WO2022080520A1 - 차량이 메시지를 고속으로 전송하는 방법 - Google Patents

차량이 메시지를 고속으로 전송하는 방법 Download PDF

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WO2022080520A1
WO2022080520A1 PCT/KR2020/014003 KR2020014003W WO2022080520A1 WO 2022080520 A1 WO2022080520 A1 WO 2022080520A1 KR 2020014003 W KR2020014003 W KR 2020014003W WO 2022080520 A1 WO2022080520 A1 WO 2022080520A1
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WO
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vehicle
message
data
routing
list
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/014003
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English (en)
French (fr)
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김철승
한용진
조재진
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엘지전자 주식회사
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215—Controller Area Network CAN
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • This specification relates to a method of transmitting a message at high speed through a CAN gateway of a vehicle.
  • An automobile may be classified into an internal combustion engine automobile, an external combustion engine automobile, a gas turbine automobile, an electric vehicle, or the like, according to a type of a prime mover used.
  • Autonomous vehicle refers to a vehicle that can operate on its own without the manipulation of a driver or passengers
  • an autonomous driving system refers to a system that monitors and controls such an autonomous vehicle so that it can operate on its own.
  • An object of the present specification is to propose a method in which a vehicle transmits and receives data simultaneously in real time through a TCU.
  • the vehicle proposes a high-speed data transmission method by solving the bottleneck in the application core inside the TCU.
  • An aspect of the present specification is a method for transmitting a CAN (Controller Area Network) message by a first analysis module included in a control device of a vehicle, the method comprising: measuring a communication state of a CAN bus of the vehicle; generating a forward list including information for forwarding the CAN message based on the measured value of the CAN bus communication state exceeding a first set value; and transmitting the forward list to a first transmitting module. including, based on the forward list, the first delivery module may be configured to forward the CAN message.
  • a CAN Controller Area Network
  • the forward list may include 1) an identifier of a CAN message that is a target of forwarding, and 2) an identifier indicating a target of forwarding.
  • first interpretation module and the first delivery module may be related to the CAN message.
  • generating a routing list for routing the CAN message may further include.
  • the routing list may include 1) interface type information of the routing receiving end and 2) IP (Internet Protocol) address information related to a routing destination.
  • the routing list may be transmitted to a second analysis module; Further comprising, the second analysis module may be related to Ethernet (Ethernet).
  • Ethernet Ethernet
  • the IP address information may indicate 1) IP address information related to an internal network of the vehicle or 2) IP address information related to an external network of the vehicle.
  • the second interpretation module may be configured to route the CAN message.
  • the data type of the CAN message may indicate sensing data of the vehicle.
  • the second analysis module may be configured to convert the frame (Frame) of the CAN message.
  • a first analysis module for generating a forward list including information for forwarding the CAN message, based on exceeding a first set value, and transmitting the forward list to a first forwarding module; and a first forwarding module configured to forward the CAN message based on the forward list.
  • the vehicle may transmit and receive data simultaneously in real time through the TCU.
  • the vehicle is capable of high-speed data transmission by solving a bottleneck in the application core inside the TCU.
  • FIG. 1 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 2 shows an example of a signal transmission/reception method in a wireless communication system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a vehicle according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 4 is a control block diagram of a vehicle according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 5 is a control block diagram of an autonomous driving apparatus according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 6 is a signal flow diagram of an autonomous vehicle according to an embodiment of the present specification.
  • TCU 7 is an example of a TCU to which this specification can be applied.
  • 9 is an example of message routing to which this specification can be applied.
  • FIG. 1 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • a device including an autonomous driving module may be defined as a first communication device ( 910 in FIG. 1 ), and a processor 911 may perform a detailed autonomous driving operation.
  • a 5G network including another vehicle communicating with the autonomous driving device may be defined as a second communication device ( 920 in FIG. 1 ), and the processor 921 may perform a detailed autonomous driving operation.
  • the 5G network may be represented as the first communication device and the autonomous driving device may be represented as the second communication device.
  • the first communication device or the second communication device may be a base station, a network node, a transmitting terminal, a receiving terminal, a wireless device, a wireless communication device, an autonomous driving device, or the like.
  • a terminal or user equipment includes a vehicle, a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, personal digital assistants (PDA), and a portable multimedia player (PMP).
  • PDA personal digital assistants
  • PMP portable multimedia player
  • navigation slate PC, tablet PC, ultrabook
  • wearable device for example, watch-type terminal (smartwatch), glass-type terminal (smart glass), HMD ( head mounted display) and the like.
  • the HMD may be a display device worn on the head.
  • an HMD may be used to implement VR, AR or MR. Referring to FIG.
  • a first communication device 910 and a second communication device 920 include a processor 911,921, a memory 914,924, and one or more Tx/Rx RF modules (radio frequency module, 915,925). , including Tx processors 912 and 922 , Rx processors 913 and 923 , and antennas 916 and 926 . Tx/Rx modules are also called transceivers. Each Tx/Rx module 915 transmits a signal via a respective antenna 926 .
  • the processor implements the functions, processes, and/or methods salpinned above.
  • the processor 921 may be associated with a memory 924 that stores program code and data. Memory may be referred to as a computer-readable medium.
  • the transmit (TX) processor 912 implements various signal processing functions for the L1 layer (ie, the physical layer).
  • the receive (RX) processor implements the various signal processing functions of L1 (ie the physical layer).
  • the UL (second communication device to first communication device communication) is handled in the first communication device 910 in a manner similar to that described with respect to the receiver function in the second communication device 920 .
  • Each Tx/Rx module 925 receives a signal via a respective antenna 926 .
  • Each Tx/Rx module provides an RF carrier and information to the RX processor 923 .
  • the processor 921 may be associated with a memory 924 that stores program code and data. Memory may be referred to as a computer-readable medium.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a signal transmission/reception method in a wireless communication system.
  • the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the BS when the power is turned on or a new cell is entered ( S201 ).
  • the UE receives a primary synchronization channel (P-SCH) and a secondary synchronization channel (S-SCH) from the BS, synchronizes with the BS, and acquires information such as cell ID can do.
  • P-SCH primary synchronization channel
  • S-SCH secondary synchronization channel
  • the P-SCH and the S-SCH are called a primary synchronization signal (PSS) and a secondary synchronization signal (SSS), respectively.
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • the UE may receive a physical broadcast channel (PBCH) from the BS to obtain broadcast information in the cell.
  • PBCH physical broadcast channel
  • the UE may check the downlink channel state by receiving a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink shared channel (PDSCH) according to information carried on the PDCCH to obtain more specific system information. It can be done (S202).
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the UE may perform a random access procedure (RACH) to the BS (steps S203 to S206).
  • RACH random access procedure
  • the UE transmits a specific sequence as a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S203 and S205), and a random access response to the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH (random access response, RAR) message may be received (S204 and S206).
  • PRACH physical random access channel
  • RAR random access response
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE receives PDCCH/PDSCH (S207) and a physical uplink shared channel (PUSCH)/physical uplink control channel as a general uplink/downlink signal transmission process.
  • Uplink control channel, PUCCH) transmission (S208) may be performed.
  • the UE receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the UE monitors a set of PDCCH candidates from monitoring opportunities set in one or more control element sets (CORESETs) on a serving cell according to corresponding search space configurations.
  • the set of PDCCH candidates to be monitored by the UE is defined in terms of search space sets, which may be a common search space set or a UE-specific search space set.
  • the CORESET consists of a set of (physical) resource blocks with a time duration of 1 to 3 OFDM symbols.
  • the network may configure the UE to have multiple CORESETs.
  • the UE monitors PDCCH candidates in one or more search space sets. Here, monitoring means trying to decode PDCCH candidate(s) in the search space. If the UE succeeds in decoding one of the PDCCH candidates in the search space, the UE determines that the PDCCH is detected in the corresponding PDCCH candidate, and performs PDSCH reception or PUSCH transmission based on DCI in the detected PDCCH.
  • the PDCCH may be used to schedule DL transmissions on PDSCH and UL transmissions on PUSCH.
  • the DCI on the PDCCH is a downlink assignment (ie, a downlink grant; DL grant), or an uplink, including at least modulation and coding format and resource allocation information related to the downlink shared channel. It includes an uplink grant (UL grant) that includes a modulation and coding format and resource allocation information related to a shared channel.
  • UL grant uplink grant
  • an initial access (IA) procedure in a 5G communication system will be additionally described.
  • the UE may perform cell search, system information acquisition, beam alignment for initial access, DL measurement, and the like based on the SSB.
  • the SSB is mixed with an SS/PBCH (Synchronization Signal/Physical Broadcast channel) block.
  • SS/PBCH Synchronization Signal/Physical Broadcast channel
  • SSB is composed of PSS, SSS and PBCH.
  • the SSB is configured in four consecutive OFDM symbols, and PSS, PBCH, SSS/PBCH, or PBCH is transmitted for each OFDM symbol.
  • PSS and SSS consist of 1 OFDM symbol and 127 subcarriers, respectively, and PBCH consists of 3 OFDM symbols and 576 subcarriers.
  • Cell discovery means a process in which the UE acquires time/frequency synchronization of a cell and detects a cell ID (eg, Physical layer Cell ID, PCI) of the cell.
  • PSS is used to detect a cell ID within a cell ID group
  • SSS is used to detect a cell ID group.
  • PBCH is used for SSB (time) index detection and half-frame detection.
  • the SSB is transmitted periodically according to the SSB period (periodicity).
  • the SSB basic period assumed by the UE during initial cell discovery is defined as 20 ms. After cell access, the SSB period may be set to one of ⁇ 5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms, 160ms ⁇ by the network (eg, BS).
  • SIB master information block
  • SIB system information blocks
  • SIB1 SystemInformationBlock1
  • SIB1 includes information related to availability and scheduling (eg, transmission period, SI-window size) of the remaining SIBs (hereinafter, SIBx, where x is an integer greater than or equal to 2).
  • SIBx is included in the SI message and transmitted through the PDSCH. Each SI message is transmitted within a periodically occurring time window (ie, an SI-window).
  • RA random access
  • the random access process is used for a variety of purposes.
  • the random access procedure may be used for network initial access, handover, and UE-triggered UL data transmission.
  • the UE may acquire UL synchronization and UL transmission resources through a random access procedure.
  • the random access process is divided into a contention-based random access process and a contention free random access process.
  • the detailed procedure for the contention-based random access process is as follows.
  • the UE may transmit a random access preamble through the PRACH as Msg1 of the random access procedure in the UL. Random access preamble sequences having two different lengths are supported.
  • the long sequence length 839 applies for subcarrier spacings of 1.25 and 5 kHz, and the short sequence length 139 applies for subcarrier spacings of 15, 30, 60 and 120 kHz.
  • the BS When the BS receives the random access preamble from the UE, the BS transmits a random access response (RAR) message (Msg2) to the UE.
  • RAR random access response
  • the PDCCH scheduling the PDSCH carrying the RAR is CRC-masked and transmitted with a random access (RA) radio network temporary identifier (RNTI) (RA-RNTI).
  • RA-RNTI random access radio network temporary identifier
  • the UE detecting the PDCCH masked with the RA-RNTI may receive the RAR from the PDSCH scheduled by the DCI carried by the PDCCH.
  • the UE checks whether the random access response information for the preamble, that is, Msg1, transmitted by the UE is in the RAR.
  • Whether or not random access information for Msg1 transmitted by itself exists may be determined by whether or not a random access preamble ID for the preamble transmitted by the UE exists. If there is no response to Msg1, the UE may retransmit the RACH preamble within a predetermined number of times while performing power ramping. The UE calculates the PRACH transmit power for the retransmission of the preamble based on the most recent path loss and power ramping counter.
  • the UE may transmit UL transmission on the uplink shared channel as Msg3 of the random access process based on the random access response information.
  • Msg3 may include an RRC connection request and UE identifier.
  • the network may send Msg4, which may be treated as a contention resolution message on DL.
  • Msg4 the UE can enter the RRC connected state.
  • the BM process can be divided into (1) a DL BM process using SSB or CSI-RS, and (2) a UL BM process using a sounding reference signal (SRS).
  • each BM process may include Tx beam sweeping to determine a Tx beam and Rx beam sweeping to determine an Rx beam.
  • a configuration for a beam report using the SSB is performed during channel state information (CSI)/beam configuration in RRC_CONNECTED.
  • CSI channel state information
  • the UE receives from the BS a CSI-ResourceConfig IE including a CSI-SSB-ResourceSetList for SSB resources used for the BM.
  • the RRC parameter csi-SSB-ResourceSetList indicates a list of SSB resources used for beam management and reporting in one resource set.
  • the SSB resource set may be set to ⁇ SSBx1, SSBx2, SSBx3, SSBx4, ⁇ .
  • the SSB index may be defined from 0 to 63.
  • - UE receives signals on SSB resources from the BS based on the CSI-SSB-ResourceSetList.
  • the UE reports the best SSBRI and RSRP corresponding thereto to the BS.
  • the reportQuantity of the CSI-RS reportConfig IE is set to 'ssb-Index-RSRP', the UE reports the best SSBRI and the corresponding RSRP to the BS.
  • the CSI-RS resource is configured in the same OFDM symbol(s) as the SSB, and when 'QCL-TypeD' is applicable, the UE has the CSI-RS and SSB similarly located in the 'QCL-TypeD' point of view ( quasi co-located, QCL).
  • QCL-TypeD may mean QCL between antenna ports in terms of spatial Rx parameters.
  • the Rx beam determination (or refinement) process of the UE using the CSI-RS and the Tx beam sweeping process of the BS will be described in a regular order.
  • the repetition parameter is set to 'ON'
  • the repetition parameter is set to 'OFF'.
  • the UE receives the NZP CSI-RS resource set IE including the RRC parameter for 'repetition' from the BS through RRC signaling.
  • the RRC parameter 'repetition' is set to 'ON'.
  • the UE repeats signals on the resource(s) in the CSI-RS resource set in which the RRC parameter 'repetition' is set to 'ON' in different OFDM symbols through the same Tx beam (or DL spatial domain transmission filter) of the BS receive
  • the UE determines its own Rx beam.
  • the UE omits CSI reporting. That is, the UE may omit CSI reporting when the multi-RRC parameter 'repetition' is set to 'ON'.
  • the UE receives the NZP CSI-RS resource set IE including the RRC parameter for 'repetition' from the BS through RRC signaling.
  • the RRC parameter 'repetition' is set to 'OFF' and is related to the Tx beam sweeping process of the BS.
  • the UE receives signals on resources in the CSI-RS resource set in which the RRC parameter 'repetition' is set to 'OFF' through different Tx beams (DL spatial domain transmission filter) of the BS.
  • the UE selects (or determines) the best beam.
  • the UE reports the ID (eg, CRI) and related quality information (eg, RSRP) for the selected beam to the BS. That is, when the CSI-RS is transmitted for the BM, the UE reports the CRI and the RSRP to the BS.
  • ID eg, CRI
  • RSRP related quality information
  • the UE receives the RRC signaling (eg, SRS-Config IE) including the (RRC parameter) usage parameter set to 'beam management' from the BS.
  • SRS-Config IE is used for SRS transmission configuration.
  • the SRS-Config IE includes a list of SRS-Resources and a list of SRS-ResourceSets. Each SRS resource set means a set of SRS-resources.
  • the UE determines Tx beamforming for the SRS resource to be transmitted based on the SRS-SpatialRelation Info included in the SRS-Config IE.
  • the SRS-SpatialRelation Info is set for each SRS resource and indicates whether to apply the same beamforming as that used in SSB, CSI-RS, or SRS for each SRS resource.
  • SRS-SpatialRelationInfo is configured in the SRS resource, the same beamforming as that used in SSB, CSI-RS or SRS is applied and transmitted. However, if SRS-SpatialRelationInfo is not configured in the SRS resource, the UE arbitrarily determines Tx beamforming and transmits the SRS through the determined Tx beamforming.
  • BFR beam failure recovery
  • Radio Link Failure may frequently occur due to rotation, movement, or beamforming blockage of the UE. Therefore, BFR is supported in NR to prevent frequent RLF from occurring. BFR is similar to the radio link failure recovery process, and can be supported when the UE knows new candidate beam(s).
  • the BS sets beam failure detection reference signals to the UE, and the UE determines that the number of beam failure indications from the physical layer of the UE is within a period set by the RRC signaling of the BS. When a threshold set by RRC signaling is reached (reach), a beam failure is declared (declare).
  • the UE triggers beam failure recovery by initiating a random access procedure on the PCell; Beam failure recovery is performed by selecting a suitable beam (if the BS provides dedicated random access resources for certain beams, these are prioritized by the UE). Upon completion of the random access procedure, it is considered that beam failure recovery has been completed.
  • URLLC transmission defined in NR has (1) relatively low traffic size, (2) relatively low arrival rate, (3) extremely low latency requirements (eg, 0.5, 1ms), (4) a relatively short transmission duration (eg, 2 OFDM symbols), (5) may mean transmission for an urgent service/message.
  • transmission for a specific type of traffic eg, URLLC
  • eMBB previously scheduled transmission
  • URLLC information to be preempted for a specific resource is given to the previously scheduled UE, and the resource is used for UL transmission by the URLLC UE.
  • eMBB and URLLC services may be scheduled on non-overlapping time/frequency resources, and URLLC transmission may occur on resources scheduled for ongoing eMBB traffic.
  • the eMBB UE may not know whether the PDSCH transmission of the corresponding UE is partially punctured, and the UE may not be able to decode the PDSCH due to corrupted coded bits.
  • NR provides a preemption indication.
  • the preemption indication may also be referred to as an interrupted transmission indication.
  • the UE receives the DownlinkPreemption IE through RRC signaling from the BS.
  • the UE is configured with the INT-RNTI provided by the parameter int-RNTI in the DownlinkPreemption IE for monitoring of a PDCCH carrying DCI format 2_1.
  • the UE is additionally configured with a set of serving cells by INT-ConfigurationPerServing Cell including a set of serving cell indices provided by servingCellID and a corresponding set of positions for fields in DCI format 2_1 by positionInDCI, dci-PayloadSize It is established with the information payload size for DCI format 2_1 by , and is set with the indicated granularity of time-frequency resources by timeFrequencySect.
  • the UE receives DCI format 2_1 from the BS based on the DownlinkPreemption IE.
  • the UE When the UE detects DCI format 2_1 for a serving cell in the configured set of serving cells, the UE determines that the DCI format of the set of PRBs and symbols of the monitoring period immediately preceding the monitoring period to which the DCI format 2_1 belongs. It can be assumed that there is no transmission to the UE in the PRBs and symbols indicated by 2_1. For example, the UE sees that the signal in the time-frequency resource indicated by the preemption is not the DL transmission scheduled for it and decodes data based on the signals received in the remaining resource region.
  • mMTC massive machine type communication
  • 5G Fifth Generation
  • mMTC massive machine type communication
  • the UE communicates intermittently with a very low transmission rate and mobility. Therefore, mMTC is a major goal of how long the UE can run at a low cost.
  • 3GPP deals with MTC and NB (NarrowBand)-IoT.
  • the mMTC technology has features such as repetitive transmission of PDCCH, PUCCH, physical downlink shared channel (PDSCH), PUSCH, etc., frequency hopping, retuning, and a guard period.
  • a PUSCH (or PUCCH (particularly, long PUCCH) or PRACH) including specific information and a PDSCH (or PDCCH) including a response to specific information are repeatedly transmitted.
  • Repeated transmission is performed through frequency hopping, and for repeated transmission, (RF) retuning is performed in a guard period from a first frequency resource to a second frequency resource, and specific information
  • RF retuning is performed in a guard period from a first frequency resource to a second frequency resource
  • a response to specific information may be transmitted/received through a narrowband (ex. 6 RB (resource block) or 1 RB).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a vehicle according to an embodiment of the present specification.
  • the vehicle 10 is defined as a transportation means traveling on a road or track.
  • the vehicle 10 is a concept including a car, a train, and a motorcycle.
  • the vehicle 10 may be a concept including all of an internal combustion engine vehicle having an engine as a power source, a hybrid vehicle having an engine and an electric motor as a power source, and an electric vehicle having an electric motor as a power source.
  • the vehicle 10 may be a vehicle owned by an individual.
  • the vehicle 10 may be a shared vehicle.
  • the vehicle 10 may be an autonomous vehicle.
  • FIG. 4 is a control block diagram of a vehicle according to an embodiment of the present specification.
  • the vehicle 10 includes a user interface device 200 , an object detection device 210 , a communication device 220 , a driving manipulation device 230 , a main ECU 240 , and a driving control device 250 . ), an autonomous driving device 260 , a sensing unit 270 , and a location data generating device 280 .
  • the object detecting device 210 , the communication device 220 , the driving manipulation device 230 , the main ECU 240 , the driving control device 250 , the autonomous driving device 260 , the sensing unit 270 , and the location data generating device 280 may be implemented as electronic devices that each generate electrical signals and exchange electrical signals with each other.
  • the user interface device 200 is a device for communication between the vehicle 10 and a user.
  • the user interface device 200 may receive a user input and provide information generated in the vehicle 10 to the user.
  • the vehicle 10 may implement a user interface (UI) or a user experience (UX) through the user interface device 200 .
  • the user interface device 200 may include an input device, an output device, and a user monitoring device.
  • the object detecting apparatus 210 may generate information about an object outside the vehicle 10 .
  • the information about the object may include at least one of information on the existence of the object, location information of the object, distance information between the vehicle 10 and the object, and relative speed information between the vehicle 10 and the object. .
  • the object detecting apparatus 210 may detect an object outside the vehicle 10 .
  • the object detecting apparatus 210 may include at least one sensor capable of detecting an object outside the vehicle 10 .
  • the object detection apparatus 210 may include at least one of a camera, a radar, a lidar, an ultrasonic sensor, and an infrared sensor.
  • the object detection apparatus 210 may provide data on an object generated based on a sensing signal generated by a sensor to at least one electronic device included in the vehicle.
  • the camera may generate information about an object outside the vehicle 10 by using the image.
  • the camera may include at least one lens, at least one image sensor, and at least one processor that is electrically connected to the image sensor to process a received signal, and generate data about the object based on the processed signal.
  • the camera may be at least one of a mono camera, a stereo camera, and an Around View Monitoring (AVM) camera.
  • the camera may obtain position information of an object, information about a distance from an object, or information about a relative speed with respect to an object by using various image processing algorithms.
  • the camera may acquire distance information and relative velocity information from an object based on a change in the size of the object over time from the acquired image.
  • the camera may acquire distance information and relative speed information with respect to an object through a pinhole model, road surface profiling, or the like.
  • the camera may acquire distance information and relative velocity information from an object based on disparity information in a stereo image obtained from the stereo camera.
  • the camera may be mounted at a position where a field of view (FOV) can be secured in the vehicle in order to photograph the outside of the vehicle.
  • the camera may be disposed adjacent to the front windshield in the interior of the vehicle to acquire an image of the front of the vehicle.
  • the camera may be placed around the front bumper or radiator grill.
  • the camera may be disposed adjacent to the rear glass in the interior of the vehicle to acquire an image of the rear of the vehicle.
  • the camera may be placed around the rear bumper, trunk or tailgate.
  • the camera may be disposed adjacent to at least one of the side windows in the interior of the vehicle in order to acquire an image of the side of the vehicle.
  • the camera may be disposed around a side mirror, a fender, or a door.
  • the radar may generate information about an object outside the vehicle 10 using radio waves.
  • the radar may include an electromagnetic wave transmitter, an electromagnetic wave receiver, and at least one processor that is electrically connected to the electromagnetic wave transmitter and the electromagnetic wave receiver, processes a received signal, and generates data about an object based on the processed signal.
  • the radar may be implemented in a pulse radar method or a continuous wave radar method in terms of a radio wave emission principle.
  • the radar may be implemented as a frequency modulated continuous wave (FMCW) method or a frequency shift keyong (FSK) method according to a signal waveform among continuous wave radar methods.
  • FMCW frequency modulated continuous wave
  • FSK frequency shift keyong
  • the radar detects an object based on a time of flight (TOF) method or a phase-shift method through electromagnetic waves, and detects the position of the detected object, the distance to the detected object, and the relative speed.
  • TOF time of flight
  • the radar may be placed at a suitable location outside of the vehicle to detect objects located in front, rear or side of the vehicle.
  • the lidar may generate information about an object outside the vehicle 10 using laser light.
  • the lidar may include at least one processor that is electrically connected to the light transmitter, the light receiver, and the light transmitter and the light receiver, processes the received signal, and generates data about the object based on the processed signal. .
  • the lidar may be implemented in a time of flight (TOF) method or a phase-shift method.
  • TOF time of flight
  • Lidar can be implemented as driven or non-driven. When implemented as a driving type, the lidar is rotated by a motor and may detect an object around the vehicle 10 . When implemented as a non-driven type, the lidar may detect an object located within a predetermined range with respect to the vehicle by light steering.
  • Vehicle 100 may include a plurality of non-driven lidar.
  • LiDAR detects an object based on a time of flight (TOF) method or a phase-shift method with a laser light medium, and calculates the position of the detected object, the distance to the detected object, and the relative speed. can be detected.
  • the lidar may be placed at a suitable location outside of the vehicle to detect an object located in front, rear or side of the vehicle.
  • the communication apparatus 220 may exchange signals with a device located outside the vehicle 10 .
  • the communication device 220 may exchange signals with at least one of an infrastructure (eg, a server, a broadcasting station), another vehicle, and a terminal.
  • the communication device 220 may include at least one of a transmit antenna, a receive antenna, a radio frequency (RF) circuit capable of implementing various communication protocols, and an RF element to perform communication.
  • RF radio frequency
  • the communication apparatus may exchange a signal with an external device based on C-V2X (Cellular V2X) technology.
  • C-V2X Cellular V2X
  • the C-V2X technology may include LTE-based sidelink communication and/or NR-based sidelink communication. Contents related to C-V2X will be described later.
  • communication devices communicate with external devices based on IEEE 802.11p PHY/MAC layer technology and IEEE 1609 Network/Transport layer technology-based Dedicated Short Range Communications (DSRC) technology or WAVE (Wireless Access in Vehicular Environment) standard.
  • DSRC or WAVE standard
  • DSRC technology is a communication standard prepared to provide an Intelligent Transport System (ITS) service through short-distance dedicated communication between in-vehicle devices or between roadside devices and vehicle-mounted devices.
  • DSRC technology may use a frequency of 5.9 GHz band and may be a communication method having a data transmission rate of 3 Mbps to 27 Mbps.
  • IEEE 802.11p technology can be combined with IEEE 1609 technology to support DSRC technology (or WAVE standard).
  • the communication apparatus of the present specification may exchange a signal with an external device using either one of the C-V2X technology or the DSRC technology.
  • the communication apparatus of the present specification may exchange signals with an external device by hybridizing C-V2X technology and DSRC technology.
  • the driving operation device 230 is a device that receives a user input for driving. In the manual mode, the vehicle 10 may be driven based on a signal provided by the driving manipulation device 230 .
  • the driving manipulation device 230 may include a steering input device (eg, a steering wheel), an accelerator input device (eg, an accelerator pedal), and a brake input device (eg, a brake pedal).
  • the main ECU 240 may control the overall operation of at least one electronic device included in the vehicle 10 .
  • the drive control device 250 is a device that electrically controls various vehicle drive devices in the vehicle 10 .
  • the drive control device 250 may include a power train drive control device, a chassis drive control device, a door/window drive control device, a safety device drive control device, a lamp drive control device, and an air conditioning drive control device.
  • the power train drive control device may include a power source drive control device and a transmission drive control device.
  • the chassis drive control device may include a steering drive control device, a brake drive control device, and a suspension drive control device.
  • the safety device drive control device may include a safety belt drive control device for seat belt control.
  • the drive control device 250 includes at least one electronic control device (eg, a control ECU (Electronic Control Unit)).
  • a control ECU Electronic Control Unit
  • the pitch control device 250 may control the vehicle driving device based on a signal received from the autonomous driving device 260 .
  • the control device 250 may control a power train, a steering device, and a brake device based on a signal received from the autonomous driving device 260 .
  • the autonomous driving device 260 may generate a path for autonomous driving based on the obtained data.
  • the autonomous driving device 260 may generate a driving plan for driving along the generated path.
  • the autonomous driving device 260 may generate a signal for controlling the movement of the vehicle according to the driving plan.
  • the autonomous driving device 260 may provide the generated signal to the driving control device 250 .
  • the autonomous driving device 260 may implement at least one Advanced Driver Assistance System (ADAS) function.
  • ADAS includes Adaptive Cruise Control (ACC), Autonomous Emergency Braking (AEB), Forward Collision Warning (FCW), Lane Keeping Assist (LKA), ), Lane Change Assist (LCA), Target Following Assist (TFA), Blind Spot Detection (BSD), Adaptive High Beam Control (HBA) , Auto Parking System (APS), Pedestrian Collision Warning System (PD Collision Warning System), Traffic Sign Recognition (TSR), Trafffic Sign Assist (TSA), Night Vision System At least one of a Night Vision (NV), a Driver Status Monitoring (DSM), and a Traffic Jam Assist (TJA) may be implemented.
  • ACC Adaptive Cruise Control
  • AEB Autonomous Emergency Braking
  • FCW Forward Collision Warning
  • LKA Lane Keeping Assist
  • LKA Lane Change Assist
  • TSA Blind Spot Detection
  • HBA Adaptive High
  • the autonomous driving device 260 may perform a switching operation from the autonomous driving mode to the manual driving mode or a switching operation from the manual driving mode to the autonomous driving mode. For example, the autonomous driving device 260 may switch the mode of the vehicle 10 from the autonomous driving mode to the manual driving mode or from the manual driving mode to the autonomous driving mode based on a signal received from the user interface device 200 . can be converted to
  • the sensing unit 270 may sense the state of the vehicle.
  • the sensing unit 270 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. It may include at least one of a forward/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, and a pedal position sensor. Meanwhile, an inertial measurement unit (IMU) sensor may include one or more of an acceleration sensor, a gyro sensor, and a magnetic sensor.
  • IMU inertial measurement unit
  • the sensing unit 270 may generate state data of the vehicle based on a signal generated by at least one sensor.
  • the vehicle state data may be information generated based on data sensed by various sensors provided inside the vehicle.
  • the sensing unit 270 may include vehicle attitude data, vehicle motion data, vehicle yaw data, vehicle roll data, vehicle pitch data, vehicle collision data, vehicle direction data, vehicle angle data, and vehicle speed. data, vehicle acceleration data, vehicle inclination data, vehicle forward/reverse data, vehicle weight data, battery data, fuel data, tire pressure data, vehicle interior temperature data, vehicle interior humidity data, steering wheel rotation angle data, vehicle exterior illumination Data, pressure data applied to the accelerator pedal, pressure data applied to the brake pedal, and the like may be generated.
  • the location data generating device 280 may generate location data of the vehicle 10 .
  • the location data generating apparatus 280 may include at least one of a Global Positioning System (GPS) and a Differential Global Positioning System (DGPS).
  • GPS Global Positioning System
  • DGPS Differential Global Positioning System
  • the location data generating device 280 may generate location data of the vehicle 10 based on a signal generated from at least one of GPS and DGPS.
  • the location data generating apparatus 280 may correct location data based on at least one of an Inertial Measurement Unit (IMU) of the sensing unit 270 and a camera of the object detecting apparatus 210 .
  • IMU Inertial Measurement Unit
  • the location data generating device 280 may be referred to as a Global Navigation Satellite System (GNSS).
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the vehicle 10 may include an internal communication system 50 .
  • a plurality of electronic devices included in the vehicle 10 may exchange signals via the internal communication system 50 .
  • a signal may contain data.
  • the internal communication system 50 may use at least one communication protocol (eg, CAN, LIN, FlexRay, MOST, Ethernet).
  • FIG. 5 is a control block diagram of an autonomous driving apparatus according to an embodiment of the present specification.
  • the autonomous driving device 260 may include a memory 140 , a processor 170 , an interface unit 180 , and a power supply unit 190 .
  • the memory 140 is electrically connected to the processor 170 .
  • the memory 140 may store basic data for the unit, control data for operation control of the unit, and input/output data.
  • the memory 140 may store data processed by the processor 170 .
  • the memory 140 may be configured as at least one of ROM, RAM, EPROM, flash drive, and hard drive in terms of hardware.
  • the memory 140 may store various data for the overall operation of the autonomous driving device 260 , such as a program for processing or controlling the processor 170 .
  • the memory 140 may be implemented integrally with the processor 170 . According to an embodiment, the memory 140 may be classified into a sub-configuration of the processor 170 .
  • the interface unit 180 may exchange signals with at least one electronic device provided in the vehicle 10 in a wired or wireless manner.
  • the interface unit 280 includes an object detecting device 210 , a communication device 220 , a driving manipulation device 230 , a main ECU 240 , a driving control device 250 , a sensing unit 270 , and a location data generating device.
  • a signal may be exchanged with at least one of 280 by wire or wirelessly.
  • the interface unit 280 may be configured of at least one of a communication module, a terminal, a pin, a cable, a port, a circuit, an element, and a device.
  • the power supply unit 190 may supply power to the autonomous driving device 260 .
  • the power supply unit 190 may receive power from a power source (eg, a battery) included in the vehicle 10 and supply power to each unit of the autonomous driving apparatus 260 .
  • the power supply unit 190 may be operated according to a control signal provided from the main ECU 240 .
  • the power supply 190 may include a switched-mode power supply (SMPS).
  • SMPS switched-mode power supply
  • the processor 170 may be electrically connected to the memory 140 , the interface unit 280 , and the power supply unit 190 to exchange signals.
  • Processor 170 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays), processors (processors), controller It may be implemented using at least one of controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing functions.
  • the processor 170 may be driven by power provided from the power supply 190 .
  • the processor 170 may receive data, process data, generate a signal, and provide a signal while power is supplied by the power supply unit 190 .
  • the processor 170 may receive information from another electronic device in the vehicle 10 through the interface unit 180 .
  • the processor 170 may provide a control signal to another electronic device in the vehicle 10 through the interface unit 180 .
  • the autonomous driving device 260 may include at least one printed circuit board (PCB).
  • the memory 140 , the interface unit 180 , the power supply unit 190 , and the processor 170 may be electrically connected to the printed circuit board.
  • FIG. 6 is a signal flow diagram of an autonomous vehicle according to an embodiment of the present specification.
  • the processor 170 may perform a reception operation.
  • the processor 170 may receive data from at least one of the object detecting device 210 , the communication device 220 , the sensing unit 270 , and the location data generating device 280 through the interface unit 180 .
  • the processor 170 may receive object data from the object detection apparatus 210 .
  • the processor 170 may receive HD map data from the communication device 220 .
  • the processor 170 may receive vehicle state data from the sensing unit 270 .
  • the processor 170 may receive location data from the location data generating device 280 .
  • the processor 170 may perform a processing/determination operation.
  • the processor 170 may perform a processing/determination operation based on the driving situation information.
  • the processor 170 may perform a processing/determination operation based on at least one of object data, HD map data, vehicle state data, and location data.
  • the processor 170 may generate driving plan data.
  • the processor 1700 may generate Electronic Horizon Data, which is understood as driving plan data within a range from a point where the vehicle 10 is located to a horizon.
  • Horizon may be understood as a point in front of a preset distance from a point where the vehicle 10 is located based on a preset driving route
  • the horizon is a point where the vehicle 10 is located along a preset driving route It may mean a point to which the vehicle 10 can reach after a predetermined time from the point.
  • the electronic horizon data may include horizon map data and horizon pass data.
  • the horizon map data may include at least one of topology data, road data, HD map data, and dynamic data.
  • the horizon map data may include a plurality of layers.
  • the horizon map data may include a first layer matching topology data, a second layer matching road data, a third layer matching HD map data, and a fourth layer matching dynamic data.
  • the horizon map data may further include static object data.
  • Topology data can be described as a map created by connecting road centers.
  • the topology data is suitable for roughly indicating the location of the vehicle, and may be in the form of data mainly used in navigation for drivers.
  • the topology data may be understood as data on road information excluding information on lanes.
  • the topology data may be generated based on data received from an external server through the communication device 220 .
  • the topology data may be based on data stored in at least one memory provided in the vehicle 10 .
  • the road data may include at least one of slope data of the road, curvature data of the road, and speed limit data of the road.
  • the road data may further include data on an overtaking prohibited section.
  • the road data may be based on data received from an external server through the communication device 220 .
  • the road data may be based on data generated by the object detecting apparatus 210 .
  • the HD map data includes detailed lane-by-lane topology information of the road, connection information of each lane, and characteristic information for vehicle localization (eg, traffic signs, Lane Marking/attributes, Road furniture, etc.).
  • vehicle localization eg, traffic signs, Lane Marking/attributes, Road furniture, etc.
  • the HD map data may be based on data received from an external server through the communication device 220 .
  • the dynamic data may include various dynamic information that may be generated on the road.
  • the dynamic data may include construction information, variable speed lane information, road surface condition information, traffic information, moving object information, and the like.
  • the dynamic data may be based on data received from an external server through the communication device 220 .
  • the dynamic data may be based on data generated by the object detection apparatus 210 .
  • the processor 170 may provide map data within a range from the point where the vehicle 10 is located to the horizon.
  • the horizon pass data may be described as a trajectory that the vehicle 10 can take within a range from a point where the vehicle 10 is located to the horizon.
  • the horizon pass data may include data indicating a relative probability of selecting any one road at a decision point (eg, a fork, a junction, an intersection, etc.).
  • the relative probability may be calculated based on the time it takes to arrive at the final destination. For example, at the decision point, if the time taken to arrive at the final destination is shorter when selecting the first road than when selecting the second road, the probability of selecting the first road is higher than the probability of selecting the second road. can be calculated higher.
  • the horizon pass data may include a main path and a sub path.
  • the main path may be understood as a track connecting roads with a high relative probability of being selected.
  • the sub-path may diverge at at least one decision point on the main path.
  • the sub-path may be understood as a trajectory connecting at least one road having a low relative probability of being selected from at least one decision point on the main path.
  • the processor 170 may perform a control signal generating operation.
  • the processor 170 may generate a control signal based on the Electronic Horizon data.
  • the processor 170 may generate at least one of a powertrain control signal, a brake device control signal, and a steering device control signal based on the electronic horizon data.
  • the processor 170 may transmit the generated control signal to the driving control device 250 through the interface unit 180 .
  • the drive control device 250 may transmit a control signal to at least one of the power train 251 , the brake device 252 , and the steering device 253 .
  • the vehicle's 5G TCU Transmission Control Unit
  • the vehicle's 5G TCU must be connected to CAN, Ethernet, and 5G modem to simultaneously transmit and receive large amounts of data.
  • the general TCU CAN Gateway function interprets all messages from the CAN/Ethernet/PCIe controller, etc. and then delivers them back to the internal CAN/Ethernet/PCIe network, making it difficult to deliver messages at high speed.
  • the vehicle's TCU may be included in the autonomous driving device 260 .
  • the vehicle uses the AP's dedicated CAN message processing core and general core for jobs that are excessively generated due to specific events when data is transmitted and received from the application processor (AP) inside the TCU through an external network device or a network device inside the vehicle. can be dynamically distributed.
  • AP application processor
  • load In order to lower , it is possible to determine an excessive load by utilizing the load value, CAN bus load value, latency, and throughput of the AP CAN message processing core, and perform a resource redistribution operation to lower the AP core load.
  • the vehicle distributes the job of the core that interprets the CAN/Ethernet/PCIe message to the transmission core to quickly transmit/receive sensor data inside the vehicle or HD-MAP downloaded from the 5G MEC server, and each core It is possible to redistribute the resources and jobs of each core by determining the available resources and setting the data path that forwards the received data.
  • TCU 7 is an example of a TCU to which this specification can be applied.
  • the existing TCU interprets the message after sensor data and CAN control commands flow to the CAN controller, and decides whether to convert the CAN message frame into Ethernet/PCIe format or forward it back to the CAN internal network, so it processes CAN messages at high speed It was difficult to do.
  • the raw data rate generated by one sensor of the vehicle is 10Gbps or more, 4 front cameras, 4 rear cameras, 2 cabin cameras, 1 front lidar, 1 rear lidar,
  • One front radar can be directly connected to TCU's Ethernet or CAN.
  • the vehicle has a lot of high-capacity data that needs to be transmitted and received in real time, but the current structure of the TCU assumes that the AP inspects all sensor data.
  • the current TCU interprets the CAN message, generates a CAN message that delivers it to the target ECU, and repeats the delivery operation. Therefore, a lot of resources of the AP are consumed.
  • the TCU may be separated from a forwarding unit (forward function unit) that transmits a CAN message and a CAN message interpretation unit that interprets the CAN message and converts it into another interface frame.
  • forwarding unit forward function unit
  • CAN message interpretation unit interprets the CAN message and converts it into another interface frame.
  • the CAN transmitting unit can transmit the CAN message to the internal ECU.
  • the CAN message interpretation unit may interpret the CAN message, convert it into a frame for a specific interface, and determine whether to transmit it.
  • the following table 1 exemplifies the forward list generated by the CAN message interpretation unit.
  • the vehicle Ethernet frame may include a forward list.
  • the forward list can be used when the CAN message analysis unit forwards the job to the CAN forwarding unit.
  • the CAN analysis unit can check the communication status of the CAN bus. For example, when the CAN Bus Load, CAN Data Rate, CAN delay Rate, etc. exceed a specific value, the CAN analyzer may transmit a forward list to the CAN transmitter.
  • the CAN forwarding unit may forward the CAN message to the ECU based on the forward list. For example, the CAN forwarding unit can analyze the received CAN message, compare the received CAN message identifier with the forward list identifier, and directly forward the CAN message to the target ECU without forwarding it to the CAN analysis unit.
  • the CAN transmission unit forwards the list Based on this, the CAN message can be delivered directly to the target ECU.
  • an ECU control command eg, Brake: 60%, RPM: 30%, etc.
  • the CAN transmitting unit may transmit the received CAN message to the ECU based on the forward list.
  • the above operation may be similarly performed in the Ethernet transfer unit or the PCIe transfer unit.
  • 9 is an example of message routing to which this specification can be applied.
  • the TCU may route a message based on a routing list.
  • Table 2 below is an example of the routing list generated by the CAN message interpretation unit.
  • Struct routing_list ⁇ uint source_ip_address; uint source_pcie_address; uint can_source_id; uint target_interface_type; // interface type of the receiving end uint destination_ip_address; uint destination_pcie_address; uint transmit_time; uint min_data_rate; //throughput uint max_delay; uint frequent; uint can_bus_load; uint core_utilization; ⁇ routing_list;
  • the CAN message analysis unit that has received the CAN message from the ECU may check the communication state of the CAN bus. For example, if CAN Bus Load, CAN Data Rate, CAN delay Rate, etc. exceed specific values, a routing list can be created and transmitted to the Ethernet frame interpretation unit.
  • the Ethernet frame interpretation unit can include destination_ip_address , it is determined whether the ip address is a private ip or a public ip, and in the case of a public ip, the CAN message may be transmitted to the PCIe frame interpretation unit.
  • the PCIe frame interpretation unit may convert the CAN message into a PCIe frame and deliver it to the destination ip address through the PCIe forwarding unit.
  • the CAN message interpretation unit may determine whether the CAN message is a control message or a data message by checking the CAN message type in the received CAN message.
  • a control message transmitted from a specific ECU (eg, brake ECU) to an ECU (eg, RPM ECU) existing inside the vehicle may be forwarded from the CAN transmission unit to the target ECU.
  • a specific ECU eg, brake ECU
  • an ECU eg, RPM ECU
  • the CAN message interpretation unit may check can_source_id to determine whether it is a CAN message used inside the vehicle.
  • Table 3 below is an example of a Data message.
  • the CAN message interpretation unit may determine whether the CAN message is transmitted to the internal ECU or data to be exported to the external network, based on the table.
  • the Ethernet frame interpretation unit may generate an Ethernet frame including the main data of the CAN message and having the following fields.
  • Source ECU ID ID of ECU that transmits ECU control commands, sensor data, etc. (eg, ID of front camera sensor ECU)
  • Destination ECU ID ID of ECU receiving ECU control commands, sensor data, etc. (eg, ID of brake ECU)
  • Traffic Type Type of traffic representing ECU control commands, HD-MAP, OTA firmware files, multimedia data, etc.
  • CAN message type CAN message for control, CAN message for data
  • CAN event The reason for the target CAN ID occurrence (event), for example, the vehicle ignition is ON, and the brake control value is changed to 30%.
  • the PCIe frame interpretation unit copies the contents of the body except for the header part of the CAN message to the data part of the PCIe frame, checks the sender CAN_ID and the receiver CAN_ID, and generates the sender address and sender address in the PCIe header.
  • the vehicle control unit interprets a CAN message interpreter that interprets a CAN message, a CAN transfer unit that interprets a CAN message, and interprets an Ethernet frame that interprets an Ethernet frame It includes a unit, an Ethernet transfer unit that transmits an Ethernet frame, a PCIe frame interpretation unit that interprets a PCIe frame, and a PCIe transfer unit that transmits a PCIe frame, and each unit can transmit and receive signals through an internal bus .
  • the CAN message interpretation unit measures the communication state of the CAN bus (S1210).
  • the CAN message interpretation unit may receive a load value of the CAN bus through a domain control unit (DCU).
  • DCU domain control unit
  • the CAN message interpretation unit generates a forward list including information for forwarding the CAN message based on the measured value of the CAN bus communication state exceeding a specific value (S1220).
  • the measured value of the communication state of the CAN bus may include values of CAN Bus Load, CAN Data Rate, and CAN Delay Rate.
  • the CAN message interpretation unit transmits the forward list to the CAN transfer unit (S1230).
  • the forward list may include 1) an identifier (can_id) of a CAN message that is a target of forwarding, and 2) an identifier (target_can_id) indicating a target of forwarding.
  • the CAN forwarding unit may be configured to forward the CAN message based on the forward list.
  • FIG. 13 may be performed separately or in combination with the aforementioned forwarding operation of FIG. 12 .
  • the CAN message interpretation unit measures the communication state of the CAN bus (S1310).
  • the CAN message interpretation unit may receive a load value of the CAN bus through a domain control unit (DCU).
  • DCU domain control unit
  • the CAN message interpretation unit generates a routing list for routing the CAN message based on the measured value of the CAN bus communication state exceeding a specific value (S1320).
  • the specific value for routing may be the same as or different from the specific value for forwarding described above.
  • the CAN message interpretation unit transmits the routing list to the Ethernet frame interpretation unit (S1330).
  • the routing list may include 1) interface type information (target_interface_type) of the routing receiving end and 2) IP (Internet Protocol) address information (destination_ip_address) related to the destination of routing.
  • interface type information target_interface_type
  • IP Internet Protocol
  • IP address information related to the destination of the routing is 1) IP address information related to the internal network of the vehicle (Private IP) or 2) IP address information related to the external network of the vehicle (Public IP) ) can be represented.
  • IP Internet Protocol
  • the Ethernet frame interpretation unit IP (Internet Protocol) address information related to the destination of routing indicates IP address information (Public IP) related to the external network of the vehicle, based on the routing list, the CAN message is transmitted to the PCIe delivery unit. Through, it may be configured to transmit to an external network.
  • the routing operation for transmission to the external network may be performed when the type of the CAN message is Data Type (eg, sensing data).
  • the Ethernet frame analyzer may convert the frame of the CAN message based on the interface type information (target_interface_type) of the routing receiving end. For example, when the interface type information of the routing receiving end indicates Ethernet, the Ethernet frame interpretation unit may change the CAN message into an Ethernet frame.
  • Embodiments according to the present specification may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present specification 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 specification 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 and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may transmit/receive data to and from the processor by various well-known means.
  • the above-described specification is permitted to be implemented as computer-readable code on a medium in which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (eg, transmission over the Internet) that is implemented in the form of. Also, the computer may include a processor Y120 of the terminal. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of this specification should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the scope of equivalents of this specification are included in the scope of this specification.

Abstract

본 명세서는 차량의 제어장치 에 포함된 제1 해석모듈 이 CAN(Controller Area Network) 메시지를 전송하는 방법에 있어서, 상기 차량의 CAN 버스의 통신상태를 측정하는 단계; 상기 CAN 버스의 통신상태를 측정한 값이 제1 설정값을 초과하는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 포워딩(forwarding)하기 위한 정보가 포함된 포워드 리스트를 생성하는 단계; 및 제1 전달모듈로 상기 포워드 리스트를 전달하는 단계; 를 포함하며, 상기 포워드 리스트에 근거하여, 상기 제1 전달모듈은 상기 CAN 메시지를 포워딩하도록 설정될 수 있다. 또한, 본 명세서는 자율 주행 차량, 사용자 단말기 및 서버 중 하나 이상이 인공지능(Artificial Intelligence) 모듈, 드론 (Unmmanned Aerial Vehicle, UAV) 로봇, 증강 현실 (Augmented Reality, AR) 장치, 가상 현실(Virtual reality, VR) 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 등과 연계될 수 있다.

Description

차량이 메시지를 고속으로 전송하는 방법
본 명세서는 차량의 CAN Gateway를 통해, 메시지를 고속으로 전송하는 방법에 관한 것이다.
자동차는 사용되는 원동기의 종류에 따라, 내연기관(internal combustion engine) 자동차, 외연기관(external combustion engine) 자동차, 가스터빈(gas turbine) 자동차 또는 전기자동차(electric vehicle) 등으로 분류될 수 있다.
자율주행자동차(Autonomous Vehicle)란 운전자 또는 승객의 조작 없이 자동차 스스로 운행이 가능한 자동차를 말하며, 자율주행시스템은 이러한 자율주행자동차가 스스로 운행될 수 있도록 모니터링하고 제어하는 시스템을 말한다.
본 명세서의 목적은, 차량이 TCU를 통하여, 데이터를 실시간으로 동시에 송수신하는 방법을 제안한다.
또한, 차량은 TCU 내부의 Application Core에서의 병목 현상을 해결하여 고속 데이터 전송 방법을 제안한다.
본 명세서가 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 양상은, 차량의 제어장치 에 포함된 제1 해석모듈 이 CAN(Controller Area Network) 메시지를 전송하는 방법에 있어서, 상기 차량의 CAN 버스의 통신상태를 측정하는 단계; 상기 CAN 버스의 통신상태를 측정한 값이 제1 설정값을 초과하는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 포워딩(forwarding)하기 위한 정보가 포함된 포워드 리스트를 생성하는 단계; 및 제1 전달모듈로 상기 포워드 리스트를 전달하는 단계; 를 포함하며, 상기 포워드 리스트에 근거하여, 상기 제1 전달모듈은 상기 CAN 메시지를 포워딩하도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 포워드 리스트는 1) 포워딩의 목적이 되는 CAN 메시지의 식별자 및 2) 포워딩의 대상을 나타내는 식별자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 해석모듈 및 상기 제1 전달모듈은 상기 CAN 메시지와 관련된 것일 수 있다.
또한, 상기 CAN 버스의 통신상태를 측정한 값이 제2 설정값을 초과하는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 라우팅(routing)하기 위한 라우팅 리스트를 생성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 라우팅 리스트는 1) 라우팅 수신단의 인터페이스 타입정보 및 2) 라우팅의 목적지(destination)와 관련된 IP(Internet Protocol) 주소 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 라우팅 리스트를 제2 해석모듈 로 전달하는 단계; 를 더 포함하며, 상기 제2 해석모듈은 이더넷(Ethernet)과 관련된 것일 수 있다.
또한, 상기 IP 주소 정보는 1) 상기 차량의 내부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보 또는 2) 상기 차량의 외부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 IP 주소 정보가 상기 차량의 외부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보를 나타내는 것에 근거하여 , 상기 제2 해석모듈은 상기 CAN 메시지를 라우팅하도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 CAN 메시지의 데이터 타입은 상기 차량의 센싱 데이터를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 라우팅 수신단의 인터페이스 타입정보에 근거하여, 상기 제2 해석모듈은 상기 CAN 메시지의 프레임(Frame)을 변환하도록 설정될 수 있다.
본 명세서의 또 다른 일 양상은, CAN(Controller Area Network) 메시지를 전송하기 위한 차량의 제어장치 에 있어서, 상기 차량의 CAN 버스의 통신상태를 측정하고, 상기 CAN 버스의 통신상태를 측정한 값이 제1 설정값을 초과하는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 포워딩(forwarding)하기 위한 정보가 포함된 포워드 리스트를 생성하며, 제1 전달모듈로 상기 포워드 리스트를 전달하는 제1 해석모듈 ; 및 상기 포워드 리스트에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 포워딩하도록 설정되는 제1 전달모듈;를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 차량은 TCU를 통하여, 데이터를 실시간으로 동시에 송수신할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따르면, 차량은 TCU 내부의 Application Core에서의 병목 현상을 해결하여 고속 데이터 전송이 가능하다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 신호 송/수신 방법의 일례를 나타낸다.
도 3는 본 명세서의 실시예에 따른 차량을 도시한 도면이다.
도 4은 본 명세서의 실시예에 따른 차량의 제어 블럭도이다.
도 5은 본 명세서의 실시예에 따른 자율 주행 장치의 제어 블럭도이다.
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 신호 흐름도이다.
도 7은 본 명세서가 적용될 수 있는 TCU의 예시이다.
도 8은 본 명세서가 적용될 수 있는 메시지 포워딩의 예시이다.
도 9는 본 명세서가 적용될 수 있는 메시지 라우팅의 예시이다.
도 10은 본 명세서가 적용될 수 있는 이더넷 프레임의 예시이다.
도 11은 본 명세서가 적용될 수 있는 PCIe 프레임 변환의 예시이다.
도 12는 본 명세서가 적용될 수 있는 포워딩 동작의 예시이다.
도 13은 본 명세서가 적용될 수 있는 라우팅 동작의 예시이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 명세서의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
A. UE 및 5G 네트워크 블록도 예시
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.
도 1을 참조하면, 자율 주행 모듈을 포함하는 장치(자율 주행 장치)를 제1 통신 장치로 정의(도 1의 910)하고, 프로세서(911)가 자율 주행 상세 동작을 수행할 수 있다.
자율 주행 장치와 통신하는 다른 차량을 포함하는 5G 네트워크를 제2 통신 장치로 정의(도 1의 920)하고, 프로세서(921)가 자율 주행 상세 동작을 수행할 수 있다.
5G 네트워크가 제 1 통신 장치로, 자율 주행 장치가 제 2 통신 장치로 표현될 수도 있다.
예를 들어, 상기 제 1 통신 장치 또는 상기 제 2 통신 장치는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 자율 주행 장치 등일 수 있다.
예를 들어, 단말 또는 UE(User Equipment)는 차량(vehicle), 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, HMD는 머리에 착용하는 형태의 디스플레이 장치일 수 있다. 예를 들어, HMD는 VR, AR 또는 MR을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 도 1을 참고하면, 제 1 통신 장치(910)와 제 2 통신 장치(920)은 프로세서(processor, 911,921), 메모리(memory, 914,924), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 915,925), Tx 프로세서(912,922), Rx 프로세서(913,923), 안테나(916,926)를 포함한다. Tx/Rx 모듈은 트랜시버라고도 한다. 각각의 Tx/Rx 모듈(915)는 각각의 안테나(926)을 통해 신호를 전송한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 프로세서 (921)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (924)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다. 보다 구체적으로, DL(제 1 통신 장치에서 제 2 통신 장치로의 통신)에서, 전송(TX) 프로세서(912)는 L1 계층(즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 수신(RX) 프로세서는 L1(즉, 물리 계층)의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다.
UL(제 2 통신 장치에서 제 1 통신 장치로의 통신)은 제 2 통신 장치(920)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 제 1 통신 장치(910)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(925)는 각각의 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(923)에 제공한다. 프로세서 (921)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (924)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.
B. 무선 통신 시스템에서 신호 송/수신 방법
도 2는 무선 통신 시스템에서 신호 송/수신 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 2를 참고하면, UE는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 BS와 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행한다(S201). 이를 위해, UE는 BS로부터 1차 동기 채널(primary synchronization channel, P-SCH) 및 2차 동기 채널(secondary synchronization channel, S-SCH)을 수신하여 BS와 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. LTE 시스템과 NR 시스템에서 P-SCH와 S-SCH는 각각 1차 동기 신호(primary synchronization signal, PSS)와 2차 동기 신호(secondary synchronization signal, SSS)로 불린다. 초기 셀 탐색 후, UE는 BS로부터 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH)를 수신하여 셀 내 브로드캐스트 정보를 획득할 수 있다. 한편, UE는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(downlink reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다. 초기 셀 탐색을 마친 UE는 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared Channel, PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S202).
한편, BS에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 UE는 BS에 대해 임의 접속 과정(random access procedure, RACH)을 수행할 수 있다(단계 S203 내지 단계 S206). 이를 위해, UE는 물리 임의 접속 채널(physical random access Channel, PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로서 전송하고(S203 및 S205), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 임의 접속 응답(random access response, RAR) 메시지를 수신할 수 있다(S204 및 S206). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 과정(contention resolution procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 과정을 수행한 UE는 이후 일반적인 상향링크/하향링크 신호 전송 과정으로서 PDCCH/PDSCH 수신(S207) 및 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared Channel, PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 전송(S208)을 수행할 수 있다. 특히 UE는 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)를 수신한다. UE는 해당 탐색 공간 설정(configuration)들에 따라 서빙 셀 상의 하나 이상의 제어 요소 세트(control element set, CORESET)들에 설정된 모니터링 기회(occasion)들에서 PDCCH 후보(candidate)들의 세트를 모니터링한다. UE가 모니터할 PDCCH 후보들의 세트는 탐색 공간 세트들의 면에서 정의되며, 탐색 공간 세트는 공통 탐색 공간 세트 또는 UE-특정 탐색 공간 세트일 수 있다. CORESET은 1~3개 OFDM 심볼들의 시간 지속기간을 갖는 (물리) 자원 블록들의 세트로 구성된다. 네트워크는 UE가 복수의 CORESET들을 갖도록 설정할 수 있다. UE는 하나 이상의 탐색 공간 세트들 내 PDCCH 후보들을 모니터링한다. 여기서 모니터링이라 함은 탐색 공간 내 PDCCH 후보(들)에 대한 디코딩 시도하는 것을 의미한다. UE가 탐색 공간 내 PDCCH 후보들 중 하나에 대한 디코딩에 성공하면, 상기 UE는 해당 PDCCH 후보에서 PDCCH를 검출했다고 판단하고, 상기 검출된 PDCCH 내 DCI를 기반으로 PDSCH 수신 혹은 PUSCH 전송을 수행한다. PDCCH는 PDSCH 상의 DL 전송들 및 PUSCH 상의 UL 전송들을 스케줄링하는 데 사용될 수 있다. 여기서 PDCCH 상의 DCI는 하향링크 공유 채널과 관련된, 변조(modulation) 및 코딩 포맷과 자원 할당(resource allocation) 정보를 적어도 포함하는 하향링크 배정(assignment)(즉, downlink grant; DL grant), 또는 상향링크 공유 채널과 관련된, 변조 및 코딩 포맷과 자원 할당 정보를 포함하는 상향링크 그랜트(uplink grant; UL grant)를 포함한다.
도 2를 참고하여, 5G 통신 시스템에서의 초기 접속(Initial Access, IA) 절차에 대해 추가적으로 살펴본다.
UE는 SSB에 기반하여 셀 탐색(search), 시스템 정보 획득, 초기 접속을 위한 빔 정렬, DL 측정 등을 수행할 수 있다. SSB는 SS/PBCH(Synchronization Signal/Physical Broadcast channel) 블록과 혼용된다.
SSB는 PSS, SSS와 PBCH로 구성된다. SSB는 4개의 연속된 OFDM 심볼들에 구성되며, OFDM 심볼별로 PSS, PBCH, SSS/PBCH 또는 PBCH가 전송된다. PSS와 SSS는 각각 1개의 OFDM 심볼과 127개의 부반송파들로 구성되고, PBCH는 3개의 OFDM 심볼과 576개의 부반송파들로 구성된다.
셀 탐색은 UE가 셀의 시간/주파수 동기를 획득하고, 상기 셀의 셀 ID(Identifier)(예, Physical layer Cell ID, PCI)를 검출하는 과정을 의미한다. PSS는 셀 ID 그룹 내에서 셀 ID를 검출하는데 사용되고, SSS는 셀 ID 그룹을 검출하는데 사용된다. PBCH는 SSB (시간) 인덱스 검출 및 하프-프레임 검출에 사용된다.
336개의 셀 ID 그룹이 존재하고, 셀 ID 그룹 별로 3개의 셀 ID가 존재한다. 총 1008개의 셀 ID가 존재한다. 셀의 셀 ID가 속한 셀 ID 그룹에 관한 정보는 상기 셀의 SSS를 통해 제공/획득되며, 상기 셀 ID 내 336개 셀들 중 상기 셀 ID에 관한 정보는 PSS를 통해 제공/획득된다
SSB는 SSB 주기(periodicity)에 맞춰 주기적으로 전송된다. 초기 셀 탐색 시에 UE가 가정하는 SSB 기본 주기는 20ms로 정의된다. 셀 접속 후, SSB 주기는 네트워크(예, BS)에 의해 {5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms, 160ms} 중 하나로 설정될 수 있다.
다음으로, 시스템 정보 (system information; SI) 획득에 대해 살펴본다.
SI는 마스터 정보 블록(master information block, MIB)와 복수의 시스템 정보 블록(system information block, SIB)들로 나눠진다. MIB 외의 SI는 RMSI(Remaining Minimum System Information)으로 지칭될 수 있다. MIB는 SIB1(SystemInformationBlock1)을 나르는 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH의 모니터링을 위한 정보/파라미터를 포함하며 SSB의 PBCH를 통해 BS에 의해 전송된다. SIB1은 나머지 SIB들(이하, SIBx, x는 2 이상의 정수)의 가용성(availability) 및 스케줄링(예, 전송 주기, SI-윈도우 크기)과 관련된 정보를 포함한다. SIBx는 SI 메시지에 포함되며 PDSCH를 통해 전송된다. 각각의 SI 메시지는 주기적으로 발생하는 시간 윈도우(즉, SI-윈도우) 내에서 전송된다.
도 2를 참고하여, 5G 통신 시스템에서의 임의 접속(Random Access, RA) 과정에 대해 추가적으로 살펴본다.
임의 접속 과정은 다양한 용도로 사용된다. 예를 들어, 임의 접속 과정은 네트워크 초기 접속, 핸드오버, UE-트리거드(triggered) UL 데이터 전송에 사용될 수 있다. UE는 임의 접속 과정을 통해 UL 동기와 UL 전송 자원을 획득할 수 있다. 임의 접속 과정은 경쟁 기반(contention-based) 임의 접속 과정과 경쟁 프리(contention free) 임의 접속 과정으로 구분된다. 경쟁 기반의 임의 접속 과정에 대한 구체적인 절차는 아래와 같다.
UE가 UL에서 임의 접속 과정의 Msg1로서 임의 접속 프리앰블을 PRACH를 통해 전송할 수 있다. 서로 다른 두 길이를 가지는 임의 접속 프리앰블 시퀀스들이 지원된다. 긴 시퀀스 길이 839는 1.25 및 5 kHz의 부반송파 간격(subcarrier spacing)에 대해 적용되며, 짧은 시퀀스 길이 139는 15, 30, 60 및 120 kHz의 부반송파 간격에 대해 적용된다.
BS가 UE로부터 임의 접속 프리앰블을 수신하면, BS는 임의 접속 응답(random access response, RAR) 메시지(Msg2)를 상기 UE에게 전송한다. RAR을 나르는 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH는 임의 접속(random access, RA) 무선 네트워크 임시 식별자(radio network temporary identifier, RNTI)(RA-RNTI)로 CRC 마스킹되어 전송된다. RA-RNTI로 마스킹된 PDCCH를 검출한 UE는 상기 PDCCH가 나르는 DCI가 스케줄링하는 PDSCH로부터 RAR을 수신할 수 있다. UE는 자신이 전송한 프리앰블, 즉, Msg1에 대한 임의 접속 응답 정보가 상기 RAR 내에 있는지 확인한다. 자신이 전송한 Msg1에 대한 임의 접속 정보가 존재하는지 여부는 상기 UE가 전송한 프리앰블에 대한 임의 접속 프리앰블 ID가 존재하는지 여부에 의해 판단될 수 있다. Msg1에 대한 응답이 없으면, UE는 전력 램핑(power ramping)을 수행하면서 RACH 프리앰블을 소정의 횟수 이내에서 재전송할 수 있다. UE는 가장 최근의 경로 손실 및 전력 램핑 카운터를 기반으로 프리앰블의 재전송에 대한 PRACH 전송 전력을 계산한다.
상기 UE는 임의 접속 응답 정보를 기반으로 상향링크 공유 채널 상에서 UL 전송을 임의 접속 과정의 Msg3로서 전송할 수 있다. Msg3은 RRC 연결 요청 및 UE 식별자를 포함할 수 있다. Msg3에 대한 응답으로서, 네트워크는 Msg4를 전송할 수 있으며, 이는 DL 상에서의 경쟁 해결 메시지로 취급될 수 있다. Msg4를 수신함으로써, UE는 RRC 연결된 상태에 진입할 수 있다.
C. 5G 통신 시스템의 빔 관리(Beam Management, BM) 절차
BM 과정은 (1) SSB 또는 CSI-RS를 이용하는 DL BM 과정과, (2) SRS(sounding reference signal)을 이용하는 UL BM 과정으로 구분될 수 있다. 또한, 각 BM 과정은 Tx 빔을 결정하기 위한 Tx 빔 스위핑과 Rx 빔을 결정하기 위한 Rx 빔 스위핑을 포함할 수 있다.
SSB를 이용한 DL BM 과정에 대해 살펴본다.
SSB를 이용한 빔 보고(beam report)에 대한 설정은 RRC_CONNECTED에서 채널 상태 정보(channel state information, CSI)/빔 설정 시에 수행된다.
- UE는 BM을 위해 사용되는 SSB 자원들에 대한 CSI-SSB-ResourceSetList를 포함하는 CSI-ResourceConfig IE를 BS로부터 수신한다. RRC 파라미터 csi-SSB-ResourceSetList는 하나의 자원 세트에서 빔 관리 및 보고을 위해 사용되는 SSB 자원들의 리스트를 나타낸다. 여기서, SSB 자원 세트는 {SSBx1, SSBx2, SSBx3, SSBx4, 쪋}으로 설정될 수 있다. SSB 인덱스는 0부터 63까지 정의될 수 있다.
- UE는 상기 CSI-SSB-ResourceSetList에 기초하여 SSB 자원들 상의 신호들을 상기 BS로부터 수신한다.
- SSBRI 및 참조 신호 수신 전력(reference signal received power, RSRP)에 대한 보고와 관련된 CSI-RS reportConfig가 설정된 경우, 상기 UE는 최선(best) SSBRI 및 이에 대응하는 RSRP를 BS에게 보고한다. 예를 들어, 상기 CSI-RS reportConfig IE의 reportQuantity가 'ssb-Index-RSRP'로 설정된 경우, UE는 BS으로 최선 SSBRI 및 이에 대응하는 RSRP를 보고한다.
UE는 SSB와 동일한 OFDM 심볼(들)에 CSI-RS 자원이 설정되고, 'QCL-TypeD'가 적용 가능한 경우, 상기 UE는 CSI-RS와 SSB가 'QCL-TypeD' 관점에서 유사 동일 위치된(quasi co-located, QCL) 것으로 가정할 수 있다. 여기서, QCL-TypeD는 공간(spatial) Rx 파라미터 관점에서 안테나 포트들 간에 QCL되어 있음을 의미할 수 있다. UE가 QCL-TypeD 관계에 있는 복수의 DL 안테나 포트들의 신호들을 수신 시에는 동일한 수신 빔을 적용해도 무방하다.
다음으로, CSI-RS를 이용한 DL BM 과정에 대해 살펴본다.
CSI-RS를 이용한 UE의 Rx 빔 결정(또는 정제(refinement)) 과정과 BS의 Tx 빔 스위핑 과정에 대해 차례정규 도로 살펴본다. UE의 Rx 빔 결정 과정은 반복 파라미터가 'ON'으로 설정되며, BS의 Tx 빔 스위핑 과정은 반복 파라미터가 'OFF'로 설정된다.
먼저, UE의 Rx 빔 결정 과정에 대해 살펴본다.
- UE는 'repetition'에 관한 RRC 파라미터를 포함하는 NZP CSI-RS resource set IE를 RRC 시그널링을 통해 BS로부터 수신한다. 여기서, 상기 RRC 파라미터 'repetition'이 'ON'으로 세팅되어 있다.
- UE는 상기 RRC 파라미터 'repetition'이 'ON'으로 설정된 CSI-RS 자원 세트 내의 자원(들) 상에서의 신호들을 BS의 동일 Tx 빔(또는 DL 공간 도메인 전송 필터)을 통해 서로 다른 OFDM 심볼에서 반복 수신한다.
- UE는 자신의 Rx 빔을 결정한다.
- UE는 CSI 보고를 생략한다. 즉, UE는 상가 RRC 파라미터 'repetition'이 'ON'으로 설정된 경우, CSI 보고를 생략할 수 있다.
다음으로, BS의 Tx 빔 결정 과정에 대해 살펴본다.
- UE는 'repetition'에 관한 RRC 파라미터를 포함하는 NZP CSI-RS resource set IE를 RRC 시그널링을 통해 BS로부터 수신한다. 여기서, 상기 RRC 파라미터 'repetition'이 'OFF'로 세팅되어 있으며, BS의 Tx 빔 스위핑 과정과 관련된다.
- UE는 상기 RRC 파라미터 'repetition'이 'OFF'로 설정된 CSI-RS 자원 세트 내의 자원들 상에서의 신호들을 BS의 서로 다른 Tx 빔(DL 공간 도메인 전송 필터)을 통해 수신한다.
- UE는 최상의(best) 빔을 선택(또는 결정)한다.
- UE는 선택된 빔에 대한 ID(예, CRI) 및 관련 품질 정보(예, RSRP)를 BS으로 보고한다. 즉, UE는 CSI-RS가 BM을 위해 전송되는 경우 CRI와 이에 대한 RSRP를 BS으로 보고한다.
다음으로, SRS를 이용한 UL BM 과정에 대해 살펴본다.
- UE는 'beam management'로 설정된 (RRC 파라미터) 용도 파라미터를 포함하는 RRC 시그널링(예, SRS-Config IE)를 BS로부터 수신한다. SRS-Config IE는 SRS 전송 설정을 위해 사용된다. SRS-Config IE는 SRS-Resources의 리스트와 SRS-ResourceSet들의 리스트를 포함한다. 각 SRS 자원 세트는 SRS-resource들의 세트를 의미한다.
- UE는 상기 SRS-Config IE에 포함된 SRS-SpatialRelation Info에 기초하여 전송할 SRS 자원에 대한 Tx 빔포밍을 결정한다. 여기서, SRS-SpatialRelation Info는 SRS 자원별로 설정되고, SRS 자원별로 SSB, CSI-RS 또는 SRS에서 사용되는 빔포밍과 동일한 빔포밍을 적용할지를 나타낸다.
- 만약 SRS 자원에 SRS-SpatialRelationInfo가 설정되면 SSB, CSI-RS 또는 SRS에서 사용되는 빔포밍과 동일한 빔포밍을 적용하여 전송한다. 하지만, SRS 자원에 SRS-SpatialRelationInfo가 설정되지 않으면, 상기 UE는 임의로 Tx 빔포밍을 결정하여 결정된 Tx 빔포밍을 통해 SRS를 전송한다.
다음으로, 빔 실패 복구(beam failure recovery, BFR) 과정에 대해 살펴본다.
빔포밍된 시스템에서, RLF(Radio Link Failure)는 UE의 회전(rotation), 이동(movement) 또는 빔포밍 블로키지(blockage)로 인해 자주 발생할 수 있다. 따라서, 잦은 RLF가 발생하는 것을 방지하기 위해 BFR이 NR에서 지원된다. BFR은 무선 링크 실패 복구 과정과 유사하고, UE가 새로운 후보 빔(들)을 아는 경우에 지원될 수 있다. 빔 실패 검출을 위해, BS는 UE에게 빔 실패 검출 참조 신호들을 설정하고, 상기 UE는 상기 UE의 물리 계층으로부터의 빔 실패 지시(indication)들의 횟수가 BS의 RRC 시그널링에 의해 설정된 기간(period) 내에 RRC 시그널링에 의해 설정된 임계치(threshold)에 이르면(reach), 빔 실패를 선언(declare)한다. 빔 실패가 검출된 후, 상기 UE는 PCell 상의 임의 접속 과정을 개시(initiate)함으로써 빔 실패 복구를 트리거하고; 적절한(suitable) 빔을 선택하여 빔 실패 복구를 수행한다(BS가 어떤(certain) 빔들에 대해 전용 임의 접속 자원들을 제공한 경우, 이들이 상기 UE에 의해 우선화된다). 상기 임의 접속 절차의 완료(completion) 시, 빔 실패 복구가 완료된 것으로 간주된다.
D. URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication)
NR에서 정의하는 URLLC 전송은 (1) 상대적으로 낮은 트래픽 크기, (2) 상대적으로 낮은 도착 레이트(low arrival rate), (3) 극도의 낮은 레이턴시 요구사항(requirement)(예, 0.5, 1ms), (4) 상대적으로 짧은 전송 지속기간(duration)(예, 2 OFDM symbols), (5) 긴급한 서비스/메시지 등에 대한 전송을 의미할 수 있다. UL의 경우, 보다 엄격(stringent)한 레이턴시 요구 사항(latency requirement)을 만족시키기 위해 특정 타입의 트래픽(예컨대, URLLC)에 대한 전송이 앞서서 스케줄링된 다른 전송(예컨대, eMBB)과 다중화(multiplexing)되어야 할 필요가 있다. 이와 관련하여 한 가지 방안으로, 앞서 스케줄링 받은 UE에게 특정 자원에 대해서 프리엠션(preemption)될 것이라는 정보를 주고, 해당 자원을 URLLC UE가 UL 전송에 사용하도록 한다.
NR의 경우, eMBB와 URLLC 사이의 동적 자원 공유(sharing)이 지원된다. eMBB와 URLLC 서비스들은 비-중첩(non-overlapping) 시간/주파수 자원들 상에서 스케줄될 수 있으며, URLLC 전송은 진행 중인(ongoing) eMBB 트래픽에 대해 스케줄된 자원들에서 발생할 수 있다. eMBB UE는 해당 UE의 PDSCH 전송이 부분적으로 펑처링(puncturing)되었는지 여부를 알 수 없을 수 있고, 손상된 코딩된 비트(corrupted coded bit)들로 인해 UE는 PDSCH를 디코딩하지 못할 수 있다. 이 점을 고려하여, NR에서는 프리엠션 지시(preemption indication)을 제공한다. 상기 프리엠션 지시(preemption indication)는 중단된 전송 지시(interrupted transmission indication)으로 지칭될 수도 있다.
프리엠션 지시와 관련하여, UE는 BS로부터의 RRC 시그널링을 통해 DownlinkPreemption IE를 수신한다. UE가 DownlinkPreemption IE를 제공받으면, DCI 포맷 2_1을 운반(convey)하는 PDCCH의 모니터링을 위해 상기 UE는 DownlinkPreemption IE 내 파라미터 int-RNTI에 의해 제공된 INT-RNTI를 가지고 설정된다. 상기 UE는 추가적으로 servingCellID에 의해 제공되는 서빙 셀 인덱스들의 세트를 포함하는 INT-ConfigurationPerServing Cell에 의해 서빙 셀들의 세트와 positionInDCI에 의해 DCI 포맷 2_1 내 필드들을 위한 위치들의 해당 세트를 가지고 설정되고, dci-PayloadSize에 의해 DCI 포맷 2_1을 위한 정보 페이로드 크기를 가지고 설졍되며, timeFrequencySect에 의한 시간-주파수 자원들의 지시 입도(granularity)를 가지고 설정된다.
상기 UE는 상기 DownlinkPreemption IE에 기초하여 DCI 포맷 2_1을 상기 BS로부터 수신한다.
UE가 서빙 셀들의 설정된 세트 내 서빙 셀에 대한 DCI 포맷 2_1을 검출하면, 상기 UE는 상기 DCI 포맷 2_1이 속한 모니터링 기간의 바로 앞(last) 모니터링 기간의 PRB들의 세트 및 심볼들의 세트 중 상기 DCI 포맷 2_1에 의해 지시되는 PRB들 및 심볼들 내에는 상기 UE로의 아무런 전송도 없다고 가정할 수 있다. 예를 들어, UE는 프리엠션에 의해 지시된 시간-주파수 자원 내 신호는 자신에게 스케줄링된 DL 전송이 아니라고 보고 나머지 자원 영역에서 수신된 신호들을 기반으로 데이터를 디코딩한다.
E. mMTC (massive MTC)
mMTC(massive Machine Type Communication)은 많은 수의 UE와 동시에 통신하는 초연결 서비스를 지원하기 위한 5G의 시나리오 중 하나이다. 이 환경에서, UE는 굉장히 낮은 전송 속도와 이동성을 가지고 간헐적으로 통신하게 된다. 따라서, mMTC는 UE를 얼마나 낮은 비용으로 오랫동안 구동할 수 있는지를 주요 목표로 하고 있다. mMTC 기술과 관련하여 3GPP에서는 MTC와 NB(NarrowBand)-IoT를 다루고 있다.
mMTC 기술은 PDCCH, PUCCH, PDSCH(physical downlink shared channel), PUSCH 등의 반복 전송, 주파수 호핑(hopping), 리튜닝(retuning), 가드 구간(guard period) 등의 특징을 가진다.
즉, 특정 정보를 포함하는 PUSCH(또는 PUCCH(특히, long PUCCH) 또는 PRACH) 및 특정 정보에 대한 응답을 포함하는 PDSCH(또는 PDCCH)가 반복 전송된다. 반복 전송은 주파수 호핑(frequency hopping)을 통해 수행되며, 반복 전송을 위해, 제 1 주파수 자원에서 제 2 주파수 자원으로 가드 구간(guard period)에서 (RF) 리튜닝(retuning)이 수행되고, 특정 정보 및 특정 정보에 대한 응답은 협대역(narrowband)(ex. 6 RB (resource block) or 1 RB)를 통해 송/수신될 수 있다.
주행
(1) 차량 외관
도 3는 본 명세서의 실시예에 따른 차량을 도시한 도면이다.
도 3를 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 차량(10)은, 도로나 선로 위를 주행하는 수송 수단으로 정의된다. 차량(10)은, 자동차, 기차, 오토바이를 포함하는 개념이다. 차량(10)은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량등을 모두 포함하는 개념일 수 있다. 차량(10)은 개인이 소유한 차량일 수 있다. 차량(10)은, 공유형 차량일 수 있다. 차량(10)은 자율 주행 차량일 수 있다.
(2) 차량의 구성 요소
도 4은 본 명세서의 실시예에 따른 차량의 제어 블럭도이다.
도 4을 참조하면, 차량(10)은, 사용자 인터페이스 장치(200), 오브젝트 검출 장치(210), 통신 장치(220), 운전 조작 장치(230), 메인 ECU(240), 구동 제어 장치(250), 자율 주행 장치(260), 센싱부(270) 및 위치 데이터 생성 장치(280)를 포함할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(210), 통신 장치(220), 운전 조작 장치(230), 메인 ECU(240), 구동 제어 장치(250), 자율 주행 장치(260), 센싱부(270) 및 위치 데이터 생성 장치(280)는 각각이 전기적 신호를 생성하고, 상호간에 전기적 신호를 교환하는 전자 장치로 구현될 수 있다.
1) 사용자 인터페이스 장치
사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량(10)과 사용자와의 소통을 위한 장치이다. 사용자 인터페이스 장치(200)는, 사용자 입력을 수신하고, 사용자에게 차량(10)에서 생성된 정보를 제공할 수 있다. 차량(10)은, 사용자 인터페이스 장치(200)를 통해, UI(User Interface) 또는 UX(User Experience)를 구현할 수 있다. 사용자 인터페이스 장치(200)는, 입력 장치, 출력 장치 및 사용자 모니터링 장치를 포함할 수 있다.
2) 오브젝트 검출 장치
오브젝트 검출 장치(210)는, 차량(10) 외부의 오브젝트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 오브젝트에 대한 정보는, 오브젝트의 존재 유무에 대한 정보, 오브젝트의 위치 정보, 차량(10)과 오브젝트와의 거리 정보 및 차량(10)과 오브젝트와의 상대 속도 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(210)는, 차량(10) 외부의 오브젝트를 검출할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(210)는, 차량(10) 외부의 오브젝트를 검출할 수 있는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(210)는, 카메라, 레이다, 라이다, 초음파 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(210)는, 센서에서 생성되는 센싱 신호에 기초하여 생성된 오브젝트에 대한 데이터를 차량에 포함된 적어도 하나의 전자 장치에 제공할 수 있다.
2.1) 카메라
카메라는 영상을 이용하여 차량(10) 외부의 오브젝트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 카메라는 적어도 하나의 렌즈, 적어도 하나의 이미지 센서 및 이미지 센서와 전기적으로 연결되어 수신되는 신호를 처리하고, 처리되는 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
카메라는, 모노 카메라, 스테레오 카메라, AVM(Around View Monitoring) 카메라 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 카메라는, 다양한 영상 처리 알고리즘을 이용하여, 오브젝트의 위치 정보, 오브젝트와의 거리 정보 또는 오브젝트와의 상대 속도 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 카메라는, 획득된 영상에서, 시간에 따른 오브젝트 크기의 변화를 기초로, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 카메라는, 핀홀(pin hole) 모델, 노면 프로파일링 등을 통해, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 카메라는, 스테레오 카메라에서 획득된 스테레오 영상에서 디스패러티(disparity) 정보를 기초로 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
카메라는, 차량 외부를 촬영하기 위해 차량에서 FOV(field of view) 확보가 가능한 위치에 장착될 수 있다. 카메라는, 차량 전방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 프런트 윈드 쉴드에 근접하게 배치될 수 있다. 카메라는, 프런트 범퍼 또는 라디에이터 그릴 주변에 배치될 수 있다. 카메라는, 차량 후방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 리어 글라스에 근접하게 배치될 수 있다. 카메라는, 리어 범퍼, 트렁크 또는 테일 게이트 주변에 배치될 수 있다. 카메라는, 차량 측방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서 사이드 윈도우 중 적어도 어느 하나에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라는, 사이드 미러, 휀더 또는 도어 주변에 배치될 수 있다.
2.2) 레이다
레이다는 전파를 이용하여 차량(10) 외부의 오브젝트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 레이다는, 전자파 송신부, 전자파 수신부 및 전자파 송신부 및 전자파 수신부와 전기적으로 연결되어, 수신되는 신호를 처리하고, 처리되는 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 레이다는 전파 발사 원리상 펄스 레이다(Pulse Radar) 방식 또는 연속파 레이다(Continuous Wave Radar) 방식으로 구현될 수 있다. 레이다는 연속파 레이다 방식 중에서 신호 파형에 따라 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)방식 또는 FSK(Frequency Shift Keyong) 방식으로 구현될 수 있다. 레이다는 전자파를 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다. 레이다는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
2.3) 라이다
라이다는, 레이저 광을 이용하여, 차량(10) 외부의 오브젝트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 라이다는, 광 송신부, 광 수신부 및 광 송신부 및 광 수신부와 전기적으로 연결되어, 수신되는 신호를 처리하고, 처리된 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 라이다는, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식으로 구현될 수 있다. 라이다는, 구동식 또는 비구동식으로 구현될 수 있다. 구동식으로 구현되는 경우, 라이다는, 모터에 의해 회전되며, 차량(10) 주변의 오브젝트를 검출할 수 있다. 비구동식으로 구현되는 경우, 라이다는, 광 스티어링에 의해, 차량을 기준으로 소정 범위 내에 위치하는 오브젝트를 검출할 수 있다. 차량(100)은 복수의 비구동식 라이다를 포함할 수 있다. 라이다는, 레이저 광 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다. 라이다는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
3) 통신 장치
통신 장치(220)는, 차량(10) 외부에 위치하는 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. 통신 장치(220)는, 인프라(예를 들면, 서버, 방송국), 타 차량, 단말기 중 적어도 어느 하나와 신호를 교환할 수 있다. 통신 장치(220)는, 통신을 수행하기 위해 송신 안테나, 수신 안테나, 각종 통신 프로토콜이 구현 가능한 RF(Radio Frequency) 회로 및 RF 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 통신 장치는 C-V2X(Cellular V2X) 기술을 기반으로 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. 예를 들어, C-V2X 기술은 LTE 기반의 사이드링크 통신 및/또는 NR 기반의 사이드링크 통신을 포함할 수 있다. C-V2X와 관련된 내용은 후술한다.
예를 들어, 통신 장치는 IEEE 802.11p PHY/MAC 계층 기술과 IEEE 1609 Network/Transport 계층 기술 기반의 DSRC(Dedicated Short Range Communications) 기술 또는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 표준을 기반으로 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. DSRC (또는 WAVE 표준) 기술은 차량 탑재 장치 간 혹은 노변 장치와 차량 탑재 장치 간의 단거리 전용 통신을 통해 ITS(Intelligent Transport System) 서비스를 제공하기 위해 마련된 통신 규격이다. DSRC 기술은 5.9GHz 대역의 주파수를 사용할 수 있고, 3Mbps~27Mbps의 데이터 전송 속도를 가지는 통신 방식일 수 있다. IEEE 802.11p 기술은 IEEE 1609 기술과 결합되어 DSRC 기술 (혹은 WAVE 표준)을 지원할 수 있다.
본 명세서의 통신 장치는 C-V2X 기술 또는 DSRC 기술 중 어느 하나만을 이용하여 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다. 또는, 본 명세서의 통신 장치는 C-V2X 기술 및 DSRC 기술을 하이브리드하여 외부 디바이스와 신호를 교환할 수 있다.
4) 운전 조작 장치
운전 조작 장치(230)는, 운전을 위한 사용자 입력을 수신하는 장치이다. 메뉴얼 모드인 경우, 차량(10)은, 운전 조작 장치(230)에 의해 제공되는 신호에 기초하여 운행될 수 있다. 운전 조작 장치(230)는, 조향 입력 장치(예를 들면, 스티어링 휠), 가속 입력 장치(예를 들면, 가속 페달) 및 브레이크 입력 장치(예를 들면, 브레이크 페달)를 포함할 수 있다.
5) 메인 ECU
메인 ECU(240)는, 차량(10) 내에 구비되는 적어도 하나의 전자 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
6) 구동 제어 장치
구동 제어 장치(250)는, 차량(10)내 각종 차량 구동 장치를 전기적으로 제어하는 장치이다. 구동 제어 장치(250)는, 파워 트레인 구동 제어 장치, 샤시 구동 제어 장치, 도어/윈도우 구동 제어 장치, 안전 장치 구동 제어 장치, 램프 구동 제어 장치 및 공조 구동 제어 장치를 포함할 수 있다. 파워 트레인 구동 제어 장치는, 동력원 구동 제어 장치 및 변속기 구동 제어 장치를 포함할 수 있다. 샤시 구동 제어 장치는, 조향 구동 제어 장치, 브레이크 구동 제어 장치 및 서스펜션 구동 제어 장치를 포함할 수 있다. 한편, 안전 장치 구동 제어 장치는, 안전 벨트 제어를 위한 안전 벨트 구동 제어 장치를 포함할 수 있다.
구동 제어 장치(250)는, 적어도 하나의 전자적 제어 장치(예를 들면, 제어 ECU(Electronic Control Unit))를 포함한다.
구종 제어 장치(250)는, 자율 주행 장치(260)에서 수신되는 신호에 기초하여, 차량 구동 장치를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어 장치(250)는, 자율 주행 장치(260)에서 수신되는 신호에 기초하여, 파워 트레인, 조향 장치 및 브레이크 장치를 제어할 수 있다.
7) 자율 주행 장치
자율 주행 장치(260)는, 획득된 데이터에 기초하여, 자율 주행을 위한 패스를 생성할 수 있다. 자율 주행 장치(260)는, 생성된 경로를 따라 주행하기 위한 드라이빙 플랜을 생성 할 수 있다. 자율 주행 장치(260)는, 드라이빙 플랜에 따른 차량의 움직임을 제어하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 자율 주행 장치(260)는, 생성된 신호를 구동 제어 장치(250)에 제공할 수 있다.
자율 주행 장치(260)는, 적어도 하나의 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 기능을 구현할 수 있다. ADAS는, 적응형 크루즈 컨트롤 시스템(ACC : Adaptive Cruise Control), 자동 비상 제동 시스템(AEB : Autonomous Emergency Braking), 전방 충돌 알림 시스템(FCW : Foward Collision Warning), 차선 유지 보조 시스템(LKA : Lane Keeping Assist), 차선 변경 보조 시스템(LCA : Lane Change Assist), 타겟 추종 보조 시스템(TFA : Target Following Assist), 사각 지대 감시 시스템(BSD : Blind Spot Detection), 적응형 하이빔 제어 시스템(HBA : High Beam Assist), 자동 주차 시스템(APS : Auto Parking System), 보행자 충돌 알림 시스템(PD collision warning system), 교통 신호 검출 시스템(TSR : Traffic Sign Recognition), 교통 신호 보조 시스템(TSA : Trafffic Sign Assist), 나이트 비전 시스템(NV : Night Vision), 운전자 상태 모니터링 시스템(DSM : Driver Status Monitoring) 및 교통 정체 지원 시스템(TJA : Traffic Jam Assist) 중 적어도 어느 하나를 구현할 수 있다.
자율 주행 장치(260)는, 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로의 전환 동작 또는 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로의 전환 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 자율 주행 장치(260)는, 사용자 인터페이스 장치(200)로부터 수신되는 신호에 기초하여, 차량(10)의 모드를 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하거나 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환할 수 있다.
8) 센싱부
센싱부(270)는, 차량의 상태를 센싱할 수 있다. 센싱부(270)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 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 한편, IMU(inertial measurement unit) 센서는, 가속도 센서, 자이로 센서, 자기 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
센싱부(270)는, 적어도 하나의 센서에서 생성되는 신호에 기초하여, 차량의 상태 데이터를 생성할 수 있다. 차량 상태 데이터는, 차량 내부에 구비된 각종 센서에서 감지된 데이터를 기초로 생성된 정보일 수 있다. 센싱부(270)는, 차량 자세 데이터, 차량 모션 데이터, 차량 요(yaw) 데이터, 차량 롤(roll) 데이터, 차량 피치(pitch) 데이터, 차량 충돌 데이터, 차량 방향 데이터, 차량 각도 데이터, 차량 속도 데이터, 차량 가속도 데이터, 차량 기울기 데이터, 차량 전진/후진 데이터, 차량의 중량 데이터, 배터리 데이터, 연료 데이터, 타이어 공기압 데이터, 차량 내부 온도 데이터, 차량 내부 습도 데이터, 스티어링 휠 회전 각도 데이터, 차량 외부 조도 데이터, 가속 페달에 가해지는 압력 데이터, 브레이크 페달에 가해지는 압력 데이터 등을 생성할 수 있다.
9) 위치 데이터 생성 장치
위치 데이터 생성 장치(280)는, 차량(10)의 위치 데이터를 생성할 수 있다. 위치 데이터 생성 장치(280)는, GPS(Global Positioning System) 및 DGPS(Differential Global Positioning System) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 위치 데이터 생성 장치(280)는, GPS 및 DGPS 중 적어도 어느 하나에서 생성되는 신호에 기초하여 차량(10)의 위치 데이터를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 위치 데이터 생성 장치(280)는, 센싱부(270)의 IMU(Inertial Measurement Unit) 및 오브젝트 검출 장치(210)의 카메라 중 적어도 어느 하나에 기초하여 위치 데이터를 보정할 수 있다. 위치 데이터 생성 장치(280)는, GNSS(Global Navigation Satellite System)로 명명될 수 있다.
차량(10)은, 내부 통신 시스템(50)을 포함할 수 있다. 차량(10)에 포함되는 복수의 전자 장치는 내부 통신 시스템(50)을 매개로 신호를 교환할 수 있다. 신호에는 데이터가 포함될 수 있다. 내부 통신 시스템(50)은, 적어도 하나의 통신 프로토콜(예를 들면, CAN, LIN, FlexRay, MOST, 이더넷)을 이용할 수 있다.
(3) 자율 주행 장치의 구성 요소
도 5은 본 명세서의 실시예에 따른 자율 주행 장치의 제어 블럭도이다.
도 5을 참조하면, 자율 주행 장치(260)는, 메모리(140), 프로세서(170), 인터페이스부(180) 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
메모리(140)는, 프로세서(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(140)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 프로세서(170)에서 처리된 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 메모리(140)는 프로세서(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 자율 주행 장치(260) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 프로세서(170)와 일체형으로 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 메모리(140)는, 프로세서(170)의 하위 구성으로 분류될 수 있다.
인터페이스부(180)는, 차량(10) 내에 구비되는 적어도 하나의 전자 장치와 유선 또는 무선으로 신호를 교환할 수 있다. 인터페이스부(280)는, 오브젝트 검출 장치(210), 통신 장치(220), 운전 조작 장치(230), 메인 ECU(240), 구동 제어 장치(250), 센싱부(270) 및 위치 데이터 생성 장치(280) 중 적어도 어느 하나와 유선 또는 무선으로 신호를 교환할 수 있다. 인터페이스부(280)는, 통신 모듈, 단자, 핀, 케이블, 포트, 회로, 소자 및 장치 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.
전원 공급부(190)는, 자율 주행 장치(260)에 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(190)는, 차량(10)에 포함된 파워 소스(예를 들면, 배터리)로부터 전원을 공급받아, 자율 주행 장치(260)의 각 유닛에 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(190)는, 메인 ECU(240)로부터 제공되는 제어 신호에 따라 동작될 수 있다. 전원 공급부(190)는, SMPS(switched-mode power supply)를 포함할 수 있다.
프로세서(170)는, 메모리(140), 인터페이스부(280), 전원 공급부(190)와 전기적으로 연결되어 신호를 교환할 수 있다. 프로세서(170)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
프로세서(170)는, 전원 공급부(190)로부터 제공되는 전원에 의해 구동될 수 있다. 프로세서(170)는, 전원 공급부(190)에 의해 전원이 공급되는 상태에서 데이터를 수신하고, 데이터를 처리하고, 신호를 생성하고, 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(170)는, 인터페이스부(180)를 통해, 차량(10) 내 다른 전자 장치로부터 정보를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 인터페이스부(180)를 통해, 차량(10) 내 다른 전자 장치로 제어 신호를 제공할 수 있다.
자율 주행 장치(260)는, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 포함할 수 있다. 메모리(140), 인터페이스부(180), 전원 공급부(190) 및 프로세서(170)는, 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결될 수 있다.
(4) 자율 주행 장치의 동작
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 신호 흐름도이다.
1) 수신 동작
도 6을 참조하면, 프로세서(170)는, 수신 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(170)는, 인터페이스부(180)를 통해, 오브젝트 검출 장치(210), 통신 장치(220), 센싱부(270) 및 위치 데이터 생성 장치(280) 중 적어도 어느 하나로부터, 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 오브젝트 검출 장치(210)로부터, 오브젝트 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 통신 장치(220)로부터, HD 맵 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 센싱부(270)로부터, 차량 상태 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 위치 데이터 생성 장치(280)로부터 위치 데이터를 수신할 수 있다.
2) 처리/판단 동작
프로세서(170)는, 처리/판단 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(170)는, 주행 상황 정보에 기초하여, 처리/판단 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(170)는, 오브젝트 데이터, HD 맵 데이터, 차량 상태 데이터 및 위치 데이터 중 적어도 어느 하나에 기초하여, 처리/판단 동작을 수행할 수 있다.
2.1) 드라이빙 플랜 데이터 생성 동작
프로세서(170)는, 드라이빙 플랜 데이터(driving plan data)를 생성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1700는, 일렉트로닉 호라이즌 데이터(Electronic Horizon Data)를 생성할 수 있다. 일렉트로닉 호라이즌 데이터는, 차량(10)이 위치한 지점에서부터 호라이즌(horizon)까지 범위 내에서의 드라이빙 플랜 데이터로 이해될 수 있다. 호라이즌은, 기 설정된 주행 경로를 기준으로, 차량(10)이 위치한 지점에서 기설정된 거리 앞의 지점으로 이해될 수 있다. 호라이즌은, 기 설정된 주행 경로를 따라 차량(10)이 위치한 지점에서부터 차량(10)이 소정 시간 이후에 도달할 수 있는 지점을 의미할 수 있다.
일렉트로닉 호라이즌 데이터는, 호라이즌 맵 데이터 및 호라이즌 패스 데이터를 포함할 수 있다.
2.1.1) 호라이즌 맵 데이터
호라이즌 맵 데이터는, 토폴로지 데이터(topology data), 도로 데이터, HD 맵 데이터 및 다이나믹 데이터(dynamic data) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 호라이즌 맵 데이터는, 복수의 레이어를 포함할 수 있다. 예를 들면, 호라이즌 맵 데이터는, 토폴로지 데이터에 매칭되는 1 레이어, 도로 데이터에 매칭되는 제2 레이어, HD 맵 데이터에 매칭되는 제3 레이어 및 다이나믹 데이터에 매칭되는 제4 레이어를 포함할 수 있다. 호라이즌 맵 데이터는, 스태이틱 오브젝트(static object) 데이터를 더 포함할 수 있다.
토폴로지 데이터는, 도로 중심을 연결해 만든 지도로 설명될 수 있다. 토폴로지 데이터는, 차량의 위치를 대략적으로 표시하기에 알맞으며, 주로 운전자를 위한 내비게이션에서 사용하는 데이터의 형태일 수 있다. 토폴로지 데이터는, 차로에 대한 정보가 제외된 도로 정보에 대한 데이터로 이해될 수 있다. 토폴로지 데이터는, 통신 장치(220)를 통해, 외부 서버에서 수신된 데이터에 기초하여 생성될 수 있다. 토폴로지 데이터는, 차량(10)에 구비된 적어도 하나의 메모리에 저장된 데이터에 기초할 수 있다.
도로 데이터는, 도로의 경사 데이터, 도로의 곡률 데이터, 도로의 제한 속도 데이터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 도로 데이터는, 추월 금지 구간 데이터를 더 포함할 수 있다. 도로 데이터는, 통신 장치(220)를 통해, 외부 서버에서 수신된 데이터에 기초할 수 있다. 도로 데이터는, 오브젝트 검출 장치(210)에서 생성된 데이터에 기초할 수 있다.
HD 맵 데이터는, 도로의 상세한 차선 단위의 토폴로지 정보, 각 차선의 연결 정보, 차량의 로컬라이제이션(localization)을 위한 특징 정보(예를 들면, 교통 표지판, Lane Marking/속성, Road furniture 등)를 포함할 수 있다. HD 맵 데이터는, 통신 장치(220)를 통해, 외부 서버에서 수신된 데이터에 기초할 수 있다.
다이나믹 데이터는, 도로상에서 발생될 수 있는 다양한 동적 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 다이나믹 데이터는, 공사 정보, 가변 속도 차로 정보, 노면 상태 정보, 트래픽 정보, 무빙 오브젝트 정보 등을 포함할 수 있다. 다이나믹 데이터는, 통신 장치(220)를 통해, 외부 서버에서 수신된 데이터에 기초할 수 있다. 다이나믹 데이터는, 오브젝트 검출 장치(210)에서 생성된 데이터에 기초할 수 있다.
프로세서(170)는, 차량(10)이 위치한 지점에서부터 호라이즌까지 범위 내에서의 맵 데이터를 제공할 수 있다.
2.1.2) 호라이즌 패스 데이터
호라이즌 패스 데이터는, 차량(10)이 위치한 지점에서부터 호라이즌까지의 범위 내에서 차량(10)이 취할 수 있는 궤도로 설명될 수 있다. 호라이즌 패스 데이터는, 디시전 포인트(decision point)(예를 들면, 갈림길, 분기점, 교차로 등)에서 어느 하나의 도로를 선택할 상대 확률을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 상대 확률은, 최종 목적지까지 도착하는데 걸리는 시간에 기초하여 계산될 수 있다. 예를 들면, 디시전 포인트에서, 제1 도로를 선택하는 경우 제2 도로를 선택하는 경우보다 최종 목적지에 도착하는데 걸리는 시간이 더 작은 경우, 제1 도로를 선택할 확률은 제2 도로를 선택할 확률보다 더 높게 계산될 수 있다.
호라이즌 패스 데이터는, 메인 패스와 서브 패스를 포함할 수 있다. 메인 패스는, 선택될 상대적 확률이 높은 도로들을 연결한 궤도로 이해될 수 있다. 서브 패스는, 메인 패스 상의 적어도 하나의 디시전 포인트에서 분기될 수 있다. 서브 패스는, 메인 패스 상의 적어도 하나의 디시전 포인트에서 선택될 상대적 확률이 낮은 적어도 어느 하나의 도로를 연결한 궤도로 이해될 수 있다.
3) 제어 신호 생성 동작
프로세서(170)는, 제어 신호 생성 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(170)는, 일렉트로닉 호라이즌 데이터에 기초하여, 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(170)는, 일렉트로닉 호라이즌 데이터에 기초하여, 파워트레인 제어 신호, 브라이크 장치 제어 신호 및 스티어링 장치 제어 신호 중 적어도 어느 하나를 생성할 수 있다.
프로세서(170)는, 인터페이스부(180)를 통해, 생성된 제어 신호를 구동 제어 장치(250)에 전송할 수 있다. 구동 제어 장치(250)는, 파워 트레인(251), 브레이크 장치(252) 및 스티어링 장치(253) 중 적어도 어느 하나에 제어 신호를 전송할 수 있다.
차량의 5G TCU(Transmission Control Unit)는 CAN,이더넷, 5G 모뎀 등에 연결되어, 대량의 데이터를 동시에 송수신하여야 한다. 일반적인 TCU의 CAN Gateway 기능은 CAN/이더넷/PCIe 컨트롤러 등에서 메시지를 전부 해석한 이후, 내부 CAN/이더넷/PCIe 네트워크로 다시 전달해주는 방식으로 동작하여, 메시지를 고속으로 전달하기 어렵다. 차량의 TCU는 자율 주행 장치(260)에 포함될 수 있다.
본 명세서에서 차량은 TCU 내부의 Application Processor(AP)에서 외부 네트워크 장치 또는 차량 내부 네트워크 장치를 통해, 데이터를 송수신 할 때에 특정 이벤트에 의하여 과다하게 발생하는 Job을 AP의 전용 CAN 메시지 처리 Core와 일반 Core로 동적으로 분배할 수 있다.
또한, 차량은 TCU 내부/외부에 위치한 CAN 컨트롤러의 CAN Bus에 트래픽이 과다하게 발생하여 AP의 CAN 메시지 처리용 Core가 CAN Controller를 통해서 유입되는 CAN메시지를 처리할 수 있는 능력을 초과하는 경우, Load를 낮추기 위하여, AP CAN 메시지 처리용 Core의 Load값, CAN Bus Load값, Latency, Throughput을 활용하여, 과다한 Load를 판정하고, AP의 Core의 Load를 낮추는 자원 재분배 동작을 실시할 수 있다.
예를 들어, 차량은 차량 내부의 센서데이터 또는 5G MEC서버에서 다운받는 HD-MAP을 빠르게 송수신하기 위하여, CAN/이더넷/PCIe 메시지를 해석하는 Core의 Job을 전달부 Core에게 분배하고, 각 Core별 가용리소스들을 판단하여, 수신된 데이터를 Forward시키는 Data Path를 설정하여, 각 Core의 리소스와 Job을 재분배 할 수 있다.
도 7은 본 명세서가 적용될 수 있는 TCU의 예시이다.
기존의 TCU는 센서데이터와 CAN 제어명령이 CAN 컨트롤러까지 유입된 후에 메시지를 해석하고, CAN 메시지의 프레임을 이더넷/PCIe 형태로 변환 할지 또는 다시 CAN 내부 네트워크로 포워딩 할지를 결정하였으므로, CAN 메시지를 고속 처리하는 것이 어려웠다.
예를 들어, In-Vehicle Network에서 차량의 센서 1개에서 발생하는 Raw Data Rate는 10Gbps 이상이고, 전방 카메라 4대,후방 카메라 4대, 캐빈 카메라 2대, 전방 Lidar 1개, 후방 Lidar 1개, 전방 Radar 1개가 TCU의 이더넷 또는 CAN으로 직접 연결될 수 있다.
따라서, 차량은 실시간으로 송수신해야 하는 고용량의 데이터가 많으나, 현재 TCU의 구조는 AP가 모든 센서데이터를 검사하는 것을 전제로 한다.
예를 들어, 센서데이터가 내부 ECU에서 발생하여, 다시 내부 ECU에게 전달되는 경우에도, 현재 TCU는 해당 CAN 메시지를 해석해서, 다시 타겟 ECU에게 전달해주는 CAN 메시지를 생성하고, 전달하는 동작을 반복하여야 하므로, AP의 리소스가 많이 소모된다.
도 7을 참조하면, 본 명세서에서는 전술한 문제점을 해결하기 위한 TCU를 예시한다. 본 명세서에서 TCU는 CAN 메시지를 전달하는 전달부(Forward 기능부)와 CAN 메시지를 해석해서 다른 인터페이스 프레임으로 변환하는 CAN 메시지 해석부가 분리될 수 있다.
이를 통해, CAN 전달부는 CAN 메시지를 내부 ECU에 전달할 수 있다.
또한, CAN 메시지 해석부는 CAN 메시지를 해석하여, 특정 인터페이스를 위한, 프레임으로 변환하여, 전송할 지를 결정할 수 있다.
다음의 표 1은 CAN 메시지 해석부에서 생성되는 forward list를 예시한다.
Struct forward_list{ uint can_id; //자신의 CAN_ID uint target_can_id; //타겟 CAN_ID uint transmit_time; uint frequent; uint can_bus_load; uint core_utilization; uint max_delay;}forward_list;
표 1을 참조하면, 본 명세서에서 차량용 이더넷 프레임은 forward list를 포함할 수 있다. 여기서, forward list는 CAN 메시지 해석부가 Job을 CAN 전달부로 포워딩 할 때 사용될 수 있다.보다 자세하게, CAN 해석부는 CAN BUS의 통신상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, CAN Bus Load, CAN Data Rate, CAN delay Rate 등이 특정값을 초과하는 경우, CAN 해석부는 CAN 전달부에게 forward list를 전달할 수 있다.
CAN 전달부는 foraward list에 근거하여, CAN 메시지를 ECU에게 포워딩할 수 있다. 예를 들어, CAN 전달부는 수신한 CAN 메시지를 분석하여, 수신된 CAN 메시지의 식별자와 forward list의 식별자를 비교하여, 대상 ECU로 CAN 메시지를 CAN 해석부에 전달없이 바로 포워딩할 수 있다.
예를 들어, ECU가 TCU를 타켓으로 하여 CAN 메시지를 전송하고, 운전자 또는 차량이 ECU 제어명령(예를 들어, Brake : 60%, RPM: 30% 등)을 발생시킨 경우, CAN 전달부는 forward list에 근거하여, CAN 메시지를 타켓이 되는 ECU에 바로 전달할 수 있다.
도 8은 본 명세서가 적용될 수 있는 메시지 포워딩의 예시이다.
도 8을 참조하면, 전술한 바와 같이, CAN 전달부는 수신한 CAN 메시지를 forward list에 근거하여, ECU에 전달 할 수 있다. 상기 동작은 이더넷 전달부 또는 PCIe 전달부에서도 유사하게 수행될 수 있음은 물론이다.
도 9는 본 명세서가 적용될 수 있는 메시지 라우팅의 예시이다.
도 9를 참조하면, TCU는 routing list에 근거하여, 메시지를 라우팅할 수 있다.
다음의 표 2는 CAN 메시지 해석부에서 생성되는 routing list의 예시이다.
Struct routing_list{ uint source_ip_address; uint source_pcie_address; uint can_source_id; uint target_interface_type; //수신단의 인터페이스 타입 uint destination_ip_address; uint destination_pcie_address; uint transmit_time; uint min_data_rate; //throughput uint max_delay; uint frequent; uint can_bus_load; uint core_utilization;}routing_list;
다시 도 9를 참조하면, ECU로부터 CAN 메시지를 수신한 CAN 메시지 해석부는 CAN 해석부는 CAN BUS의 통신상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, CAN Bus Load, CAN Data Rate, CAN delay Rate 등이 특정값을 초과하는 경우, routing list를 생성하여, 이더넷 프레임 해석부에 전달할 수 있다.이더넷 프레임 해석부는 target_interface_type이 PCIe인 경우, destination_ip_address를 검사하여, 당해 ip 주소가 private ip 인지, public ip 인지 판단하고, public ip인 경우, CAN 메시지를 PCIe 프레임 해석부로 전달할 수 있다.
PCIe 프레임 해석부는 CAN 메시지를 PCIe 프레임으로 변환하고, PCIe 전달부를 통해, destination ip 주소로 전달할 수 있다.
프레임 변환
1. CAN 메시지를 이더넷 프레임으로 변환
CAN 메시지 해석부는 수신된 CAN 메시지에서 CAN 메시지 Type을 확인하여 당해 CAN 메시지가 Control 메시지인지 Data 메시지인지를 판단할 수 있다.
예를 들어, 특정 ECU(예를 들어, 브레이크 ECU)에서 차량의 내부에 존재하는 ECU(예를 들어,RPM ECU)에게 전달되는 Control 메시지는 CAN 전달부에서 타겟 ECU에게 포워딩될 수 있다.
만일, Data 메시지인 경우, CAN 메시지 해석부는 can_source_id 을 확인하여, 차량 내부에서 사용하는 CAN 메시지인지 여부를 확인할 수 있다.
다음의 표 3은 Data 메시지의 예시이다.
CAN 소스 ID 메시지 내용 최종 목적지 타겟 인터페이스
0x0001 카메라 센서 데이터 내부 AVN 이더넷
0x0002 Lidar 센서 데이터 5G MEC 서버 PCIe
0x0003 Radar 센서 데이터 5G MEC 서버 PCIe
표 3을 참조하면, CAN 메시지 해석부는 CAN 메시지를 내부 ECU로 전달할 것인지 또는 외부 네트워크로 내보내야 하는 데이터인지를 상기 테이블에 근거하여 판단할 수 있다.
도 10은 본 명세서가 적용될 수 있는 이더넷 프레임의 예시이다.
도 10을 참조하면, 이더넷 프레임 해석부는 CAN 메시지의 주요 데이터를 포함하며, 다음의 필드를 갖는 이더넷 프레임을 생성할 수 있다.
1) 소스(Source) ECU ID : ECU 제어명령, 센서데이터 등을 송신하는 ECU의 ID (예를 들어, 전방카메라 센서 ECU의 ID)
2) 목적지(Destination) ECU ID : ECU 제어명령, 센서데이터 등을 수신하는 ECU의 ID (예를 들어, 브레이크 ECU의 ID)
3) Traffic Type : ECU 제어명령, HD-MAP, OTA 펌웨어 파일, 멀티미디어 데이터 등을 나타내는 트래픽의 타입
4) CAN message type : 제어용 CAN message, 데이터용 CAN message
5) CAN event : 타겟(Target) CAN ID가 발생한 이유(event), 예를 들어, 차량의 시동이 ON, 브레이크 제어값이 30%로 변경.
6) Data Length
7) Min Data Rate : Data rate의 최소값
8) Max Delay Bound : Delay 최대값
9) Forward List
2. CAN 메시지를 PCIe 프레임으로 변환
도 11은 본 명세서가 적용될 수 있는 PCIe 프레임 변환의 예시이다.
도 11을 참조하면, PCIe 프레임 해석부는 CAN 메시지의 헤더 부분을 제외한 Body의 내용을 PCIe 프레임의 Data 부분으로 복사하고, 송신자 CAN_ID, 수신자 CAN_ID을 확인하여, PCIe 헤더에 송신자 주소, 발신자 주소를 생성할 수 있다.
도 12는 본 명세서가 적용될 수 있는 포워딩 동작의 예시이다.
도 12를 참조하면, 차량의 제어장치(예를 들어, TCU)는 CAN 메시지를 해석하는 CAN 메시지 해석부, CAN 메시지 전달을 위한 CAN 전달부, 이더넷프레임을 해석하는 이더넷프레임을 해석하는 이더넷프레임 해석부, 이더넷프레임을 전달하는 이더넷 전달부, PCIe 프레임을 해석하는 PCIe 프레임 해석부 및 PCIe 프레임을 전달하는 PCIe 전달부를 포함하며, 각각의 부들은 내부 버스(internal BUS)를 통해 신호를 송수신할 수 있다.
CAN 메시지 해석부는 CAN 버스의 통신상태를 측정한다(S1210). 예를 들어, CAN 메시지 해석부는 DCU(Donmain Control Unit)를 통해, CAN 버스의 Load 값을 수신할 수 있다.
CAN 메시지 해석부는 CAN 버스의 통신상태를 측정한 값이 특정값을 초과하는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 포워딩(forwarding)하기 위한 정보가 포함된 포워드 리스트(Forward list)를 생성한다(S1220). 예를 들어, CAN 버스의 통신상태를 측정한 값은 CAN Bus Load, CAN Data Rate, CAN delay Rate 값을 포함할 수 있다.
CAN 메시지 해석부는 CAN 전달부로 포워드 리스트를 전달한다(S1230). 예를 들어, 포워드 리스트는 1) 포워딩의 목적이 되는 CAN 메시지의 식별자(can_id) 및 2) 포워딩의 대상을 나타내는 식별자(target_can_id)를 포함할 수 있다. 이를 통해, CAN 전달부는 포워드 리스트에 근거하여, CAN 메시지를 포워딩하도록 설정될 수 있다.
도 13은 본 명세서가 적용될 수 있는 라우팅 동작의 예시이다.
도 13의 동작은 전술한 도 12의 포워딩 동작과 별개 또는 결합되어 수행될 수 있다.
CAN 메시지 해석부는 CAN 버스의 통신상태를 측정한다(S1310). 예를 들어, CAN 메시지 해석부는 DCU(Donmain Control Unit)를 통해, CAN 버스의 Load 값을 수신할 수 있다.
CAN 메시지 해석부는 상기 CAN 버스의 통신상태를 측정한 값이 특정값을 초과하는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 라우팅(routing)하기 위한 라우팅 리스트를 생성한다(S1320). 라우팅을 위한 특정값은 전술한 포워딩을 위한 특정값과 같거나 상이할 수 있다.
CAN 메시지 해석부는 이더넷 프레임 해석부로 라우팅 리스트를 전달한다(S1330).
예를 들어, 라우팅 리스트는 1) 라우팅 수신단의 인터페이스 타입정보(target_interface_type) 및 2) 라우팅의 목적지(destination)와 관련된 IP(Internet Protocol) 주소 정보(destination_ip_address)를 포함할 수 있다.
또한, 라우팅의 목적지(destination)와 관련된 IP(Internet Protocol) 주소 정보는 1) 상기 차량의 내부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보(Private IP) 또는 2) 상기 차량의 외부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보(Public IP)를 나타낼 수 있다. 이더넷 프레임 해석부는 라우팅의 목적지(destination)와 관련된 IP(Internet Protocol) 주소 정보가 상기 차량의 외부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보(Public IP)를 나타내는 경우, 라우팅 리스트에 근거하여, CAN 메시지를 PCIe 전달부를 통해, 외부 네트워크로 전송하도록, 설정될 수 있다. 또한, 이러한 외부 네트워크로 전송을 위한, 라우팅 동작은 CAN 메시지의 타입이 Data Type(예를 들어, 센싱 데이터)인 경우, 수행될 수 있다.
또한, 이더넷 프레임 해석부는 라우팅 수신단의 인터페이스 타입정보(target_interface_type)에 근거하여, CAN 메시지의 프레임을 변환할 수 있다. 예를 들어, 라우팅 수신단의 인터페이스 타입정보가 이더넷을 나타내는 경우, 이더넷 프레임 해석부를 CAN 메시지를 이더넷 프레임으로 변경할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 명세서의 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 명세서의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 명세서의 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 명세서에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 명세서의 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 명세서의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
전술한 본 명세서는, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 허용하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 프로세서(Y120)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 차량의 제어장치에 포함된 제1 해석모듈이 CAN(Controller Area Network) 메시지를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 차량의 CAN 버스의 통신상태를 측정하는 단계;
    상기 CAN 버스의 통신상태를 측정한 값이 제1 설정값을 초과하는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 포워딩(forwarding)하기 위한 정보가 포함된 포워드 리스트를 생성하는 단계; 및
    제1 전달모듈로 상기 포워드 리스트를 전달하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 포워드 리스트에 근거하여, 상기 제1 전달모듈은 상기 CAN 메시지를 포워딩하도록 설정되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포워드 리스트는
    1) 포워딩의 목적이 되는 CAN 메시지의 식별자 및 2) 포워딩의 대상을 나타내는 식별자를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 해석모듈 및 상기 제1 전달모듈은
    상기 CAN 메시지와 관련된 것인, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 CAN 버스의 통신상태를 측정한 값이 제2 설정값을 초과하는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 라우팅(routing)하기 위한 라우팅 리스트를 생성하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 라우팅 리스트는
    1) 라우팅 수신단의 인터페이스 타입정보 및 2) 라우팅의 목적지(destination)와 관련된 IP(Internet Protocol) 주소 정보를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 라우팅 리스트를 제2 해석모듈로 전달하는 단계;
    를 더 포함하며,
    상기 제2 해석모듈은 이더넷(Ethernet)과 관련된 것인, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 IP 주소 정보는 1) 상기 차량의 내부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보 또는 2) 상기 차량의 외부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보를 나타내는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 IP 주소 정보가 상기 차량의 외부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보를 나타내는 것에 근거하여, 상기 제2 해석모듈은 상기 CAN 메시지를 라우팅하도록 설정되는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 CAN 메시지의 데이터 타입은
    상기 차량의 센싱 데이터를 나타내는, 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 라우팅 수신단의 인터페이스 타입정보에 근거하여, 상기 제2 해석모듈은 상기 CAN 메시지의 프레임(Frame)을 변환하도록 설정되는, 방법.
  11. CAN(Controller Area Network) 메시지를 전송하기 위한 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 차량의 CAN 버스의 통신상태를 측정하고, 상기 CAN 버스의 통신상태를 측정한 값이 제1 설정값을 초과하는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 포워딩(forwarding)하기 위한 정보가 포함된 포워드 리스트를 생성하며, 제1 전달모듈로 상기 포워드 리스트를 전달하는 제1 해석모듈; 및
    상기 포워드 리스트에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 포워딩하도록 설정되는 제1 전달모듈;
    를 포함하는 제어장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 포워드 리스트는
    1) 포워딩의 목적이 되는 CAN 메시지의 식별자 및 2) 포워딩의 대상을 나타내는 식별자를 포함하는, 제어장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 해석모듈 및 상기 제1 전달모듈은
    상기 CAN 메시지와 관련된 것인, 제어장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 해석모듈은
    상기 CAN 버스의 통신상태를 측정한 값이 제2 설정값을 초과하는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 라우팅(routing)하기 위한 라우팅 리스트를 생성하는, 제어장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 라우팅 리스트는
    1) 라우팅 수신단의 인터페이스 타입정보 및 2) 라우팅의 목적지(destination)와 관련된 IP(Internet Protocol) 주소 정보를 포함하는, 제어장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 라우팅 리스트를 상기 제1 해석모듈로부터 수신하며, 이더넷(Ethernet)과 관련된 제2 해석모듈;을 더 포함하며,
    상기 제1 해석모듈은 상기 라우팅 리스트를 제2 해석모듈로 전달하는, 제어장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 IP 주소 정보는 1) 상기 차량의 내부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보 또는 2) 상기 차량의 외부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보를 나타내는, 제어장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 해석모듈은
    상기 IP 주소 정보가 상기 차량의 외부 네트워크와 관련된 IP 주소 정보를 나타내는 것에 근거하여, 상기 CAN 메시지를 라우팅하도록 설정하는, 제어장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 CAN 메시지의 데이터 타입은
    상기 차량의 센싱 데이터를 나타내는, 제어장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제2 해석모듈은 상기 라우팅 수신단의 인터페이스 타입정보에 근거하여, 상기 CAN 메시지의 프레임(Frame)을 변환하도록 설정되는, 제어장치.
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