KR100461008B1

KR100461008B1 - 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템

Info

Publication number: KR100461008B1
Application number: KR10-2001-0081050A
Authority: KR
Inventors: 김동진; 이상윤; 송병권
Original assignee: 트라이콤텍 주식회사
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2004-12-09
Also published as: KR20030050579A

Abstract

본 발명은 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 노변 기지국 시스템에 적용되는 자원관리 계층(RM계층)프로토콜 구조에 관한 것이다.

본 발명은 물리계층과, 프로토콜 데이터 단위(PDU)의 송·수신, 통신 채널에 대한 에러 검출, 메시지 데이터의 단순 암호화·복호화 및 통신 프레임 생성을 담당하는 논리 매체 접속 제어 계층(MAC 계층), 논리적인 흐름 제어와 계층 내에서의 오류 제어 및 오류 복원을 담당하는 논리 링크 제어 계층(LLC 계층), 서비스 영역에 진입한 차량 단말 장치에 대한 정보를 관리하면서 단-대-단(Peer-to-Peer) 통신을 중계하는 응용 계층(L7 계층)으로 구성된 프로토콜 스택의 상위에; 상기 지역 서버로부터 전달된 서비스 초기화 명령어에 의해 노변 기지국 시스템에 서비스를 시작하고, 현재 서비스 영역에 진입한 차량 단말 장치에 대한 정보를 서비스에 따른 처리 후에 상기 지역 서버로 전송하는 기능을 수행하는 RM 계층을 구성하고; 상기 RM 계층과 상기 지역 서버간에 설치되어 상기 RM 계층으로부터 전송되는 데이터를 IPC(Inter Process Communication) 또는 TCP/IP 스트림(stream)을 사용하여 인터페이스 하는 TCP/IP API로 구성하여;

지능형 교통 시스템의 노변 기지국과 지역 서버간의 다양한 응용 서비스의 제공이 가능할 뿐 아니라 지역 서버가 노변 기지국을 통해 노변 기지국의 서비스 영역에 진입한 차량 단말 장치에 구성된 서비스별 메모리를 관리할 수 있게 된다.

Description

단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템{High Performance Road Side Equipment System Based on Dedicated Short Range Communication}

본 발명은 단거리 전용 고속 무선 통신 기반(이하 DSRC: Dedicated Short Range Communication)의 노변 기지국 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지능형 교통 시스템 서비스를 제공하는 단거리 전용 고속 무선 통신에 적용되는 노변 기지국의 자원관리 계층(RM 계층) 프로토콜 구조에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 단거리 전용 고속 무선 통신 기술은 지능형 교통 서비스를 제공하기 위한 통신 수단의 하나로서, 노변 기지국 장치라 불리는 도로변에 위치한 소형 기지국과 차량 내에 탑재된 차량 탑재장치 간의 단거리 전용통신을 의미한다. 단거리 전용 고속 무선 통신 기술은 노변-차량간 양방향 근거리 통신 환경(통신 가능거리 100M 이하), 일 대 다수의 통신 기능, 고속 전송(∼1Mbps) 기능, 값싸고 단순한 변조기술을 사용하는 특징을 갖고 있다.

고정국인 노변 기지국(RSE : Road Side Equipment)과 이동하는 차량 내 단말기(OBE : On Board Equipment) 사이의 송수신기를 구현하는 방법은 수동방식과 능동방식으로 대별된다.

수동방식은 단말기내 주파수 발진기를 내장하지 않고 기지국에서 연속적으로 송신되는 반송파를 수신하여 내부 주파수 발진기 신호로 사용함으로써 단말기를 간단하게 구현할 수 있다는 장점이 있는 반면, 차량 단말기와 노변 기지국간 여러 개의 차량 단말기와 다중 접속이 지원되지만 상향 링크 구성 시 기지국의 지속파(CW : Continuous Wave)를 제공받아야 하므로 반이중(Half-Duplex) 통신이 이루어지며, 지속파 전력으로 인하여 주파수 재사용을 위한 노변 기지국간 거리가 260m 이상이 되어야 한다. 그리고, 이 방식은 셀 크기가 10m 이내로 제한된다는 단점이 있다. 또한, 기지국의 연속적인 반송파의 전력이 크기 때문에 셀(Cell)간 간섭으로 인한 영향으로 주파수 재 사용률이 저하되는 단점과 기지국 가격이 상승하며 전파세기가 1W, 33dBm 정도로 강하게 되며 통신 반경이 협소해지는 기능 저하로, 다양한 개별 서비스나 타 시스템 또는 다른 부가통신서비스와 연동이 어렵게 되는 단점이 있다.

이러한 단점을 해결하기 위하여 제안되어진 능동방식은, 차량 단말기와 노변 기지국간 무선 데이터 통신을 함에 있어 통신 셀 크기는 수 미터에서 수백 미터이고, 주파수 대역은 5.8GHz 대역을 사용하며 데이터 전송속도는 양방향 링크가 1Mbps 이상인 무선 패킷 통신 방식으로서, 노변 기지국과 차량 단말기 모두에 발진기를 내장하여 독립적인 통신 채널을 사용하며, 차량 단말기에 발진기를 내장하므로 회로가 복잡해져 단말기 당 가격이 다소 높은 단점이 있는 반면, 한 대의 노변 기지국이 여러 대 차량 단말기와 다중 접속을 지원하며, 주파수 재사용을 위한노변 기지국간 거리가 최소 60m 이상으로 수동방식에 비해 셀 크기가 크고 주파수 재사용 특성이 우수한 장점이 있다.

이러한 장점에 의해, 기지국의 가격이 저렴해지고 10mW의 소출력 전파통신에 의해서도 넓은 통신영역을 확보할 수 있으며, 사용자 상호작용(Interactive) 서비스가 가능하고 다른 부가 통신 서비스에 확장이 용이해진다.

상술되어진 능동방식의 DSRC 시스템은 일반적인 육상교통 분야는 물론 항공기 이착륙, 선박안전 및 조난 선박 구조 등에 이용될 수 있으며 개인이동통신, 무선호출기 등의 기존 통신서비스의 사용 효율을 높이고 사용자 또는 이용자의 기호에 따라 다양하게 제공 가능하다.

이러한 종래 능동방식의 DSRC에 적용되는 노변 기지국 시스템은 도 2에 도시된 바와 같은 프로스택 구조를 갖는다.

즉, 계층 1로서 MAC계층(20)으로부터 전달되는 서비스 데이터 유닛(이하 SDU : Service Data Unit)을 65바이트 단위로 가공 처리하여 차량 탑재 장치(도시 생략)측으로 1Mbps 전송속도로 전송하고, 그 차량 탑재 장치로부터 전송되는 SDU를 수신하여 MAC계층(20)으로 인터럽트를 통지하는 물리(physical) 계층(10)과; 노변 기지국 장치와 차량 탑재 단말 장치를 연결하는 물리 계층(10)의 사용을 관장하면서 프로토콜 데이터 단위(PDU : Protocol Data Unit)의 송·수신, 통신 채널에 대한 에러 검출, 메시지 데이터의 단순 암호화·복호화 및 통신 프레임 생성을 담당하는 MAC 계층(20); MAC 계층(20)으로부터 전달된 데이터에 대해 오류제어 및 오류 복원 기능을 수행하는 LLC계층(30); 응용계층으로서 응용 프로토콜 계층 커널들로 구성되어 통신 초기화 기능(초기화 커널 요소(I_KE))과 두 개의 상대 사용자간의 정보를 전송하는 기능(전송 커널 요소(T_KE)) 및 다중 응용기능이나 여러 차량 탑재 장치에 대한 데이터의 수집, 방송과 탐색을 담당하는 기능(방송 커널 요소(B_KE))을 수행하는 L7계층(40)이 순차적으로 적재되어 구성된다.

그리고, 상기 L7계층(40)의 상위에는 TCP/IP API(50)가 구성되어 상술되어진 바와 같이 구성된 노변 기지국과 에플리케이션간의 데이터 전송이 가능하게 한다.

여기서, TCP/IP API(50)는 상기 지능형 교통 시스템 환경 하에서 노변 기기국 프로토콜 계층 군과 구현에 사용된 운영체계(OS)에서 제공하는 IPC(Inter Process Communication) 또는 TCP/IP 스트림(stream)을 사용하여 인터페이스 하도록 구성되어 지역 서버(LS)와 물리적으로 분리되어 있다.

한편, 도 2와 같은 프로토콜 스택으로 구성된 노변 기지국 장치와 연동되는 에플리케이션은 개별적인 응용 서비스마다 서비스의 처리과정 및 초기화 과정을 상기 지역 서버에서 관장하여야 하였고, 각 서비스에 따른 차량정보를 지역 서버에서 관리하기 위한 프로그램 모듈을 별도로 요구하고 있다. 이와 아울러 L7 계층(40)과 MAC 계층(20)의 각 서비스에 따른 설정초기화 값을 지역 서버로부터 전달받기 위한 규격화되지 않은 프로그램 모듈도 별도로 요구하고 있다. 이러한 이유들로 그 에플리케이션 개발에 어려움이 있었다.

또한, 지역 서버가 차량 단말 장치에 구성된 메모리를 직접 관리할 수 없었기 때문에, 예컨대 차량 단말 장치에 새로운 서비스를 제공하기 위해 프로그램을 업그레이드 시켜야 하는 경우 차량 단말 장치 소유자가 직접 서비스 센터를 방문하여 해당 프로그램을 업그레이드 시켜야 하는 번거로움이 있었다.

그리고, 종래에는 상기 프로토콜 스택의 LLC계층(30)과 L7계층(40)은 구현자의 견해에 따라 각 계층의 동작이 규격화되지 않으므로 각 계층의 기능추가가 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, DSRC에 적용되는 노변 기지국 시스템이 차량 단말기와의 각 서비스별로 통신 초기화를 진행하며 서비스 별로 차량 단말별 정보를 관리하고, 지역 서버로부터의 각 서비스에 따른 초기 설정기능을 수행하고, 차량 단말기를 효과적으로 관리할 수 있고 처리속도를 향상하기 위한 프로토콜 스택을 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 상기 LLC계층, 응용계층, 자원관리 계층의 기능을 SDL(Specification and Description Language)로 정의 및 구현하여 특정 타겟보드 및 특정 RTOS(Real Time Operating System)간의 이식성을 개선하고, 각 계층의 동작을 정형화시키고, 각 계층의 기능 추가를 용이하도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.

도 1은 통상적인 단거리 전용 고속 무선 통신을 설명하기 위한 구성도.

도 2는 종래 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템의 프로토콜 스택 구성도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템의 프로토콜 스택 구성도.

도 4는 도 3에 도시된 RM 계층과, L7 계층, LLC 계층 및 MAC 계층의 내부 구성도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템과 차량 단말 장치간의 초기화 과정을 설명하기 위한 신호 흐름도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템과 차량 단말 장치간의 데이터 전송 과정을 설명하기 위한 신호 흐름도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 물리계층

20 : 논리 매체 접속 제어 계층(MAC 계층)

30 : 논리 링크 제어 계층(LLC 계층) 31 : LLC 프로세스

40 : 응용계층(L7 계층) 41 : I_KE 프로세스

42 : B_KE 프로세스 43 : T_KE 프로세스

50,50a : TCP/IP API 100 : RM 계층

110 : RM 프로세스

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템은,

TCP/IP API를 통해 지역 서버와 연결되고, 무선 채널을 통해 차량 단말 장치와 통신하여 단거리 전용 고속 무선 통신을 행하면서 그 내부에 환경설정을 위한 정보와 서비스 영역으로 진입하는 차량 단말 장치에 대한 정보가 저장되는 메모리를 갖춘 노변 기지국 시스템에 있어서,

서비스 데이터 유닛(SDU)을 소정 단위로 가공 처리한 후, 상기 차량 단말 장치 측으로 소정 속도로 전송함과 더불어 상기 차량 단말 장치 측으로부터 송신된 정보를 수신하여 상위 계층이 수신하도록 처리를 하는 물리계층;

상기 물리계층의 상위에 구축되어 프로토콜 데이터 단위(PDU)의 송·수신, 통신 채널에 대한 에러 검출, 메시지 데이터의 단순 암호화·복호화 및 통신 프레임 생성을 담당하는 논리 매체 접속 제어 계층(MAC 계층);

상기 MAC 계층의 상위에 구축되어 논리적인 흐름 제어와 계층 내에서의 오규 제어 및 오류 복원을 담당하는 논리 링크 제어 계층(LLC 계층);

상기 LLC 계층의 상위에 구축되어 서비스 영역에 진입한 차량 단말 장치에 대한 정보를 관리하면서 단-대-단(Peer-to-Peer) 통신을 중계하는 응용 계층(L7 계층);

상기 L7 계층의 상위에 구축되어 상기 지역 서버로부터 전달된 명령어를 인식하여 상기 L7 계층으로 전달하고, 현재 서비스 영역에 진입한 차량 단말 장치에 대한 정보를 상기 L7 계층으로부터 전달받아 상기 지역 서버로 전송하는 기능을 수행하는 RM 계층 및;

상기 RM 계층과 상기 지역 서버간에 설치되어 상기 RM 계층으로부터 전송되는 데이터를 IPC(Inter Process Communication) 또는 TCP/IP 스트림(stream)을 사용하여 APP_Command 프리미티브, APP_Response 프리미티브, 그리고 Registration_Response 프리미티브를 통하여 통신하는 TCP/IP API로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.

도 3은 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국에 탑재되는 프로토콜 스택의 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, L7 계층의 상위에 RM 계층(100)이 적재되어 에플리케이션이 TCP/IP API(50a)에서 구동 가능하도록 하고, 차량 단말기 측의 자원을 제어 및 관리하는 기능을 제공하는데, 그 주요 기능은 다음과 같다.

(1) 지역 서버(LS)에서의 요구 메시지의 처리

- 지역 서버의 요구 메시지에 따라 자원 관리(RM) 계층 초기화

- 지역 서버의 요구사항에 따라 차량 단말기로의 메시지 전송

- 차량 단말기 메시지를 지역 서버로 전송

(2) 노변 기지국 비이컨의 관리

- 비이컨과의 통신 채널 관리

- 비이컨의 환경 설정(configuration)과 상태 관리

- 비이컨의 묵음(mute) 처리

(3) 차량 단말기 자원(Resource) 관리

- 차량 단말기 내의 모든 메모리 관리

- 차량 단말기 내의 메모리 관리 명령(command) 생성

상술되어진 기능을 수행하는 RM 계층(100)은 지역서버(LS)와 TCP/IP로 통신을 하며 지능형 교통 시스템의 각종 서비스를 관장한다.

도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템의 주요 계층인 RM 계층(100), L7 계층(40), LLC 계층(30)의 프로세스 구조를 설명한다.

우선, 상기 RM 계층(100)과 L7 계층(40), LLC 계층(30)의 접속 구조를 살펴보면, 상기 RM 계층(100)의 RM 프로세서(110)가 L7 계층(40)의 B_KE 프로세스(42), I_KE 프로세스(41), T_KE 프로세스(31)와 시그널 루트(SR1, SR2, SR3)를 통해 연결됨으로써 RM 계층(100)과 L7 계층(40)이 결합된다. 그리고, B_KE 프로세서(42)가 LLC 계층(30)의 LLC 프로세스(31)와 시그널 루트(SR4)를 통해 연결되고, I_KE 프로세스(41)와 시그널 루트(SR5)를 통해 연결된 LLC 프로세스(31)와 시그널 루트(SR6)를 통해 연결되므로서 L7 계층(40)과 LLC 계층(30)이 결합된다.

이어, 상술되어진 RM 계층(100), L7 계층(40), LLC 계층(30)에 구성된 각 프로세스를 구체적으로 설명한다.

RM 계층(100)의 RM 프로세스(110)는 상위에 구성된 TCP/IP API(50a)를 통해 지역 서버와 통신하고, 하위 계층인 L7 계층(40)과 통신하여 해당 노변 기지국의 통신 영역을 통과하는 차량 탑재 장치들과 초기 트랜잭션을 준비하는 기능을 수행한다. 그리고, RM 프로세스(110)는 지역 서버의 요청에 따라 차량 단말기로의 메모리 제어 메시지를 생성하여 하위 계층인 L7 계층(40)으로 전송하고, L7 계층(40)으로부터 차량 단말기의 메모리에 저장된 데이터가 전달되면 이를 분석하여 지역 서버에 의해 요청된 데이터만을 추출한 후 이를 지역 서버로 전송하는 기능을 수행한다.

L7 계층(40)의 I_KE 프로세스(41)는 응용계층의 수준에서 통신 초기화의 기능을 수행하고, B_KE 프로세스(42)는 다중 응용기능이나 여러 차량탑재 장치에 대한 데이터의 수집, 방송과 탐색을 담당하는 기능을 수행하고, T-KE 프로세스(43)는 대응되는 시스템의 상대(peer) 개체에 응용 프로토콜 데이터 유닛(APDU: Application Protocol Data Unit)의 전송을 담당한다.

LLC 계층(30)의 LLC 프로세스(31)는 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit)에 대한 송신을 시작하거나 수신을 시작하는 기능, 데이터의 논리적인 흐름을 제어하는 기능, 수신된 명령 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 해석하고 적절한 응답 프로토콜 데이터 유닛을 생성하는 기능, LLC 계층 내에서 오류 제어 및 오류 복원 기능을 수행한다.

특히, 본 발명에서는 RM 계층(100), L7 계층(40), LLC 계층(30)을 SDL로 구현하여 특정 타겟보드 및 특정 RTOS간의 이식성을 개선시킬 수 있으며, 관련 표준안의 진화에 따른 본 프로토콜 스택의 수정, 개선 작업이 손쉬운 특징을 갖는다.

이어, 도 4에 도시된 LLC 계층(30)의 하위에는 구현되는 MAC 계층(20)의 기능을 구체적으로 설명한다.

MAC 계층은 다른 계층과 달리 ANSI C(American National Standards Institute C)로 구현되는데, 이는 메모리(DPRAM)를 통한 하드웨어 FPGA(Field Programmable Gate Array)와의 통신을 신속하고 용이하게 수행하기 위함이다. 이러한 MAC 계층은 도로변에 위치한 한 대의 노변 기지국 시스템이 자신의 서비스 영역을 통과하는 불특정 다수의 차량과의 단 방향 또는 양방향 단거리 통신링크를 제공할 수 있는 수단을 제공한다. 통신 방법은 동기화 된 반 이중모드를 사용하며, 차량에서의 링크 초기 접속은 Slotted ALOHA 방식을 근간으로 한다.

또, MAC 계층(20)은 통신 프레임의 구조 및 채널 할당, 매체 접속 제어 부계층의 서비스 및 프리미티브, 노변 장치의 매체 접속 제어 처리 절차, 어드레싱, 통신 매체 제어 절차, 다중 접속 방식, 분리(Fragmentation) 및 결합(De-Fragmentation), 관리 정보 베이스(Management Information Base) 처리, 각종 큐들의 처리 등을 행한다. 특히, MAC 계층(20)은 노변 기지국 시스템과 차량 단말 장치를 연결하는 물리 매체의 사용을 관장하는데, 물리 매체의 접속은 노변 장치에 의해 관리되는 중앙 집중형 제어방법을 사용한다.

MAC 계층(20)에서 처리되는 통신 프레임은 시간 축 상에서 여러 개의 슬롯들로 이루어지는데, 각 슬롯들의 길이는 동일하며 데이터의 성격에 따라 프레임 제어 슬롯(FCMS : Frame Control Message Slot), 메시지 데이터 슬롯(MDS: Message Data Slot), 접속 요구 슬롯(ACTS: Activation Slot)으로 나뉘며, 이러한 슬롯으로 구성된 프레임은 각각 제어 프레임 제어 메시지 채널(FCMC), 메시지 데이터 채널(MDC), 접속요구채널(ACTC), 수신완료채널(ACKC)을 통해 전송된다.

상술되어진 바와 같이 구성된 노변 기지국 시스템은 구동을 위한 전원이 공급되면, 프로세스(110)가 기본적인 통신을 하기 위한 BST(Beacon Service Table)의 정보(전송-응용 프로토콜 데이터 단위(T-APDU), 제조업체(Manufacturer) 식별자, 고유(Individual) 식별자, 프로파일, 에플리케이션 리스트의 객체(element) 번호)를 I-KE 프로세스(41)로 전송하여 L7 계층(40)의 환경을 설정하고, MAC 계층(20)으로 FCMS(Frame Control Message Slot)에 들어가야 할 정보(프로토콜 버전 식별자 : PVI, 주파수 형태 식별자:FTI, 연속 통신 영역 식별자 : CCZ, 송신/수신 식별자: TRI, 시간 분할 식별자 : TDI, 통신 영역 식별자 : ATI, 고정 장치 식별 부호 : FID, 링크 재개설 가능시간 식별자 : RLT, 초기화 모드 식별자 : IMI, 응용 서비스 식별자 : API)를 전송하여 MAC 계층(20)의 환경을 설정한다.

상술되어진 바와 같이, RM 프로세스(110)에 의해 L7 계층(40)과 MAC 계층(20)에 환경설정이 행해진 후, 해당 노변 기지국 시스템과 차량 단말기간의 초기화 과정은 도 5에 도시된 신호 흐름도를 참조하여 설명한다.

이런 상태에서, RM 프로세스(110)는 지역서버로부터 어플리케이션 ID, 명령 ID, 전송 ID 및 Data로 구성된 APP_command 프리미티브가 전송되면(S10), 이를 L7 계층(40)에서 인식할 수 있도록 권고안에서 정의한 PDU 포맷 형태로 가공 처리(RsgisterApplication Setting)한 후, 가공 처리된 RegisterApplicationBeacon 프리미티브를 L7 계층(40)의 I_KE 프로세스(41)로 전달하고(S20), 어플리케이션 ID, 명령 ID, 전송 ID 및 처리상태로 구성된 APP_response 프리미티브를 이용하여 APP_command에 대한 처리결과를 지역 서버로 전송한다(S15).

이에, 물리계층(10)의 서비스 영역 내로 진입한 차량 단말 장치로부터 송출된 ACTC(Activation Channel)가 수신됨에 따라(S30) LLC 프로세스(31)에 의해 MLME_ASSOCIATE.indication 프리미티브를 생성하여 I_KE 프로세스(S31)로 전송하면, 이 I_KE 프로세스(41)는 노변 기지국 측의 프로파일이 담긴 BST(Beacon Service Table)을 포함하는 INITIATION.req 프리미티브를 T_KE 프로세스(43)로 전송하고(S50), 상기 T_KE 프로세스(43)는 상기 BST를 DL_UNITDATA.req 프리미티브에 포함시켜 LLC 프로세스(30)로 전달한다(S60). LLC 프로세스(30)는 MAC 계층(20)과의 통신을 통해 메시지 데이터 채널(MDC : Message Data Channel)에 상기 BST를 포함시켜 차량 단말기 측으로 전송한다(S70).

도 5에서 L2 계층으로 표기된 계층은 LLC 계층. MAC 계층, 물리 계층을 뜻하며, 같은 계층 그룹의 의미에서 L2로 표기하였다.

이후, 메시지 데이터 채널(MDC)을 통해 VST(Vehicle)가 전송되면(S80), LLC 프로세스(31)는 DL_UNITDATA.indication 프리미티브에 해당 VST를 포함시켜 T_KE 프로세스(43)로 전송하고(S90), T_KE 프로세스(43)는 해당 VST를 INITIALIZATION.confirm 프리미티브를 통해 I_KE 프로세스(41)로 전송한다(S100).

상기한 동작을 수행하는 동안 LLC 프로세스(31)는 확인 채널(ACKC)를 통해 성공적인 VST 수신을 차량 단말기 측으로 통보한다(S120).

한편, 차량 측 VST를 전달받은 I_KE 프로세스(41)는 링크 주소 ID(Link Address ID) 및 차량 측 프로파일 정보를 관리정보 기반(MIB)에 저장함과 동시에 NotifyApplicationBeacon 프리미티브를 통해 RM 프로세스(110)로 통보함을 통해 노변 기지국 시스템과 차량 단말기측간의 통신 초기화가 확립되는 것이다.

여기서, 상기 RM 프로세스(110)는 현재 서비스 영역으로 진입한 차량 단말기가 지역 서버에 의해 서비스 제한 대상으로 지정된 가입자인 경우에는 해당 차량 단말기로의 서비스를 제한할 수 있다. 즉, 지역 서버가 특정 가입자에 대해 서비스 제공을 제한하는 메시지를 TCP/IP API(50)를 통해 RM 계층(100)의 PM 프로세스(110)로 전송하면, 상기 RM 프로세스(110)는 지역 서버로부터 전달받은 가입자정보(OBUID)를 저장하고 있다가 상기 OBUID에 해당하는 차량 단말기가 서비스 영역으로 진입하면 그 차량 단말기에 대해 서비스를 제공하지 않는 것이다.

그러나, 상기한 경우와는 달리 현재 서비스 영역으로 진입한 차량 단말기가지역 서버에 의해 서비스 제한 대상으로 지정되어 있지 않은 것으로 판단되면, I_KE 프로세스(41)로부터 전달받은 VST를 이용하여 현재 차량 단말기가 요청하는 서비스 코드를 분석하여 지역 서버로 분석된 서비스 코드에 해당하는 데이터 전송을 요청하는데, 첨부된 도 6을 참조하여 노변 기지국 시스템과 차량 단말 장치간의 데이터 전송 과정을 설명한다.

상기한 데이터 전송 요청에 응답하여 RM 프로세스(110)는 상기 데이터를 Action.request 프리미티브에 포함시켜 T_KE 프로세스(43)로 전송하고(S210), T_KE 프로세스(43)는 상기 Action.request 프리미티브에 포함된 상기 데이터를 DL_UNITDATA.request 프리미티브에 포함시켜 LLC 프로세스(31)로 전달한다(S220).

이에, LLC 프로세스(31)는 MAC 계층(20)과 통신하여 MDC채널을 통해 상기 데이터를 차량 단말 장치 측으로 전송하고(S230), 이후 차량 단말 장치를 통해 그 차량 단말 장치 측의 데이터가 MDC 채널을 통해 전송되면(S240), LLC 프로세스는 상기 데이터를 DL_UNITDATA.ind 프리미티브에 포함시켜 T_KE 프로세스(41)로 전송하고(S250), 상기 T_KE 프로세스(41)는 상기 데이터를 Action.conf 프리미티브에 포함시켜 RM 프로세스(110)로 전달한다(S260).

이어, RM 프로세스(110)는 상기 차량 단말 장치측 데이터를 Registration_response 메시지에 포함시켜 TCP/IP API(50a)를 경유하여 지역 서버로 전송한다.

도 5와 도 6에서 설명되어진 각 프리미티브의 프레임 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시된 RegisterApplicationBeacon 프리미티브는 에플리케이션 ID, mandatory(필수 지시자), priority(우선순위), EID(요소 ID), profile(프로파일), parameter(파라미터) 필드를 전송한다. MLME_ASSOCIATE 프리미티브는 링크 ID, Init mode(초기 모드), 에플리케이션 ID, priority(우선순위), link_entry_content(링크 획득 내용) 필드를 전송한다. INIT.req 프리미티브는 링크 ID, BST(비이컨 서비스 테이블) 필드를 전송한다. DL_UNITDATA.req 프리미티브는 링크 ID, data(데이터), response request(응답 요구) 필드를 전송한다. DL_UNITDATA.ind 프리미티브는 링크 ID, data(데이터) 필드를 전송한다. INF.conf 프리미티브는 링크 ID, VST(차량 서비스 테이블) 필드를 전송한다. NotifyApplicationBeacon 프리미티브는 priority(우선순위), EID(요소 ID), 링크 ID, OBE configuration(차량 단말기 구성) 필드를 전송한다.

도 6에 도시된 ACTION.req 프리미티브는 iid(인보커 ID), 링크 ID, EID(요소 ID), action type(액션 타입), action parameter(액션 파라미터), mode(모드), flowcontrol(플로우 컨트롤) 필드를 전송한다. DL_UNITDATA.req 프리미티브는 링크 ID, data(데이터), response request(응답 요구) 필드를 전송한다. DL_UNITDATA.ind 프리미티브는 링크 ID, data(데이터) 필드를 전송한다. ACTION.conf 프리미티브는 iid(인보커 ID), 링크 ID, Response parameter(응답 파라미터), action return(액션 반환) 필드를 전송한다.

특히, 상술되어진 프리미티브들은 TTAS.KO-06.0025 권고안에 따른 것이다.

한편, 본 발명에서 제시된 노변 기지국 시스템과 TCP/IP API를 통해 접속하는 지역 서버는 본 발명에 따른 노변 기지국 시스템을 통해 차량 단말기에 구성된 메모리에 저장된 데이터를 관리할 수 있다.

이를 위해, 지역 서버가 Read Memory 등과 같은 명령어를 RM 프로세스(110)로 전송하면, RM 프로세스(110)는 해당 명령어를 인식하여 각 명령어에 해당하는 프리미티브를 생성하여 T_KE 프로세스(43)로 전달하여, LLC 계층(30), MAC 계층(20), 물리 계층(10)을 통해 IEEE의 P1455 규격에 있는 OBE 명령어가 차량으로 전송되게 한다.

지역 서버에서 전송되는 명령어의 각 기능은 다음과 같다.

먼저, Read Memory Page는 차량 단말기의 메모리를 읽어오는 기능을 수행한다. Write Memory Page는 차량 단말기의 메모리에 정보를 적는 기능을 수행한다. Append Message는 차량 단말기의 메모리에 정보를 부가하는 기능을 수행한다. Initialized Circular Queue는 차량 단말기의 circular queue를 초기화하는 기능을 수행한다. Set User Interface는 LCD등 사용자 인터페이스를 설정하는 기능을 수행한다. Sleep Transponder는 차량 단말기의 Transponder를 일정 시간 동안 동작 정지시키는 기능을 수행한다.

이러한 각 명령어는 여러 개의 필드로 구성되며, 각 필드에는 기능 수행을 위해 필요로 되는 데이터가 저장된다. 따라서, 지역 서버로부터 명령어를 전송받은 RM 프로세스(110)는 각 필드에 저장된 데이터를 이용하여 수신한 명령어를 인식할 수 있고, 해당 명령어에 적합한 OBE 명령어를 생성하기 위한 프리미티브를 생성할 수도 있게 된다.

상술되어진 일련의 과정에 의해, 지역 서버는 본 발명에서 제시된 노변 기지국 시스템을 이용하여 차량 단말기에 구성된 메모리를 관리할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 고성능의 자원 관리 계층을 설계 및 구현함에 따라 지역 서버에 구성된 에플리케이션의 동작을 간략화 시켜 지역 서버의 부하를 감소시킬 수 있는 이점과 에플리케이션의 설계를 용이하게 할 수 있다는 이점을 가지며, 지역 서버가 노변 기지국 시스템을 이용하여 차량 단말장치에 구성된 메모리를 관리할 수 있게 됨에 따라 차량 단말기에 대한 사후 관리가 용이해 진다는 이점을 갖는다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

TCP/IP API를 통해 지역 서버와 연결되고, 무선 채널을 통해 차량 단말 장치와 통신하여 단거리 전용 고속 무선 통신을 행하면서 그 내부에 환경설정을 위한 정보와 서비스 영역으로 진입하는 차량 단말 장치에 대한 정보가 저장되는 메모리를 갖춘 노변 기지국 시스템에 있어서,

서비스 데이터 유닛(SDU)을 소정 단위로 가공 처리한 후, 상기 차량 단말 장치 측으로 소정 속도로 전송함과 더불어 상기 차량 단말 장치 측으로부터 송신된 정보를 수신하여 상위 계층이 수신하도록 처리를 하는 물리계층;

상기 물리계층의 상위에 구축되어 프로토콜 데이터 단위(PDU)의 송·수신, 통신 채널에 대한 에러 검출, 메시지 데이터의 단순 암호화·복호화 및 통신 프레임 생성을 담당하는 논리 매체 접속 제어 계층(MAC 계층);

상기 MAC 계층의 상위에 구축되어 논리적인 흐름 제어와 계층 내에서의 오규 제어 및 오류 복원을 담당하는 논리 링크 제어 계층(LLC 계층);

상기 LLC 계층의 상위에 구축되어 서비스 영역에 진입한 차량 단말 장치에 대한 정보를 관리하면서 단-대-단(Peer-to-Peer) 통신을 중계하는 응용 계층(L7 계층);

상기 L7 계층의 상위에 구축되어 상기 지역 서버로부터 전달된 명령어를 인식하여 상기 L7 계층으로 전달하고, 현재 서비스 영역에 진입한 차량 단말 장치에 대한 정보를 상기 L7 계층으로부터 전달받아 상기 지역 서버로 전송하는 기능을 수행하고, 구동전원의 인가에 따라 상기 메모리에 저장된 환경설정정보를 이용하여 상기 MAC 계층과 상기 L7 계층에 대한 환경설정을 행하여 상기 노변 기지국 시스템을 상기 지역서버, 상기 차량단말장치와 통신가능상태로 설정하고, 상기 차량 단말 장치의 메모리 관리 명령을 생성하는 RM 계층 및;

상기 RM 계층과 상기 지역 서버간에 설치되어 상기 RM 계층으로부터 전송되는 데이터를 IPC(Inter Process Communication) 또는 TCP/IP 스트림(stream)을 사용하여 인터페이스 하는 TCP/IP API로 구성된 것을 특징으로 하는 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 RM 계층은 전송-응용 프로토콜 데이터 단위(T-APDU), 제조업체 식별자, 고유 식별자, 프로파일, 에플리케이션 리스트의 객체 번호를 상기 L7 계층으로 전송하여 상기 L7 계층의 환경을 설정하는 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 RM 계층은 상기 차량 단말 장치와의 통신을 위해 필요로 되는 프로토콜 버전 식별자, 주파수 형태 식별자, 연속 통신 영역 식별자, 송신/수신 식별자, 신간 분할 식별자, 통신 영역 식별자, 고정 장치 식별 부호, 링크 재 개설 가능시간 식별자, 초기화 모드 식별자, 응용 서비스 식별자를 상기 MAC 계층으로 전송하여 상기 MAC 계층의 환경을 설정하는 것을 특징으로 하는 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 LLC 계층과, 상기 L7 계층, 상기 RM 계층은 SDL(Specification and Description Language)로 구현되는 것을 특징으로 하는 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 물리계층은 서비스 데이터 유닛(SDU)를 설정된 데이터 단위로 가공 처리하는 것을 특징으로 하는 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 물리계층은 적어도 1Mbps 이상의 전송속도로 상기 서비스 데이터 유닛(SDU)을 전송하는 것을 특징으로 하는 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 RM 계층은 상기 지역 서버로부터 특정 차량 단말 장치에 구성된 메모리의 독출(Read)이 명령되면, 하위 계층을 통해 상기 차량 단말 장치로 메모리 리드 요청 신호를 전송하고, 상기 하위 계층으로부터 상기 차량 단말 장치의 메모리로부터 독출된 정보가 전달되면 이를 상기 지역 서버로 전송하는 특징으로 하는 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 RM 계층은 상기 지역 서버로부터 특정 차량 단말 장치에 구성된 메모리에 소정 데이터의 기록(Write)이 명령되면, 하위 계층을 통해 상기 차량 단말 장치로 메모리 기록 요청 신호와 기록되어질 데이터를 전송하여, 상기 차량 단말 장치의 메모리에 지역 서버에서 요구한 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 단거리 전용 고속 무선 통신 기반의 노변 기지국 시스템.