SSB transmission period. For example, when the SCS is 60 kHz in FR1, the transmitting terminal may transmit one, two or four S-SSBs to the receiving terminal within one S-SSB transmission period.
  • the transmitting terminal can transmit 1, 2, 4, 8, 16 or 32 S-SSBs to the receiving terminal within one S-SSB transmission period.
  • the transmitting terminal sends 1, 2, 4, 8, 16, 32 or 64 S-SSBs to the receiving terminal within one S-SSB transmission period. can be transmitted.
  • the structure of the S-SSB transmitted from the transmitting terminal to the receiving terminal may be different according to the CP type.
  • the CP type may be a Normal CP (NCP) or an Extended CP (ECP).
  • NCP Normal CP
  • ECP Extended CP
  • the number of symbols for mapping the PSBCH in the S-SSB transmitted by the transmitting terminal may be 9 or 8.
  • the CP type is ECP
  • the number of symbols for mapping the PSBCH in the S-SSB transmitted by the transmitting terminal may be 7 or 6.
  • the PSBCH may be mapped to the first symbol in the S-SSB transmitted by the transmitting terminal.
  • the receiving terminal receiving the S-SSB may perform an automatic gain control (AGC) operation in the first symbol period of the S-SSB.
  • AGC automatic gain control
  • FIG. 7 shows a terminal performing V2X or SL communication.
  • the term terminal in V2X or SL communication may mainly refer to a user's terminal.
  • the base station may also be regarded as a kind of terminal.
  • the terminal 1 may be the first apparatus 100
  • the terminal 2 may be the second apparatus 200 .
  • UE 1 may select a resource unit corresponding to a specific resource from a resource pool indicating a set of a series of resources. And, UE 1 may transmit an SL signal using the resource unit.
  • terminal 2 which is a receiving terminal, may receive a resource pool configured for terminal 1 to transmit a signal, and may detect a signal of terminal 1 in the resource pool.
  • the base station may inform the terminal 1 of the resource pool.
  • another terminal informs the terminal 1 of the resource pool, or the terminal 1 may use a preset resource pool.
  • the resource pool may be composed of a plurality of resource units, and each UE may select one or a plurality of resource units to use for its own SL signal transmission.
  • FIG. 8 shows a resource unit for V2X or SL communication.
  • the total frequency resources of the resource pool may be divided into NF, and the total time resources of the resource pool may be divided into NT. Accordingly, a total of NF * NT resource units may be defined in the resource pool. 8 shows an example of a case in which the corresponding resource pool is repeated in a period of NT subframes.
  • one resource unit (eg, Unit #0) may appear periodically and repeatedly.
  • an index of a physical resource unit to which one logical resource unit is mapped may change in a predetermined pattern according to time.
  • the resource pool may mean a set of resource units that a terminal that wants to transmit an SL signal can use for transmission.
  • a resource pool can be subdivided into several types. For example, according to the content of the SL signal transmitted from each resource pool, the resource pool may be divided as follows.
  • Scheduling assignment is a location of a resource used by a transmitting terminal for transmission of an SL data channel, MCS (Modulation and Coding Scheme) or MIMO (Multiple Input Multiple Output) required for demodulation of other data channels ) may be a signal including information such as a transmission method and TA (Timing Advance).
  • SA may also be multiplexed and transmitted together with SL data on the same resource unit.
  • the SA resource pool may mean a resource pool in which SA is multiplexed with SL data and transmitted.
  • the SA may be referred to as an SL control channel.
  • SL data channel Physical Sidelink Shared Channel, PSSCH
  • PSSCH Physical Sidelink Shared Channel
  • the discovery channel may be a resource pool for the transmitting terminal to transmit information such as its ID. Through this, the transmitting terminal can allow the neighboring terminal to discover itself.
  • the transmission timing determination method of the SL signal eg, whether it is transmitted at the reception time of the synchronization reference signal or whether it is transmitted by applying a predetermined timing advance at the reception time
  • resource Allocation method for example, whether the base station designates the transmission resource of an individual signal to an individual transmission terminal or whether an individual transmission terminal selects an individual signal transmission resource by itself within the resource pool
  • the signal format eg, each SL It may be divided into different resource pools again according to the number of symbols occupied by a signal in one subframe, or the number of subframes used for transmission of one SL signal
  • the signal strength from the base station the transmission power strength of the SL terminal, and the like.
  • ITS Intelligent Transport System
  • V2X Vehicle-to-Everything
  • V2V Vehicle-to-vehicle communication
  • V2N vehicle-to-base station communication
  • V2RSU Vehicle-to-RSU (Road-Side Unit) communication
  • V2I, I2V vehicle-to-RSU communication
  • I2I vehicle-to-human communication
  • V2P, P2V vehicle-to-human communication
  • a vehicle, a base station, an RSU, a person, etc., which are the subjects of vehicle communication, are referred to as ITS stations.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an ITS station reference architecture.
  • ITS station reference architecture ITS station reference architecture
  • the access layer Access layer
  • network & transport layer Network & Transport layer
  • Facilities layer and security Security
  • Management Entity
  • Entity Management
  • layered OSI layered OSI
  • the access layer of the ITS station corresponds to OSI layer 1 (physical layer) and layer 2 (data link layer), and the network & transport layer of the ITS station is OSI layer 3 (network layer) and layer 4 (transport layer), and the facilities layer of the ITS station corresponds to OSI layer 5 (session layer), layer 6 (presentation layer) and layer 7 (application layer).
  • the application layer located at the top of the ITS station performs a support function by actually implementing a use-case, and may be selectively used according to the use-case.
  • the management entity serves to manage all layers including communication and operation of the ITS station.
  • a security entity provides a security service for all layers.
  • Each layer of the ITS station exchanges data transmitted or received through vehicle communication and additional information for various purposes through mutual interfaces. The following is an abbreviated description of the various interfaces.
  • MN Interface between management entity and networking & transport layer
  • MI Interface between management entity and access layer
  • 10 is an exemplary structure of an ITS station that can be designed and applied based on a reference structure.
  • the main concept of the reference structure of the ITS station is to allow the communication processing to be divided into layers with special functions each layer has between two end vehicles/users composed of a communication network. That is, when a vehicle-to-vehicle message is generated, data is passed through each layer down one layer at a time in the vehicle and the ITS system (or other ITS-related terminals/systems), and on the other side, the vehicle receiving the message when the message arrives or ITS (or other ITS-related terminals/systems) is passed up one layer at a time.
  • the ITS system through vehicle communication and network is organically designed in consideration of various access technologies, network protocols, communication interfaces, etc. to support various use-cases, and the roles and functions of each layer described below may be changed depending on the situation. can The following briefly describes the main functions of each layer.
  • the application layer actually implements and supports various use-cases, and provides, for example, safety and efficient traffic information and other entertainment information.
  • the application layer controls the ITS Station to which the application belongs in various forms, or transmits service messages through vehicle communication through the lower access layer, network & transport layer, and facilities layer to the end vehicle/user/infrastructure, etc. to provide.
  • the ITS application may support various use cases, and in general, these use-cases may be supported by grouping them into other applications such as road-safety, traffic efficiency, local services, and infotainment.
  • Application classification, use-case, etc. can be updated when a new application scenario is defined.
  • Layer management serves to manage and service information related to operation and security of the application layer, and related information includes MA (interface between management entity and application layer) and SA (interface between security entity and ITS- S applications) (or SAP: Service Access Point, eg MA-SAP, SA-SAP) is transmitted and shared in both directions.
  • MA interface between management entity and application layer
  • SA interface between security entity and ITS- S applications
  • SAP Service Access Point
  • the transfer of service messages and related information from the application layer to the facilities layer or from the facilities layer to the application layer is performed through FA (interface between facilities layer and ITS-S applications or FA-SAP).
  • the facility layer performs a role of effectively realizing various use-cases defined in the upper application layer, and may perform, for example, application support, information support, and session/communication support.
  • the facility layer basically supports the upper 3 layers of the OSI model, e.g., the session layer, the presentation layer, the application layer, and functions. Specifically, it provides facilities such as application support, information support, and session/communication support for ITS.
  • the facility refers to a component that provides functionality, information, and data.
  • Application support facilities are facilities that support the operation of ITS applications (mainly ITS message generation, transmission/reception with lower layers, and management thereof).
  • the application support facility includes a Cooperative Awareness (CA) basic service and a Decentralized Environmental Notification (DEN) basic service.
  • CA Cooperative Awareness
  • DEN Decentralized Environmental Notification
  • a facility entity for new services such as Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC), Platooning, Vulnerable Roadside User (VRU), and Collective Perception Service (CPS) and related messages may be further defined.
  • CACC Cooperative Adaptive Cruise Control
  • VRU Vulnerable Roadside User
  • CPS Collective Perception Service
  • Information support facilities are facilities that provide common data information or databases to be used by various ITS applications, such as Local Dynamic Map (LDM).
  • LDM Local Dynamic Map
  • Session/communication support facilities are facilities that provide services for communications and session management, such as addressing mode and session support.
  • the facilities may be divided into common facilities and domain facilities.
  • Common facilities are facilities that provide common services or functions necessary for various ITS applications and ITS station operations, such as time management, position management, and service managements.
  • Domain facilities are facilities that provide special services or functions required only for some (one or more) ITS applications, such as DEN basic service for Road Hazard Warning applications (RHW). Domain facilities are optional functions and are not used unless supported by the ITS station.
  • RHW Road Hazard Warning applications
  • Layer management plays a role of managing and servicing information related to the operation and security of the facilities layer, and the related information includes the MF (interface between management entity and facilities layer) and SF (interface between security entity and facilities layer) layers. ) (or MF-SAP, SF-SAP) through bi-directional transmission and sharing.
  • the transfer of service messages and related information from the application layer to the facilities layer or from the facilities layer to the application layer is done through the FA (or FA-SAP), and the bidirectional service message and related information between the facilities layer and the lower networking & transport layer.
  • Information transfer is performed by NF (interface between networking & transport layer and facilities layer, or NF-SAP).
  • the vehicle network layer may be designed or configured depending on the technology used in the access layer (access layer technology-dependent), regardless of the technology used in the access layer (access layer technology-independent, access layer technology agnostic), or can be configured.
  • the European ITS network & transport layer functions are as follows. Basically, the functions of the ITS network & transport layer are similar to or identical to those of the OSI layer 3 (network layer) and layer 4 (transport layer), and have the following characteristics.
  • the transport layer is a connection layer that delivers service messages and related information provided from upper layers (session layer, presentation layer, application layer) and lower layers (network layer, data link layer, physical layer), and is transmitted It plays a role in managing so that the data sent by the application of the ITS station arrives at the application process of the ITS station as the destination.
  • Transport protocols that can be considered in European ITS include TCP and UDP used as existing Internet protocols as shown in Figure OP5.1 as an example, and there are transport protocols only for ITS such as BTS.
  • the network layer plays a role in determining a logical address and packet forwarding method/path, and adding information such as the logical address and forwarding path/method of the destination to the packet provided from the transport layer to the header of the network layer.
  • the packet method unicast (unicast), broadcast (broadcast), multicast (multicast), etc. between ITS stations may be considered.
  • a networking protocol for ITS can be considered in various ways, such as GeoNetworking, IPv6 networking with mobility support, and IPv6 over GeoNetworking.
  • the GeoNetworking protocol can apply various forwarding routes or transmission ranges, such as forwarding using the location information of stations including vehicles or forwarding using the number of forwarding hops.
  • Layer management related to the network & transport layer performs a role of managing and servicing information related to the operation and security of the network & transport layer, and the related information is MN (interface between management entity) and networking & transport layer, or MN-SAP) and SN (interface between security entity and networking & transport layer, or SN-SAP) are transmitted and shared in both directions.
  • MN interface between management entity
  • MN-SAP networking & transport layer
  • SN interface between security entity and networking & transport layer, or SN-SAP
  • the bidirectional service message and related information transfer between the facilities layer and the networking & transport layer is accomplished by NF (or NF-SAP), and the exchange of service messages and related information between the networking & transport layer and the access layer is performed by IN (interface between access). layer and networking & transport layer, or IN-SAP).
  • North American ITS network & transport layer supports IPv6 and TCP/UDP to support existing IP data like Europe, and WSMP (WAVE Short Message Protocol) is defined as a protocol for ITS only.
  • the packet structure of WSM (WAVE Short Message) generated according to WSMP consists of WSMP Header and WSM data through which the message is transmitted.
  • the WSMP header consists of version, PSID, WSMP header extension field, WSM WAVE element ID, and length.
  • Version is defined by the WsmpVersion field indicating the actual WSMP version of 4 bits and the reserved field of 4 bits.
  • PSID is a provider service identifier, which is allocated according to the application in the upper layer, and helps the receiver to determine the appropriate upper layer.
  • Extension fields are fields for extending the WSMP header, and information such as channel number, data-rate, and transmit power used is inserted.
  • WSMP WAVE element ID specifies the type of WAVE short message to be transmitted.
  • Lenth specifies the length of WSM data transmitted through the WSMLemgth field of 12 bits in octets unit, and the remaining 4 bits are reserved.
  • LLC Header has a function that allows to transmit IP data and WSMP data by distinguishing them, and is distinguished through Ethertype of SNAP.
  • the structure of LLC header and SNAP header is defined in IEEE802.2.
  • Ethertype is set to 0x86DD to configure LLC header.
  • WSMP is transmitted, Ethertype is set to 0x88DC to configure the LLC header.
  • the Ethertype is checked and, if it is 0x86DD, the packet is sent to the IP data path, and if the Ethertype is 0x88DC, the packet is uploaded and sent to the WSMP path.
  • the access layer plays a role in transmitting a message or data received from a higher layer through a physical channel.
  • ITS-G5 vehicle communication technology based on IEEE 802.11p, satellite/broadband wireless mobile communication technology, 2G/3G/4G (LTE (Long-Term Evolution), etc.)/5G wireless cellular ( cellular) communication technology, cellular-V2X vehicle-only communication technology such as LTE-V2X and NR-V2X (New Radio), broadband terrestrial digital broadcasting technology such as DVB-T/T2/ATSC3.0, GPS technology, etc.
  • 2G/3G/4G LTE (Long-Term Evolution), etc.
  • 5G wireless cellular (cellular) communication technology cellular-V2X vehicle-only communication technology such as LTE-V2X and NR-V2X (New Radio)
  • broadband terrestrial digital broadcasting technology such as DVB-T/T2/ATSC3.0, GPS technology, etc.
  • the data link layer is a layer that converts a normally noisy physical line between adjacent nodes (or between vehicles) into a communication channel without transmission errors so that the upper network layer can use it.
  • a function of carrying/transferring a framing function that groups data to be transmitted by dividing it into packets (or frames) as a transmission unit, a flow control function that compensates for the speed difference between the sending side and the receiving side, (physical transmission medium) Detects and corrects a transmission error or uses an ARQ (Automatic Repeat Request) method to detect a transmission error through a timer and ACK signal at the transmitting side and not receive it correctly. It performs a function of retransmitting packets that have not been received.
  • ARQ Automatic Repeat Request
  • a function to assign a sequence number to a packet and an ACK signal and a function to control the establishment, maintenance, short circuit and data transmission of data links between network entities are also performed.
  • LLC Logical Link Control
  • RRC Radio Resource Control
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • RLC Radio Link Control
  • MAC Medium Access Control
  • MCO Multi -channel Operation
  • the LLC sub-layer enables the use of several different lower MAC sub-layer protocols to enable communication regardless of the topology of the network.
  • the RRC sub-layer performs cell system information broadcasting necessary for all terminals in the cell, delivery management of paging messages, RRC connection management between the terminal and E-UTRAN (setup/maintenance/release), mobility management (handover), and handover. It performs functions such as UE context transfer between eNodeBs, UE measurement report and control, UE capability management, cell ID temporary assignment to the UE, security management including key management, and RRC message encryption.
  • the PDCP sub-layer can perform IP packet header compression through a compression method such as ROHC (Robust Header Compression), encryption of control messages and user data (Ciphering), data integrity (Data Integrity), and data loss prevention during handover perform functions such as
  • ROHC Robot Header Compression
  • Ciphering encryption of control messages and user data
  • Data Integrity data integrity
  • the RLC sub-layer transmits data by matching the packet from the upper PDCP layer to the allowable size of the MAC layer through packet segmentation/concatenation, and improves data transmission reliability and reception through transmission error and retransmission management It checks the order of data, rearranges it, and checks duplicates.
  • the MAC sub-layer controls the occurrence of collision/contention between nodes for the use of shared media by multiple nodes, and the function of matching the packets delivered from the upper layer to the physical layer frame format, the assignment and identification of sender/receiver addresses, carrier detection, It performs a role such as collision detection and detection of obstacles on the physical medium.
  • the MCO sub-layer makes it possible to effectively provide a variety of services using a plurality of frequency channels, and its main function is to effectively distribute the traffic load in a specific frequency channel to other channels, so that vehicles in each frequency channel Minimize collision/contention of communication information.
  • the physical layer is the lowest layer in the ITS hierarchical structure and defines the interface between the node and the transmission medium, performs modulation, coding, and mapping of the transmission channel to the physical channel for bit transmission between data link layer entities, and performs carrier detection ( It performs a function of notifying the MAC sublayer of whether the wireless medium is in use (busy or idle) through Carrier Sense) and Clear Channel Assessment (CCA).
  • carrier detection It performs a function of notifying the MAC sublayer of whether the wireless medium is in use (busy or idle) through Carrier Sense) and Clear Channel Assessment (CCA).
  • SoftV2X system is V2X communication using UU interface
  • SoftV2X server receives VRU message or PSM (Personal Safety Message) from VRU (Vulnerable Road User) or V2X vehicle, and based on VRU message or PSM message, surrounding VRU or vehicle
  • VRU message or PSM message is a message transmitted to the SoftV2X server through the UU interface, and may include mobility information on the VRU, such as the location, movement direction, movement path, and speed of the VRU.
  • the SoftV2X system receives mobility information of VRUs and/or vehicles related to V2X communication through the UU interface, and the softV2X server, such as a network, controls the driving path, VRU movement flow, etc. of the VRU based on the received mobility information. method.
  • the SoftV2X system may be configured in relation to V2N communication.
  • VRU device User equipment or pedestrian equipment (VRU device) that is difficult to perform direct communication (PC5, DSRC) related to V2X communication can provide or receive driving information and mobility information to nearby vehicles or VRUs through the SoftV2X system based on the UU interface. .
  • PC5, DSRC direct communication
  • the SoftV2X server generates a VRU path map useful for predicting paths of the VRUs and provides the generated VRU path map in the SoftV2X system will be described in detail.
  • MAP road map information
  • 11 and 12 are diagrams for explaining a method for a SoftV2X server of a SoftV2X system to generate a VRU path map based on VRU messages of VRUs.
  • the SoftV2X server of the SoftV2X system may digitize the VRU path by collecting data (or path data) sent by VRUs and analyzing the collected data.
  • VRUs traveling on a predetermined road or sidewalk may periodically transmit a message of the VRU to the SoftV2X server through P2N.
  • the interface through which the VRU message is transmitted includes not only P2N but also P2I, and in the case of P2I, the SoftV2X server may be changed to RSU.
  • the SoftV2X server may collect route data of each of the VRUs based on the mobility information included in the PSM or VRU message transmitted by the VRUs, and may estimate the route the VRU can travel through the collected route data. .
  • the SoftV2X server may generate a VRU route map based on the collected route data.
  • the SoftV2X server 30 includes an RF antenna block 31, a PSM (or VRU message) decoder block 32, a database (DB) block 33, a path modeling block 34, It may include a PSM (or VRU) path message generation block 35, a V2X modem block (and/or a UU interface block, 36).
  • the RF antenna block may receive a message from the VRU (VRU message, PSM).
  • the PSM decoder or the PSM decoder block may decode the received PSM (or VRU message) and extract path information related to the path of the VRU.
  • the DB may receive the path information extracted from the PSM decoder block and store the moving paths of the VRUs.
  • the path modeling block may analyze the path information. Specifically, the path modeling block collects interpolated values based on paths composed of samples, and determines or collects node width information and joint stochastic information using the collected interpolation values.
  • the PSM (or VRU) path message generation block may generate a VRU path map corresponding to the PSM-path message or VRU-path message structure, and the V2X modem or UU interface may transmit the generated VRU path map.
  • 13 and 14 are diagrams for explaining a method for the SoftV2X server to model a VRU path.
  • the SoftV2X server determines a plurality of nodes and a plurality of joints based on the collected route data for VRU routes, and a VRU route map based on the determined plurality of nodes and joints. can create
  • the node may include two joints and a path at both ends.
  • the node may include a joint A and a joint B at both ends, and may include a path AB and a path BA connecting the joint A and the joint B.
  • the path AB may be defined as a path from the joint A to the joint B
  • the path BA may be defined as a path from the joint B to the joint A.
  • the joint may provide information about at least one other path that may proceed from an entry path to the next. That is, the joint may be a point at which at least two paths branch off.
  • the joint or information about the joint may include a path ID for a branched (or connected) path, an angle of the path, and information about a progress probability of the path.
  • the angle of the path may be an angle measured in a clockwise direction with respect to a predetermined direction (eg, a north direction).
  • the progress probability of the path may be expressed as a percentage value of the probability that the previous VRUs proceeded from the path progressed to the corresponding path.
  • the progress probability of the path is based on the previously collected paths of the VRUs (or path data obtained from a plurality of VRU messages), the cumulative number of progresses for the paths branching in the joint and the progress for each path. It can be calculated through the number of times.
  • the cumulative number of VRUs passing through the joint A is 10
  • the number of proceeding to the first path is 2
  • the second path When the number of times of going to the path is 3 and the number of times of going to the third route is 5, the probability of going through the first path is 20%, the probability of going through the second path is 30%, and the probability of going through the third path is It can be calculated or defined as 50%.
  • the path map may include additional information for each path in relation to the node.
  • the node-related information may be composed of AvrVelocity, RadiusOfCurvature, pathWidth, and Event.
  • AvrVelocity includes information about the average velocity of VRUs in the corresponding node.
  • RadiusOfCurvature may include information on a radius and/or curvature (or a curved surface of paths included in the node) related to movement paths of VRUs.
  • information on the bending direction may be provided depending on whether the curvature or radius is negative or positive.
  • the movement path when the value corresponding to the curvature or radius is negative, the movement path may be a curve curved in the left direction, and when the value corresponding to the curvature or radius is positive, the movement path may be a curve curved in the right direction.
  • the curvature when the curvature is set to a maximum value of 64500, the movement path may be a straight line.
  • the pathWidth may include information on the width of a path traversed by VRUs in the node.
  • the pathWidth may not be measured using all paths, but may be determined by statistically analyzing paths passed by each path. That is, the width of the path may be determined as the width of the path within a specific critical range based on an average or intermediate position (or mean value) of all the paths.
  • the SoftV2X server collects or accumulates information on the movement paths of VRUs related to the predetermined path of the node, calculates a normal distribution curve of the movement paths of the accumulated VRUs, and a predetermined threshold from the normal distribution curve. The maximum width of the movement path within the variance value may be determined as the pathWidth.
  • the SoftV2X server calculates a main path (or calculates a normal distribution function) based on the average value of the moving paths, and calculates the width of paths within 90% of the main path. It can be determined by pathWidth.
  • the path width is calculated to be 10 meters according to the paths of the VRUs.
  • the path width may be 9.3 meters. Even in the case of (b) of FIG.
  • the path width is calculated as 2 meters according to the paths of the VRUs, but when the path width is calculated based on paths within a 90% range, the path width is It can be 1.8 meters. Meanwhile, in the case of a curved path as shown in FIG. 14C , the width of the cross-section may be determined as the pathWidth.
  • the SoftV2X server may generate the VRU path map to include the parameters defined in Table 5 and/or Table 6. That is, the SoftV2X server (or RSU) may generate the VRU path map according to the structure and format in Table 5 and/or Table 6 mutually defined with the VRU.
  • the VRU path map may be configured in units of specific zones. The zone may include several paths, and the multiple paths may be defined as a combination of a plurality of nodes.
  • the VRU path map (DF_PathMap) may be composed of a NodeList composed of ZoneIDs and Nodes. The node may be configured in a DF_Node format.
  • DF_Node may be configured as shown in Table 6.
  • DF_Node is NodeID with 16-bit random value to distinguish nodes, ArgVelocity indicating the average speed of moving VRUs in the node, RadiusOfCuvature indicating the radius of the surface when the node path is a curve, pathWidth indicating the width of the path, It can be composed of Events that can indicate cases such as under construction on the corresponding node or ice sheets.
  • DF_Node may additionally include information on joints A and B connected to other nodes at both ends of the node or through which a plurality of paths are branched.
  • the information on each of the joint A and the joint B may include an ID (JointAID, JointBID) for identifying a joint and a joint position (JointPositionA, JointPositionB).
  • DF_PathLink includes information on PathABLint and PathBALink indicating a state connected to other nodes in the joints at both ends, and up to 10 can be created as many as the number of connected nodes.
  • the PathABLink may include path information of a VRU traveling from joint A to joint B
  • the PathBALink may include path information of a VRU traveling from joint B to joint A.
  • the DF_PathLink may include information on NodeID, NodeAngle, which may indicate a direction in which a node is connected, and NodeStochastic, which indicates a probability of traveling to a connected node.
  • DF_PathLink SEQUENCE ⁇ NodeID INTEGER -- 16bit random num NodeAngle INTEGER -- 1 degree unit NodeStochastic INTEGER -- 0-100, % unit ⁇
  • 15 is a diagram for explaining a method of generating a VRU path map based on DF_Node.
  • the SoftV2X server (or RSU) analyzes the VRU-path based on the collected VRU paths, determines the values for the DF_Node according to Tables 5 to 7 based on the divided VRU-path, and determines the value for the determined DF_Node. You can create a message containing
  • DF_Node may include information about a node having a NodeID of 001.
  • the node has an ArgVelocity of 10 (i.e., the VRU moves at 0.1 meter/s), a RadiusOfCuvature of 64500 (a straight path), a Path width of 50 (i.e. a path width of 5 meters), and an Event of 0 (i.e., the path width is 5 meters). , no event).
  • DF_Node may include information on joints at both ends of the node.
  • Joint A may be configured with a JointID of 101 and a position of [100,100]
  • Joint B may be configured with a JointID of 102 and a position of [100,200].
  • the path related to the VRU may correspond to a line connecting the positions of the two joints (joint A and joint B).
  • a movement path for a VRU traveling or moving from joint A to joint B may have three movement paths branching from joint B.
  • the three moving paths may include a first path connected to a node having a NodeID of 2, a second path connected to a node having a NodeID of 3, and a third path connected to a node having a NodeID of 4.
  • a direction of an angle of 270 degrees (west direction) and probability information of 70% may be configured.
  • a direction of 0 angle (north direction) and a probability of 20% may be configured for the second path.
  • PathBA may include information on a path in a direction from joint B to joint A, and may include information on a node with NodeID 005.
  • 16 and 17 are diagrams for explaining a method of providing information on a VRU path map based on a zone ID.
  • the SoftV2X server may acquire path data for movement paths passed by the VRUs based on the collected VRU messages for the VRUs.
  • the SoftV2X server may determine a node and a joint based on the route data, and configure node information corresponding to the determined node and joint information corresponding to the joint to generate a VRU route map.
  • the VRU path map may be configured for each zone.
  • the SoftV2X server may configure or generate the above-described VRU path map for each zone.
  • the SoftV2X server collects information on movement paths of VRUs for each zone, determines joints and nodes for each zone based on the collected information on movement paths of VRUs, and provides information on the determined joints and nodes.
  • a VRU path map can be created for each zone.
  • the plurality of zones may be divided in advance based on a specific width, and the SoftV2X server may determine corresponding zones based on latitude and longitude, and may generate a corresponding VRU path map for each determined zone.
  • a corresponding zoneID may be preset for each of the plurality of zones.
  • the plurality of zones may be divided in advance so that some areas overlap.
  • the SoftV2X server or RSU may create a VRU path map that provides information on nodes by dividing them by zone.
  • the VRU path map may include a Zone ID and information on nodes corresponding to each zone, and each of the nodes may include a node ID, node information, joint information, and path information.
  • the path information may include information on a related node ID, an angle at a joint (NodeAngle), a progress probability (NodeStochastic), and the like.
  • the VRU path map may include information on joints, node information on a connection relationship between the joints, and the like.
  • the SoftV2X server or RSU may receive PSM messages transmitted by VRUs, analyze or collect paths passed by VRUs based on the received PSMs, and VRUs based on the collected or analyzed paths. may generate a VRU route map including information on drivable routes.
  • the VRUs that have received the VRU-path map can efficiently predict their predicted movement routes based on the VRU route map, and the VRU route map helps to generate a VRU driving algorithm in the VRUs.
  • the vehicle also receives the VRU path map, so that an operation for protecting the VRU can be efficiently performed based on the path and probability that the VRUs mainly move.
  • the SoftV2X server extracts movement paths for VRUs based on the information received from the VRUs, and includes node information and/or joint information based on the extracted movement paths of the VRUs.
  • a VRU route map can be created.
  • the SoftV2X server may transmit the generated VRU path map to the VRUs so that the VRUs can perform at least one path prediction based on the VRU path map, thereby greatly improving the performance of the VRU path prediction. can be improved
  • the VRU device and/or the V2X device may periodically provide information about the state of the VRU device and/or the V2X device to the surrounding vehicle, the VRU device, and the V2X device in order to protect the user or the VRU.
  • the message transmitted by the VRU device and/or the V2X device may be a PSM or a VAM, and the PSM and/or VAM may include mobility information such as the location, movement speed, and direction of the device, and the past mobility of the device Information and information on PathHistory and PathPrediction that are future predicted mobility information may be further included.
  • the PethPrediction may use the definition of PathPrediction of BSM (Basic Safety Message) transmitted from a vehicle, etc. as it is, but may not be suitable for expressing the state of a VRU having various moving paths without a certain direction.
  • BSM Basic Safety Message
  • a new PathPrediction DF structure suitable for a VRU situation or state is proposed.
  • a method is proposed in which VRU devices share a route using the newly defined PSM of the DF structure to perform safer driving or driving.
  • 18 and 19 are diagrams for explaining a method of expressing an expected path of a VRU.
  • the predicted path of the VRU or the VRU path may be expressed as 'radiousOfCurve' and 'Confidence' indicating the direction in which the VRU proceeds as a curved surface.
  • the structure of the VRU message includes mandatory data such as its own state (Position, accuracy, speed, heading) information, additional path information (PathHistory, pathPrediction), and additional VRU state information (UseState, Propulsion) as shown in Table 8 below.
  • VRU state information such as its own state (Position, accuracy, speed, heading) information, additional path information (PathHistory, pathPrediction), and additional VRU state information (UseState, Propulsion) as shown in Table 8 below.
  • Cluster size, and attachment may exist as optional.
  • the PathPrediction for expressing the predicted path of the VRU is a function in which the VRU transmitting the message predicts its own path and informs the neighboring vehicles or VRUs, and DF_pathPrediction may be configured as shown in Table 9 below.
  • ASN.1 Representation PathPrediction SEQUENCE ⁇ radiusOfCurve RadiusOfCurvature, confidence Confidence ⁇
  • DF_PathPrediction may be composed of 'radiousOfCurve' and 'Confidence' indicating the direction in which the VRU proceeds as a curved surface.
  • the radiousOfCurve may be set to an integer value of at least one of -32767 to 32767.
  • radiousOfCurve may include values related to the direction of the curved surface and the radius of the curved surface.
  • the value of radiousOfCurve may have a unit of 10 cm as a length of a radius, and may indicate a direction in which a curved surface is directed depending on whether it is a negative number or a positive number (or a sign).
  • radiousOfCurve when the path of the VRU is a straight forward path, radiousOfCurve may be set to 32767.
  • 'Confidence' is a value indicating a probability of proceeding to a path corresponding to DF_PathPrediction. When the probability of proceeding to the path is high, the Confidence' may be set to a high value.
  • the PathPrediction definition of the BSM may be used as it is.
  • the PathPrediction of BSM is defined based on the direction in which the vehicle advances and the radius of curvature calculated through the steering wheel, and may not be suitable for the VRU. That is, the definition of PathPrediction for the existing BSM may not be suitable for expressing the VRU path.
  • the VRU is not guaranteed to move along a curved surface and may move in various paths, such as turning a direction at a right angle or making a U-turn in place and returning. This movement is difficult to express only with the radius of curvature. Therefore, it is necessary to define a method of expressing a VRU path suitable for a VRU.
  • the VRU path may be represented by paths (a) to (e).
  • the VRU changes the route by 90 or more to visit an alley or a shopping mall.
  • the VRU avoids a specific obstacle according to the situation of the pedestrian path.
  • the VRU is stopped by a traffic light.
  • the VRU travels at a constant speed, and in the case of FIG. 19(e), the VRU moves slowly on a predetermined path such as a crosswalk.
  • a value for PathPrediction may be expressed as a position value predicted after a predetermined time, not a conventional curvature.
  • PathPrediction (ASN.1) may be expressed or defined as shown in Table 10 and/or Table 11.
  • the PathPrediction may be defined as a parameter of a PathPointList for a sequence, a TimeInterval for the specific time, and a confidence parameter for an expected position of a VRU that exists after a specific time interval.
  • the PathPrediction may be defined as a sequence of predicted locations according to a specific time interval.
  • the PathPointList may express the VRU location in the form of a sequence through latitude and longitude.
  • the sequence format may use an OffsetLL-B18 format expressed as a difference value between latitude and longitude from a reference position.
  • the OffsetLL-B18 format may be a data expression method in which only 18 bits from the LSB of the position values are shown and a difference point is expressed at the first position.
  • DF_PathPrediction SEQUENCE ⁇ PathPointList SEQUENCE (SIZE(1..23)) OF PathPointList TimeInterval Time confidence Confidence ⁇
  • DF_PathPointList:: SEQUENCE ⁇ PathLatOffset OffsetLL-B18 PathLonOffset OffsetLL-B18 ⁇
  • VRU message includes information on a VRU path expressed in a sequence type.
  • 20 is a diagram for explaining a VRU message including information on a plurality of VRU paths.
  • the PathPrediction is expressed as a sequence for positions at a specific time interval, but the PathPrediction may include information on a plurality of VRU paths instead of one VRU path.
  • various paths such as a change of a path by a traffic light or a change of a path for entering a building such as a shopping mall may be expected.
  • a VRU path can be predicted to have various moving paths differently from a vehicle.
  • the PathPrediction for the VRU may be configured to include information on a plurality of VRU paths.
  • the neighboring vehicle or a neighboring VRU device may predict and respond to a changeable VRU path in advance in a crisis situation.
  • the VRU may predict a plurality of VRU paths based on road conditions. For example, when a VRU enters an intersection, the path to the VRU is basically a VRU path that crosses the road by seeing a green light, a VRU path waiting to move to another path (Path2) depending on the signal condition, and A VRU path that turns right without crossing the crosswalk can be predicted. In this way, when a plurality of VRU paths are predicted, the VRU may transmit a PSM including all of the plurality of VRU paths. A neighboring VRU or a neighboring vehicle may predict in advance various paths through which the VRU may move through the PSM.
  • MultiPathPrediction may be composed of MutiPathID, MultiPathPointList, and MultiPathExpection as shown in Table 12 below.
  • MultiPathID is a unique number of each VRU path
  • MultiPathPointList is a sequence (SECUENCE) of the previously proposed PathPointList
  • MultiPathExpectation is a value indicating the expected probability of proceeding to each path.
  • some paths may be included with curvature as in the conventional method.
  • DF_MultiPathPrediction :: SEQUENCE ⁇ MultiPathID SEQUENCE (SIZE(1..5)) OF INTEGER MultiPathPointList SEQUENCE (SIZE(1..5)) OF PathPrediction MultiPathExpectation SEQUENCE (SIZE(1..5)) OF INTEGER ⁇
  • the VRU may predict the various paths based on the VRU path map transmitted by the SoftV2X server described with reference to FIGS. 11 to 17 .
  • the VRU path map may include location information on a joint where two or more paths branch, probability information on each of the two or more paths, and path information on a movement path formed between the two joints based on the determined joint.
  • the joint information and the path information may be classified for each zone ID.
  • the VRU may determine a corresponding zone ID based on the longitude and latitude of its location, and may extract joint information and path information corresponding to the determined zone ID from the VRU path map.
  • the VRU may determine at least one moving path and probability information for each moving path based on the extracted joint information and path information.
  • the VRU may determine a joint related to its movement path from the joint information based on its traveling direction (or heading direction) and location information, and at least two or more paths branching from the joint are predicted. It can be decided by one movement path. Also, a path curvature, a path width, etc. of the at least one moving path may be determined based on the path information. Furthermore, the VRU may determine a probability for each of the at least one movement path based on the determined probability information related to the joint.
  • 21 to 24 are diagrams for explaining a method of operating a PSM including the plurality of VRU paths.
  • the VRU when a VRU enters an intersection and can cross two crosswalks, the VRU provides a first PSM (PSM #1) including information on a plurality of VRU paths related to the two crosswalks. ) can be transmitted. That is, the first PSM may include information on a plurality of VRU paths and probability information on each of the plurality of VRU paths.
  • PSM #1 PSM
  • the first PSM may include information on a plurality of VRU paths and probability information on each of the plurality of VRU paths.
  • the VRU attempts to cross the road through the first VRU path (path1), and the first VRU path (path1), the second VRU path (path2), and the third VRU path (path3)
  • a first PSM including information on a plurality of VRU paths may be transmitted.
  • the first PSM further includes 70%, 20%, and 10% probability information calculated for each of the first VRU path (path1), the second VRU path (path2), and the third VRU path (path3). can do.
  • the first vehicle V1 and the third vehicle V3 that have received the first PSM maintain the driving state as the collision with the VRU is not predicted because the traffic light related to the driving direction is still in the driving signal state.
  • the second vehicle V2 entering the crosswalk later than the first vehicle V1 will recognize that the probability of collision with the VRU is high based on the first PSM. and may inform the VRU of risk information that there is a collision probability at a specific time in relation to the first VRU path (scenario 1 of FIG. 21 ).
  • the second vehicle may transmit the risk information to the VRU through a CAM extension, a VRU Trajectory Interception Indicator (TII), and/or a BSM.
  • the RSU receiving the first PSM may transmit a Signal Phase And Timing Message (SPaT) to the VRU.
  • SPaT Signal Phase And Timing Message
  • the third vehicle determines that the possibility of collision with the VRU is not high based on the information (20%) on the probability of the VRU moving along the second VRU path from the first PSM and does not transmit a separate warning message. An operation for preparing for the collision of the VRU may be performed.
  • the third vehicle since information on only one VRU path (eg, the first VRU path) is included, the third vehicle cannot expect the VRU to enter the second VRU path at all. can't
  • the VRU recalculates a VRU path based on the risk information received from the second vehicle and the SPaT message to update information (MultiPathPrediction value) on the plurality of VRU paths.
  • the VRU may transmit a second PSM (PSM#2) including updated information on the plurality of VRU paths.
  • PSM#2 PSM
  • the VRU is the MultiPathPrediction Only information about probabilities can be updated quickly. If the value path is the same and only the probability changes, only the probability is updated quickly. That is, the new MultiPathPrediction value is updated through the PSM message (Scenario 2).
  • both the second vehicle V2 and the third vehicle V3 may deviate from the VRU paths.
  • the VRU waits for the signal of the traffic light related to the second path to change and then tries to cross the crosswalk (ie, moving along the fourth path (path4))
  • the VRU will make a new PSM according to the new state change (or strategy).
  • the value of MultiPathPrediction can be updated and transmitted.
  • the VRU may update information on a probability and the like for a first route according to a traffic light situation, delete an existing second route, and add a fourth route.
  • the VRU can express its own VRU path according to the newly defined PathPrediction method in a different way from the PathPrediction defined in the existing PSM structure, and can be predicted based on the probability through the introduction of the MultiPathPrediction.
  • Information on various VRU paths may be provided to neighboring VRUs or neighboring vehicles. In this case, the neighboring VRU or neighboring vehicles may more efficiently predict and manage movement paths of the VRU based on a plurality of VRU paths.
  • the SoftV2X server collects data sent by VRUs, analyzes it, and collects VRU paths to generate a VRU path map.
  • the SoftV2X server may predict the driving path of the VRU by combining it with VRU heading information based on the VRU path map.
  • the VRU path map may be modeled in the SoftV2X server (or RSU) by collecting the paths of the VRUs.
  • the SoftV2X server analyzes the VRU path and provides information on the VRU path map (to neighboring VRUs or neighboring terminals) based on the location where the VRUs move through the joint and node information that analyzed the VRU-path.
  • the node contains information on the connected junction or joint, and road information such as the node's average moving speed or road width. That is, the SoftV2X server or VRUs may use node information (or VRU path information) in the VRU path map and connection information of other nodes at the branch point.
  • the SoftV2X server or VRUs may predict the driving path by combining the node information and joint information included in the VRU path map, and the measured VRU heading angle.
  • 25 is a diagram for describing a method for a VRU to predict a VRU path based on a previous VRU path and a heading angle.
  • the VRU can predict the VRU path using only the previous path history of the VRU and the current heading angle of the VRU regardless of its location. have. In the case of FIG. 25B , it can be predicted that the VRU will turn left at a joint through the heading direction of the VRU. However, when the VRU path map is not used as in the situation of FIG. 25 ( a ), the VRU is predicted to be a path entering the road after leaving the pedestrian path. However, in most cases, VRUs move within the pedestrian path. For example, the situation of FIG. 25 ( a ) may be a VRU path for a pedestrian to throw garbage in a recycle bin located on a roadside.
  • the VRU not only uses information on the VRU's past VRU path and heading angle, but additionally uses the VRU path map to predict the VRU path will be described in detail.
  • 26 is a diagram for explaining a method for a VRU to predict a VRU path based on a VRU path map.
  • a VRU may predict a VRU path using a VRU path map.
  • the weight of the heading angle is reduced in the path prediction algorithm using the heading angle so as to reduce the false prediction that the VRU walks out of the road in the middle of the node (or VRU path).
  • the VRU may predict which direction it will move at the crossroad by using heading angle information for the VRU at the intersection entrance (or the joint where the VRU path is branched).
  • the VRU may use the heading angle as before, but may use the VRU path map to correct the heading angle in VRU path prediction. For example, in the case of FIG. 26B , even if the heading angle for the VRU is measured as 45, the VRU may correct and predict the heading angle of 45 degrees by 90 degrees through the VRU path map.
  • the VRU may correct a measured heading angle in consideration of a relationship between itself and an adjacent joint in the VRU path map, and predict a VRU movement path based on the corrected heading angle.
  • FIGS. 28, 29 and 30 are diagrams for explaining a method of correcting a heading angle based on a VRU path map.
  • the VRU device 50 may include a map DB 52 , a path prediction block 53 , an angle calculator 51 , and a VRU message generator 54 .
  • the map DB is a database storing the VRU path map received from the SoftV2X server or RSU, and information related to the joint in the traveling direction according to the location of the VRU to the path prediction block (eg, D joint , ⁇ ). pathA , ⁇ pathB , etc.) can be provided.
  • the angle calculator is a block that calculates the information ( ⁇ VRU ) on the heading angle of the VRU. It acquires the information on the heading angle from the sensor block of the VRU, and based on the obtained heading angle information, the state value for the VRU can be calculated.
  • the predicted path can be calculated using two pieces of information (related information between the traveling direction and the joint, and information about the measured heading angle), and the probability can be calculated for each path, and
  • the information may be delivered to a VRU message generator.
  • the VRU message generator may generate and transmit a VRU message including information on the predicted VRU path.
  • the map DB may acquire information of a VRU path map already defined in SoftV2X or a real-time path-based map obtained by aggregating paths of other VRUs.
  • the acquired map information includes information on the location of a branching point (joint), such as a crossroads, and the angle of entry for each branching path.
  • the joint is branched at an angle of 90 degrees, a first direction (path A) at an angle of 15 degrees with respect to the north direction, a second direction (path B) at an angle of 105 degrees, -75 It branches into the VRU path in each of the third directions (path C) of the angle.
  • Angle calculation uses VRU's sensors to sense and estimate its heading ( ) and measure the distance (D joint ) from the joint to the VRU.
  • an angle calculator calculates a value by collecting heading angle information of a VRU in order to calculate the information.
  • heading angle information may be calculated by collecting information on heading angles of at least one or more previous VRUs as shown in Equation 1 below. That is, as in Equation 1 below, the VRU corresponding value (or, ) can be calculated through a method of accumulating previous values as shown in the following formula, rather than an instantaneous value.
  • the values of ⁇ 1 and ⁇ 2 used are coefficients for adjusting the cumulative value.
  • the predicted VRU path may be predicted or calculated based on the VRU heading angle (or ⁇ _VRU ⁇ t), the angle of the VRU path, and the distance to the joint.
  • the path prediction block may calculate a difference value between the VRU path angle and the VRU heading angle by comparing the VRU path angle and the VRU heading angle.
  • the angle difference value may be corrected or set to zero. That is, when the difference between the angle of the VRU path and the angle of the VRU heading is 90 degrees or more, the probability is reduced in the direction opposite to the moving direction.
  • Equation 2 when the difference between the angle of the specific VRU path and the VRU heading angle differs by 90 degrees or more, the difference value corresponding to the specific VRU path may be corrected or set to zero.
  • the difference value is calculated for each path branching from the joint.
  • the difference between the angle of the VRU path and the VRU heading angle may be calculated for each path branching from the joint through Equation 1 above.
  • it has a process of subtracting the ⁇ _VRU ⁇ t value from 90 degrees ( ⁇ /2). This has a value of 0 when the angle of the VRU path coincides with the VRU heading angle, and has a value of 90 (or ⁇ /2) when the difference is large, and has a value of probability and inverse.
  • a leveling (normalization) operation is performed in which the calculated value is divided by 90 degrees ( ⁇ /2). If the processing is carried out, it will have a value of 1 if the paths match, and a value of 0 if they differ by more than 90 degrees.
  • the VRU may add a weight to the difference value by further considering information on the distance to the joint.
  • the weight may be configured to have a higher value as the distance between the VRU and the joint increases. This is to apply different probabilities when the VRU is close to and far from the joint.
  • different weights may be added to the difference value according to a distance from a joint. That is, in determining the VRU path, the influence of the heading angle on the VRU located at a distance from the joint can be increased while reducing the influence of the heading angle on the VRU located at a distance from the joint.
  • the VRU may add a weight to the difference value (refer to Equation 3) using a function f1.
  • the weight is shown in Fig. 29 (a).
  • the function f1(x) can be used as shown in (b) and (c).
  • the weight is a weight added according to the distance between the VRU and the joint.
  • the difference value is applied as it is when it is within a specific distance from the joint, and a weight of 0.1 can be applied to the difference value when it is outside the specific distance from the joint.
  • a weight proportional to the distance to the joint may be added
  • a weight corresponding to the curve may be added to the difference value.
  • a corresponding weight k may be additionally added to the path value for each path branching from the joint.
  • the difference value for each VRU path branching from the joint is calculated based on Equations 1 and 2, and a weight according to the distance may be added according to the f1 function as shown in Equation 3 as shown in Equation 3.
  • k added to the path value may be determined based on probability information in the VRU path map. For example, a first path, a second path, and a third path diverge at a joint, the probability for the first path is 0.1, the probability for the second path is 0.4, and the probability for the third path is 0.5 , the k value for the first path may be 0.1, the k value for the second path may be 0.4, and the k value for the third path may be 0.5.
  • the difference value for each VRU path branching from the joint is given a weight f1 as shown in Equation 3 above, and a path value (pathi) for each VRU path is reflected by reflecting a k value corresponding to the weighted difference value. ) can be determined.
  • the path value may be used to calculate a probability value PPk for a specific VRU path pathk based on Equation 4 below.
  • a VRU path prediction value and information on the predicted VRU path may be transmitted through the VAM or the PSM based on the corresponding probability.
  • the VAM or PSM may include information on at least one predicted path (or path prediction path) and/or probability information on each of the at least one path and may be transmitted.
  • 31 and 32 are diagrams illustrating examples of a method for a VRU to predict a VRU path based on a VRU path map and predict a probability for each VRU path.
  • the VRU may recognize that there is a joint (or crossroad) in the VRU traveling direction based on the VRU path map, and the joint is the first VRU path (straight direction) at an angle of 20 degrees, 110 It can be recognized that the second VRU path at an angle (right rotation direction) and the third VRU path at -70 degrees angle (left rotation direction) diverge. Also, the VRU may have a heading direction of 90 degrees.
  • the heading direction or heading angle of the VRU may be weighted so as to less affect the prediction of the VRU path.
  • the VRU heading angle has the smallest difference value from the direction of the second VRU path, but only the second VRU path is predicted as the movement path of the VRU in the VRU path prediction by weighting according to the distance from the joint. it may not be That is, the progression probability for the second VRU path may not be determined to be larger than that of other VRU paths by the VRU heading angle.
  • each of the first VRU path, the second VRU path, and the third VRU path may be configured with progression probabilities of 0.31, 0.41, and 0.38.
  • the heading direction or heading angle of the VRU has a weight that can significantly affect the prediction of the VRU path.
  • the progression probabilities for each of the first VRU path, the second VRU path, and the third VRU path may be set to 0.26, 0.63, and 0.11 by the weight. That is, as the VRU is closer to the joint, the heading angle of the VRU may have a greater influence on the prediction of the VRU path. In other words, as the D joint becomes smaller, a greater weight is added to the difference value based on the VRU heading angle, and the PP value for the corresponding VRU path can be calculated (higher probability value).
  • the VRU can perform VRU path prediction through an algorithm optimized for the VRU path map-based path and the VRU heading angle.
  • the VRU may provide a plurality of VRU paths predicted through the above-described method and probability information on each of the at least one VRU path to surrounding vehicles, thereby greatly contributing to the safe operation of the vehicles.
  • the VRU path map may include joint information and node information as described with reference to FIG. 16 .
  • a method of analyzing whether a VRU deviates from a path based on the VRU path map will be described in detail.
  • FIG. 33 is a diagram for describing a method for a VRU to detect whether a VRU deviates from a VRU path based on a VRU path map.
  • the VRU 60 determines whether or not the VRU path has departed through the VRU motion extraction block 61 , the map DB 62 , the path departure verification block 63 , and the VRU message control block 64 . can
  • the map DB block may be a block that stores the VRU path map received from SoftV2X, and compares its own location with the VRU path in the VRU path map. In addition, the map DB block may determine the VRU path corresponding to the VRU path in the VRU path map.
  • the map DB block may transmit path width information (D pathWidth ) of a path in which the current VRU is located and additional VRU path or node information to the path departure verification block.
  • the VRU motion extraction block receives VRU status information from the VRU (or VRU device).
  • the VRU motion extraction block generates/extracts the velocity of the VRU (v_VRU ⁇ i), the heading angle of the VRU ( ⁇ _VRU ⁇ i), and the position of the VRU (Pos_VRU ⁇ i), and transmits it to the path departure verification block.
  • the path deviation verification block receives VRU path map information (or first information) from the map DB block and VRU state information (or first state value) from the VRU motion extraction block.
  • the deviance verification block determines a warning level value based on the degree of deviation from the VRU path in the VRU path map, the difference in the traveling direction of the VRU from the VRU path direction in the VRU path map, and the amount of speed change in the hazardous area. can be calculated Thereafter, the VRU message management block or the VRU message control block may control the generation period of the VRU message based on the path level and change the message type according to the situation.
  • 34, 35, 36, and 37 are diagrams for explaining a method by which the VRU verifies whether the VRU deviates from the VRU path based on the VRU path map and the VRU state.
  • the VRU may measure the degree of risk based on the degree of deviation from the road (D_diff ⁇ ti) of the VRU, the difference between the VRU heading ( ⁇ _diff ⁇ ti), and the speed of the VRU (v_VRU ⁇ ti).
  • the path departure verification block checks or verifies whether the VRU deviated from the path based on the VRU path information (or node information) and VRU status information (that is, the first status information) received from the map DB. can Alternatively, the path departure verification block checks whether the VRU deviated from the path included in the first information based on the first value and the first information, and when the calculated Warning Level value is equal to or higher than a specific level, It is possible to determine whether a hazardous situation exists.
  • the path departure verification block may determine the degree of deviation of the VRU's position from the center of the path (ie, it is judged as dangerous if it exceeds a threshold) in order to determine whether it has entered the dangerous area.
  • the path departure verification block may determine that a dangerous situation exists in the VRU when the degree of deviation of the heading angle of the VRU from the center of the VRU path included in the first information exceeds or exceeds a specific threshold.
  • the specific threshold may be determined or set by the following two methods.
  • a first method is a method of determining the specific threshold by averaging the VRU speed and the difference of VRU heading angles during a specific period.
  • a default value of the specific threshold may be determined in response to a road width (or a VRU path width). That is, if the VRU is outside the width of the road, it is recognized as a dangerous state.
  • the specific threshold is a value smaller than the VRU path width can be determined as That is, even if the VRU path width is not deviated, the specific threshold value may be set so that the specific threshold value decreases because there is a high risk of deviate from the VRU path width based on the VRU state.
  • the first weight ⁇ 1 and the second weight ⁇ 2 may be preset.
  • the value for the specific threshold is determined based on the road width associated with the route, and the average value of the difference ( ⁇ _diff ⁇ ti) and the VRU speed (v_VRU ⁇ ti) calculated for a predetermined time is additionally added. can be determined by reflecting. Specifically, the value for the specific threshold may be calculated by Equation 5 below.
  • the specific threshold when the VRU travels in the road direction (the direction of the VRU path), the specific threshold may be set to a value close to Dpathwidth (ie, VRU path width). In this case, the section selected as the dangerous area of the VRU may be reduced.
  • the value for the specific threshold when the VRU moves in a direction different from the road direction and moves at a speed greater than or equal to a specific threshold speed, the value for the specific threshold may be set to a low value and enter the danger area. The determined interval may be increased.
  • a second method is a method of calculating a value for the specific threshold in real time.
  • Equation 6 is an equation for calculating a value for the specific threshold.
  • the specific threshold is set or defined as D pathwidth which is the road width (or VRU path width), and the difference between the road direction (VRU path direction) and the heading angle or the speed of the VRU value may be changed in real time.
  • each of the angle difference and the VRU speed may be divided by a specific value (w1, w2) and the value may be quantized by performing a round() operation. Thereafter, a value for the specific threshold may be adjusted by adding a weight to the quantized value.
  • a value for the specific threshold determined according to the second method is shown.
  • the specific threshold value increases, and when the difference increases, the specific threshold value decreases.
  • the value for the specific threshold is increased again.
  • a dangerous area may be determined using the specific threshold determined according to the second method. If the relative position of the VRU is greater than the value for the specific threshold, it is set as a dangerous radius.
  • 38, 39, and 40 are diagrams for explaining a method of adjusting a transmission parameter of the VRU message when it is determined that the VRU is located in a dangerous area.
  • the VRU message adjustment block may adjust message transmission parameters when it is determined that the VRU is located in a dangerous area.
  • the VRU message control block may change the type or method of the message based on the information on the dangerous situation and/or the warning level determined in the path departure verification block.
  • the VRU message control block may transmit the VRU message according to the following two methods.
  • the first control method is a method of adjusting a transmission period of a VRU message (e.g. VAM). That is, during T1 to T3, the message generation and transmission cycle is transmitted at 1 hz as previously set, but in the time T4 to T7, which is a case of entering a dangerous section, the message cycle is adjusted by 1/10 to give more information to vehicles driving around. It is a way to better inform the surroundings of danger by sending a signal frequently.
  • the VRU message may be transmitted according to an existing set message generation period and transmission period in time T1 to T3, and may be transmitted more frequently in time T4 to T7 with a shorter generation period and transmission period than before.
  • the second control method is a method of changing the type of the VRU message (e.g. VAM -> DENM). That is, during time T1 to T3, the VAM message is transmitted as previously set. However, when the VRU enters the dangerous section, it transmits a message, which is a message indicating a dangerous event, from T4 to T7. Through this, the DENM is transmitted to the vehicles driving around, and the danger is more directly informed.
  • the VRU message control block may transmit a general VAM during times T1 to T3 when no danger is detected, but may transmit a DENM message during times T4 to T7 when a danger situation is detected.
  • the operation protocol for implementing the algorithm described above may be configured differently depending on the case where the VRU determines the dangerous route driving and the case where the RSU or the server determines it.
  • the VRU may obtain a VRU path map from the server. Thereafter, the VRU generally transmits the VAM. Thereafter, when the entry into the dangerous area is detected according to the above-described method, the VRU transmits a DENM message. Furthermore, the VRU may report to the RSU (or SoftV2X server) that it has entered a dangerous area. In this case, the RSU (or SoftV2X server) may inform surrounding vehicles that the VRU has entered the hazardous area through wide coverage.
  • the RSU or SoftV2X server
  • the second operating method is a method in which the RSU (or SoftV2X server) determines whether the VRU enters the dangerous area.
  • the VRU may broadcast state information about the VRU through the VAM as in the prior art.
  • the RSU or SoftV2X server
  • the RSU may determine whether to enter the dangerous path by comparing the stored VRU path map with the state information of the VRU.
  • the RSU or SoftV2X server
  • the VRU recognizes that it has entered the dangerous area and changes the message from VAM to DENM.
  • the RSU or SoftV2X server
  • a VRU device predicts a movement path of a VRU (or a movement path of at least one VRU) based on the VRU path map, and includes information on the predicted movement path of at least one VRU. 1 message can be sent.
  • the prediction of the movement path of the at least one VRU may be an operation of correcting the probability of each of the VRU paths branching from the specific joint (that is, correcting the probability according to the VRU path map), and the first message may include information on the progression probability corrected by the prediction operation for each of the VRU paths branching from the specific joint.
  • the VRU device is the VRU path map including location information on joints from which a plurality of VRU paths branch, and information on angles and probabilities for each of the plurality of VRU paths branching to each of the joints. can be received.
  • the VRU device may determine a specific joint to be moved from among the joints (or the joint closest in the travel direction) based on its location information and the travel angle (or the travel direction).
  • the specific joint is a point and/or area where VRU paths are branched (directed in a different direction) as described above, and information on a plurality of VRU paths branching from each of the plurality of joints is provided through the VRU path map.
  • the VRU device may predict the movement path of the VRU based on VRU paths branching to the specific joint (VRU paths obtained through the VRU path map).
  • the prediction of the movement path of the VRU may be a prediction of the probability of entering or moving to each of the VRU paths branching from the specific joint.
  • the VRU device may predict the probability of moving or proceeding for each of the VRU paths branching from the specific joint.
  • the information on the predicted movement path of the VRU included in the first message includes information on the specific joint and the predicted probability (corrected probability) for each of the VRU paths branching from the specific joint. may contain information.
  • the predicted probability (hereinafter, the predicted probability) for each of the VRU paths is calculated by correcting the probability (hereinafter, the acquisition probability) for each of the plurality of VRU paths acquired with the VRU path map based on the travel angle.
  • the VRU device predicts the movement path of the VRU by correcting the acquisition probability for each of the VRU paths based on the angle difference value between the angle of each of the VRU paths branching from a specific joint and the travel angle ( For example, the prediction probability can be calculated).
  • the VRU device determines a first probability correction value based on an angular difference value for each of the VRU paths, and obtains the first probability correction value for a corresponding VRU path.
  • the predicted probability may be calculated by correcting the probability for the corresponding VRU path in addition to the probability.
  • the VRU device may correct the acquisition probability by applying the first probability correction value to which a weight determined based on the distance to the specific joint is applied to the acquisition probability.
  • the first probability correction value may be set to a smaller value as the difference value increases, and the weight may be set to a larger value as the distance to the specific joint increases.
  • the weight may be determined as a first value if the distance to the specific joint is less than the first threshold distance, and may be determined as a second value that is smaller than the first value if the distance to the specific joint is greater than or equal to the first threshold distance. .
  • the VRU device predicts the movement path of the VRU based on the acquisition probability for each of the plurality of VRU paths in the specific joint obtained from the VRU path map), but based on the moving direction and the distance to the joint. to determine the predicted probability by correcting the acquisition probability through the determined first probability correction value and the weight, and provide information on the predicted VRU movement path based on the predicted probability.
  • the joint information may further include information on a path width for each of the plurality of VRU paths.
  • the VRU device compares the path width with a first threshold value determined based on the state information of the VRU to detect whether a corresponding VRU path has departed, and when the departure from the VRU path is detected, the second 1
  • the message type can be changed from VAM (VRU Awareness Message) to DENM (Decentralized Environmental Notification Message).
  • the VRU device may reduce the transmission period of the first message when the departure of the VRU path is detected.
  • the VRU device may reduce the transmission period of the first message or additionally perform an operation of notifying the user of the VRU device of the departure of the path.
  • the communication system 1 applied to the present invention includes a wireless device, a base station, and a network.
  • the wireless device refers to a device that performs communication using a radio access technology (eg, 5G NR (New RAT), LTE (Long Term Evolution)), and may be referred to as a communication/wireless/5G device.
  • a radio access technology eg, 5G NR (New RAT), LTE (Long Term Evolution)
  • the wireless device includes a robot 100a, a vehicle 100b-1, 100b-2, an eXtended Reality (XR) device 100c, a hand-held device 100d, and a home appliance 100e. ), an Internet of Things (IoT) device 100f, and an AI device/server 400 .
  • the vehicle may include a vehicle equipped with a wireless communication function, an autonomous driving vehicle, a vehicle capable of performing inter-vehicle communication, and the like.
  • the vehicle may include an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) (eg, a drone).
  • UAV Unmanned Aerial Vehicle
  • XR devices include AR (Augmented Reality)/VR (Virtual Reality)/MR (Mixed Reality) devices, and include a Head-Mounted Device (HMD), a Head-Up Display (HUD) provided in a vehicle, a television, a smartphone, It may be implemented in the form of a computer, a wearable device, a home appliance, a digital signage, a vehicle, a robot, and the like.
  • the portable device may include a smart phone, a smart pad, a wearable device (eg, a smart watch, smart glasses), a computer (eg, a laptop computer), and the like.
  • Home appliances may include a TV, a refrigerator, a washing machine, and the like.
  • the IoT device may include a sensor, a smart meter, and the like.
  • the base station and the network may be implemented as a wireless device, and a specific wireless device 200a may operate as a base station/network node to other wireless devices.
  • the wireless devices 100a to 100f may be connected to the network 300 through the base station 200 .
  • AI Artificial Intelligence
  • the network 300 may be configured using a 3G network, a 4G (eg, LTE) network, or a 5G (eg, NR) network.
  • the wireless devices 100a to 100f may communicate with each other through the base station 200/network 300, but may also communicate directly (e.g. sidelink communication) without passing through the base station/network.
  • the vehicles 100b-1 and 100b-2 may perform direct communication (e.g. Vehicle to Vehicle (V2V)/Vehicle to everything (V2X) communication).
  • the IoT device eg, sensor
  • the IoT device may directly communicate with other IoT devices (eg, sensor) or other wireless devices 100a to 100f.
  • Wireless communication/connection 150a, 150b, and 150c may be performed between the wireless devices 100a to 100f/base station 200 and the base station 200/base station 200 .
  • the wireless communication/connection includes uplink/downlink communication 150a and sidelink communication 150b (or D2D communication), and communication between base stations 150c (eg relay, IAB (Integrated Access Backhaul)).
  • This can be done through technology (eg 5G NR)
  • Wireless communication/connection 150a, 150b, 150c allows the wireless device and the base station/radio device, and the base station and the base station to transmit/receive wireless signals to each other.
  • the wireless communication/connection 150a, 150b, and 150c may transmit/receive signals through various physical channels.
  • various signal processing processes eg, channel encoding/decoding, modulation/demodulation, resource mapping/demapping, etc.
  • resource allocation processes etc.
  • the first wireless device 100 and the second wireless device 200 may transmit and receive wireless signals through various wireless access technologies (eg, LTE, NR).
  • ⁇ first wireless device 100, second wireless device 200 ⁇ is ⁇ wireless device 100x, base station 200 ⁇ of FIG. 43 and/or ⁇ wireless device 100x, wireless device 100x) ⁇ can be matched.
  • the first wireless device 100 includes one or more processors 102 and one or more memories 104 , and may further include one or more transceivers 106 and/or one or more antennas 108 .
  • the processor 102 controls the memory 104 and/or the transceiver 106 and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flow charts disclosed herein.
  • the processor 102 may process the information in the memory 104 to generate the first information/signal, and then transmit a wireless signal including the first information/signal through the transceiver 106 .
  • the processor 102 may receive the radio signal including the second information/signal through the transceiver 106 , and then store the information obtained from the signal processing of the second information/signal in the memory 104 .
  • the memory 104 may be connected to the processor 102 and may store various information related to the operation of the processor 102 .
  • the memory 104 may provide instructions for performing some or all of the processes controlled by the processor 102 , or for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein. may store software code including
  • the processor 102 and the memory 104 may be part of a communication modem/circuit/chipset designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR).
  • a wireless communication technology eg, LTE, NR
  • the transceiver 106 may be coupled with the processor 102 , and may transmit and/or receive wireless signals via one or more antennas 108 .
  • the transceiver 106 may include a transmitter and/or a receiver.
  • the transceiver 106 may be used interchangeably with a radio frequency (RF) unit.
  • RF radio frequency
  • a wireless device may refer to a communication modem/circuit/chipset.
  • the UE may include a processor 102 and a memory 104 coupled to the RF transceiver.
  • the memory 104 may include at least one program capable of performing operations related to the embodiments described with reference to FIGS. 11 to 40 .
  • the processor 102 controls the RF transceiver to receive the VRU path map including joint information, predict the moving path of the VRU based on the VRU path map and the traveling direction, and set the moving path of the VRU. transmits a first message including information about information on , the processor determines a specific joint from among the joints based on the location of the VRU and the traveling direction measured through the sensor, and the angle and the traveling angle of each of the VRU paths branching from the specific joint
  • the moving path of the VRU may be predicted by correcting the probability of each of the VRU paths based on the angular difference between the two.
  • the processor 102 may perform the operations of generating the VRU path map described with reference to FIGS. 11 to 26 based on the program included in the memory 104 .
  • a chipset including the processor 102 and the memory 104 may be configured.
  • the chipset may include at least one processor and at least one memory that is operatively connected to the at least one processor and, when executed, causes the at least one processor to perform an operation.
  • the second wireless device 200 includes one or more processors 202 , one or more memories 204 , and may further include one or more transceivers 206 and/or one or more antennas 208 .
  • the processor 202 controls the memory 204 and/or the transceiver 206 and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein.
  • the processor 202 may process the information in the memory 204 to generate third information/signal, and then transmit a wireless signal including the third information/signal through the transceiver 206 .
  • the processor 202 may receive the radio signal including the fourth information/signal through the transceiver 206 , and then store information obtained from signal processing of the fourth information/signal in the memory 204 .
  • the memory 204 may be connected to the processor 202 and may store various information related to the operation of the processor 202 .
  • the memory 204 may provide instructions for performing some or all of the processes controlled by the processor 202 , or for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein. may store software code including
  • the processor 202 and the memory 204 may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR).
  • a wireless communication technology eg, LTE, NR
  • the transceiver 206 may be coupled to the processor 202 and may transmit and/or receive wireless signals via one or more antennas 208 .
  • the transceiver 206 may include a transmitter and/or a receiver.
  • the transceiver 206 may be used interchangeably with an RF unit.
  • a wireless device may refer to a communication modem/circuit/chip.
  • one or more protocol layers may be implemented by one or more processors 102 , 202 .
  • one or more processors 102 , 202 may implement one or more layers (eg, functional layers such as PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP).
  • the one or more processors 102, 202 may be configured to process one or more Protocol Data Units (PDUs) and/or one or more Service Data Units (SDUs) according to the description, function, procedure, proposal, method, and/or operational flowcharts disclosed herein.
  • PDUs Protocol Data Units
  • SDUs Service Data Units
  • One or more processors 102, 202 may generate messages, control information, data, or information according to the description, function, procedure, proposal, method, and/or flow charts disclosed herein.
  • the one or more processors 102 and 202 generate a signal (eg, a baseband signal) including PDUs, SDUs, messages, control information, data or information according to the functions, procedures, proposals and/or methods disclosed in this document. , to one or more transceivers 106 and 206 .
  • the one or more processors 102 , 202 may receive signals (eg, baseband signals) from one or more transceivers 106 , 206 , and may be described, functions, procedures, proposals, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein.
  • PDUs, SDUs, messages, control information, data, or information may be acquired according to the above.
  • One or more processors 102 , 202 may be referred to as a controller, microcontroller, microprocessor, or microcomputer.
  • One or more processors 102, 202 may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • firmware or software which may be implemented to include modules, procedures, functions, and the like.
  • the descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or flow charts disclosed herein provide that firmware or software configured to perform is included in one or more processors 102 , 202 , or stored in one or more memories 104 , 204 . It may be driven by the above processors 102 and 202 .
  • the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein may be implemented using firmware or software in the form of code, instructions, and/or a set of instructions.
  • One or more memories 104 , 204 may be coupled with one or more processors 102 , 202 and may store various forms of data, signals, messages, information, programs, code, instructions, and/or instructions.
  • One or more memories 104 , 204 may be comprised of ROM, RAM, EPROM, flash memory, hard drives, registers, cache memory, computer readable storage media, and/or combinations thereof.
  • One or more memories 104 , 204 may be located inside and/or external to one or more processors 102 , 202 .
  • one or more memories 104 , 204 may be coupled to one or more processors 102 , 202 through various technologies, such as wired or wireless connections.
  • One or more transceivers 106 , 206 may transmit user data, control information, radio signals/channels, etc. referred to in the methods and/or operational flowcharts of this document to one or more other devices.
  • One or more transceivers 106, 206 may receive user data, control information, radio signals/channels, etc. referred to in the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or flow charts, etc. disclosed herein, from one or more other devices. have.
  • one or more transceivers 106 , 206 may be coupled to one or more processors 102 , 202 and may transmit and receive wireless signals.
  • one or more processors 102 , 202 may control one or more transceivers 106 , 206 to transmit user data, control information, or wireless signals to one or more other devices.
  • one or more processors 102 , 202 may control one or more transceivers 106 , 206 to receive user data, control information, or wireless signals from one or more other devices.
  • one or more transceivers 106, 206 may be coupled to one or more antennas 108, 208, and the one or more transceivers 106, 206 may be coupled via one or more antennas 108, 208 to the descriptions, functions, and functions disclosed herein. , procedures, proposals, methods and/or operation flowcharts, etc.
  • one or more antennas may be a plurality of physical antennas or a plurality of logical antennas (eg, antenna ports).
  • the one or more transceivers 106, 206 convert the received radio signal/channel, etc. from the RF band signal to process the received user data, control information, radio signal/channel, etc. using the one or more processors 102, 202. It can be converted into a baseband signal.
  • One or more transceivers 106 and 206 may convert user data, control information, radio signals/channels, etc. processed using one or more processors 102 and 202 from baseband signals to RF band signals.
  • one or more transceivers 106 , 206 may include (analog) oscillators and/or filters.
  • the wireless device 43 shows another example of a wireless device to which the present invention is applied.
  • the wireless device may be implemented in various forms according to use-examples/services (refer to FIG. 42 ).
  • wireless devices 100 and 200 correspond to wireless devices 100 and 200 of FIG. 43 , and include various elements, components, units/units, and/or modules. ) can be composed of
  • the wireless devices 100 and 200 may include a communication unit 110 , a control unit 120 , a memory unit 130 , and an additional element 140 .
  • the communication unit may include communication circuitry 112 and transceiver(s) 114 .
  • communication circuitry 112 may include one or more processors 102,202 and/or one or more memories 104,204 of FIG. 43 .
  • the transceiver(s) 114 may include one or more transceivers 106 , 206 and/or one or more antennas 108 , 208 of FIG.
  • the control unit 120 is electrically connected to the communication unit 110 , the memory unit 130 , and the additional element 140 , and controls general operations of the wireless device. For example, the controller 120 may control the electrical/mechanical operation of the wireless device based on the program/code/command/information stored in the memory unit 130 . In addition, the control unit 120 transmits the information stored in the memory unit 130 to the outside (eg, another communication device) through the communication unit 110 through a wireless/wired interface, or through the communication unit 110 to the outside (eg, Information received through a wireless/wired interface from another communication device) may be stored in the memory unit 130 .
  • the outside eg, another communication device
  • Information received through a wireless/wired interface from another communication device may be stored in the memory unit 130 .
  • the additional element 140 may be configured in various ways according to the type of the wireless device.
  • the additional element 140 may include at least one of a power unit/battery, an input/output unit (I/O unit), a driving unit, and a computing unit.
  • a wireless device may include a robot ( FIGS. 42 and 100a ), a vehicle ( FIGS. 42 , 100b-1 , 100b-2 ), an XR device ( FIGS. 42 and 100c ), a mobile device ( FIGS. 42 and 100d ), and a home appliance. (FIG. 42, 100e), IoT device (FIG.
  • the wireless device may be mobile or used in a fixed location depending on the use-example/service.
  • various elements, components, units/units, and/or modules in the wireless devices 100 and 200 may be entirely interconnected through a wired interface, or at least some of them may be wirelessly connected through the communication unit 110 .
  • the control unit 120 and the communication unit 110 are connected by wire, and the control unit 120 and the first unit (eg, 130 and 140 ) are connected to the communication unit 110 through the communication unit 110 . It can be connected wirelessly.
  • each element, component, unit/unit, and/or module within the wireless device 100 , 200 may further include one or more elements.
  • the controller 120 may be configured with one or more processor sets.
  • the controller 120 may be configured as a set of a communication control processor, an application processor, an electronic control unit (ECU), a graphic processing processor, a memory control processor, and the like.
  • the memory unit 130 may include random access memory (RAM), dynamic RAM (DRAM), read only memory (ROM), flash memory, volatile memory, and non-volatile memory. volatile memory) and/or a combination thereof.
  • the vehicle or autonomous driving vehicle may be implemented as a mobile robot, vehicle, train, manned/unmanned aerial vehicle (AV), ship, or the like.
  • the vehicle or autonomous driving vehicle 100 includes an antenna unit 108 , a communication unit 110 , a control unit 120 , a driving unit 140a , a power supply unit 140b , a sensor unit 140c and autonomous driving. It may include a part 140d.
  • the antenna unit 108 may be configured as a part of the communication unit 110 .
  • Blocks 110/130/140a-140d correspond to blocks 110/130/140 of FIG. 43, respectively.
  • the communication unit 110 may transmit/receive signals (eg, data, control signals, etc.) to and from external devices such as other vehicles, base stations (eg, base stations, roadside units, etc.), servers, and the like.
  • the controller 120 may control elements of the vehicle or the autonomous driving vehicle 100 to perform various operations.
  • the controller 120 may include an Electronic Control Unit (ECU).
  • the driving unit 140a may cause the vehicle or the autonomous driving vehicle 100 to run on the ground.
  • the driving unit 140a may include an engine, a motor, a power train, a wheel, a brake, a steering device, and the like.
  • the power supply unit 140b supplies power to the vehicle or the autonomous driving vehicle 100 , and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, and the like.
  • the sensor unit 140c may obtain vehicle status, surrounding environment information, user information, and the like.
  • the sensor unit 140c includes an inertial measurement unit (IMU) sensor, a collision sensor, a wheel sensor, a speed sensor, an inclination sensor, a weight sensor, a heading sensor, a position module, and a vehicle forward movement.
  • IMU inertial measurement unit
  • a collision sensor a wheel sensor
  • a speed sensor a speed sensor
  • an inclination sensor a weight sensor
  • a heading sensor a position module
  • a vehicle forward movement / may include a reverse sensor, a battery sensor, a fuel sensor, a tire sensor, a steering sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, an ultrasonic sensor, an illuminance sensor, a pedal position sensor, and the like.
  • the autonomous driving unit 140d includes a technology for maintaining a driving lane, a technology for automatically adjusting speed such as adaptive cruise control, a technology for automatically driving along a predetermined route, and a technology for automatically setting a route when a destination is set. technology can be implemented.
  • the communication unit 110 may receive map data, traffic information data, and the like from an external server.
  • the autonomous driving unit 140d may generate an autonomous driving route and a driving plan based on the acquired data.
  • the controller 120 may control the driving unit 140a to move the vehicle or the autonomous driving vehicle 100 along the autonomous driving path (eg, speed/direction adjustment) according to the driving plan.
  • the communication unit 110 may non/periodically acquire the latest traffic information data from an external server, and may acquire surrounding traffic information data from surrounding vehicles.
  • the sensor unit 140c may acquire vehicle state and surrounding environment information.
  • the autonomous driving unit 140d may update the autonomous driving route and driving plan based on the newly acquired data/information.
  • the communication unit 110 may transmit information about a vehicle location, an autonomous driving route, a driving plan, and the like to an external server.
  • the external server may predict traffic information data in advance using AI technology or the like based on information collected from the vehicle or autonomous vehicles, and may provide the predicted traffic information data to the vehicle or autonomous vehicles.
  • the wireless communication technology implemented in the wireless device (XXX, YYY) of the present specification may include a narrowband Internet of Things for low-power communication as well as LTE, NR, and 6G.
  • the NB-IoT technology may be an example of a LPWAN (Low Power Wide Area Network) technology, and may be implemented in standards such as LTE Cat NB1 and/or LTE Cat NB2, and is limited to the above-mentioned names. no.
  • the wireless communication technology implemented in the wireless device (XXX, YYY) of the present specification may perform communication based on the LTE-M technology.
  • the LTE-M technology may be an example of an LPWAN technology, and may be called by various names such as enhanced machine type communication (eMTC).
  • eMTC enhanced machine type communication
  • LTE-M technology is 1) LTE CAT 0, 2) LTE Cat M1, 3) LTE Cat M2, 4) LTE non-BL (non-Bandwidth Limited), 5) LTE-MTC, 6) LTE Machine It may be implemented in at least one of various standards such as Type Communication, and/or 7) LTE M, and is not limited to the above-described name.
  • the wireless communication technology implemented in the wireless device (XXX, YYY) of the present specification is at least one of ZigBee, Bluetooth, and Low Power Wide Area Network (LPWAN) considering low-power communication. It may include any one, and is not limited to the above-mentioned names.
  • the ZigBee technology can create PAN (personal area networks) related to small/low-power digital communication based on various standards such as IEEE 802.15.4, and can be called by various names.
  • the embodiments of the present invention have been mainly described focusing on the signal transmission/reception relationship between the terminal and the base station.
  • This transmission/reception relationship is equally/similarly extended to signal transmission/reception between a terminal and a relay or a base station and a relay.
  • a specific operation described in this document to be performed by a base station may be performed by an upper node thereof in some cases. That is, it is obvious that various operations performed for communication with the terminal in a network including a plurality of network nodes including the base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • the base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), and an access point.
  • the terminal may be replaced with terms such as User Equipment (UE), Mobile Station (MS), and Mobile Subscriber Station (MSS).
  • UE User Equipment
  • MS Mobile Station
  • MSS Mobile Subscriber Station
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention provides one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), a processor, a controller, a microcontroller, a microprocessor, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that perform the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in the memory unit and driven by the processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may transmit and receive data to and from the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention as described above can be applied to various mobile communication systems.

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Abstract

다양한 실시예에 따른 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 VRU 경로 맵에 기반하여 VRU가 이동 경로를 예측하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 조인트 정보를 포함하는 상기 VRU 경로 맵을 수신하는 단계, 상기 VRU 경로 맵에 기초하여 VRU의 이동 경로를 예측하는 단계, 및 상기 VRU의 이동 경로에 대한 정보를 포함하는 제1 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 조인트 정보는 복수의 VRU 경로들이 분기되는 조인트들에 대한 위치 정보, 및 상기 조인트들 각각에 분기되는 상기 복수의 VRU 경로들 각각에 대한 각도 및 확률에 대한 정보를 포함하고, 상기 VRU는 VRU의 위치 및 센서를 통해 측정된 진행 방향에 기초하여 상기 조인트들 중 특정 조인트를 결정하고, 상기 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각의 각도와 상기 진행 각도 간의 각도 차이 값에 기초하여 상기 VRU 경로들 각각에 대한 확률을 보정하여 상기 VRU의 이동 경로를 예측하고, 상기 제1 메시지에 포함된 상기 VRU의 이동 경로에 대한 정보는 상기 VRU 경로들 각각에 대한 보정된 확률 정보를 포함하는 방법 및 이를 위한 장치를 개시한다.

Description

사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 VRU가 이동 경로를 예측하는 방법 및 이를 위한 장치
사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 VRU가 수신된 VRU 경로 맵에 기초하여 이동 경로를 예측하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(예를 들어, 대역폭, 전송 전력 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원하는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
사이드링크(sidelink, SL)란 단말(User Equipment, UE)들 간에 직접적인 링크를 설정하여, 기지국(Base Station, BS)을 거치지 않고, 단말 간에 음성 또는 데이터 등을 직접 주고 받는 통신 방식을 말한다. SL는 급속도로 증가하는 데이터 트래픽에 따른 기지국의 부담을 해결할 수 있는 하나의 방안으로서 고려되고 있다.
V2X(vehicle-to-everything)는 유/무선 통신을 통해 다른 차량, 보행자, 인프라가 구축된 사물 등과 정보를 교환하는 통신 기술을 의미한다. V2X는 V2V(vehicle-to-vehicle), V2I(vehicle-to-infrastructure), V2N(vehicle-to- network) 및 V2P(vehicle-to-pedestrian)와 같은 4 가지 유형으로 구분될 수 있다. V2X 통신은 PC5 인터페이스 및/또는 Uu 인터페이스를 통해 제공될 수 있다.
한편, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라, 기존의 무선 액세스 기술(Radio Access Technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라, 신뢰도(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스 또는 단말을 고려한 통신 시스템이 논의되고 있는데, 개선된 이동 광대역 통신, 매시브 MTC(Machine Type Communication), URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술을 새로운 RAT(new radio access technology) 또는 NR(new radio)이라 칭할 수 있다. NR에서도 V2X(vehicle-to-everything) 통신이 지원될 수 있다.
도 1은 NR 이전의 RAT에 기반한 V2X 통신과 NR에 기반한 V2X 통신을 비교하여 설명하기 위한 도면이다
V2X 통신과 관련하여, NR 이전의 RAT에서는 BSM(Basic Safety Message), CAM(Cooperative Awareness Message), DENM(Decentralized Environmental Notification Message)과 같은 V2X 메시지를 기반으로, 안전 서비스(safety service)를 제공하는 방안이 주로 논의되었다. V2X 메시지는, 위치 정보, 동적 정보, 속성 정보 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 주기적인 메시지(periodic message) 타입의 CAM, 및/또는 이벤트 트리거 메시지(event triggered message) 타입의 DENM을 다른 단말에게 전송할 수 있다.
예를 들어, CAM은 방향 및 속도와 같은 차량의 동적 상태 정보, 치수와 같은 차량 정적 데이터, 외부 조명 상태, 경로 내역 등 기본 차량 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 CAM을 방송할 수 있으며, CAM의 지연(latency)은 100ms보다 작을 수 있다. 예를 들어, 차량의 고장, 사고 등의 돌발적인 상황이 발행하는 경우, 단말은 DENM을 생성하여 다른 단말에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말의 전송 범위 내에 있는 모든 차량은 CAM 및/또는 DENM을 수신할 수 있다. 이 경우, DENM은 CAM 보다 높은 우선 순위를 가질 수 있다.
이후, V2X 통신과 관련하여, 다양한 V2X 시나리오들이 NR에서 제시되고 있다. 예를 들어, 다양한 V2X 시나리오들은, 차량 플라투닝(vehicle platooning), 향상된 드라이빙(advanced driving), 확장된 센서들(extended sensors), 리모트 드라이빙(remote driving) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 차량 플라투닝을 기반으로, 차량들은 동적으로 그룹을 형성하여 함께 이동할 수 있다. 예를 들어, 차량 플라투닝에 기반한 플라툰 동작들(platoon operations)을 수행하기 위해, 상기 그룹에 속하는 차량들은 선두 차량으로부터 주기적인 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 그룹에 속하는 차량들은 주기적인 데이터를 이용하여, 차량들 사이의 간격을 줄이거나 넓힐 수 있다.
예를 들어, 향상된 드라이빙을 기반으로, 차량은 반자동화 또는 완전 자동화될 수 있다. 예를 들어, 각 차량은 근접 차량 및/또는 근접 로지컬 엔티티(logical entity)의 로컬 센서(local sensor)에서 획득된 데이터를 기반으로, 궤도(trajectories) 또는 기동(maneuvers)을 조정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 각 차량은 근접한 차량들과 드라이빙 인텐션(driving intention)을 상호 공유할 수 있다.
예를 들어, 확장 센서들을 기반으로, 로컬 센서들을 통해 획득된 로 데이터(raw data) 또는 처리된 데이터(processed data), 또는 라이브 비디오 데이터(live video data)는 차량, 로지컬 엔티티, 보행자들의 단말 및/또는 V2X 응용 서버 간에 상호 교환될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 차량은 자체 센서를 이용하여 감지할 수 있는 환경 보다 향상된 환경을 인식할 수 있다.
예를 들어, 리모트 드라이빙을 기반으로, 운전을 하지 못하는 사람 또는 위험한 환경에 위치한 리모트 차량을 위해, 리모트 드라이버 또는 V2X 애플리케이션은 상기 리모트 차량을 동작 또는 제어할 수 있다. 예를 들어, 대중 교통과 같이 경로를 예측할 수 있는 경우, 클라우드 컴퓨팅 기반의 드라이빙이 상기 리모트 차량의 동작 또는 제어에 이용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 클라우드 기반의 백엔드 서비스 플랫폼(cloud-based back-end service platform)에 대한 액세스가 리모트 드라이빙을 위해 고려될 수 있다.
한편, 차량 플라투닝, 향상된 드라이빙, 확장된 센서들, 리모트 드라이빙 등 다양한 V2X 시나리오들에 대한 서비스 요구사항(service requirements)들을 구체화하는 방안이 NR에 기반한 V2X 통신에서 논의되고 있다.
해결하고자 하는 과제는 VRU 경로 맵에서 획득한 조인트와의 VRU 간의 각도 및 위치 관계에 기초하여 상기 조인트에서 분기되는 복수의 VRU 경로 각각에 대한 진행 확률을 보정하고, 보정된 복수의 VRU 경로 각각에 대한 진행 확률에 기초하여 VRU의 이동 경로를 보다 정확하게 예측할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 측면에 따른 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 VRU 경로 맵에 기반하여 VRU가 이동 경로를 예측하는 방법은 조인트 정보를 포함하는 상기 VRU 경로 맵을 수신하는 단계, 상기 VRU 경로 맵에 기초하여 상기 적어도 하나의 VRU의 이동 경로를 예측하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 VRU의 이동 경로에 대한 정보를 포함하는 제1 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 조인트 정보는 복수의 VRU 경로들이 분기되는 조인트들에 대한 위치 정보, 및 상기 조인트들 각각에 분기되는 상기 복수의 VRU 경로들 각각에 대한 각도 및 확률에 대한 정보를 포함하고, 상기 VRU는 VRU의 위치 및 센서를 통해 측정된 진행 방향에 기초하여 상기 조인트들 중 특정 조인트를 결정하고, 상기 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각의 각도와 상기 진행 각도 간의 각도 차이 값에 기초하여 상기 VRU 경로들 각각에 대한 확률을 보정하여 상기 적어도 하나의 VRU의 이동 경로를 예측하고, 상기 제1 메시지에 포함된 상기 VRU의 이동 경로에 대한 정보는 상기 VRU 경로 각각에 대한 보정된 확률 정보를 포함할 수 있다.
또는, 상기 VRU는 상기 VRU 경로들 각각에 대한 각도 차이 값에 기초하여 제1 확률 보정 값을 결정하고, 상기 제1 확률 보정 값을 대응하는 VRU 경로에 대한 확률에 부가하여 상기 대응하는 VRU 경로에 대한 확률을 보정하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 VRU는 상기 특정 조인트와의 거리에 기초하여 결정된 가중치를 상기 제1 확률 보정 값에 적용하여 상기 VRU 경로들 각각에 대한 확률을 보정하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 가중치는 상기 조인트와 거리가 제1 임계 거리 미만이면 제1 값으로 결정되고, 상기 조인트와 거리가 제1 임계 거리 이상이면 상기 제1 값보다 작은 값인 제2 값으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 확률 보정 값은 상기 각도 차이 값이 증가할수록 작아지는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 적어도 하나의 VRU의 이동 경로에 대한 정보는 상기 특정 조인트에 대한 정보, 상기 특정 조인트에서의 VRU 경로들 각각에 대한 각도 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 조인트 정보는 상기 복수의 VRU 경로 각각에 대한 경로 폭에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 VRU는 상기 VRU의 상태 정보에 기초하여 결정된 제1 임계 값과 상기 경로 폭을 비교하여 대응하는 VRU 경로의 이탈 여부를 감지하고, 상기 VRU 경로의 이탈이 감지된 경우에 상기 제1 메시지의 타입을 VAM (VRU Awareness Message)에서 DENM (Decentralized Environmental Notification Message)로 변경하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 VRU 장치는 상기 VRU 경로의 이탈이 감지된 경우에 상기 VRU 장치의 사용자에게 경로 이탈의 경고하는 알림 동작을 추가적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 진행 각도는 미리 설정된 시간 동안 상기 센서를 통해 센싱된 헤딩 각도들의 평균에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따르면, 사이드링크를 지원하는 무선 통신 시스템에서 VRU 경로 맵에 기반하여 이동 경로를 예측하는 VRU (Vulnerable Road User) 장치는 RF(Radio Frequency) 송수신기, 및 상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 조인트 정보를 포함하는 상기 VRU 경로 맵을 수신하고, 상기 VRU 경로 맵 및 상기 진행 방향에 기초하여 상기 적어도 하나의 VRU의 이동 경로를 예측하며, 상기 적어도 하나의 VRU의 이동 경로에 대한 정보를 포함하는 제1 메시지를 전송하고, 상기 조인트 정보는 복수의 VRU 경로들이 분기되는 조인트들에 대한 위치 정보, 및 상기 조인트들 각각에 분기되는 상기 복수의 VRU 경로들 각각에 대한 각도 및 확률에 대한 정보를 포함하고, 상기 프로세서는 VRU의 위치 및 센서를 통해 측정된 진행 방향에 기초하여 상기 조인트들 중 특정 조인트를 결정하고, 상기 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각의 각도와 상기 진행 각도 간의 각도 차이 값에 기초하여 상기 VRU 경로들 각각에 대한 확률을 보정하여 상기 적어도 하나의 VRU의 이동 경로를 예측하고, 상기 제1 메시지에 포함된 상기 VRU의 이동 경로에 대한 정보는 상기 VRU 경로 각각에 대한 보정된 확률 정보를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들은 VRU 경로 맵에서 획득한 조인트와의 VRU 간의 각도 및 위치 관계에 기초하여 상기 조인트에서 분기되는 복수의 VRU 경로 각각에 대한 진행 확률을 보정하고, 보정된 복수의 VRU 경로 각각에 대한 진행 확률에 기초하여 VRU의 이동 경로를 보다 정확하게 예측할 수 있다.
다양한 실시예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 NR 이전의 RAT에 기반한 V2X 통신과 NR에 기반한 V2X 통신을 비교하여 설명하기 위한 도면이다
도 2은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 3은 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 4은 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5은 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 6 SL 통신을 위한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다.
도 7은 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 단말을 나타낸다.
도 8는 V2X 또는 SL 통신을 위한 자원 단위를 나타낸다.
도 9은 ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 참조 구조에 기초하여 설계 및 적용 가능한 ITS 스테이션 (station)의 예시 구조이다.
도 11 및 도 12은 SoftV2X 시스템의 SoftV2X 서버가 VRU들의 VRU 메시지들에 기초하여 VRU 경로 맵을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 SoftV2X 서버가 VRU 경로를 모델링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15은 DF_Node에 기반하여 VRU 경로 맵을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 존 ID에 기반한 VRU 경로 맵에 대한 정보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18 및 도 19는 VRU의 예상 경로를 표현하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 복수의 VRU 경로들에 대한 정보를 포함하는 VRU 메시지를 설명하기 위한 도면이다.
도 21 내지 도 24는 상기 복수의 VRU 경로들을 포함하는 PSM의 운용 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 VRU가 이전 VRU 경로 및 헤딩 각도에 기반하여 VRU 경로를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26는 VRU가 VRU 경로 맵에 기반하여 VRU 경로를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 VRU 경로 맵에 기반하여 헤딩 각도를 보정하는 장치 블록도이다.
도 28, 도 29 및 도 30은 VRU 경로 맵에 기반하여 헤딩 각도를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 31 및 도 32는 VRU가 VRU 경로 맵에 기초하여 VRU 경로를 예측하고 VRU 경로 별 확률을 예측하는 방법을 설명하기 위한 예시를 도시한 도면이다.
도 33은 VRU 경로 맵에 기초하여 VRU가 VRU 경로 이탈 여부를 검침하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 34, 도 35, 도 36 및 도 37은 VRU가 VRU 경로 맵 및 VRU 상태에 기초하여 VRU 경로 이탈 여부를 검증하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 38, 도 39 및 도 40은 상기 VRU가 위험 지역에 위치한 것으로 판단된 경우에 상기 VRU 메시지의 전송 파라미터를 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 41은 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 42는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 43은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다
도 44는 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다.
무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(예를 들어, 대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원하는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
사이드링크(sidelink)란 단말(User Equipment, UE)들 간에 직접적인 링크를 설정하여, 기지국(Base Station, BS)을 거치지 않고, 단말 간에 음성 또는 데이터 등을 직접 주고 받는 통신 방식을 말한다. 사이드링크는 급속도로 증가하는 데이터 트래픽에 따른 기지국의 부담을 해결할 수 있는 하나의 방안으로서 고려되고 있다.
V2X(vehicle-to-everything)는 유/무선 통신을 통해 다른 차량, 보행자, 인프라가 구축된 사물 등과 정보를 교환하는 통신 기술을 의미한다. V2X는 V2V(vehicle-to-vehicle), V2I(vehicle-to-infrastructure), V2N(vehicle-to- network) 및 V2P(vehicle-to-pedestrian)와 같은 4 가지 유형으로 구분될 수 있다. V2X 통신은 PC5 인터페이스 및/또는 Uu 인터페이스를 통해 제공될 수 있다.
한편, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라, 기존의 무선 액세스 기술(Radio Access Technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라, 신뢰도(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스 또는 단말을 고려한 통신 시스템이 논의되고 있는데, 개선된 이동 광대역 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술을 새로운 RAT(new radio access technology) 또는 NR(new radio)이라 칭할 수 있다. NR에서도 V2X(vehicle-to-everything) 통신이 지원될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
5G NR은 LTE-A의 후속 기술로서, 고성능, 저지연, 고가용성 등의 특성을 가지는 새로운 Clean-slate 형태의 이동 통신 시스템이다. 5G NR은 1GHz 미만의 저주파 대역에서부터 1GHz~10GHz의 중간 주파 대역, 24GHz 이상의 고주파(밀리미터파) 대역 등 사용 가능한 모든 스펙트럼 자원을 활용할 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A 또는 5G NR을 위주로 기술하지만 실시예(들)의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2은 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고 불릴 수 있다.
도 2을 참조하면, E-UTRAN은 단말(10)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(Mobile Terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.
EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection, OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제 1 계층), L2 (제 2 계층), L3(제 3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제 1 계층에 속하는 물리 계층은 물리 채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3 계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
도 3은 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, NG-RAN은 단말에게 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단(termination)을 제공하는 gNB 및/또는 eNB를 포함할 수 있다. 도 7에서는 gNB만을 포함하는 경우를 예시한다. gNB 및 eNB는 상호 간에 Xn 인터페이스로 연결되어 있다. gNB 및 eNB는 5세대 코어 네트워크(5G Core Network: 5GC)와 NG 인터페이스를 통해 연결되어 있다. 보다 구체적으로, AMF(access and mobility management function)과는 NG-C 인터페이스를 통해 연결되고, UPF(user plane function)과는 NG-U 인터페이스를 통해 연결된다.
도 4은 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4을 참조하면, NR에서 상향링크 및 하향링크 전송에서 무선 프레임을 사용할 수 있다. 무선 프레임은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 5ms 하프-프레임(Half-Frame, HF)으로 정의될 수 있다. 하프-프레임은 5개의 1ms 서브프레임(Subframe, SF)을 포함할 수 있다. 서브프레임은 하나 이상의 슬롯으로 분할될 수 있으며, 서브프레임 내 슬롯 개수는 부반송파 간격(Subcarrier Spacing, SCS)에 따라 결정될 수 있다. 각 슬롯은 CP(cyclic prefix)에 따라 12개 또는 14개의 OFDM(A) 심볼을 포함할 수 있다.
노멀 CP(normal CP)가 사용되는 경우, 각 슬롯은 14개의 심볼을 포함할 수 있다. 확장 CP가 사용되는 경우, 각 슬롯은 12개의 심볼을 포함할 수 있다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼 (또는, CP-OFDM 심볼), SC-FDMA(Single Carrier - FDMA) 심볼 (또는, DFT-s-OFDM(Discrete Fourier Transform-spread-OFDM) 심볼)을 포함할 수 있다.
다음 표 1은 노멀 CP가 사용되는 경우, SCS 설정(u)에 따라 슬롯 별 심볼의 개수((N slot symb), 프레임 별 슬롯의 개수((N frame,u slot)와 서브프레임 별 슬롯의 개수((N subframe,u slot)를 예시한다.
SCS (15*2 u) N slot symb N frame,u slot N subframe,u slot
15KHz (u=0) 14 10 1
30KHz (u=1) 14 20 2
60KHz (u=2) 14 40 4
120KHz (u=3) 14 80 8
240KHz (u=4) 14 160 16
표 2는 확장 CP가 사용되는 경우, SCS에 따라 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수와 서브프레임 별 슬롯의 개수를 예시한다.
SCS (15*2 u) N slot symb N frame,u slot N subframe,u slot
60KHz (u=2) 12 40 4
NR 시스템에서는 하나의 단말에게 병합되는 복수의 셀들 간에 OFDM(A) 뉴머놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)가 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 개수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, 서브프레임, 슬롯 또는 TTI)(편의상, TU(Time Unit)로 통칭)의 (절대 시간) 구간이 병합된 셀들 간에 상이하게 설정될 수 있다.
NR에서, 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 뉴머놀로지(numerology) 또는 SCS가 지원될 수 있다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)이 지원될 수 있고, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)이 지원될 수 있다. SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)을 극복하기 위해 24.25GHz보다 큰 대역폭이 지원될 수 있다.
NR 주파수 밴드(frequency band)는 두 가지 타입의 주파수 범위(frequency range)로 정의될 수 있다. 상기 두 가지 타입의 주파수 범위는 FR1 및 FR2일 수 있다. 주파수 범위의 수치는 변경될 수 있으며, 예를 들어, 상기 두 가지 타입의 주파수 범위는 하기 표 3과 같을 수 있다. NR 시스템에서 사용되는 주파수 범위 중 FR1은 "sub 6GHz range"를 의미할 수 있고, FR2는 "above 6GHz range"를 의미할 수 있고 밀리미터 웨이브(millimeter wave, mmW)로 불릴 수 있다.
Frequency Range designation Corresponding frequency range Subcarrier Spacing (SCS)
FR1 450MHz - 6000MHz 15, 30, 60kHz
FR2 24250MHz - 52600MHz 60, 120, 240kHz
상술한 바와 같이, NR 시스템의 주파수 범위의 수치는 변경될 수 있다. 예를 들어, FR1은 하기 표 4와 같이 410MHz 내지 7125MHz의 대역을 포함할 수 있다. 즉, FR1은 6GHz (또는 5850, 5900, 5925 MHz 등) 이상의 주파수 대역을 포함할 수 있다. 예를 들어, FR1 내에서 포함되는 6GHz (또는 5850, 5900, 5925 MHz 등) 이상의 주파수 대역은 비면허 대역(unlicensed band)을 포함할 수 있다. 비면허 대역은 다양한 용도로 사용될 수 있고, 예를 들어 차량을 위한 통신(예를 들어, 자율주행)을 위해 사용될 수 있다.
Frequency Range designation Corresponding frequency range Subcarrier Spacing (SCS)
FR1 410MHz - 7125MHz 15, 30, 60kHz
FR2 24250MHz - 52600MHz 60, 120, 240kHz
도 5은 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 5을 참조하면, 슬롯은 시간 영역에서 복수의 심볼들을 포함한다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯이 14개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 12개의 심볼을 포함할 수 있다. 또는 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯이 7개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 6개의 심볼을 포함할 수 있다.
반송파는 주파수 영역에서 복수의 부반송파들을 포함한다. RB(Resource Block)는 주파수 영역에서 복수(예를 들어, 12)의 연속한 부반송파로 정의될 수 있다. BWP(Bandwidth Part)는 주파수 영역에서 복수의 연속한 (P)RB((Physical) Resource Block)로 정의될 수 있으며, 하나의 뉴머놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)에 대응될 수 있다. 반송파는 최대 N개(예를 들어, 5개)의 BWP를 포함할 수 있다. 데이터 통신은 활성화된 BWP를 통해서 수행될 수 있다. 각각의 요소는 자원 그리드에서 자원요소(Resource Element, RE)로 지칭될 수 있고, 하나의 복소 심볼이 맵핑될 수 있다.
한편, 단말과 단말 간 무선 인터페이스 또는 단말과 네트워크 간 무선 인터페이스는 L1 계층, L2 계층 및 L3 계층으로 구성될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예에서, L1 계층은 물리(physical) 계층을 의미할 수 있다. 또한, 예를 들어, L2 계층은 MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층 및 SDAP 계층 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 예를 들어, L3 계층은 RRC 계층을 의미할 수 있다.
이하, V2X 또는 SL(sidelink) 통신에 대하여 설명한다.
도 6는 SL 통신을 위한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다. 구체적으로, 도 6의 (a)는 NR의 사용자 평면 프로토콜 스택을 나타내고, 도 6의 (b)는 NR의 제어 평면 프로토콜 스택을 나타낸다.
이하, SL 동기 신호(Sidelink Synchronization Signal, SLSS) 및 동기화 정보에 대해 설명한다.
SLSS는 SL 특정적인 시퀀스(sequence)로, PSSS(Primary Sidelink Synchronization Signal)와 SSSS(Secondary Sidelink Synchronization Signal)를 포함할 수 있다. 상기 PSSS는 S-PSS(Sidelink Primary Synchronization Signal)라고 칭할 수 있고, 상기 SSSS는 S-SSS(Sidelink Secondary Synchronization Signal)라고 칭할 수 있다. 예를 들어, 길이-127 M-시퀀스(length-127 M-sequences)가 S-PSS에 대하여 사용될 수 있고, 길이-127 골드-시퀀스(length-127 Gold sequences)가 S-SSS에 대하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 단말은 S-PSS를 이용하여 최초 신호를 검출(signal detection)할 수 있고, 동기를 획득할 수 있다. 예를 들어, 단말은 S-PSS 및 S-SSS를 이용하여 세부 동기를 획득할 수 있고, 동기 신호 ID를 검출할 수 있다.
PSBCH(Physical Sidelink Broadcast Channel)는 SL 신호 송수신 전에 단말이 가장 먼저 알아야 하는 기본이 되는 (시스템) 정보가 전송되는 (방송) 채널일 수 있다. 예를 들어, 상기 기본이 되는 정보는 SLSS에 관련된 정보, 듀플렉스 모드(Duplex Mode, DM), TDD UL/DL(Time Division Duplex Uplink/Downlink) 구성, 리소스 풀 관련 정보, SLSS에 관련된 어플리케이션의 종류, 서브프레임 오프셋, 방송 정보 등일 수 있다. 예를 들어, PSBCH 성능의 평가를 위해, NR V2X에서, PSBCH의 페이로드 크기는 24 비트의 CRC를 포함하여 56 비트일 수 있다.
S-PSS, S-SSS 및 PSBCH는 주기적 전송을 지원하는 블록 포맷(예를 들어, SL SS(Synchronization Signal)/PSBCH 블록, 이하 S-SSB(Sidelink-Synchronization Signal Block))에 포함될 수 있다. 상기 S-SSB는 캐리어 내의 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)/PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)와 동일한 뉴머놀로지(즉, SCS 및 CP 길이)를 가질 수 있고, 전송 대역폭은 (미리) 설정된 SL BWP(Sidelink BWP) 내에 있을 수 있다. 예를 들어, S-SSB의 대역폭은 11 RB(Resource Block)일 수 있다. 예를 들어, PSBCH는 11 RB에 걸쳐있을 수 있다. 그리고, S-SSB의 주파수 위치는 (미리) 설정될 수 있다. 따라서, 단말은 캐리어에서 S-SSB를 발견하기 위해 주파수에서 가설 검출(hypothesis detection)을 수행할 필요가 없다.
한편, NR SL 시스템에서, 서로 다른 SCS 및/또는 CP 길이를 가지는 복수의 뉴머놀로지가 지원될 수 있다. 이 때, SCS가 증가함에 따라서, 전송 단말이 S-SSB를 전송하는 시간 자원의 길이가 짧아질 수 있다. 이에 따라, S-SSB의 커버리지(coverage)가 감소할 수 있다. 따라서, S-SSB의 커버리지를 보장하기 위하여, 전송 단말은 SCS에 따라 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 하나 이상의 S-SSB를 수신 단말에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 전송 단말이 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 전송하는 S-SSB의 개수는 전송 단말에게 사전에 설정되거나(pre-configured), 설정(configured)될 수 있다. 예를 들어, S-SSB 전송 주기는 160ms 일 수 있다. 예를 들어, 모든 SCS에 대하여, 160ms의 S-SSB 전송 주기가 지원될 수 있다.
예를 들어, SCS가 FR1에서 15kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개 또는 2개의 S-SSB를 전송할 수 있다. 예를 들어, SCS가 FR1에서 30kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개 또는 2개의 S-SSB를 전송할 수 있다. 예를 들어, SCS가 FR1에서 60kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개, 2개 또는 4개의 S-SSB를 전송할 수 있다.
예를 들어, SCS가 FR2에서 60kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개, 2개, 4개, 8개, 16개 또는 32개의 S-SSB를 전송할 수 있다. 예를 들어, SCS가 FR2에서 120kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개, 2개, 4개, 8개, 16개, 32개 또는 64개의 S-SSB를 전송할 수 있다.
한편, SCS가 60kHz인 경우, 두 가지 타입의 CP가 지원될 수 있다. 또한, CP 타입에 따라서 전송 단말이 수신 단말에게 전송하는 S-SSB의 구조가 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 CP 타입은 Normal CP(NCP) 또는 Extended CP(ECP)일 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, CP 타입이 NCP인 경우, 전송 단말이 전송하는 S-SSB 내에서 PSBCH를 맵핑하는 심볼의 개수는 9 개 또는 8 개일 수 있다. 반면, 예를 들어, CP 타입이 ECP인 경우, 전송 단말이 전송하는 S-SSB 내에서 PSBCH를 맵핑하는 심볼의 개수는 7 개 또는 6 개일 수 있다. 예를 들어, 전송 단말이 전송하는 S-SSB 내의 첫 번째 심볼에는, PSBCH가 맵핑될 수 있다. 예를 들어, S-SSB를 수신하는 수신 단말은 S-SSB의 첫 번째 심볼 구간에서 AGC(Automatic Gain Control) 동작을 수행할 수 있다.
도 7은 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 단말을 나타낸다.
도 7을 참조하면, V2X 또는 SL 통신에서 단말이라는 용어는 주로 사용자의 단말을 의미할 수 있다. 하지만, 기지국과 같은 네트워크 장비가 단말 사이의 통신 방식에 따라 신호를 송수신하는 경우, 기지국 또한 일종의 단말로 간주될 수도 있다. 예를 들어, 단말 1은 제 1 장치(100)일 수 있고, 단말 2 는 제 2 장치(200)일 수 있다.
예를 들어, 단말 1은 일련의 자원의 집합을 의미하는 자원 풀(resource pool) 내에서 특정한 자원에 해당하는 자원 단위(resource unit)를 선택할 수 있다. 그리고, 단말 1은 상기 자원 단위를 사용하여 SL 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 수신 단말인 단말 2는 단말 1이 신호를 전송할 수 있는 자원 풀을 설정 받을 수 있고, 상기 자원 풀 내에서 단말 1의 신호를 검출할 수 있다.
여기서, 단말 1이 기지국의 연결 범위 내에 있는 경우, 기지국이 자원 풀을 단말 1에게 알려줄 수 있다. 반면, 단말 1이 기지국의 연결 범위 밖에 있는 경우, 다른 단말이 단말 1에게 자원 풀을 알려주거나, 또는 단말 1은 사전에 설정된 자원 풀을 사용할 수 있다.
일반적으로 자원 풀은 복수의 자원 단위로 구성될 수 있고, 각 단말은 하나 또는 복수의 자원 단위를 선택하여 자신의 SL 신호 전송에 사용할 수 있다.
도 8는 V2X 또는 SL 통신을 위한 자원 단위를 나타낸다.
도 8를 참조하면, 자원 풀의 전체 주파수 자원이 NF개로 분할될 수 있고, 자원 풀의 전체 시간 자원이 NT개로 분할될 수 있다. 따라서, 총 NF * NT 개의 자원 단위가 자원 풀 내에서 정의될 수 있다. 도 8는 해당 자원 풀이 NT 개의 서브프레임의 주기로 반복되는 경우의 예를 나타낸다.
도 8에 나타난 바와 같이, 하나의 자원 단위(예를 들어, Unit #0)는 주기적으로 반복하여 나타날 수 있다. 또는, 시간 또는 주파수 차원에서의 다이버시티(diversity) 효과를 얻기 위해서, 하나의 논리적인 자원 단위가 맵핑되는 물리적 자원 단위의 인덱스가 시간에 따라 사전에 정해진 패턴으로 변화할 수도 있다. 이러한 자원 단위의 구조에 있어서, 자원 풀이란 SL 신호를 전송하고자 하는 단말이 전송에 사용할 수 있는 자원 단위들의 집합을 의미할 수 있다.
자원 풀은 여러 종류로 세분화될 수 있다. 예를 들어, 각 자원 풀에서 전송되는 SL 신호의 컨텐츠(content)에 따라, 자원 풀은 아래와 같이 구분될 수 있다.
(1) 스케쥴링 할당(Scheduling Assignment, SA)은 전송 단말이 SL 데이터 채널의 전송으로 사용하는 자원의 위치, 그 외 데이터 채널의 복조를 위해서 필요한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 또는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송 방식, TA(Timing Advance)등의 정보를 포함하는 신호일 수 있다. SA는 동일 자원 단위 상에서 SL 데이터와 함께 멀티플렉싱되어 전송되는 것도 가능하며, 이 경우 SA 자원 풀이란 SA가 SL 데이터와 멀티플렉싱되어 전송되는 자원 풀을 의미할 수 있다. SA는 SL 제어 채널(control channel)로 불릴 수도 있다.
(2) SL 데이터 채널(Physical Sidelink Shared Channel, PSSCH)은 전송 단말이 사용자 데이터를 전송하는데 사용하는 자원 풀일 수 있다. 만약 동일 자원 단위 상에서 SL 데이터와 함께 SA가 멀티플렉싱되어 전송되는 경우, SA 정보를 제외한 형태의 SL 데이터 채널만이 SL 데이터 채널을 위한 자원 풀에서 전송 될 수 있다. 다시 말해, SA 자원 풀 내의 개별 자원 단위 상에서 SA 정보를 전송하는데 사용되었던 REs(Resource Elements)는 SL 데이터 채널의 자원 풀에서 여전히 SL 데이터를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 전송 단말은 연속적인 PRB에 PSSCH를 맵핑시켜서 전송할 수 있다.
(3) 디스커버리 채널은 전송 단말이 자신의 ID 등의 정보를 전송하기 위한 자원 풀일 수 있다. 이를 통해, 전송 단말은 인접 단말이 자신을 발견하도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 SL 신호의 컨텐츠가 동일한 경우에도, SL 신호의 송수신 속성에 따라서 상이한 자원 풀을 사용할 수 있다. 일 예로, 동일한 SL 데이터 채널이나 디스커버리 메시지라 하더라도, SL 신호의 전송 타이밍 결정 방식(예를 들어, 동기 기준 신호의 수신 시점에서 전송되는지 아니면 상기 수신 시점에서 일정한 타이밍 어드밴스를 적용하여 전송되는지), 자원 할당 방식(예를 들어, 개별 신호의 전송 자원을 기지국이 개별 전송 단말에게 지정해주는지 아니면 개별 전송 단말이 자원 풀 내에서 자체적으로 개별 신호 전송 자원을 선택하는지), 신호 포맷(예를 들어, 각 SL 신호가 한 서브프레임에서 차지하는 심볼의 개수, 또는 하나의 SL 신호의 전송에 사용되는 서브프레임의 개수), 기지국으로부터의 신호 세기, SL 단말의 송신 전력 세기 등에 따라서 다시 상이한 자원 풀로 구분될 수도 있다.
Vehicular Communications for ITS
V2X (Vehicle-to-Everything, 차량 통신)을 활용하는 ITS (Intelligent Transport System)는 주요하게 Access layer (접속 계층), Network & Transport layer (네트워킹 및 트랜스포트 계층), Facilities layer (퍼실리티 계층), Application layer (어플리케이션 계층), Security (보안)와 Management (관리) Entity (엔터티) 등으로 구성될 수 있다. 차량 통신은, 차량 간 통신 (V2V), 차량과 기지국 간 통신 (V2N, N2V), 차량과 RSU (Road-Side Unit) 간 통신(V2I, I2V), RSU 간 통신 (I2I), 차량과 사람 간 통신 (V2P, P2V), RSU와 사람 간 통신 (I2P, P2I) 등 다양한 시나리에 적용될 수 있다. 차량 통신의 주체가 되는 차량, 기지국, RSU, 사람 등은 ITS station이라고 지칭된다.
도 9은 ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)를 설명하기 위한 도면이다.
ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)는, 액세스 계층 (Access layer), 네트워크&운송 계층 (Network & Transport layer), Facilities layer과 보안 (Security)과 관리 (Management)를 위한 엔티티 (Entity) 및 최상위에는 어플리케이션 계층 (Application layer)으로 구성되어 있으며, 기본적으로 layered OSI (계층 OSI) 모델을 따른다.
구체적으로, 도 9를 참조하면, OSI 모델을 기반한 ITS station 참조 구조 특징이 나타나 있다. ITS 스테이션 (station)의 액세스 (access) 계층은 OSI 계층 1 (physical 계층)과 계층 2 (data link 계층)에 상응하며, ITS 스테이션 (station)의 네트워크&운송 (network & transport) 계층은 OSI 계층 3 (network 계층)과 계층 4 (transport 계층)에 상응하고, ITS 스테이션 (station)의 facilities 계층은 OSI 계층 5 (session 계층), 계층 6 (presentation 계층) 및 계층 7 (application 계층)에 상응한다.
ITS 스테이션 (station)의 최상위에 위치한 어플리케이션 (application) 계층은 사용 케이스 (use-case)를 실제 구현하여 지원하는 기능을 수행하며 사용 케이스 (use-case)에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 관리 엔티티 (Management entity)는 ITS 스테이션 (station)의 통신 (communication) 및 동작을 비롯한 모든 계층을 관리하는 역할을 수행한다. 보안 엔티티 (Security entity)는 모든 계층에 대한 보안 서비스 (security service)를 제공한다. ITS 스테이션 (station)의 각 계층은 상호 간 interface (인터페이스)를 통해 차량 통신을 통해 전송할 혹은 수신한 데이터 및 다양한 목적의 부가 정보들을 교환한다. 다음은 다양한 인터페이스에 대한 약어 설명이다.
MA: Interface between management entity and application layer
MF: Interface between management entity and facilities layer
MN: Interface between management entity and networking & transport layer
MI: Interface between management entity and access layer
FA: Interface between facilities layer and ITS-S applications
NF: Interface between networking & transport layer and facilities layer
IN: Interface between access layer and networking & transport layer
SA: Interface between security entity and ITS-S applications
SF: Interface between security entity and facilities layer
SN: Interface between security entity and networking & transport layer
SI: Interface between security entity and access layer
도 10은 참조 구조에 기초하여 설계 및 적용 가능한 ITS 스테이션 (station)의 예시 구조이다.
ITS 스테이션 (station)의 참조 구조의 주된 개념은 통신 네트워크로 구성된 두 개의 종단 차량/이용자 사이에서, 통신 처리를 각 계층이 가지고 있는 특별한 기능을 가지고 계층별로 나눌 수 있도록 하는 것이다. 즉, 차량 간 메시지가 생성되면, 차량 및 ITS 시스템 (또는 기타 ITS 관련 단말기/시스템)에서 한 계층씩 아래로 각 층을 통과하여 데이터가 전달되고, 다른 쪽에서는 메시지가 도착할 때 메시지를 받는 차량 또는 ITS (또는 기타 ITS 관련 단말기/시스템)는 한 계층씩 위로 통과하여 전달된다.
차량 통신 및 네트워크를 통한 ITS 시스템은, 다양한 use-case 지원을 위해 다양한 접속 기술, 네트워크 프로토콜, 통신 인터페이스 등을 고려하여 유기적으로 설계되며, 하기 기술된 각 계층의 역할 및 기능은 상황에 따라 변경될 수 있다. 다음은 각 계층별 주요 기능에 간략히 기술한다.
어플리케이션 계층 (Application layer)는 다양한 use-case를 실제 구현하여 지원하는 역할을 수행하며, 예로서 안전 및 효율적 교통정보, 기타 오락 정보 등을 제공한다.
어플리케이션 (Application) 계층은 application이 속한 ITS Station을 다양한 형태로 제어하거나, 하위의 access 계층, network & transport 계층, facilities 계층을 통해 서비스 메시지를 차량 통신을 통해 종단 차량/이용자/인프라 등에 전달하여 서비스를 제공한다. 이때 ITS 어플리케이션은 다양한 use case를 지원할 수 있으며, 일반적으로 이러한 use-case들은 road-safety, traffic efficiency, local services, 그리고 infotainment 등 other application으로 grouping 되어 지원될 수 있다. application classification, use-case등은 새로운 application 시나리오가 정의되면 업데이트 (update) 될 수 있다. 계층 관리 (layer management)는 어플리케이션 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련 정보는 MA (interface between management entity and application 계층) 와 SA (interface between security entity and ITS-S applications) (또는 SAP: Service Access Point, 예 MA-SAP, SA-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Application 계층에서 facilities 계층으로의 request 또는 facilities 계층에서 application 계층으로의 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 FA (interface between facilities layer and ITS-S applications 또는 FA-SAP)를 통해 수행된다.
퍼실리티 계층 (Facilities layer)는 상위 어플리케이션 계층에서 정의된 다양한 use-case를 효과적으로 실현할 수 있도록 지원하는 역할을 수행하며, 예컨대, application support, information support, session/communication support를 수행할 수 있다.
퍼실리티 계층 (Facilities layer)은 기본적으로 OSI 모델의 상위 3개 계층, 예) session 계층, presentation 계층, application 계층, 기능을 지원한다. 구체적으로는, ITS를 위해 어플리케이션 지원 (Application support), 인포메이션 지원 (Information support), 세션/통신 지원 (Session/communication support) 등과 같은 퍼실리티 (facilities)를 제공한다. 여기서, 퍼실리티 (facilities)는 기능 (functionality), 정보 (information), 데이터 (data)를 제공하는 컴포넌트 (component)를 의미한다.
어플리케이션 지원 퍼실리티 (Application support facilities)는 ITS application의 동작을 (주로 ITS 용 메시지 생성 및 하위계층과의 송수신, 및 그에 대한 관리) 지원하는 퍼실리티이다. 상기 어플리케이션 지원 퍼실리티는 CA (Cooperative Awareness) basic service, DEN (Decentralized Environmental Notification) basic service 등이 있다. 향후에는 CACC (Cooperative Adaptive Cruise Control), Platooning, VRU (Vulnerable Roadside User), CPS (Collective Perception Service) 등 새로운 서비스를 위한 퍼실리티 엔티티 (facilities entity) 및 관련된 메시지가 추가 정의될 수 있다.
정보 지원 퍼실리티 (Information support facilities)는 다양한 ITS application에 의해 사용될 공통된 데이터 정보나 데이터베이스를 제공하는 퍼실리티 (facilities)로 Local Dynamic Map (LDM) 등이 있다.
세션/통신 지원 퍼실리티 (Session/communication support facilities)는 communications and session management를 위한 서비스를 제공하는 facilities로서 addressing mode와 session support 등이 있다.
또한, 퍼실리티 (facilities)는 공통 퍼실리티 (common facilities)와 도메인 퍼실리티 (domain facilities)로 나뉠 수 있다.
공통 퍼실리티 (common facilities)는 다양한 ITS application과 ITS station 동작에 필요한 공통적 서비스나 기능을 제공하는 facilities이며, 예로서 time management, position management, 그리고 services managements등이 있다.
도메인 퍼실리티 (domain facilities)는 일부 (하나 또는 복수의) ITS application에만 필요한 특별한 서비스나 기능을 제공하는 facilities이며, 예로서 Road Hazard Warning applications (RHW)를 위한 DEN basic service 등이 있다. Domain facilities는 optional 기능으로서 ITS station에 의해 지원되지 않으면 사용되지 않는다.
계층 관리 (layer management)는 facilities 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련정보는 MF (interface between management entity and facilities 계층) 와 SF (interface between security entity and facilities 계층) (또는 MF-SAP, SF-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Application 계층에서 facilities 계층으로의 request 또는 facilities 계층에서 application 계층으로의 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 FA (또는 FA-SAP)를 통해 이루어지며, facilities 계층과 하위 networking & transport 계층 간의 양방향 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 NF (interface between networking & transport 계층 and facilities 계층, 또는 NF-SAP)에 의해 이루어진다.
다양한 트랜스포트 프로토콜과 네트워크 프로토콜의 지원을 통해 동종 (Homogenous) 또는 이종 (Heterogeneous) 네트워크 간 차량 통신을 위한 네트워크를 구성하는 역할을 수행한다. 예로서 TCP/UDP+IPv6 등 인터넷 프로토콜을 이용한 인터넷 접속, 라우팅 및 차량 네트워크를 제공하며, BTP (Basic Transport Protocol)와 GeoNetworking 기반 프로토콜을 이용하여 차량 네트워크를 형성할 수 있다. 이때 지리적 위치 정보 (Geographical position)를 활용한 네트워킹도 지원될 수 있다. 차량 네트워크 계층은 access layer에 사용되는 기술에 의존적으로 (access layer technology-dependent) 설계되거나 구성될 수 있으며, access layer에 사용되는 기술에 상관 없이 (access layer technology-independent, access layer technology agnostic) 설계되거나 구성될 수 있다.
유럽 ITS 네트워크 & 트랜스포트 (network & transport) 계층 기능은 하기와 같다. 기본적으로 ITS 네트워크 & 트랜스포트 (network & transport) 계층의 기능은 OSI 3 계층 (network 계층)와 4 계층 (transport 계층)과 유사 또는 동일하며 다음과 같은 특징을 지닌다.
트랜스포트 계층 (transport layer)은 상위 계층 (session 계층, presentation 계층, application 계층)과 하위 계층 (network 계층, data link 계층, physical 계층)에서 제공받은 서비스 메시지와 관련정보를 전달하는 연결 계층으로서, 송신 ITS station의 application이 보낸 데이터가 목적지로 하는 ITS station의 application process에 정확하게 도착하도록 관리하는 역할을 한다. 유럽 ITS에서 고려될 수 있는 transport 프로토콜은 예로서 그림 OP5.1에서 보이듯 기존의 인터넷 프로토콜로 사용되는 TCP, UDP 등이 있으며, BTS 등 ITS 만을 위한 transport 프로토콜 등이 있다.
네트워크 계층은 논리적인 주소 및 패킷의 전달 방식/경로 등을 결정하고, transport 계층에서 제공받은 패킷에 목적지의 논리적인 주소 및 전달 경로/방식 등의 정보를 네트워크 계층의 헤더에 추가하는 역할을 한다. 패킷 방식의 예로서 ITS station 간 unicast (유니캐스트), broadcast (브로드캐스트), multicast (멀티캐스트) 등이 고려될 수 있다. ITS를 위한 networking 프로토콜은 GeoNetworking, IPv6 networking with mobility support, IPv6 over GeoNetworking 등 다양하게 고려 될 수 있다. GeoNetworking 프로토콜은 단순한 패킷 전송뿐만 아니라, 차량을 포함한 station의 위치정보를 이용한 forwarding (포워딩) 혹은 forwarding hop 개수 등을 이용한 forwarding 등의 다양한 전달 경로 혹은 전달 범위를 적용할 수 있다.
네트워크 & 트랜스포트 (network & transport) 계층과 관련된 계층 관리 (layer management)는 network & transport 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련정보는 MN (interface between management entity and networking & transport 계층, 또는 MN-SAP) 와 SN (interface between security entity and networking & transport 계층, 또는 SN-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Facilities 계층과 networking & transport 계층 간의 양방향 서비스메시지 및 관련정보의 전달은 NF (또는 NF-SAP)에 의해 이루어지며, networking & transport 계층과 access 계층 간의 서비스메시지 및 관련정보의 교환은 IN (interface between access layer and networking & transport 계층, 또는 IN-SAP)에 의해 이루어진다.
북미 ITS network & transport 계층은, 유럽과 마찬가지로 기존의 IP 데이터를 지원하기 위해 IPv6 와 TCP/UDP를 지원하고 있으며, ITS만을 위한 프로토콜로는 WSMP (WAVE Short Message Protocol)를 정의하고 있다.
WSMP에 따라 생성되는 WSM (WAVE Short Message)의 packet 구조은 WSMP Header 와 Message가 전송되는 WSM data로 구성된다. WSMP header는 version, PSID, WSMP header extension field, WSM WAVE element ID, length로 구성된다.
Version 은 4bits 의 실제 WSMP 버전을 나타내는 WsmpVersion 필드와 4bits 의 reserved 필드로 정의 된다. PSID 는 provider service identifier 로 상위 레이어에서 application 에 따라 할당 되며, 수신기 측에서 적절한 상위 계층을 결정하는데 도움을 준다. Extension fields 는 WSMP header 를 확장하기 위한 필드로 channel number, data-rate, transmit power used 와 같은 정보들이 삽입된다. WSMP WAVE element ID 는 전송되는 WAVE short message 의 타입을 지정하게 된다. Lenth 는 12bits 의 WSMLemgth 필드를 통해 전송되는 WSM data 의 길이를 octets 단위로 지정해주게 되며, 나머지 4bits는 reserved 되어 있다. LLC Header 는 IP data 와 WSMP data 를 구별하여 전송할 수 있게 해주는 기능을 하며, SNAP 의 Ethertype 을 통해 구별된다. LLC header 와 SNAP header 의 구조는 IEEE802.2 에서 정의 되어 있다. IP data 를 전송 하는 경우 Ethertype 은 0x86DD 로 설정하여 LLC header 를 구성한다. WSMP 를 전송하는 경우 Ethertype 은 0x88DC 로 설정하여 LLC header 를 구성한다. 수신기의 경우, Ethertype 을 확인 하고 0x86DD 인 경우 IP data path 로 packet 을 올려 보내고, Ethertype 이 0x88DC 인 경우 WSMP path로 올려 보내게 된다.
액세스 계층 (Access layer)은 상위 계층으로부터 받은 메시지나 데이터를 물리적 채널을 통해 전송하는 역할을 수행한다. 액세스 계층 (Access layer) 기술로서, IEEE 802.11p를 기반한 ITS-G5 차량 통신 기술, 위성/광대역 무선 이동 통신 기술, 2G/3G/4G (LTE (Long-Term Evolution)등)/5G 등 무선 셀룰러 (cellular) 통신 기술, LTE-V2X와 NR-V2X (New Radio)와 같은 cellular-V2X 차량 전용 통신 기술, DVB-T/T2/ATSC3.0등 광대역 지상파 디지털 방송 기술, GPS 기술 등이 적용될 수 있다
데이터 링크 계층 (Data link layer)은 일반적으로 잡음이 있는 인접 노드 간 (또는 차량 간) 물리적인 회선을 상위 네트워크계층이 사용할 수 있도록 전송 에러가 없는 통신 채널로 변환시키는 계층으로 3계층 프로토콜을 전송/운반/전달하는 기능, 전송할 데이터를 전송단위로서의 패킷(또는 프레임)으로 나누어 그룹화하는 프레이밍 (Framing) 기능, 보내는 측과 받는 측 간의 속도차를 보상하는 흐름제어 (Flow Control) 기능, (물리 전송 매체의 특징상 오류와 잡음이 랜덤하게 발생할 확률이 높으므로) 전송 오류를 검출하고 이것을 수정 또는 ARQ (Automatic Repeat Request)등의 방식으로 송신측에서 타이머와 ACK 신호를 통해 전송에러를 검출하고 정확하게 수신되지 않은 패킷들을 재전송하는 기능 등을 수행한다. 또한 패킷이나 ACK 신호를 혼동하는 것을 피하기 위해 패킷과 ACK 신호에 일련번호 (Sequence number)를 부여하는 기능, 그리고 네트워크 Entity 간 데이터 링크의 설정, 유지, 단락 및 데이터 전송 등을 제어하는 기능 등도 수행한다. 그림 OP6.1의 data link layer를 구성하는 LLC (Logical Link Control), RRC (Radio Resource Control), PDCP (Packet Data Convergence Protocol), RLC (Radio Link Control), MAC (Medium Access Control), MCO (Multi-channel Operation) 부계층 (sub-layer)에 대한 주요 기능은 다음과 같다.
LLC sub-layer는 여러 상이한 하위 MAC 부계층 프로토콜을 사용할 수 있게 하여 망의 토폴로지에 관계없는 통신이 가능토록 한다. RRC sub-layer는 셀 내 모든 단말에게 필요한 셀 시스템 정보 방송, 페이징 메시지의 전달 관리, 단말과 E-UTRAN 간의 RRC 연결 관리 (설정/유지/해제), 이동성 관리 (핸드오버), 핸드오버 시의 eNodeB 간의 UE 컨텍스트 전송, 단말 (UE) 측정 보고와 이에 대한 제어, 단말 (UE) 능력 관리, UE로의 셀 ID의 일시적 부여, 키 관리를 포함한 보안 관리, RRC 메시지 암호화 등의 기능을 수행한다. PDCP sub-layer는 ROHC (Robust Header Compression) 등의 압축 방식을 통한 IP 패킷 헤더 압축 수행할 수 있고, 제어 메시지 및 사용자 데이터의 암호화 (Ciphering), 데이터 무결성 (Data Integrity), 핸드오버 동안에 데이터 손실 방지 등의 기능을 수행한다. RLC sub-layer는 패킷의 분할(Segmentation)/병합(Concatenation)을 통해, 상위 PDCP 계층으로부터의 패킷을 MAC 계층의 허용 크기로 맞추어 데이터 전달하고, 전송 오류 및 재전송 관리를 통한 데이터 전송 신뢰성 향상, 수신 데이터들의 순서 확인, 재정렬, 중복확인 등을 수행한다. MAC sub-layer는 여러 노드들의 공유 매체 사용을 위해, 노드 간 충돌/경합 발생 제어 및 상위계층에서 전달된 패킷을 Physical layer 프레임 포맷에 맞추는 기능, 송신단/수신단 주소의 부여 및 식별 기능, 반송파 검출, 충돌 감지, 물리매체 상의 장해를 검출하는 등의 역할을 수행한다. MCO sub-layer는 복수개의 주파수 채널을 이용하여 다양한 서비스를 효과적으로 제공할 수 있도록 하며, 주요 기능은 특정 주파수 채널에서의 트래픽 가중 (traffic load)를 다른 채널로 효과적으로 분산하여 각 주파수 채널에서의 차량 간 통신 정보의 충돌/경합을 최소화한다.
물리 계층은 ITS 계층 구조상의 최하위 계층으로 노드와 전송매체 사이의 인터페이스를 정의하고, data link 계층 Entity 간의 비트 전송을 위해 변조, 코딩, 전송채널을 물리 채널로의 매핑 등을 수행하며, 반송파 감지 (Carrier Sense), 빈 채널 평가 (CCA: Clear Channel Assessment) 등을 통해 무선매체가 사용 중인지 여부(busy 또는 idle)를 MAC 부계층에게 알리는 기능을 수행한다.
한편, SoftV2X 시스템는 UU 인터페이스를 이용한 V2X 통신으로, SoftV2X 서버가 VRU (Vulnerable Road User) 또는 V2X 차량으로부터 VRU 메시지 또는 PSM (Personal Safety Message)을 수신하고, VRU 메시지 또는 PSM 메시지에 기반하여 주변 VRU 또는 차량의 정보를 전달해주거나, 주변 VRU 또는 차량들이 이동하는 도로 상황 등을 분석하고, 분석된 정보에 기반하여 주변 VRU 또는 차량에게 충돌 경고 등을 알리는 메시지를 전송하는 시스템이다. 여기서, VRU 메시지 또는 PSM 메시지는 UU 인터페이스로 상기 SoftV2X 서버에 전송되는 메시지로, VRU의 위치, 이동 방향, 이동 경로, 속도 등 상기 VRU에 대한 이동성 정보를 포함할 수 있다. 즉, SoftV2X 시스템은 UU 인터페이스를 통해 V2X 통신과 관련된 VRU 및/또는 차량들의 이동성 정보를 수신하고, 네트워크 등 softV2X 서버가 수신된 이동성 정보에 기초하여 VRU 등의 주행 경로, VRU 이동 흐름 등을 제어하는 방식이다. 또는, SoftV2X 시스템은 V2N 통신과 관련하여 구성될 수 있다.
V2X 통신과 관련된 다이렉트 통신 (PC5, DSRC)의 수행하기 어려운 사용자 장비 또는 보행자 장비 (VRU 장치)는 UU 인터페이스에 기반한 SoftV2X 시스템을 통해 주변 차량 또는 VRU에 주행 정보, 이동성 정보를 제공하거나 제공받을 수 있다. 이를 통해, 상기 다이렉트 통신 (PC5, DSRC)의 수행하기 어려운 사용자 장비 또는 보행자 장비 (VRU 장치)는 주변 차량들로부터 안전을 보호 받을 수 있다.
이하에서는, 상기 SoftV2X 시스템에서 SoftV2X 서버가 상기 VRU들의 경로의 예측에 유용한 VRU 경로 맵을 생성하고, 상기 생성된 VRU 경로 맵을 제공하는 방법을 자세히 설명한다.
PSM path history 분석을 통한 VRU stochastic path 작성
기존의 차량들은 V2X 통신을 더욱 도움을 주기 위해 도로 지도 정보 (MAP) 을 이용할 수 있으나, VRU 들은 주로 주행하는 인도에 대응하는 지도 정보가 제공되지 않아서 이동 경로를 예측하는데 지도 정보의 도움을 받지 못하고 있다. 이런 점에서, 보행자의 장치인 VRU가 주행 가능한 경로를 디지털화 하는 과정이 필요하다.
도 11 및 도 12은 SoftV2X 시스템의 SoftV2X 서버가 VRU들의 VRU 메시지들에 기초하여 VRU 경로 맵을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11를 참조하면, SoftV2X 시스템의 SoftV2X 서버는 VRU 들이 보내온 데이터 (또는, 경로 데이터)를 취합하고 취합된 데이터를 분석하여 VRU 경로를 디지털화 할 수 있다. 소정의 도로 또는 인도를 주행하는 VRU들은 주기적으로 VRU 의 메시지를 P2N을 통해 SoftV2X 서버로 전달할 수 있다. 상기 VRU 메시지가 전송되는 인터페이스는 P2N 뿐만이라 P2I도 포함하고, P2I의 경우에 상기 SoftV2X 서버는 RSU로 변경될 수 있다. SoftV2X 서버에서는 VRU들이 전송하는 PSM 또는 VRU 메시지에 포함된 이동성 정보에 기초하여 상기 VRU들 각각의 경로 데이터를 취합할 수 있고, 취합된 경로 데이터를 통해 VRU 가 주행할 수 있는 경로를 추정할 수 있다. SoftV2X 서버는 상기 취합된 경로 데이터에 기반하여 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다.
도 12을 참조하면, 상기 SoftV2X 서버 (30)는 RF 안테나 블록 (31), PSM (또는, VRU 메시지) 디코더 블록 (32), 데이터 베이스 (DB) 블록 (33), 경로 모델링 블록 (34), PSM (또는, VRU) 경로 메시지 생성 블록 (35), V2X 모뎀 블록 (및/또는 UU 인터페이스 블록, 36)을 포함할 수 있다. RF 안테나 블록은 VRU의 메시지 (VRU 메시지, PSM)를 수신할 수 있다. PSM 디코더 또는 PSM 디코더 블록은 수신된 PSM (또는, VRU 메시지)를 복호하고 VRU의 경로와 관련된 경로 정보를 추출할 수 있다. 상기 DB는 상기 PSM 디코더 블록으로부터 추출된 경로 정보를 전달받아 VRU들의 이동 경로를 저장할 수 있다.
이후, 경로 모델링 블록은 상기 경로 정보를 분석할 수 있다. 구체적으로, 경로 모델링 블록은 샘플로 구성된 경로들에 기반하여 보간 (interpolation)된 값들을 수집하고, 수집된 보간 값들을 이용하여 노드의 폭 정보, 조인트의 확률론적 (stochastic) 정보를 결정 또는 수집할 수 있다. PSM (또는, VRU) 경로 메시지 생성 블록은 PSM-경로 메시지 또는 VRU-경로 메시지 구조에 대응하는 VRU 경로 맵을 생성할 수 있고, V2X 모뎀 또는 UU 인터페이스는 상기 생성된 VRU 경로 맵을 전송할 수 있다.
이하에서는, 상기 경로 모델링 블록 또는 SoftV2X 서버가 수집된 VRU 경로 데이터에 기초하여 VRU 이동 경로 및 조인트를 결정하는 방법을 자세히 서술한다.
도 13 및 도 14는 SoftV2X 서버가 VRU 경로를 모델링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13를 참조하면, SoftV2X 서버는 상기 수집된 VRU 경로들에 대한 경로 데이터에 기초하여 복수의 노드들 및 복수의 조인트들을 결정하고, 결정된 복수의 노드들 및 복수의 조인트들에 기초하여 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다.
상기 노드는 양단에 두 개의 조인트들 및 경로를 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 13를 참조하면, 상기 노드는 양 단에 조인트 A 및 조인트 B를 포함하고, 상기 조인트 A 및 조인트 B를 연결하는 경로 AB 및 경로 BA를 포함할 수 있다. 상기 경로 AB는 조인트 A에서 조인트 B로 향하는 경로로 정의되고, 경로 BA는 조인트 B에서 조인트 A로 향하는 경로로 정의될 수 있다. 조인트는 진입하는 경로로부터 다음으로 진행될 수 있는 적어도 하나의 다른 경로에 대한 정보를 제공할 수 있다. 즉, 상기 조인트는 적어도 둘 이상의 경로가 분기되는 지점일 수 있다.
상기 조인트 또는 상기 조인트에 대한 정보는 분기되는 (또는 연결되는) 경로에 대한 경로 ID, 경로의 각도, 경로의 진행 확률에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 경로의 각도는 소정의 방향 (예컨대, 북쪽 방향)을 기준으로 시계 방향으로 측정된 각도일 수 있다. 또한, 상기 경로의 진행 확률은 이전 VRU 들이 진행하는 경로에서 해당 경로로 진행한 확률을 퍼센트 값을 통해 표현될 수 있다.
다시 말하자면, 상기 경로의 진행 확률은 이전 수집된 VRU들의 경로들 (또는, 복수의 VRU 메시지로부터 획득한 경로 데이터)에 기초하여 상기 조인트에서의 분기되는 경로들에 대한 누적 진행 횟수 및 각 경로 별 진행 횟수를 통해 산출될 수 있다. 예컨대, 상기 조인트 A와 관련하여 제1 경로, 제2 경로 및 제3 경로가 분기되고 상기 조인트 A를 지나간 VRU들의 누적 진행 횟수가 10이고 상기 제1 경로로의 진행 횟수가 2, 상기 제2 경로로의 진행횟수가 3, 상기 제3 경로로의 진행 횟수가 5인 경우, 상기 제1 경로의 진행 확률은 20%, 상기 제2 경로의 진행 확률은 30%, 상기 제3 경로의 진행 확률은 50%로 산출 또는 정의될 수 있다.
상기 경로 맵은 상기 노드와 관련하여 경로 별 추가적인 정보들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 노드와 관련된 정보는 AvrVelocity, RadiousOfCurvature, pathWidth, Event로 구성될 수 있다. AvrVelocity 는 대응하는 노드에서의 VRU들의 평균 속도에 대한 정보를 포함한다. RadiousOfCurvature는 VRU들의 이동 경로와 관련된 반지름 및/또는 곡률 (또는, 상기 노드에 포함된 경로들의 곡면)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 곡률 또는 반지름이 음수인지 양수인지에 따라 휘어진 방향에 대한 정보를 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 곡률 또는 반지름에 대응한 값이 음수일 경우에 상기 이동 경로는 왼쪽 방향으로 휜 곡선일 수 있고, 상기 곡률 또는 반지름에 대응한 값이 양수일 경우에 상기 이동 경로는 오른쪽 방향으로 휜 곡선일 수 있다. 또는, 상기 곡률이 최대값인 64500으로 설정된 경우, 상기 이동 경로는 직선일 수 있다. 상기 pathWidth는 상기 노드에서의 VRU들이 지나간 경로의 폭에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 pathWidth는 모든 경로를 이용하여 측정하는 것이 아니라 각 경로들이 지나간 path 를 통계적으로 분석하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 경로의 폭은 상기 모든 경로들의 평균 또는 중간 위치 (또는, mean 값)를 기준으로 특정 임계 범위 내를 경로의 폭으로 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 SoftV2X 서버는 상기 노드의 소정 경로와 관련된 VRU들의 이동 경로에 대한 정보를 수집 또는 누적하고, 상기 누적된 VRU들의 이동 경로들의 정규 분포 곡선을 산출하고, 상기 정규 분포 곡선에서 미리 결정된 임계 분산 값 내에서의 이동 경로의 최대 폭을 상기 pathWidth로 결정할 수 있다.
예컨대, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 SoftV2X 서버는 상기 이동 경로들의 평균 값에 기초하여 메인 경로를 산출 (또는, 정규 분포 함수를 산출)하고, 상기 메인 경로로부터 90% 내의 경로들의 폭을 상기 pathWidth로 결정할 수 있다. 도 14 (a)의 경우, 상기 VRU들의 경로들에 따라 경로 폭이 10미터로 산출되나, 90% 범위 내의 경로들에 경로 폭을 산출할 경우에 경로 폭은 9.3 미터가 될 수 있다. 도 14 (b)의 경우 (예컨대, 좁은 골목길)에도, 상기 VRU들의 경로들에 따라 경로 폭이 2미터로 산출되나, 90% 범위 내의 경로들에 기반하여 경로 폭을 산출할 경우에 경로 폭은 1.8 미터가 될 수 있다. 한편, 도 14 (c)와 같은 곡면 경로의 경우에는 단면의 폭이 상기 pathWidth로 결정될 수 있다.
구체적으로, SoftV2X 서버 (또는, RSU)는 표 5 및/또는 표 6에서 정의되는 파라미터들을 포함하도록 상기 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다. 즉, SoftV2X 서버 (또는, RSU)는 VRU와 상호 정의된 표 5 및/또는 표 6에서의 구조 및 형식에 따라 상기 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다. 상기 VRU 경로 맵은 특정 Zone 단위로 구성될 수 있다. 상기 존에는 여러 경로들이 포함될 수 있고, 상기 여러 경로들은 복수의 노드들의 조합으로 정의될 수 있다. 구체적으로, 표 5을 참조하면, 상기 VRU 경로 맵 (DF_PathMap)은 ZoneID 및 Node 들로 이뤄진 NodeList로 구성될 수 있다. 상기 노드는 DF_Node 형식으로 구성될 수 있다.
ASN.1 Representation
DF_PathMap::= SEQUENCE { ZoneID INTEGER -- 16bit random num
NodeList SEQUENCE [1,100] = DF_Node
}
DF_Node는 표 6과 같이 구성될 수 있다. DF_Node는 노드 (Node)를 구별해주기 위해 16bit 의 random 값을 가지는 NodeID, 노드에서 VRU 들이 이동하는 평균 속도를 나타내는 ArgVelocity, 노드의 path 가 곡선일 경우 곡면 반지름을 나타내는 RadiusOfCuvature, 경로의 폭을 나타내는 pathWidth, 해당 노드에 공사중이거나, 빙판과 같은 경우를 나타낼 수 있는 Event로 구성될 수 있다. DF_Node는 추가로 노드 양단에 다른 노드와 연결되는 또는 복수의 경로가 분기되는 조인트 A 및 조인트 B에 대한 정보가 포함될 수 있다. 상기 조인트 A 및 상기 조인트 B 각각에 대한 정보는 조인트를 구별할 수 있는 ID (JointAID, JointBID) 및 조인트의 위치 (JointPositionA, JointPositionB)로 구성될 수 있다. 또한, DF_PathLink는 상기 양단 조인트들에서 다른 노드와 연결된 상태를 나타내는 PathABLint, PathBALink에 대한 정보를 포함하고, 연결된 노드들의 개수만큼 최대 10개까지 생성될 수 있다. 상기 PathABLink 는 조인트 A에서 조인트 B로 주행하는 VRU의 경로 정보를 포함하고, 상기 PathBALink는 조인트 B에서 조인트 A로 주행하는 VRU의 경로 정보를 포함할 수 있다.
ASN.1 Representation
DF_Node ::= SEQUENCE { NodeID INTEGER -- 16bit random num
AvgVelocity INTEGER -- 0.01 m/s unit, 0 is stop
RadiusOfCurvature INTEGER -- 1m unit, 64500 is straight
PathWidth INTEGER -- 0.1 m unit
Event INTEGER -- EventCode table
JointAID INTEGER -- 16bit random num
JointBID INTEGER -- 16bit random num
JointPositionA DF_Location -- from J2935
JointPositionB DF_Location -- from J2935
PathABLink SEQEUNCE [1, 10] = DF_PathLink
PathBALink SEQEUNCE [1, 10] = DF_PathLink
}
상기 DF_PathLink는 표 7과 같이 NodeID, 노드가 연결된 방향을 나타낼 수 있는 NodeAngle, 및 연결된 노드로 주행 하는 확률을 나타내는 NodeStochastic에 대한 정보를 포함할 수 있다.
ASN.1 Representation
DF_PathLink::= SEQUENCE { NodeID INTEGER -- 16bit random num
NodeAngle INTEGER -- 1 degree unit
NodeStochastic INTEGER -- 0~100, % unit
}
도 15은 DF_Node에 기반하여 VRU 경로 맵을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
SoftV2X 서버 (또는 RSU)는 수집된 VRU 경로들에 기반하여 VRU-경로를 분석하고, 분선된 VRU-경로에 기반하여 표 5 내지 표 7에 따른 DF_Node에 대한 값들을 결정하고, 결정된 DF_Node에 대한 값들을 포함하는 메시지를 생성할 수 있다.
예컨대, 도 15를 참조하면, DF_Node는 NodeID 가 001인 노드에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 노드는 ArgVelocity가 10 (즉, VRU 가 0.1 meter/s 로 이동)으로, RadiusOfCuvature가 64500로 (경로가 직선), Path width가 50 (즉, 경로 폭이 5미터)으로, Event가 0 (즉, 이벤트 없음)으로 구성될 수 있다.
또한, DF_Node는 노드 양단에서의 조인트에 대한 정보가 구성될 수 있다. 수 있다. 예컨대, 조인트 A는 101인 JointID 및 [100,100]의 위치가 구성될 수 있고, 조인트 B는 102인 JointID 및 [100,200]의 위치가 구성될 수 있다. 여기서, VRU와 관련된 경로는 상기 두 조인트 (조인트 A 및 조인트 B)의 위치를 연결하는 선과 대응할 수 있다.
다음으로, 각 조인트 (조인트 A 또는 조인트 B)에서 연결되는 경로가 PathABLink 및/또는 PathBALink를 통해 구성될 수 있다. 조인트 A에서 조인트 B로 주행 또는 이동하는 VRU에 대한 이동 경로는 조인트 B에서 분기되는 3가지 이동 경로를 가질 수 있다. 상기 3 가지 이동 경로는 NodeID가 2인 노드와 연결된 제1 경로, NodeID가 3인 노드와 연결된 제2 경로, NodeID가 4인 노드와 연결된 제3 경로로 구성될 수 있다. 상기 제1 경로에 대해서는 270도의 각도 (서쪽 방향)의 방향 및 70%의 확률 정보가 구성될 수 있다. 상기 제2 경로에 대해 0의 각도 (정북 방향)의 방향 및 20%의 확률이 구성될 수 있다. 상기 제3 경로에 대해서는 90도의 각도 (서쪽 방향)의 방향 및 10%의 확률 정보가 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제3 경로에 대한 확률이 10%이고, 상기 제1 경로에 대한 확률이 70%인바, 상기 VRU는 상기 조인트 B에서 상기 제1 경로로 빈번하게 주행하고, 상기 제3 경로는 VRU가 빈번하게 주행하지 않은 경로임을 알 수 있다. 한편, PathBA 는 조인트 B에서 조인트 A로 향하는 방향의 경로에 대한 정보를 포함하고, NodeID 005인 노드에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 16 및 도 17은 존 ID에 기반한 VRU 경로 맵에 대한 정보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
앞선 도면들에서 설명한 바와 같이, SoftV2X 서버는 수집된 VRU들에 대한 VRU 메시지들에 기초하여 VRU들이 지나간 이동 경로들에 대한 경로 데이터를 획득할 수 있다. SoftV2X 서버는 상기 경로 데이터에 기초하여 노드 및 조인트를 결정하고, 결정된 노드에 대응하는 노드 정보 및 조인트에 대응하는 조인트 정보를 구성하여 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다. 나아가, 상기 VRU 경로 맵은 존 별로 구성될 수 있다.
도 16을 참조하면, SoftV2X 서버는 상술한 VRU 경로 맵을 존 별로 구성 또는 생성할 수 있다.
구체적으로, 상기 SoftV2X 서버는 존 별로 VRU들의 이동 경로들에 대한 정보를 수집하고, 수집된 VRU들의 이동 경로들에 대한 정보에 기초하여 존 별로 조인트 및 노드의 결정하고, 상기 결정된 조인트 및 노드에 대한 정보들을 구성하여 존 별로 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 존들은 특정 폭을 기준으로 미리 구분될 수 있고, 상기 SoftV2X 서버는 위도 및 경도에 기초하여 대응하는 존들을 결정하고, 상기 결정된 존 별로 대응하는 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다. 또한, 상기 복수의 존들 각각은 대응하는 zoneID가 미리 설정될 수 있다. 또는, 상기 복수의 존들은 일부 영역이 오버랩되도록 미리 구분될 수 있다.
도 17을 참조하면, 상기 SoftV2X 서버 또는 RSU는 zone 별로 구분하여 노드에 대한 정보를 제공하는 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다. 상기 VRU 경로 맵은 존 별로 대응하는 Zone ID 및 노드들에 대한 정보를 포함하고, 상기 노드들 각각은 노드 ID, 노드 정보, 조인트 정보, 경로 정보를 포함할 수 있다. 상기 경로 정보는 관련된 노드 ID, 조인트에서의 각도 (NodeAngle), 진행 확률 (NodeStochastic) 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또는, 상기 VRU 경로 맵은 조인트들에 대한 정보, 상기 조인트들 간의 연결 관계에 대한 노드 정보 등을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 SoftV2X 서버 또는 RSU는 VRU 들이 송신하는 PSM 메시지들을 수신 받고, 수신된 PSM들에 기반하여 VRU 들이 지나간 경로를 분석 또는 수집할 수 있고, 수집 또는 분석된 경로들에 기반하여 VRU가 주행 가능한 경로들에 정보를 포함하는 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 VRU-경로 맵을 수신한 VRU들은 상기 VRU 경로 맵에 기반하여 자신의 예측된 이동 경로들을 효율적으로 예측할 수 있는바, 상기 VRU 경로 맵은 상기 VRU들에서의 VRU 주행 알고리즘 생성에 도움을 줄 뿐만 아니라 차량에서도 상기 VRU 경로 맵을 수신하여 VRU 들이 주로 이동하는 경로와 확률에 기반하여 VRU를 보호하기 위한 동작을 효율적으로 수행할 수 있다.
이와 같이 SoftV2X 서버 (또는, RSU)는 VRU 들로부터 수신 받은 정보를 기반으로 VRU들에 대한 이동 경로들을 추출하고, 추출된 상기 VRU들의 이동 경로에 기초하여 노드 정보 및/또는 조인트에 대한 정보를 포함하는 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다. SoftV2X 서버 (또는, RSU)는 상기 VRU들이 VRU 경로 맵에 기반한 적어도 하나의 경로 예측을 수행할 수 있도록 생성된 VRU 경로 맵을 상기 VRU 들에게 전송할 수 있고, 이를 통해 VRU들의 경로 예측의 성능을 크게 향상될 수 있다.
이하에서는, 상기 VRU 경로 맵에 기반하여 VRU가 경로를 예측하고, 예측된 경로를 포함하는 VRU 메시지를 전송하는 방법을 설명한다.
VRU 경로를 표현하기 위한 PSM 메시지 구성
VRU 장치 및/또는 V2X 장치는 사용자 또는 VRU를 보호하기 위해서 주기적으로 VRU 장치 및/또는 V2X 장치의 상태에 대한 정보를 주변 차량, VRU 장치, V2X 장치에게 제공할 수 있다. 상기 VRU 장치 및/또는 V2X 장치가 전송하는 메시지는 PSM 또는 VAM일 수 있으며, 상기 PSM 및/또는 VAM은 상기 장치의 위치, 이동 속도, 방향 등 이동성 정보를 포함할 수 있고, 상기 장치의 과거 이동성 정보 및 추후 예측된 이동성 정보인 PathHistory 및 PethPrediction에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서, PethPrediction은 자동차 등에서 송출하는 BSM (Basic Safety Message)의 PathPrediction의 정의를 그대로 사용할 수 있으나, 일정한 방향성 없이 다양한 이동 경로를 갖는 VRU의 상태를 표현하는데 적합하지 않을 수 있다.
이하에서는, VRU 상황 또는 상태에 적합한 새로운 PathPrediction DF 구조를 제안한다. 또한, VRU 장치들이 상기 새롭게 정의된 DF 구조의 PSM을 이용하여 경로를 서로 공유하여 보다 안전한 주행 또는 운행을 수행하는 방법을 제안한다.
도 18 및 도 19는 VRU의 예상 경로를 표현하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참조하면, VRU의 예상 경로 또는 VRU 경로 (DF_PathPrediction)는 VRU 가 진행 하는 방향을 곡면으로 나타내는 'radiousOfCurve' 및 'Confidence'로 표현될 수 있다.
구체적으로, VRU 메시지의 구조는 하기의 표 8과 같이 자신의 상태 (Position, accuracy, speed, heading) 정보와 같이 mandatory 데이터와, 경로 추가 정보(PathHistory, pathPrediction) 및 VRU 추가 상태 정보 (UseState, Propulsion, Cluster size, attachment)가 Optional로 존재할 수 있다.
Object Type Description Mandatory/
Optional
basicType PersonalDeviceUserType Mandatory
secMark DSecond Mandatory
msgCnt MsgCount Mandatory
id TemporaryID Mandatory
position Position3D,-Lat,Long,Elevation Mandatory
accuracy PositionalAccuracy Mandatory
speed Velocity Mandatory
heading Heading Mandatory
accelSet AccelerationSet4way Optional
pathHistory PathHistory Optional
pathPrediction PathPrediction Optional
propulsion Propelledinformation Optional
useState PersonalDeviceUsageState Optional
crossRequest PersonalCrossingRequest Optional
crossState PersonalCrossingInProgress Optional
clusterSize NumberOfparticipantIncluster Optional
clusterRadius PersonalClusterRadius Optional
eventResonderType PublicSafetyEventResponderWakerType Optional
activityType PublicSafetyAndRoadWorkerActivity Optional
activitySubType PublicSafetyDirectingTrafficsubType Optional
assistType PersonalAssistive Optional
sizing UserSizeAndBehaviour Optional
attachment Attachment Optional
attachmentRadius AttachmentRadius Optional
animalType AnimalType Optional
RegionalExtension REGIONReg-PersonalSafetyMessage Optional
특히, VRU의 예상 경로를 표현하기 위한 PathPrediction은 메시지를 송신하는 VRU가 자신의 경로를 예측하여 이를 주변 차량이나 VRU 에 알려주는 기능으로 아래 표 9와 같이 DF_pathPrediction이 구성될 수 있다.
ASN.1 Representation
PathPrediction ::= SEQUENCE { radiusOfCurve RadiusOfCurvature,
confidence Confidence
}
표 9를 참조하면, DF_PathPrediction은 VRU 가 진행 하는 방향을 곡면으로 나타내는 'radiousOfCurve' 및 'Confidence'로 구성될 수 있다. 상기 radiousOfCurve는 -32767 내지 32767 중 적어도 하나의 정수 값이 설정될 수 있다. 여기서, radiousOfCurve은 곡면의 방향 및 곡면의 반지름과 관련된 값을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 radiousOfCurve의 값은 반지름의 길이로 단위가 10cm일 수 있고, 음수인지 양수인지 (또는, 부호)에 따라 곡면이 향하는 방향을 나타낼 수 있다. 또는, 상기 VRU의 경로가 전방으로 직진하는 경로일 경우에 radiousOfCurve는 32767으로 설정될 수 있다. 또한, 'Confidence'는 DF_PathPrediction에 대응하는 경로로 진행할 확률을 나타내는 값이다. 상기 경로로 진행활 확률이 높을 경우, 상기 Confidence'는 높은 값으로 설정될 수 있고, 상기 경로의 이탈 가능성이 높을 경우에는 상기 Confidence'은 미리 결정된 임계 미만의 값으로 설정되어 주변 장치들에 대응을 유도할 수 있다.
여기서, VRU 에 대한 PathPrediction 값은 BSM 의 PathPrediction 정의를 그대로 사용될 수 있다. 그러나, BSM 의 PathPrediction는 차량이 전진하는 방향 및 핸들을 통해 산출된 곡률 반경에 기반하여 값이 정의되는 것으로 상기 VRU에 대해서는 적합하지 않을 수 있다. 즉, 기존 BSM에 대한 PathPrediction의 정의는 상기 VRU 경로를 표현하는데 적합하지 않을 수 있다. 예컨대, VRU는 곡면에 따라 움직이는 것이 보장되지 않으며 직각으로 방향을 선회하거나 제자리에서 유턴하여 되돌아가는 등 다양한 경로로 움직일 수 있다. 이러한 움직임은 곡률 반경으로만 표현하기 어렵다. 따라서, VRU에 적합한 VRU 경로의 표현 방법이 정의될 필요가 있다.
도 19를 참조하면, VRU 경로는 (a) 내지 (e)의 경로로 표현될 수 있다.
도 19 (a)의 경로의 경우, VRU가 골목길이나 상가에 방문을 위해 90 이상 경로를 변경하는 경우이다. 도 19 (b)의 경로의 경우, VRU가 보행로의 상황에 따라 특정 장애물을 회피하는 경우이다. 도 19 (c)의 경로의 경우, VRU가 신호등에 의해 정지하는 경우이다. 도 19 (d)의 경우는 VRU가 등속 주행을 하는 경우이고 도 19 (e)의 경우는 VRU가 횡단보도 등 일정 경로에서 서행하는 경이다. 특히, 도 19 (d) 및 도 19 (e)의 경우는 곡률 표현 만으로 구별하기 어렵다.
이와 같은 VRU의 다양한 경로들을 표현하기 위한 새로운 DF_PathPrediction을 정의할 필요가 있다. 예컨대, PathPrediction에 대한 값은 종래의 곡률이 아닌 일정 시간 후 예측되는 위치 값으로 표현될 수 있다.
구체적으로, PathPrediction (ASN.1)은 표 10 및/또는 표 11과 같이 표현 또는 정의될 수 있다. 상기 PathPrediction은 특정 시간 간격 후에 존재하는 VRU 의 예상 위치를 sequence에 대한 PathPointList, 상기 특정 시간에 대한 TimeInterval 및 confidence의 파라미터로 정의될 수 있다. 다시 말하자면, 상기 PathPrediction은 특정 시간 간격에 따른 예상되는 위치들의 시퀀스로 정의될 수 있다. 상기 PathPointList는 위도와 경도를 통해 VRU 위치를 시퀀스 형태로 표현할 수 있다. 여기서, 상기 시퀀스 형태는 표 11에 도시된 바와 같이 기준 위치로부터 위도 및 경도의 차이 값으로 표현하는 OffsetLL-B18 형식을 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 OffsetLL-B18 형식은 위치 값 중 LSB 부터 18bit 만을 보여주는 형식으로 처음 위치에서 차이 점을 표현하는 데이터 표현 방식일 수 있다.
ASN.1 Representation
DF_PathPrediction ::= SEQUENCE {
PathPointList SEQUENCE (SIZE(1..23)) OF PathPointList
TimeInterval Time
confidence Confidence
}
ASN.1 Representation
DF_PathPointList::= SEQUENCE {PathLatOffset
OffsetLL-B18
PathLonOffset OffsetLL-B18
}
이하에서는, 상기 VRU 메시지가 시퀀스 타입으로 표현된 VRU 경로에 대한 정보를 포함하는 것을 전제로 설명한다.
도 20은 복수의 VRU 경로들에 대한 정보를 포함하는 VRU 메시지를 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이, PathPrediction이 특정 시간 간격의 위치들에 대한 시퀀스로 표현하되, PathPrediction은 하나의 VRU 경로가 아닌 복수의 VRU 경로들에 대한 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, VRU의 이동 경로는 신호등에 의한 경로의 변경, 상가 등 건물 진입을 위한 경로 변경 등 다양한 경로들이 예상될 수 있다. 이와 같이, VRU 경로는 차량과 다르게 다양한 이동 경로들이 예측될 수 있는 바, 기존 PathPrediction과 달리 VRU에 대한 PathPrediction는 복수의 VRU 경로에 대한 정보를 포함하도록 구성될 수 있다. 주변 차량이나 주변 VRU 장치가 상기 복수의 VRU 경로들을 포함하는 VRU 메시지를 수신할 경우에 상기 주변 차량이나 주변 VRU 장치는 위기 상황에 변경 가능한 VRU 경로를 미리 예측하여 대응할 수 있다.
도 20을 참조하면, VRU는 도로 상황에 기반하여 복수의 VRU 경로를 예측할 수 있다. 예컨대, VRU가 교차로에 진입할 경우, 상기 VRU에 대한 경로는 기본적으로 녹색 불을 보고 직진 하여 길을 건너는 VRU 경로, 신호의 상황에 따라 다른 경로 (Path2)로 이동하기 위해서 대기하는 VRU 경로, 및 횡단 보도를 건너지 않고 우회전하는 VRU 경로가 예측될 수 있다. 이와 같이 VRU 경로가 복수 개 예측될 경우, 상기 VRU는 복수의 VRU 경로들 모두를 포함하는 PSM을 전송할 수 있다. 주변 VRU나 주변 차량은 상기 PSM을 통해 상기 VRU가 이동할 수 있는 다양한 경로를 미리 예측할 수 있다.
상술한 바와 같이 복수의 VRU 경로들을 예측하기 위해, PSM의 Optional Field에 존재하는 DE는 기존의 PathPrediction에서 MultiPathPrediction으로 변경될 수 있다. MultiPathPrediction은 하기의 표 12와 같이 MutiPathID, MultiPathPointList, MultiPathExpection로 구성될 수 있다. 여기서, MultiPathID 는 각 VRU 경로의 고유 번호이고, MultiPathPointList는 앞에서 제안한 PathPointList 의 시퀀스 (SECUENCE)이고, MultiPathExpectation은 각 경로로 진행 될 예상 확률을 나타내는 값이다. 한편, MultiPathPointList에서 일부는 기존 방식과 같이 곡률로 경로가 포함될 수도 있다.
ASN.1 Representation
DF_MultiPathPrediction ::= SEQUENCE {
MultiPathID SEQUENCE (SIZE(1..5)) OF INTEGER
MultiPathPointList SEQUENCE (SIZE(1..5)) OF PathPrediction
MultiPathExpectation SEQUENCE (SIZE(1..5)) OF INTEGER
}
또는, 상기 VRU는 도 11 내지 도 17에서 설명한 상기 SoftV2X 서버가 전송한 VRU 경로 맵에 기초하여 상기 다양한 경로들을 예측할 수 있다.
구체적으로, 상기 VRU 경로 맵은 둘 이상의 경로가 분기되는 조인트에 대한 위치 정보 및 상기 둘 이상의 경로 각각에 대한 확률 정보, 상기 결정된 조인트를 기준으로 두 조인트 사이에 형성된 이동 경로에 대한 경로 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 VRU 경로 맵에서 상기 조인트 정보 및 경로 정보는 존 ID 별로 구분될 수 있다. 이 경우, 상기 VRU는 자신의 위치의 경도 및 위도에 기초하여 대응하는 존 ID를 결정하고, 상기 VRU 경로 맵에서 결정된 존 ID에 대응하는 조인트 정보 및 경로 정보를 추출할 수 있다. 상기 VRU는 추출된 조인트 정보 및 경로 정보에 기초하여 적어도 하나 이상의 이동 경로 및 이동 경로 별 확률 정보를 결정할 수 있다. 예컨대, 상기 VRU는 자신의 진행 방향 (또는, 헤딩 방향) 및 위치 정보에 기초하여 상기 조인트 정보에서 자신의 이동 경로와 관련된 조인트를 결정할 수 있고, 상기 조인트에서 분기되는 둘 이상의 경로들을 예측되는 상기 적어도 하나의 이동 경로로 결정할 수 있다. 또한, 상기 경로 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 이동 경로에 대한 경로 곡률, 경로 폭 등을 결정할 수 있다. 나아가, 상기 VRU는 상기 결정된 조인트와 관련된 확률 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 이동 경로 별 확률을 결정할 수 있다.
도 21 내지 도 24는 상기 복수의 VRU 경로들을 포함하는 PSM의 운용 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21를 참조하면, VRU가 교차로에 진입하여 2 개의 횡단 보도를 건널 수 있는 경우, 상기 VRU는 상기 2 개의 횡단 보도와 관련된 복수의 VRU 경로들에 대한 정보를 포함하는 제1 PSM (PSM #1)을 전송할 수 있다. 즉, 제1 PSM은 복수의 VRU 경로들에 대한 정보 및 상기 복수의 VRU 경로들 각각에 대한 확률 정보를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 22를 참조하면, VRU는 제1 VRU 경로 (path1)을 통해 길을 건너려고 하며, 상기 제1 VRU 경로 (path1), 제2 VRU 경로 (path2) 및 제3 VRU 경로 (path3)에 대한 복수의 VRU 경로들에 대한 정보 (MultiPathPrediction)를 포함하는 제1 PSM을 전송할 수 있다. 또한, 상기 제1 PSM은 상기 제1 VRU 경로 (path1), 제2 VRU 경로 (path2) 및 제3 VRU 경로 (path3) 각각에 대해 산출된 70%, 20%, 10%의 확률 정보를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 PSM을 수신한 제1 차량 (V1) 및 제3 차량 (V3)은 주행 방향과 관련된 신호등이 아직 주행 신호 상태인 점에서 상기 VRU와 충돌이 예측되지 않은 바 주행 상태를 유지하게 된다. VRU 가 기존의 제1 VRU 경로를 따라 이동할 경우, 제1 차량 (V1)보다 늦게 횡단 보도에 진입하는 제2 차량 (V2)은 상기 제1 PSM에 기초하여 상기 VRU와 충돌 확률이 높음을 인식할 수 있고, 상기 VRU에게 제1 VRU 경로와 관련하여 특정 시간에 충돌 확률이 있다는 위험 정보를 알려줄 수 있다 (도 21의 시나리오 1). 여기서, 상기 제2 차량은 CAM extension, VRU Trajectory Interception Indicator (TII) 및/또는 BSM을 통해 상기 위험 정보를 상기 VRU에게 전달할 수 있다. 또한, 상기 제1 PSM을 수신한 RSU는 상기 VRU에게 SPaT 메시지 (Signal Phase And Timing Message)를 전송할 수 있다.
또는, 상기 제3 차량은 상기 제1 PSM으로부터 VRU가 제2 VRU 경로를 따라 이동할 확률에 대한 정보 (20%)에 기초하여 상기 VRU와의 충돌 가능성이 높지 않다고 판단하여 별도의 경고 메시지를 전송하지 않더라도 상기 VRU의 충돌을 대비하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 이와 달리, 기존 PSM의 경우에는 하나의 VRU 경로 (예컨대, 제1 VRU 경로)에 대한 정보만을 포함하는바, 상기 제3 차량은 상기 제2 VRU 경로로 상기 VRU가 진입할 수 있음을 전혀 예상할 수 없다.
다음으로, 도 23을 참조하면, 상기 VRU는 상기 제2 차량으로부터 수신된 위험 정보 및 상기 SPaT 메시지에 기초하여 VRU 경로를 재계산하여 상기 복수의 VRU 경로들에 대한 정보 (MultiPathPrediction 값)를 업데이트할 수 있다. 상기 VRU는 업데이트된 상기 복수의 VRU 경로들에 대한 정보를 포함하는 제2 PSM (PSM#2)를 전송할 수 있다. 예컨대, 기존 제1 VRU 경로, 제2 VRU 경로 및 제3 VRU 경로가 동일하되 확률에 대한 정보만 변경 (Path1: 20%, Path2: 70%, Path3: 10%)된 경우, 상기 VRU는 상기 MultiPathPrediction에서 확률에 대한 정보만 신속하게 업데이트할 수 있다. 값 경로는 동일 하고 확률만 변하는 경우 확률 만 빠르게 업데이트 하게 된다. 즉 PSM 메시지를 통해 새로운 MultiPathPrediction 값을 업데이트 하게 된다 (시나리오 2).
다음으로, 도 24를 참조하면, 제2 차량 (V2) 및 제3 차량 (V3)이 모두 상기 VRU 경로들을 벗어날 수 있다. VRU가 제2 경로와 관련된 신호등의 신호가 변경되길 기다렸다가 횡단보도를 건너려고 하는 경우 (즉, 제4 경로(path4)에 따른 이동), 상기 VRU는 새로운 상태 변화 (또는, 전략)에 따라 새롭게 PSM의 MultiPathPrediction 값을 업데이트 하여 전송할 수 있다. 예컨대, 상기 VRU는 제1 경로에 대하여 신호등 상황에 따라 확률 등에 대한 정보를 업데이트하고, 기존 제2 경로를 삭제하고, 제4 경로를 추가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 VRU는 기존 PSM의 구조에 정의된 PathPrediction과 다른 방식으로 새롭게 정의된 PathPrediction의 방식에 따라 자신의 VRU 경로를 표현할 수 있고, 상기 MultiPathPrediction의 도입을 통하여 확률에 기반하여 예측할 수 있는 다양한 VRU 경로들에 대한 정보를 주변 VRU 또는 주변 차량들에게 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 주변 VRU 또는 주변 차량들은 복수의 VRU 경로들에 기반하여 VRU의 이동 경로들을 보다 효율적으로 예측 및 관리할 수 있다.
PSM path map 과 heading angle을 이용한 path prediction
상술한 바와 같이, VRU의 경우 주행 경로는 차량 보다 더 복잡할 뿐만 아니라, VRU가 보행하는 길은 보행로뿐만 아니라 도로 위를 주행 할 수 있어 VRU 의 경로를 예측하는데 어려움이 존재한다. 이런 어려움을 해결하기 위해, 도 11 내지 도 18에서 설명한 바와 같이 SoftV2X 서버는 VRU들이 보내온 데이터를 취합하고 이를 분석하여 VRU 경로를 취합하여 VRU 경로 맵을 생성할 수 있다. 이 경우, SoftV2X 서버는 상기 VRU 경로 맵을 기반으로 VRU 헤딩 정보와 조합하여 VRU 의 주행 경로를 예측할 수 있다.
구체적으로, 도 16에서 설명한 바와 같이, VRU 경로 맵은 VRU의 경로들을 취합하여 SoftV2X서버 (또는, RSU)에서 모델링될 수 있다. SoftV2X서버는 VRU 경로를 분석하여 VRU-path 를 분석한 조인트 및 노드의 정보를 통해 VRU들이 이동하는 위치를 기반으로 VRU 경로 맵에 대한 정보를 (주변 VRU나 주변 단말들에게) 알려주게 된다. 노드에는 연결된 분기점 또는 조인트의 정보와 노드의 평균 이동 속도나 도로폭과 같은 도로 정보를 담고 있으며, 분기점에는 연결되는 경로의 정보와 VRU 들이 보행 하는 확률을 알려주게 된다. 즉, SoftV2X서버 또는 VRU들은 VRU 경로 맵에서 노드 정보 (또는, VRU 경로 정보) 및 분기점에서의 다른 노드의 연결 정보를 이용할 수 있다. SoftV2X서버 또는 VRU들은 상기 VRU 경로 맵에 포함된 노드 정보 및 조인트에 대한 정보, 측정된 VRU 헤딩 각도를 조합하여 주행 경로를 예측할 수 있다.
PSM path map 과 heading angle을 이용한 path prediction
도 25는 VRU가 이전 VRU 경로 및 헤딩 각도에 기반하여 VRU 경로를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
한편, 종래와 같이 VRU 의 헤딩 정보 (또는, 주행 방향)만을 이용할 경우, 정확한 VRU 경로의 예측이 어려운 단점이 있다.
도 25 (a) 및 (b)를 참조하면, VRU 경로 맵이 없는 경우, VRU는 자신의 위치와 상관 없이 VRU의 이전 경로 (path history)와 VRU의 현재 헤딩 각도 만을 이용하여 VRU 경로를 예측할 수 있다. 도 25 (b)의 경우, VRU의 진행 (Heading) 방향이 좌측으로 향하는 것을 통해 VRU가 사거리(joint)에서 좌회전을 할 것으로 예측될 수 있다. 그러나, 도 25 (a)의 상황과 같이 VRU 경로 맵을 사용하지 않는 경우, VRU는 보행로를 이탈하여 차도로 진입하는 경로로 예측하게 된다. 하지만 대부분의 경우 VRU 들은 보행로 안에서 움직이게 된다. 예컨대, 도 25 (a)의 상황은 보행자가 길가에 위치한 휴지통에 쓰레기를 버리기 위한 VRU 경로일 수 있다.
이하에서는, 앞에서 설명한 문제를 해결 하기 위해 VRU가 VRU의 과거 VRU 경로와 헤딩 각도에 정보를 이용할 뿐만 아니라 추가적으로 VRU 경로 맵을 이용하여 VRU 경로를 예측하는 방법을 자세히 설명한다.
도 26는 VRU가 VRU 경로 맵에 기반하여 VRU 경로를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26을 참조하면, VRU는 VRU 경로 맵을 이용하여 VRU 경로를 예측할 수 있다. 도 26 (a)와 같이 노드 (또는, VRU 경로) 중간에 VRU가 도로 밖으로 보행한다고 잘못된 예측을 줄일 수 있도록 헤딩 각도 (heading angle)를 이용한 경로 예측 알고리즘에서 헤딩 각도 (heading angle)의 비중을 줄일 수 있다. 또한, 도 26 (b)와 같이 상기 VRU는 사거리 입구 (또는, VRU 경로가 분기되는 조인트)에서 VRU에 대한 헤딩 각도 정보를 이용하여 사거리에서 어느 방향으로 이동할지 예측할 수 있다. 다시 말하자면, 상기 VRU는 기존과 같이 헤딩 각도를 이용하되 VRU 경로 맵을 이용하여 VRU 경로 예측에서의 헤딩 각도를 보정할 수 있다. 예컨대, 도 26 (b)의 경우, 상기 VRU에 대한 헤딩 각도는 45로 측정되더라도, 상기 VRU는 VRU 경로 맵을 통해 상기 45도의 헤딩 각도를 90도 보정 및 예측할 수 있다.
즉, 상기 VRU는 상기 VRU 경로 맵에서 자신과 인접한 조인트와의 관계를 고려하여 측정된 헤딩 각도를 보정하고, 상기 보정된 헤딩 각도에 기초하여 VRU 이동 경로를 예측할 수 있다.
도 27은 VRU 경로 맵에 기반하여 헤딩 각도를 보정하는 장치 블록도이고, 도 28, 도 29 및 도 30은 VRU 경로 맵에 기반하여 헤딩 각도를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27을 참조하면, VRU 장치 (50)는 맵 DB (52), 경로 예측 블록 (53), 각도 보정기 (Angle calculator, 51) 및 VRU 메시지 생성자 (54)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 맵 DB는 SoftV2X 서버나 RSU로부터 수신된 VRU 경로 맵을 저장한 데이터 베이스이고, 경로 예측 블록에게 VRU 의 위치에 맞춰 진행 방향의 조인트 (Joint)와 관련된 정보 (예컨대, D joint, θ pathA, θ pathB, etc.) 를 제공할 수 있다. 각도 보정기 (Angle calculator)는 VRU 의 헤딩 각도에 대한 정보 (θ VRU)를 계산하는 블록으로 VRU의 센서 블록으로부터 헤딩 각도에 대한 정보를 획득하고, 획득한 헤딩 각도 정보에 기반하여 VRU에 대한 상태 값을 계산할 수 있다. 경로 예측 블록에서는 두 정보 (진행 방향과 조인트 간의 관련 정보, 및 측정된 헤딩 각도에 대한 정보)를 이용하여 예상 경로를 계산하고 각각의 경로 별로 확률을 계산할 수 있고, 계산된 예상 경로 및 확률에 대한 정보를 VRU 메시지 생성기 (VRU message generator)에 전달할 수 있다. 상기 VRU 메시지 생성기 (message generator)는 예측된 VRU 경로에 대한 정보를 포함하는 VRU 메시지를 생성하여 전송할 수 있다.
이를 위해, 맵 DB는 SoftV2X 에서 이미 정의된 VRU 경로 맵 또는 다른 VRU들의 경로를 취합하여 획득한 실시간 경로 기반의 지도의 정보를 획득할 수 있다. 획득한 맵 정보에는 사거리와 같이 분기 되는 분기점(Joint)의 위치와 해당 분기 경로 별 진입 각도에 대한 정보가 포함되어 있다.
도 28 (a)을 참조하면, 상기 조인트는 90도의 각도로 분기되고, 북쪽 방향을 기준으로 15도 각도의 제1 방향 (path A), 105도 각도의 제2 방향 (path B), -75도의 각도의 제3 방향(path C) 각각으로 VRU 경로로 분기된다.
각도 보정기 (Angle calculation)는 VRU의 센서들을 이용하여 자신의 헤딩 방향을 센싱 및 추정 (
Figure PCTKR2021003190-appb-img-000001
)하고 상기 조인트로부터 상기 VRU까지 거리 (D joint)를 측정할 수 있다.
도 28 (b)을 참조하면, 각도 보정기 (Angle calculation)는 상기 정보들을 산출하기 위해서 VRU의 헤딩 각도 정보를 취합하여 값을 계산하게 된다. 다시 말하자면, 헤딩 각도 정보 (또는,
Figure PCTKR2021003190-appb-img-000002
)는 하기의 수학식 1에 나타낸 바와 같이 적어도 하나 이상의 이전 VRU의 헤딩 각도에 대한 정보를 취합하여 산출될 수 있다. 즉, 하기의 수학식 1과 같이, VRU 해당 값 (또는,
Figure PCTKR2021003190-appb-img-000003
)은 순간적인 값이 아닌 아래 수식과 같이 이전의 값을 누적하는 방법을 통하여 산출될 수 있다. 이때 사용되는 α 1, α 2 값은 누적 값을 조절하는 계수이다. 한가지 실시예로 α 1 = 1 - α 2로 설정하여 Forgetting filter로 설정하게 된다.
Figure PCTKR2021003190-appb-img-000004
경로 예측 블록에서는 VRU 헤딩 각도 (또는, θ_VRU^t) 와 VRU 경로의 각도 및 조인트와의 거리에 기초하여 예상 VRU 경로를 예측 또는 산출할 수 있다.
구체적으로, 상기 경로 예측 블록은 VRU 경로의 각도와 VRU 헤딩 각도를 비교하여, VRU 경로의 각도와 VRU 헤딩 각도 간의 차이 값을 산출할 수 있다. 상기 차이 값이 90도를 초과한 경우, 상기 각도의 차이 값은 0으로 보정 또는 설정될 수 있다. 즉, VRU 경로의 각도와 VRU 헤딩 각도 간에 차이가 90도 이상인 경우 진행 방향과 반대 방향으로 확률을 줄이게 된다. 다시 말하자면, 수학식 2와 같이, 특정 VRU 경로의 각도와 VRU 헤딩 각도 간의 차이가 90도 이상 차이가 나는 경우에 상기 특정 VRU 경로에 대응하는 차이 값은 0으로 보정 또는 설정될 수 있다.
Figure PCTKR2021003190-appb-img-000005
이와 같이, 조인트에서 분기되는 경로 별로 상기 차이 값이 계산된다. 다시 말하자면, 상기 수학식 1을 통하여, 조인트에서 분기되는 경로 별로 VRU 경로의 각도와 VRU 헤딩 각도 간에 차이가 산출될 수 있다. 또는, 해당 값을 적용 하기 위해 90도 (π/2) 에서 θ_VRU^t 값을 빼는 과정을 가진다. 이는 VRU 경로의 각도와 VRU 헤딩 각도가 일치하는 경우 0의 값을 가지게 되고 차이가 큰 경우에는 90(또는, π/2) 값을 가지게 되는 경우에 확률과 역수의 값을 가지게 된다. 이후, 상기 산출된 값을 90도(π/2) 로 나누어 주는 평준화 (노멀라이즈) 작업을 하게 된다. 해당 처리를 하면 경로가 일치하면 1의 값을, 90도 이상 차이가 나는 경우 0 의 값을 가지게 된다.
도 29를 참조하면, 상기 VRU는 상기 조인트와의 거리에 대한 정보를 더 고려하여 상기 차이 값에 가중치를 부가할 수 있다. 구체적으로, 상기 가중치는 상기 VRU가 사거리 또는 조인트에 거리가 커질수록 높은 값으로 구성될 수 있다. 이는, 상기 VRU가 상기 조인트와 가까울 때와 멀 때 확률을 다르게 적용하기 위해서 이다. 다시 말하자면, 상기 차이 값은 사거리 (joint)와의 거리에 따라 상이한 가중치가 부가될 수 있다. 즉, 상기 VRU 경로의 결정에 있어서, 조인트와 먼 거리에서 위치하는 VRU에 대한 헤딩 각도의 영향을 줄이면서, 조인트로 가까운 거리에 위치하는 VRU에 대한 헤딩 각도의 영향을 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 도 30를 참조하면, 상기 VRU는 함수 (f1)를 이용해서 상기 차이값에 가중치를 부가 (수학식 3 참조)할 수 있다. 상기 가중치는 도 29 (a). (b), (c)에 도시된 바와 같이 함수 f1(x)이 이용될 수 있다. 여기서, 상기 가중치는 상기 VRU와 상기 조인트 간의 거리에 따라 부가되는 가중치이다. 예컨대, 도 29 (a)의 경우, 조인트에서 특정 거리 내에 있는 경우에 상기 차이 값이 그대로 적용되고, 조인트에서 특정 거리 밖에 있는 경우에는 0.1의 가중치가 상기 차이 값에 적용될 수 있다. 도 29 (b)의 경우, 조인트와의 거리에 비례하는 가중치가 부가될 수 있고, 도 29 (c)의 경우는 곡선에 대응하는 가중치가 상기 차이 값에 부가될 수 있다.
또한, 수학식 3과 같이, 상기 조인트에서 분기되는 각 경로에 대한 경로 값은 대응하는 가중치인 k가 추가적으로 부가될 수 있다.
Figure PCTKR2021003190-appb-img-000006
이와 같이, 상기 VRU는 상기 조인트에서 분기되는 각 VRU 경로 별 차이 값은 수학식 1 및 2에 기초하여 산출되고, 수학식 3과 같이 f1 함수에 따라 거리에 따른 가중치가 부가될 수 있다. 한편, 상기 경로 값에 부가되는 k는 상기 VRU 경로 맵에서의 확률 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 조인트에서 제1 경로, 제2 경로 및 제3 경로가 분기되고, 상기 제1 경로에 대한 확률이 0.1이고, 상기 제2 경로에 대한 확률이 0.4이고, 상기 제3 경로에 대한 확률이 0.5인 경우, 상기 제1 경로에 대한 k 값은 0.1, 상기 제2 경로에 대한 k 값은 0.4, 상기 제3 경로에 대한 k 값은 0.5일 수 있다.
이와 같이, 상기 조인트에서 분기되는 VRU 경로 각각에 대한 차이 값은 상기 수학식 3과 같이 가중치 f1이 적용되고, 상기 가중치가 적용된 차이 값에 대응하는 k값을 반영하여 각 VRU 경로 별 경로 값 (pathi)을 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 경로 값은 하기의 수학식 4에 기초하여 특정 VRU 경로 (pathk)에 대한 확률 값 (PPk)를 산출하는데 이용될 수 있다.
Figure PCTKR2021003190-appb-img-000007
확률이 계산 된 경우, 대응하는 확률에 기초하여 VRU 경로 예측 (VRU path prediction) 값 및 예측된 VRU 경로에 대한 정보를 VAM 이나 PSM 을 통해 전송할 수 있다. 다시 말하자면, 상기 VAM 또는 PSM은 예측되는 적어도 하나의 경로 (또는, path prediction 경로)에 대한 정보 및/또는 상기 적어도 하나의 경로 각각에 대한 확률 정보가 포함되어 전송될 수 있다.
이하에서는, 상술한 수학식 1 내지 4를 통해서 산출된 경로 값에 기초하여 VRU 경로를 예측하는 방법을 자세히 서술한다.
도 31 및 도 32는 VRU가 VRU 경로 맵에 기초하여 VRU 경로를 예측하고 VRU 경로 별 확률을 예측하는 방법을 설명하기 위한 예시를 도시한 도면이다.
도 31을 참조하면, VRU는 VRU 경로 맵에 기초하여 VRU 진행 방향에 조인트 (또는, 사거리)가 존재함을 인지할 수 있고, 상기 조인트가 20도 각도의 제1 VRU 경로 (직진 방향), 110도 각도의 제2 VRU 경로 (우회전 방향), -70도 각도의 제3 VRU 경로 (좌회전 방향)가 분기됨을 인식할 수 있다. 또한, 상기 VRU은 90도의 각도의 헤딩 방향을 가질 수 있다.
상기 VRU가 상기 조인트로부터 멀리 떨어져 있는 경우 (D joint = 10 meter)에 상기 VRU의 헤딩 방향 또는 헤딩 각도는 상기 VRU 경로의 예측에 영향을 덜 주도록 가중치가 부가될 수 있다. 이 경우, 상기 VRU 헤딩 각도는 상기 제2 VRU 경로의 방향과 가장 작은 차이 값을 가지나, 조인트와의 거리에 따른 가중치 부가로 상기 VRU 경로 예측에서 제2 VRU 경로만이 상기 VRU의 이동 경로로 예측되지 않을 수 있다. 즉, 상기 VRU 헤딩 각도에 의해 상기 제2 VRU 경로에 대한 진행 확률이 다른 VRU 경로 대비 큰 값으로 결정되지 않을 수 있다. 예컨대, 상기 제1 VRU 경로, 제2 VRU 경로 및 제3 VRU 경로 각각은 0.31, 0.41 및 0.38의 진행 확률이 설정될 수 있다.
이와 달리, 도 32를 참조하면, 상기 VRU가 상기 조인트와 가까이 존재하는 경우 (D joint= 1 meter), 상기 VRU의 헤딩 방향 또는 헤딩 각도는 상기 VRU 경로의 예측에 영향을 크게 줄 수 있는 가중치가 부가될 수 있다. 이 경우, 상기 가중치에 의해, 상기 제1 VRU 경로, 제2 VRU 경로 및 제3 VRU 경로 각각에 대한 진행 확률은 0.26, 0.63, 0.11로 설정될 수 있다. 즉, 상기 VRU가 상기 조인트에 인접할수록 상기 VRU의 헤딩 각도는 상기 VRU 경로의 예측에 보다 큰 영향을 줄 수 있다. 다시 말하자면, 상기 D joint가 작아질수록 상기 VRU 헤딩 각도에 기초한 상기 차이 값에 더 큰 가중치가 부가되고, 대응하는 VRU 경로에 대한 대한 PP 값이 보다 높게 산출 (높은 확률 값)될 수 있다..
이처럼 VRU는 VRU 경로 맵 기반의 경로와 VRU의 헤딩 각도에 최적화된 알고리즘을 통해 VRU 경로 예측을 수행할 수 있다. VRU는 상술한 방법을 통해 예측된 복수의 VRU 경로들과 상기 적어도 하나의 VRU 경롤 각각에 대한 확률 정보를 주변의 차량들에 제공하여 상기 차량들의 안전 운행에 큰 도움을 줄 수 있다.
VRU 경로 맵을 이용한 경로 이탈 검침
상술한 바와 같이, VRU 경로 맵은 도 16을 참조하여 설명한 바와 같이 조인트 정보 및 노드 정보를 포함할 수 있다. 이하에서는, 상기 VRU 경로 맵에 기초하여 VRU의 경로 이탈 여부를 분석하는 방법을 자세히 설명한다.
도 33은 VRU 경로 맵에 기초하여 VRU가 VRU 경로 이탈 여부를 검침하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 33을 참조하면, 상기 VRU (60)는 VRU 모션 추출 블록 (61), 맵 DB (62), 경로 이탈 검증 블록 (63) 및 VRU 메시지 조절 블록 (64)을 통해 VRU 경로 이탈 여부를 검침할 수 있다.
구체적으로, 맵 DB 블록은 SoftV2X로부터 수신된 VRU 경로 맵을 저장하고, 자신의 위치와 상기 VRU 경로 맵에서의 VRU 경로를 비교하는 블록일 수 있다. 또한, 맵 DB 블록은 VRU 경로 맵에서의 상기 VRU 경로와 대응하는 VRU 경로를 결정할 수 있다. 상기 맵 DB 블록은 현재 VRU 가 위치한 경로의 경로폭 정보 (D pathWidth) 및 추가 VRU 경로 또는 노드 정보를 상기 경로 이탈 검증 블록으로 전달할 수 있다.
VRU 모션 추출 블록은 VRU (또는, VRU 장치)로부터 VRU 상태 정보를 입력 받게 된다. 상기 VRU 모션 추출 블록은 VRU 의 속도 (v_VRU^i), VRU 의 Heading 각도 (θ_VRU^i), VRU의 위치 (Pos_VRU^i)를 생성/추출하여 경로 이탈 검증 블록으로 전달하게 된다.
경로이탈 검증 블록은 맵 DB 블록에서 VRU 경로 맵 정보 (또는, 제1 정보)를, VRU 모션 추출 블록으로부터 VRU 의 상태정보 (또는, 제1 상태 값)를 수신 받게 된다. 경로이탈 검증 블록은 VRU 경로 맵에서의 VRU 경로로부터 벗어난 정도, 상기 VRU 경로 맵에서의 VRU 경로 방향으로부터 VRU 의 진행 방향 차이, 및 위험 지역에서의 속도 변화량을 기반으로 경고 레벨 (Warning Level) 값을 계산할 수 있다. 이후, VRU 메시지 관리 블록 또는 VRU 메시지 조절 블록은 상기 경로 레벨에 기초하여 VRU 메시지의 생성 주기를 제어하고, 메시지 종류를 상황에 따라 변경할 수 있다.
이하에서는, 상기 경로 이탈 검증 블록에서 상기 제1 정보 및 상기 제1 상태 값에 기초하여 VRU의 경로 이탈 여부를 검증하는 방법을 자세히 설명한다.
도 34, 도 35, 도 36 및 도 37은 VRU가 VRU 경로 맵 및 VRU 상태에 기초하여 VRU 경로 이탈 여부를 검증하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 34를 참조하면, VRU는 VRU의 도로상에서 벗어난 정도(D_diff^ti) 그리고 VRU heading 의 차이(θ_diff^ti), 그리고 VRU 의 속도(v_VRU^ti)를 기반으로 위험 정도를 측정할 수 있다.
구체적으로, 경로 이탈 검증 블록은 맵 DB로부터 전달 받은 VRU 경로에 대한 정보 (또는, 노드 정보) 및 VRU 상태 정보 (즉, 제1 상태 정보)를 기반으로 하여 VRU가 경로를 이탈 하였는지 확인 또는 검증할 수 있다. 또는, 경로 이탈 검증 블록은 상기 제1 값 및 상기 제1 정보에 기초하여 VRU가 상기 제1 정보에 포함된 경로를 이탈하였는지 확인하고, 산출된 Warning Level의 값이 특정 레벨 이상인 경우에 VRU에 대한 위험 상황이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다.
경로 이탈 검증 블록은 위험 지역에 들어 갔는지를 판별 하기 위해 경로의 중심으로부터 VRU 의 위치가 벗어난 정도 (즉, 임계를 넘는 경우에 위험이라고 판단)를 판단할 수 있다. 다시 말하자면, 경로 이탈 검증 블록은 상기 제1 정보에 포함된 VRU 경로의 중심으로부터 VRU의 헤딩 각도가 벗어난 정도가 특정 임계 이상 또는 초과한 경우에 상기 VRU에 위험 상황이 존재한다고 판단할 수 있다. 여기서, 상기 특정 임계는 하기의 두 가지 방법에 의해 결정 또는 설정될 수 있다.
제1 방법은 특정 기간 동안 VRU 헤딩 각도의 차이 및 VRU 속도를 평균하여 상기 특정 임계를 결정하는 방법이다. 상기 특정 임계는 도로 폭 (또는, VRU 경로 폭)에 대응하여 디폴트 값이 결정될 수 있다. 즉, VRU 가 도로 폭보다 밖에 있을 경우 위험 상태로 인지하게 된다. 추가적으로, 도로 방향 (VRU 경로 방향)과 VRU의 진행 각도 (또는, 헤딩 각도) 간의 차이가 큰 경우나, VRU의 이동 속도가 미리 설정된 임계 속도 이상인 경우, 상기 특정 임계는 상기 VRU 경로 폭보다 작은 값으로 결정될 수 있다. 즉, 상기 VRU 경로 폭을 벗어나지 않았더라도, VRU 상태에 기초하여 상기 VRU 경로 폭을 벗어날 위험이 높기 때문에 상기 특정 임계의 값이 감소하도록 상기 특정 임계 값을 설정할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 가중치 (α1) 및 제2 가중치 (α2)가 미리 설정될 수 있다.
또는, 상기 특정 임계에 대한 값은 상기 경로와 관련된 도로 폭에 기초하여 결정하되, 일정 시간 동안에 산출된 VRU 헤딩 각도의 차이(θ_diff^ti) 및 VRU 의 속도(v_VRU^ti)의 평균 값을 추가적으로 반영하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 특정 임계에 대한 값은 하기의 수학식 5에 의해 산출될 수 있다.
Figure PCTKR2021003190-appb-img-000008
도 35 (a)를 참조하면, VRU가 도로 방향 (VRU 경로의 방향)으로 주행하는 경우에 상기 특정 임계는 Dpathwidth (즉, VRU 경로 폭)에 가까운 값이 설정될 수 있다. 이 경우, VRU의 위험 지역으로 선정 되는 구간이 줄어들 수 있다. 도 35 (b)를 참조하면, VRU가 도로 방향과 다른 방향으로 이동하고, 특정 임계 속도 이상의 속도로 이동하는 경우로, 상기 특정 임계에 대한 값은 낮은 값으로 설정될 수 있고, 상기 위험 지역으로 판별되는 구간이 증가될 수 있다.
제2 방법은 실시간으로 상기 특정 임계에 대한 값을 계산하는 방법이다. 아래 수학식6은 상기 특정 임계에 대한 값을 계산하는 수학식이다. 기본적으로 상기 제1 방법과 동일하게, 상기 특정 임계는 도로 폭 (또는, VRU 경로 폭)인 D pathwidth로 설정 또는 정의되고, 상기 도로 방향 (VRU 경로 방향)과 상기 헤딩 각도의 차이 또는 VRU의 속도에 따라 실시간으로 값이 변경될 수 있다. 여기서, 각도의 차이와 상기 VRU 속도 각각은 특정 값 (w1, w2)으로 나누고 round() 동작을 하여 값을 양자화될 수 있다. 이후 양자화된 값에 가중치를 부가하여 상기 특정 임계에 대한 값을 조정할 수 있다.
Figure PCTKR2021003190-appb-img-000009
도 36을 참조하면, 상기 제2 방법에 따라 결정된 상기 특정 임계에 대한 값을 나타낸다. 도로와 헤딩 각도 간의 차이가 작은 경우에 상기 특정 임계 값이 커지고, 상기 차이가 커지면 상기 특정 임계 값이 작아지게 된다. 반면 각도가 큰 경우 이지만 이동을 하지 않아 속도가 낮은 경우 다시 상기 특정 임계에 대한 값은 높아지게 된다.
도 37을 참조하면, 상기 제2 방법에 따라 결정된 상기 특정 임계를 이용하여 위험 지역이 판단될 수 있다. VRU의 상대위치가 상기 특정 임계에 대한 값보다 큰 경우 위험 반경으로 설정 하게 된다.
도 38, 도 39 및 도 40은 상기 VRU가 위험 지역에 위치한 것으로 판단된 경우에 상기 VRU 메시지의 전송 파라미터를 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
VRU 메시지 조절 블록은 상기 VRU가 위험 지역에 위치한 것으로 판단된 경우에 메시지 전송 파라미터를 조절할 수 있다. 또는, VRU 메시지 조절 블록은 경로 이탈 검증 불록에서 결정된 위험 상황에 대한 정보 및/또는 Warning Level에 기초하여 메시지의 타입 또는 방식을 변경할 수 있다.
도 38을 참조하면, VRU 가 T1~T3 시간 까지는 경로 안에 주행을 하고 있어 안전 주행을 할 수 있다. 이후 T4~T7 시간에는 VRU 가 무단 횡단과 같이 경로를 이탈하여 위험 경로를 위치하는 경우이다. 이 경우에 VRU 메시지 조절 블록은 하기의 두 가지 방법에 따라 VRU 메시지를 전송할 수 있다.
제1 제어 방법은 VRU 메시지 (e.g. VAM)의 전송 주기를 조절 하는 방법이다. 즉 T1~T3 시간에는 기존의 설정된 바와 같이 메시지 생성 주기와 전송 주기를 1hz 로 전송하지만 위험구간으로 진입한 경우인 T4~T7 시간에는 메시지 주기를 1/10배로 조절하여 주변에 주행 하는 차량에게 더 자주 신호를 전송하여 위험을 주변에 더 잘 알려주는 방법이다. 또는, VRU 메시지는 T1~T3 시간에서 기존의 설정된 메시지 생성 주기 및 전송 주기에 따라 전송되고, T4~T7 시간에서는 기존 보다 더 짧은 생성 주기 및 전송 주기로 보다 빈번하게 전송될 수 있다.
제2 제어 방법은 VRU 메시지의 타입을 변경 하는 방법이다(e.g. VAM -> DENM). 즉 T1~T3 시간에는 기존의 설정된 바와 같이 VAM 메시지를 전송하게 된다. 하지만 VRU가 위험구간으로 진입한 경우, T4~T7 시간에는 메시지를 위험 Event 를 알려주는 메시지인 DENM 을 전송하게 된다. 이를 통해 주변에 주행 하는 차량에게 DENM을 전송하여 위험을 더 직접적으로 알려주게 된다. 또는, VRU 메시지 조절 블록은 위험이 감지되지 않은 T1~T3 시간에는 일반적인 VAM을 전송하되, 위험 상황이 감지된 T4~T7 시간에는 DENM 메시지를 전송할 수 있다.
앞에서 설명한 알고리즘을 구현 하기 위한 운용 프로토콜은 위험 경로 주행을 VRU 가 판별하는 경우와 RSU 나 서버에서 판별하는 경우에 따라 달리 구성될 수 있다.
제1 운영 방법인 위험 경로로 주행하는 것을 VRU 가 판별을 하는 경우이다.
도 39를 참조하면, VRU는 서버로부터 VRU 경로 맵을 획득할 수 있다. 이후, VRU는 일반적으로 VAM 을 전송하게 된다. 이후, 상술한 방법에 따라 위험 지역의 진입이 감지된 경우, VRU 는 DENM 메시지를 전송 하게 된다. 나아가, 상기 VRU는 RSU (또는, SoftV2X 서버)에 자신이 위험한 지역에 진입했음을 보고할 수 있다. 이 경우, RSU (또는, SoftV2X 서버)는 넓은 커버리지를 통해 상기 VRU가 위험 지역에 진입하였음을 주변 차량들에게 알려줄 수 있다.
제2 운영 방법은 RSU (또는, SoftV2X 서버)가 상기 VRU의 위험 지역 진입 여부를 판별하는 방법이다.
도 40을 참조하면, VRU는 종래와 같이 VRU에 대한 상태 정보를 VAM을 통해 브로드캐스팅할 수 있다. RSU (또는, SoftV2X 서버)는 저장된 VRU 경로 맵과 상기 VRU의 상태 정보를 비교하여 위험 경로로 진입 여부를 판단할 수 있다. 위험 지역의 진입이 판단된 경우, RSU (또는, SoftV2X 서버)는 VRU에 위험 경로에 진입했음을 알려주게 된다. 이후, VRU는 위험 지역에 진입했음을 인지하고 VAM 을 DENM으로 메시지를 변경하게 된다. 나아가, RSU (또는, SoftV2X 서버)는 넓은 커버리지를 통해 상기 VRU가 위험 지역에 진입하였음을 주변 차량들에게 알려줄 수 있다.
일 실시예에 따르면, VRU 장치가 VRU 경로 맵에 기반하여 VRU의 이동 경로 (또는, 적어도 하나의 VRU의 이동 경로)를 예측하고, 예측된 적어도 하나의 VRU의 이동 경로에 대한 정보를 포함하는 제1 메시지를 전송할 수 있다. 여기서, 상기 적어도 하나의 VRU의 이동 경로의 예측은 상기 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각에 대한 확률을 보정 (즉, VRU 경로 맵에 따른 확률의 보정)하는 동작일 수 있고, 상기 제1 메시지는 상기 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각에 대한 상기 예측 동작에 의해 보정된 진행 확률에 대한 정보를 포함할 수 있다.
구체적으로, VRU 장치는 복수의 VRU 경로들이 분기되는 조인트들에 대한 위치 정보, 및 상기 조인트들 각각에 분기되는 상기 복수의 VRU 경로들 각각에 대한 각도 및 확률에 대한 정보를 포함하는 상기 VRU 경로 맵을 수신 받을 수 있다. 상기 VRU 장치는 자신의 위치 정보 및 진행 각도 (또는, 진행 방향)에 기초하여 상기 조인트들 중에서 이동하게 될 특정 조인트 (또는, 상기 진행 방향 상에 가장 인접한 조인트)를 결정할 수 있다. 상기 특정 조인트는 상술한 바와 같이 VRU 경로들이 분기 (다른 방향으로 향하는)되는 지점 및/또는 영역으로, 상기 복수의 조인트들 각각에서 분기되는 복수의 VRU 경로들에 대한 정보는 상기 VRU 경로 맵을 통하여 제공받을 수 있다.
상기 VRU 장치는 상기 특정 조인트에 분기되는 VRU 경로들 (상기 VRU 경로 맵을 통해 획득한 VRU 경로들)에 기초하여 상기 VRU의 이동 경로로 예측할 수 있다. 여기서, 상기 VRU의 이동 경로의 예측은 상기 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각에 진입 또는 이동할 확률에 대한 예측일 수 있다. 다시 말하자면, 상기 VRU 장치는 상기 특정 조인트에서 분기되는 상기 VRU 경로들 각각에 대해 이동 또는 진행 가능성인 확률을 예측할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 메시지에 포함된 상기 예측된 VRU의 이동 경로에 대한 정보는 상기 특정 조인트에 대한 정보, 상기 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각에 대해 예측된 확률 (보정된 확률)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 VRU 경로들 각각에 대해 예측된 확률 (이하, 예측 확률)은 상기 진행 각도에 기초하여 상기 VRU 경로 맵으로 획득한 복수의 VRU 경로들 각각에 대한 확률 (이하, 획득 확률)을 보정하여 산출할 수 있다. 구체적으로, 상기 VRU 장치는 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각의 각도와 상기 진행 각도 간의 각도 차이 값에 기초하여 상기 VRU 경로들 각각에 대한 상기 획득 확률을 보정하여 상기 VRU의 이동 경로를 예측 (예컨대, 예측 확률의 산출)할 수 있다.
구체적으로, 수학식 3에 따라, 상기 VRU 장치는 상기 VRU 경로들 각각에 대한 각도 차이 값에 기초하여 제1 확률 보정 값을 결정하고, 상기 제1 확률 보정 값을 대응하는 VRU 경로에 대한 상기 획득 확률에 부가하여 상기 대응하는 VRU 경로에 대한 확률을 보정하여 상기 예측 확률을 산출할 수 있다. 또한, 상기 VRU 장치는 상기 특정 조인트와의 거리에 기초하여 결정된 가중치를 적용한 상기 제1 확률 보정 값을 상기 획득 확률에 적용하여 상기 획득 확률을 보정할 수 있다.
상기 제1 확률 보정 값은 상기 차이 값이 커질수록 작은 값으로 설정되고, 상기 가중치는 상기 특정 조인트와의 거리가 가까워질수록 큰 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 가중치는 상기 특정 조인트와 거리가 제1 임계 거리 미만이면 제1 값으로 결정되고, 상기 특정 조인트와 거리가 제1 임계 거리 이상이면 상기 제1 값보다 작은 값인 제2 값으로 결정될 수 있다.
이와 같이, VRU 장치는 상기 VRU 경로 맵으로부터 획득한 상기 특정 조인트에서의 복수의 VRU 경로들 각각에 대한 획득 확률)에 기반하여 상기 VRU의 이동 경로를 예측하되, 진행 방향 및 조인트와의 거리에 기반하여 결정된 상기 제1 확률 보정 값 및 상기 가중치를 통해 상기 획득 확률을 보정하여 상기 예측 확률을 결정하고, 상기 예측 확률에 기반하여 상기 예측된 VRU 이동 경로에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 상기 조인트 정보는 상기 복수의 VRU 경로 각각에 대한 경로 폭에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 VRU 장치는 상기 VRU의 상태 정보에 기초하여 결정된 제1 임계 값과 상기 경로 폭을 비교하여 대응하는 VRU 경로의 이탈 여부를 감지하고, 상기 VRU 경로의 이탈이 감지된 경우에 상기 제1 메시지의 타입을 VAM (VRU Awareness Message)에서 DENM (Decentralized Environmental Notification Message)로 변경할 수 있다. 나아가, 상기 VRU 장치는 상기 VRU 경로의 이탈이 감지된 경우에 상기 제1 메시지의 전송 주기를 감소시킬 수 있다. 나아가, 상기 VRU 장치는 상기 VRU 경로의 이탈이 감지된 경우에 상기 제1 메시지의 전송 주기를 감소시키거나 상기 VRU 장치의 사용자에게 경로 이탈에 대한 경고 알림의 동작을 추가적으로 수행할 수 있다.
발명이 적용되는 통신 시스템 예
이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 발명의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 41은 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 41을 참조하면, 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(eXtended Reality) 기기(100c), 휴대 기기(Hand-held device)(100d), 가전(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI기기/서버(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(200a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)을 통해 네트워크(300)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(300)를 통해 AI 서버(400)와 연결될 수 있다. 네트워크(300)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)/네트워크(300)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(e.g. 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(e.g. V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(200), 기지국(200)/기지국(200) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(e.g. relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 예
도 42는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 42를 참조하면, 제1 무선 기기(100)와 제2 무선 기기(200)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(100), 제2 무선 기기(200)}은 도 43의 {무선 기기(100x), 기지국(200)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(100)는 하나 이상의 프로세서(102) 및 하나 이상의 메모리(104)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(106) 및/또는 하나 이상의 안테나(108)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 메모리(104) 및/또는 송수신기(106)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 메모리(104) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(106)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(102)는 송수신기(106)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(104)에 저장할 수 있다. 메모리(104)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 프로세서(102)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(104)는 프로세서(102)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(102)와 메모리(104)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩셋의 일부일 수 있다. 송수신기(106)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(108)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(106)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(106)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩셋을 의미할 수도 있다.
구체적으로, 상기 UE는 상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서 (102)와 메모리(104)를 포함할 수 있다. 메모리(104)는 도 11 내지 도 40에서 설명된 실시예들과 관련된 동작을 수행할 수 있는 적어도 하나의 프로그램들이 포함될 수 있다.
프로세서(102)는 상기 RF 송수신기를 제어하여 조인트 정보를 포함하는 상기 VRU 경로 맵을 수신하고, 상기 VRU 경로 맵 및 상기 진행 방향에 기초하여 상기 VRU의 이동 경로를 예측하며, 상기 VRU의 이동 경로에 대한 정보를 포함하는 제1 메시지를 전송하고, 상기 조인트 정보는 복수의 VRU 경로들이 분기되는 조인트들에 대한 위치 정보, 및 상기 조인트들 각각에 분기되는 상기 복수의 VRU 경로들 각각에 대한 각도 및 확률에 대한 정보를 포함하고, 상기 프로세서는 VRU의 위치 및 센서를 통해 측정된 진행 방향에 기초하여 상기 조인트들 중 특정 조인트를 결정하고, 상기 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각의 각도와 상기 진행 각도 간의 각도 차이 값에 기초하여 상기 VRU 경로들 각각에 대한 확률을 보정하여 상기 VRU의 이동 경로를 예측할 수 있다. 프로세서 (102)는 메모리(104)에 포함된 프로그램에 기초하여 도 11 내지 도 26에서 설명한 상기 VRU 경로 맵을 생성하는 동작들을 수행할 수 있다.
또는, 프로세서 (102) 및 메모리(104)를 포함하는 칩 셋이 구성될 수 있다. 이 경우, 칩 셋은 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 메모리를 포함할 수 있다.
제2 무선 기기(200)는 하나 이상의 프로세서(202), 하나 이상의 메모리(204)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206) 및/또는 하나 이상의 안테나(208)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 메모리(204) 및/또는 송수신기(206)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 메모리(204) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202)는 송수신기(206)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204)에 저장할 수 있다. 메모리(204)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 프로세서(202)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204)는 프로세서(202)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202)와 메모리(204)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(100, 200)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(102, 202)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(104, 204)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(104, 204)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 활용 예
도 43은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다(도 42 참조).
도 43을 참조하면, 무선 기기(100, 200)는 도 43의 무선 기기(100,200)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(112) 및 송수신기(들)(114)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(112)는 도 43의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 43의 하나 이상의 송수신기(106,206) 및/또는 하나 이상의 안테나(108,208)을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 통신부(110), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 정보를 통신부(110)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(130)에 저장할 수 있다.
추가 요소(140)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(140)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 42, 100a), 차량(도 42, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 42, 100c), 휴대 기기(도 42, 100d), 가전(도 42, 100e), IoT 기기(도 42, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 42, 400), 기지국(도 42, 200), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 43에서 무선 기기(100, 200) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200) 내에서 제어부(120)와 통신부(110)는 유선으로 연결되며, 제어부(120)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(100, 200) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(130)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명이 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량 예
도 44는 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(Aerial Vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있다.
도 44를 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(100)은 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 구동부(140a), 전원공급부(140b), 센서부(140c) 및 자율 주행부(140d)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110/130/140a~140d는 각각 도 43의 블록 110/130/140에 대응한다.
통신부(110)는 다른 차량, 기지국(e.g. 기지국, 노변 기지국(Road Side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있다. 구동부(140a)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)을 지상에서 주행하게 할 수 있다. 구동부(140a)는 엔진, 모터, 파워 트레인, 바퀴, 브레이크, 조향 장치 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(140b)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140c)는 IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 등을 포함할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등을 구현할 수 있다.
일 예로, 통신부(110)는 외부 서버로부터 지도 데이터, 교통 정보 데이터 등을 수신할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 획득된 데이터를 기반으로 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 생성할 수 있다. 제어부(120)는 드라이빙 플랜에 따라 차량 또는 자율 주행 차량(100)이 자율 주행 경로를 따라 이동하도록 구동부(140a)를 제어할 수 있다(예, 속도/방향 조절). 자율 주행 도중에 통신부(110)는 외부 서버로부터 최신 교통 정보 데이터를 비/주기적으로 획득하며, 주변 차량으로부터 주변 교통 정보 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 자율 주행 도중에 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보를 획득할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 새로 획득된 데이터/정보에 기반하여 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 갱신할 수 있다. 통신부(110)는 차량 위치, 자율 주행 경로, 드라이빙 플랜 등에 관한 정보를 외부 서버로 전달할 수 있다. 외부 서버는 차량 또는 자율 주행 차량들로부터 수집된 정보에 기반하여, AI 기술 등을 이용하여 교통 정보 데이터를 미리 예측할 수 있고, 예측된 교통 정보 데이터를 차량 또는 자율 주행 차량들에게 제공할 수 있다.
여기서, 본 명세서의 무선 기기(XXX, YYY)에서 구현되는 무선 통신 기술은 LTE, NR 및 6G뿐만 아니라 저전력 통신을 위한 Narrowband Internet of Things를 포함할 수 있다. 이때, 예를 들어 NB-IoT 기술은 LPWAN(Low Power Wide Area Network) 기술의 일례일 수 있고, LTE Cat NB1 및/또는 LTE Cat NB2 등의 규격으로 구현될 수 있으며, 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로 또는 대체적으로, 본 명세서의 무선 기기(XXX, YYY)에서 구현되는 무선 통신 기술은 LTE-M 기술을 기반으로 통신을 수행할 수 있다. 이때, 일 예로, LTE-M 기술은 LPWAN 기술의 일례일 수 있고, eMTC(enhanced Machine Type Communication) 등의 다양한 명칭으로 불릴 수 있다. 예를 들어, LTE-M 기술은 1) LTE CAT 0, 2) LTE Cat M1, 3) LTE Cat M2, 4) LTE non-BL(non-Bandwidth Limited), 5) LTE-MTC, 6) LTE Machine Type Communication, 및/또는 7) LTE M 등의 다양한 규격 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있으며 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로 또는 대체적으로, 본 명세서의 무선 기기(XXX, YYY)에서 구현되는 무선 통신 기술은 저전력 통신을 고려한 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth) 및 저전력 광역 통신망(Low Power Wide Area Network, LPWAN) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 일 예로 ZigBee 기술은 IEEE 802.15.4 등의 다양한 규격을 기반으로 소형/저-파워 디지털 통신에 관련된 PAN(personal area networks)을 생성할 수 있으며, 다양한 명칭으로 불릴 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 신호 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 이러한 송수신 관계는 단말과 릴레이 또는 기지국과 릴레이간의 신호 송수신에도 동일/유사하게 확장된다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 사이드링크를 지원하는 무선 통신 시스템에서 VRU 경로 맵에 기반하여 VRU (Vulnerable Road User) 장치가 이동 경로를 예측하는 방법에 있어서,
    조인트 정보를 포함하는 상기 VRU 경로 맵을 수신하는 단계;
    상기 VRU 경로 맵에 기초하여 상기 VRU의 이동 경로를 예측하는 단계; 및
    상기 VRU의 이동 경로에 대한 정보를 포함하는 제1 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 조인트 정보는 복수의 VRU 경로들이 분기되는 조인트들에 대한 위치 정보, 및 상기 조인트들 각각에 분기되는 상기 복수의 VRU 경로들 각각에 대한 각도 및 확률에 대한 정보를 포함하고,
    상기 VRU 장치는 VRU의 위치 및 센서를 통해 측정된 진행 방향에 기초하여 상기 조인트들 중 특정 조인트를 결정하고, 상기 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각의 각도와 상기 진행 각도 간의 각도 차이 값에 기초하여 상기 VRU 경로들 각각에 대한 확률을 보정하여 상기 VRU의 이동 경로를 예측하고,
    상기 제1 메시지에 포함된 상기 VRU의 이동 경로에 대한 정보는 상기 VRU 경로들 각각에 대한 보정된 확률에 대한 정보를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 VRU 장치는 상기 VRU 경로들 각각에 대한 각도 차이 값에 기초하여 제1 확률 보정 값을 결정하고, 상기 제1 확률 보정 값을 대응하는 VRU 경로에 대한 확률에 부가하여 상기 대응하는 VRU 경로에 대한 확률을 보정하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 VRU 장치는 상기 특정 조인트와의 거리에 기초하여 결정된 가중치를 상기 제1 확률 보정 값에 적용하여 상기 VRU 경로들 각각에 대한 확률을 보정하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가중치는 상기 특정 조인트와 거리가 제1 임계 거리 미만이면 제1 값으로 결정되고, 상기 특정 조인트와 거리가 제1 임계 거리 이상이면 상기 제1 값보다 작은 값인 제2 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 확률 보정 값은 상기 각도 차이 값이 증가할수록 작아지는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 VRU의 이동 경로에 대한 정보는 상기 특정 조인트 및 상기 특정 조인트에서의 VRU 경로들 각각에 대한 각도 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조인트 정보는 상기 복수의 VRU 경로 각각에 대한 경로 폭에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법
  8. 제7항에 있어서,
    상기 VRU 장치는 상기 VRU의 상태 정보에 기초하여 결정된 제1 임계 값과 상기 경로 폭을 비교하여 대응하는 VRU 경로의 이탈 여부를 감지하고, 상기 VRU 경로의 이탈이 감지된 경우에 상기 제1 메시지의 타입을 VAM (VRU Awareness Message)에서 DENM (Decentralized Environmental Notification Message)로 변경하거나 상기 제1 메시지의 전송 주기를 감소시키는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 VRU 장치는 상기 VRU 경로의 이탈이 감지된 경우에 상기 VRU 장치의 사용자에게 경로 이탈 경고하는 알림 동작을 추가적으로 수행하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 진행 각도는 미리 설정된 시간 동안 상기 센서를 통해 센싱된 헤딩 각도들의 평균에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 사이드링크를 지원하는 무선 통신 시스템에서 VRU 경로 맵에 기반하여 이동 경로를 예측하는 VRU (Vulnerable Road User) 장치에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 송수신기; 및
    상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 조인트 정보를 포함하는 상기 VRU 경로 맵을 수신하고, 상기 VRU 경로 맵 및 상기 진행 방향에 기초하여 상기 VRU의 이동 경로를 예측하며, 상기 VRU의 이동 경로에 대한 정보를 포함하는 제1 메시지를 전송하고, 상기 조인트 정보는 복수의 VRU 경로들이 분기되는 조인트들에 대한 위치 정보, 및 상기 조인트들 각각에 분기되는 상기 복수의 VRU 경로들 각각에 대한 각도 및 확률에 대한 정보를 포함하고, 상기 프로세서는 VRU의 위치 및 센서를 통해 측정된 진행 방향에 기초하여 상기 조인트들 중 특정 조인트를 결정하고, 상기 특정 조인트에서 분기되는 VRU 경로들 각각의 각도와 상기 진행 각도 간의 각도 차이 값에 기초하여 상기 VRU 경로들 각각에 대한 확률을 보정하여 상기 적어도 하나의 VRU의 이동 경로를 예측하고, 상기 제1 메시지에 포함된 상기 VRU의 이동 경로에 대한 정보는 상기 VRU 경로들 각각에 대한 보정된 확률에 대한 정보를 포함하는 VRU 장치.
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