KR101898611B1 - Wave-v2x 및 c-v2x를 지원하는 하이브리드 차량 탑재 장치 및 노변 기지국 - Google Patents

Wave-v2x 및 c-v2x를 지원하는 하이브리드 차량 탑재 장치 및 노변 기지국 Download PDF

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Abstract

본 발명은 WAVE-V2X 및 C-V2X를 지원하는 하이브리드 차량 탑재 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 차량 탑재 장치는 WAVE-V2X 신호를 송수신하는 WAVE-V2X 안테나, LTE-V2X 신호를 송수신하는 LTE-V2X 안테나, LTE 신호를 송수신하는 LTE 안테나, GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나, 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호를 복조하여 WAVE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 WAVE-V2X 신호를 생성하는 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호를 복조하여 LTE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 LTE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 LTE-V2X 신호를 생성하는 LTE-V2X 통신 모듈, 상기 GNSS 안테나를 통해 수신된 상기 GNSS 신호를 처리하여 차량의 위치 정보를 획득하는 GNSS 모듈, 상기 LTE 안테나를 통해 수신된 상기 LTE 신호를 처리하여 상기 차량의 운행을 위한 부가 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보 또는 상기 LTE-V2X 통신 정보와 상기 차량의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 외부의 중앙 관제 서버로 송신하는 LTE 모듈 및 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 중 신호의 세기가 더 큰 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

WAVE-V2X 및 C-V2X를 지원하는 하이브리드 차량 탑재 장치 및 노변 기지국{HYBRID ON BOARD UNIT AND ROADSIDE UNIT SUPPORTING WAVE-V2X AND C-V2X}
본 발명은 WAVE-V2X 및 C-V2X를 지원하는 하이브리드 차량 탑재 장치 및 노변 기지국에 관한 것이다.
V2X는 차량이 유무선망을 통해 다른 차량과 도로 등 인프라가 구축된 사물과 정보를 교환하는 것 또는 그 기술을 뜻한다. V2X는 차량 대 차량(V2V, Vehicle to Vehicle), 차량 대 인프라(V2I, Vehicle to Infrastructure), 차량 대 보행자(V2P, Vehicle to Pedestrian) 및 차량 대 네트워크(V2N, Vehicle to Network)의 4가지 유형의 통신으로 구성된다. V2X는 안전하고 통신으로 연결된 미래의 자동차를 위한 기반기술로, 완전히 자동화된 교통 인프라를 가능하게 할 핵심 기술이다.
V2X 기술 시장이 커지면서 자율주행차 시장에서 우위를 선점하기 위해 각국의 주요 기업과 연구 단체들은 기술 개발과 기술 표준화를 위한 연구를 하고 있다. V2X를 위한 통신 표준 기술로는 DSRC 방식의 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment)와 cellular V2X(C-V2X) 방식의 LTE V2X가 있다. WAVE와 C-V2X는 프로토콜 스택 자체가 다르고, 데이터의 변조 방법에 차이가 있어 WAVE 단말이 C-V2X 신호를 처리할 수 없고, C-V2X 단말이 WAVE 신호를 처리할 수 없다.
WAVE는 근거리 통신 표준에서 가장 활용도가 높은 IEEE 802.11p WIFI 기술을 자동차에 맞도록 개선해 2012년에 완료한 표준이다. 자동차용 통신 표준으로 거의 유일한 표준으로서 미국을 포함한 대부분의 국가 교통부에서 주도하는 기술이다. 국내에서도 국토부가 주도해 시범 서비스 등을 제공하고 있다.
LTE V2X는 기지국을 통해 각 차량과 인프라의 요청을 받고 판단해서 주파수 할당의 우선순위와 순서를 정해줄 수 있다. 긴급 요청이 오면 기존 통신 중인 주파수를 일부 확보해서 재할당해줘 안정적인 자율주행 운행에 기여할 수 있다. LTE에서 분화된 표준이기 때문에 유럽 중심의 3GPP가 주도하고 있다.
현재 국내에서는 V2X 규격으로서 WAVE가 이용될지 LTE-V2X가 이용될지 알 수 없는 상황이며, 두 기술이 공존하며 사용될 수 있는 가능성이 있다. 두 기술이 공존하여 사용되는 경우, 차량 및 노변 기지국은 상기 두 기술을 모두 송수신하고 처리할 수 있는 모듈을 구비하여야만 원만한 V2X 통신이 이뤄질 수 있다. 하지만, 현재는 WAVE 및 LTE-V2X 모두를 처리할 수 있는 차량 탑재 장치 또는 노변 기지국은 존재하지 않아 당장 WAVE 및 LTE-V2X가 공존하는 형태로 상용화가 된다면 V2X 통신이 원할하게 이뤄질 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 10-0670777
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 WAVE-V2X 및 LTE-V2X 모두를 지원하는 차량 탑재 장치 및 노변 기지국을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 WAVE-V2X, LTE-V2X 및 5G-V2X 모두를 지원하는 차량 탑재 장치 및 노변 기지국을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 WAVE-V2X, LTE-V2X, 5G-V2X 및 LTE 통신을 지원하는 차량 탑재 장치 및 노변 기지국을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 WAVE-V2X, LTE-V2X, 5G-V2X, LTE 통신 및 5G 통신을 지원하는 차량 탑재 장치 및 노변 기지국을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 및 C-V2X를 지원하는 하이브리드 차량 탑재 장치는 WAVE-V2X 신호를 송수신하는 WAVE-V2X 안테나, LTE-V2X 신호를 송수신하는 LTE-V2X 안테나, LTE 신호를 송수신하는 LTE 안테나, GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나, 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호를 복조하여 WAVE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 WAVE-V2X 신호를 생성하는 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호를 복조하여 LTE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 LTE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 LTE-V2X 신호를 생성하는 LTE-V2X 통신 모듈, 상기 GNSS 안테나를 통해 수신된 상기 GNSS 신호를 처리하여 차량의 위치 정보를 획득하는 GNSS 모듈, 상기 LTE 안테나를 통해 수신된 상기 LTE 신호를 처리하여 상기 차량의 운행을 위한 부가 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보 또는 상기 LTE-V2X 통신 정보와 상기 차량의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 외부의 중앙 관제 서버로 송신하는 LTE 모듈 및 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 중 신호의 세기가 더 큰 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 모두를 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하고, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보와 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보를 비교하여 데이터의 중복 여부를 확인하고, 중복된 데이터는 삭제하고 중복되지 않는 데이터만 송신하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보와 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보가 동일한 차량 탑재 장치 또는 노변 기지국으로부터 수신된 정보인 경우, 상기 WAVE-V2X 통신 정보 및 상기 LTE-V2X 통신 정보를 서로 검증하여 정보의 정확도를 보완하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
바람직하게는, WAVE-V2X 및 C-V2X를 지원하는 하이브리드 차량 탑재 장치는 5G-V2X 신호를 송수신하는 5G-V2X 안테나, 상기 5G-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 5G-V2X 신호를 복조하여 5G-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 5G-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 5G-V2X 신호를 생성하는 5G-V2X 통신 모듈을 더 포함할 수 있고, 상기 LTE 모듈은 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 통신 정보 또는 5G-V2X 통신 정보와 상기 차량의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 외부의 중앙 관제 서버로 송신하고, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 및 상기 5G-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 5G-V2X 신호 중 신호의 세기가 가장 큰 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 5G-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 및 C-V2X를 지원하는 노변 기지국은 WAVE-V2X 신호를 송수신하는 WAVE-V2X 안테나, LTE-V2X 신호를 송수신하는 LTE-V2X 안테나, LTE 신호를 송수신하는 LTE 안테나, GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나, 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호를 복조하여 WAVE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 WAVE-V2X 신호를 생성하는 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호를 복조하여 LTE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 LTE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 LTE-V2X 신호를 생성하는 LTE-V2X 통신 모듈, 상기 GNSS 안테나를 통해 수신된 상기 GNSS 신호를 처리하여 노변 기지국의 위치 정보를 획득하는 GNSS 모듈, 상기 LTE 안테나를 통해 수신된 상기 LTE 신호를 처리하여 상기 노변 기지국의 운영을 위한 부가 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보 또는 상기 LTE-V2X 통신 정보와 상기 노변 기지국의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 외부의 중앙 관제 서버로 송신하는 LTE 모듈 및 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 중 신호의 세기가 더 큰 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명은 WAVE-V2X 및 LTE-V2X 모두를 지원하는 차량 탑재 장치 및 노변 기지국을 제공할 수 있다.
본 발명은 WAVE-V2X, LTE-V2X 및 5G-V2X 모두를 지원하는 차량 탑재 장치 및 노변 기지국을 제공할 수 있다.
본 발명은 WAVE-V2X, LTE-V2X, 5G-V2X 및 LTE 통신을 지원하는 차량 탑재 장치 및 노변 기지국을 제공할 수 있다.
본 발명은 WAVE-V2X, LTE-V2X, 5G-V2X, LTE 통신 및 5G 통신을 지원하는 차량 탑재 장치 및 노변 기지국을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 통신용 하이브리드 차량 탑재 장치의 하드웨어 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈 및 LTE 통신 모듈을 포함하는 차량 탑재 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈, LTE 통신 모듈 및 LTE-V2X 통신 모듈을 포함하는 차량 탑재 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈, LTE 통신 모듈, LTE-V2X 통신 모듈 및 5G-V2X 통신 모듈을 포함하는 차량 탑재 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 통신용 하이브리드 노변 기지국의 하드웨어 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈 및 LTE 통신 모듈을 포함하는 노변 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈, LTE 통신 모듈 및 LTE-V2X 통신 모듈을 포함하는 노변 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈, LTE 통신 모듈, LTE-V2X 통신 모듈 및 5G-V2X 통신 모듈을 포함하는 노변 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 등 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
V2X 통신용 하이브리드 차량 탑재 장치
도 1 내지 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 통신용 하이브리드 차량 탑재 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 통신용 하이브리드 차량 탑재 장치의 하드웨어 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 탑재 장치는 차량에 탑재되어 주위 다른 차량 및 인프라와 데이터를 주고받기 위한 기본 기능을 수행하고, 주위 다른 차량 및 인프로로부터 수신된 메시지를 이용하여 운전자 또는 탑승객에게 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 탑재 장치는 통신부, 보안부, 인터페이스부, 제어 및 서비스 제공부 및/또는 전원부를 포함할 수 있다. 상술한 각 구성은 독립적으로 각각의 기능을 수행하며, 제어 및 서비스 제공부에 포함된 주 제어 유닛 보드의 CPU(제어부)에 의해 제어 및 관리될 수 있다.
통신부는 WAVE-V2X 통신 모듈, LTE-V2X 통신 모듈, 5G-V2X 통신 모듈 및/또는 LTE 통신 모듈을 포함할 수 있다. WAVE-V2X 통신 모듈은 WAVE-V2X 통신을 수행하는 모듈로서, 두 개의 물리적 무선 인터페이스를 포함할 수 있고, USB를 통해 CPU와 연결될 수 있다. 나아가, WAVE-V2X 통신 모듈은 채널 동기화를 위한 PPS 신호를 GNSS 모듈로부터 수신할 수 있다. LTE-V2X 통신 모듈은 LTE-V2X 통신을 수행하는 모듈로서, 한 개의 물리적 무선 인터페이스를 포함할 수 있고, USB를 통해 CPU와 연결될 수 있다. 나아가, LTE-V2X 통신 모듈은 하이브리드 동기화 및 지연이 적은 신호를 액세스하기 위한 PPS 신호를 GNSS 모듈로부터 수신할 수 있다. 5G-V2X 통신 모듈은 5G-V2X 통신을 수행하는 모듈로서, 한 개의 물리적 무선 인터페이스를 포함할 수 있고, USB를 통해 CPU와 연결될 수 있다. 나아가, 5G-V2X 통신 모듈은 하이브리드 동기화 및 지연이 적은 신호를 액세스하기 위한 PPS 신호를 GNSS 모듈로부터 수신할 수 있다. LTE 통신 모듈은 5G 통신 구간이 아닌 곳에서 인프라와의 통신을 수행하는 모듈로서, 한 개의 물리적 무선 인터페이스를 포함할 수 있고, USB를 통해 CPU와 연결될 수 있다.
인터페이스부는 UART 모듈, CAN 모듈, Ethernet 모듈, Bluetooth 모듈, Wi-Fi 모듈, SD 카드 모듈 및/또는 USB 모듈을 포함할 수 있다. UART 모듈은 IC 카드 인터페이스, OBD 2, GNSS 모듈 등의 주변 장치와 연결되는 용도로 사용될 수 있다. 나아가, UART 모듈은 HMI(Human Machine Interface) 장치를 연결하기 위한 포트를 포함할 수 있다. 이 때, HMI 장치는 스마트폰, 네비게이션, IC 카드 리더기 등을 포함할 수 있다. CAN 모듈은 CAN 프로토콜을 이용하여 차량의 ECU(Electronic Control Unit)에서 전달되는 운행 정보 등을 수신할 수 있다. Ethernet 모듈은 주변 장치 및 인프라와 이더넷 통신을 할 수 있고, 문제가 발생했을 때 SSH(secure shell)로 접속하여 디버깅할 수 있다. Bluetooth 모듈은 블루투스를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. Wi-Fi 모듈은 와이파이를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. SD 카드 모듈은 eMMC 플래시 외에 로그, 멀티미디어, 서비스 데이터 등을 저장할 수 있다. SD 카드 모듈은 탈착 및 교체가 가능하고 유지보수가 용이하며 사용자의 필요 범위에 따라 메모리의 용량을 조정하여 사용할 수 있다. USB 모듈은 USB 포트를 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
보안부는 PUF 모듈 및/또는 HSM 모듈을 포함할 수 있다. PUF 모듈은 펌웨어 보호 및 복제 방지에 사용되는 보안 모듈로서, 검증되지 않은 펌웨어를 포함하는 소프트웨어 및 하드웨어 모두에 대하여 보안 기능을 수행할 수 있다. HSM 모듈은 모든 V2X 통신에서 송수신되는 보안된 메시지들에 대하여 ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)을 수행하여, 동시에 많은 메시지가 오가는 차량 밀집 지역 등에서도 원할하고 지연없는 통신을 할 수 있도록 할 수 있다.
제어 및 서비스 제공부는 주 제어 유닛 보드, HMI 장치 및/또는 IC 카드 인터페이스를 포함할 수 있다. 주 제어 유닛 보드는 펌웨어를 저장하고 시스템의 운용 및 상위 서비스를 구동시킬 수 있다. 나아가, 주 제어 유닛 보드는 주변 장치들과의 인터페이스를 관리하고 차량 탑재 장치 전체의 운용을 관리할 수 있다. 주 제어 유닛 보드는 CPU, ROM, RAM, PMIC 등을 포함할 수 있다. HMI 장치는 서비스를 이용자에게 제공하기 위한 장치로서 이용자로부터 명령을 받아 동작하기도 하며, 내/외부적으로 감지된 돌발 상황을 이용자에게 경고해줄 수 있다. IC 카드 인터페이스는 WAVE-V2X의 smart talling을 지원하기 위하여 하이패스 카드를 인식하기 위한 장치로서, IC 카드 인터페이스를 통해 하이패스 통과요금 결제가 이뤄질 수 있다.
전원부는 PMIC 모듈, PoE 모듈, 전원 필터 및/또는 전원 보호 장치를 포함할 수 있다. PMIC 모듈은 차량 탑재 장치의 각 구성에 전원을 송급할 수 있다. PoE(power over ethernet) 모듈은 이더넷 케이블을 통해 데이터와 전원을 공급할 수 있다. 노변 기지국의 PoE 모듈은 RJ45 커넷터를 통해 전원을 공급받을 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 이더넷 PHY와 전원부를 분리하여 데이터 및 전원을 공급하기 위하여 내부적으로 PoE 모듈을 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈 및 LTE 통신 모듈을 포함하는 차량 탑재 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 탑재 장치는 WAVE-V2X 안테나, LTE 안테나, GNSS 안테나, WAVE-V2X 통신 모듈, LTE 통신 모듈, GNSS 모듈 및/또는 제어부를 포함할 수 있다. WAVE-V2X 안테나는 WAVE-V2X 신호를 송수신할 수 있다. WAVE-V2X 통신 모듈은 상기 WAVE-V2X 신호를 처리할 수 있다. LTE 안테나는 LTE 신호를 송수신할 수 있다. LTE 통신 모듈은 상기 LTE 신호를 처리할 수 있다. 상기 GNSS 안테나는 GNSS 신호를 송수신할 수 있다. GNSS 모듈은 상기 GNSS 신호를 처리할 수 있다. 상기 LTE 통신 모듈은 상기 수신한 GNSS 신호를 기초로 획득된 차량의 위치 정보 및 상기 수신한 WAVE-V2X 신호를 기초로 획득된 V2X 통신 정보를 외부의 중앙 관제 서버로 송신하고, 상기 중앙 관제 서버로부터 상기 차량의 운행을 위한 부가 정보를 수신할 수 있다. 상기 부가 정보는 LTE 신호에 포함되어 LTE 안테나를 통해 수신될 수 있다. 제어부는 상기 WAVE-V2X 통신 모듈을 제어하여 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하고, 상기 LTE 통신 모듈을 제어하여 상기 LTE 신호를 처리하도록 할 수 있다. 도면에 도시된 i.MX6 DualLite는 제어부의 일 실시예를 나타낸다.
상술한 구성에 대한 상세한 설명은 후술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈, LTE 통신 모듈 및 LTE-V2X 통신 모듈을 포함하는 차량 탑재 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 탑재 장치는 WAVE-V2X 신호를 송수신하는 WAVE-V2X 안테나, LTE-V2X 신호를 송수신하는 LTE-V2X 안테나, LTE 신호를 송수신하는 LTE 안테나, GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나, 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호를 복조하여 WAVE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 WAVE-V2X 신호를 생성하는 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호를 복조하여 LTE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 LTE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 LTE-V2X 신호를 생성하는 LTE-V2X 통신 모듈, 상기 GNSS 안테나를 통해 수신된 상기 GNSS 신호를 처리하여 차량의 위치 정보를 획득하는 GNSS 모듈, 상기 LTE 안테나를 통해 수신된 상기 LTE 신호를 처리하여 상기 차량의 운행을 위한 부가 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보 또는 상기 LTE-V2X 통신 정보와 상기 차량의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 외부의 중앙 관제 서버로 송신하는 LTE 모듈 및/또는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 중 신호의 세기가 더 큰 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 모두를 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하고, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보와 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보를 비교하여 데이터의 중복 여부를 확인하고, 중복된 데이터는 삭제하고 중복되지 않는 데이터만 송신하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보와 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보가 동일한 차량 탑재 장치 또는 노변 기지국으로부터 수신된 정보인 경우, 상기 WAVE-V2X 통신 정보 및 상기 LTE-V2X 통신 정보를 서로 검증하여 정보의 정확도를 보완하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 WAVE-V2X 안테나는 두 개일 수 있고, 상기 WAVE-V2X 통신 모듈은 두 개의 안테나로 수신된 WAVE-V2X 신호를 처리할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치는 WAVE-V2X 신호 및/또는 LTE-V2X 신호를 통해 송수신되는 보안된 메시지들에 대하여 ECDSA(타원 곡선 전자 서명 알고리즘)을 수행행함으로써 동시에 여러 메시지가 송수신되는 차량 밀집 지역에서도 원활하고 지연없는 통신을 제공하는 HSM 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치는 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 통신 정보 및/또는 GNSS 모듈을 통해 수신된 정보를 저장하는 낸드 플래시 메모리를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치는 상기 차량 탑재 장치가 탑재된 차량의 속도, 위치 변화 등에 대한 구체적인 정보를 획득하기 위한 자이로 센서 또는 가속도 센서를 포함할 수 있다. 이 센서들을 통해 획득된 정보들은 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 또는 상기 LTE 모듈을 통해 다른 차량 탑재 장치, 노변 기지국 및/또는 중앙 관제 서버로 송수신될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치는 블루투스 모듈, 와이파이 모듈 및/또는 NFC 모듈을 더 포함할 수 있고, 블루투스 신호, 와이파이 신호 및/또는 NFC 신호를 송수신하는 안테나를 더 포함할 수 있다. 이로써, 상기 차량 탑재 장치는 WAVE-V2X 신호, LTE-V2X 신호 및/또는 LTE 신호를 통해 수신할 수 없는 정보를 블루투스, 와이파이 또는 NFC를 통해 수신할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치는 PUF 모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 PUF 모듈은 펌웨어 보호 및 복제 방지를 위한 보안 모듈로서 상기 차량 탑재 장치의 하드웨어 및 소프트웨어의 보안을 강화할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치는 CAN 모듈을 더 포함할수 있다. 상기 CAN 모듈은 CAN 프로토콜을 통해서 상기 차량 탑재 장치가 탑재된 차량의 운행 정보를 획득할 수 있다. 상기 획득된 운행 정보는 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 또는 상기 LTE 모듈을 통하여 다른 차량 탑재 장치, 노변 기지국 및/또는 중앙 관제 서버로 송신될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치는 이더넷 신호를 송수신할 수 있는 이더넷 모듈을 더 포함할 수 있다. 이 때, 이더넷 신호를 통해 획득된 정보는 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 또는 상기 LTE 모듈을 통하여 다른 차량 탑재 장치, 노변 기지국 및/또는 중앙 관제 서버로 송신될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치는 UART 모듈을 통하여 HMI 장치 등의 주변 장치와 연결될 수 있다. 주변 장치로부터 수신하는 정보들도 역시나 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 또는 상기 LTE 모듈을 통하여 다른 차량 탑재 장치, 노변 기지국 및/또는 중앙 관제 서버로 송신될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈, LTE 통신 모듈, LTE-V2X 통신 모듈 및 5G-V2X 통신 모듈을 포함하는 차량 탑재 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 탑재 장치는 도 3의 실시예에 따른 차량 탑재 장치의 구성에 더하여, 5G-V2X 신호를 송수신하는 5G-V2X 안테나 및/또는 상기 5G-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 5G-V2X 신호를 복조하여 5G-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 5G-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 5G-V2X 신호를 생성하는 5G-V2X 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치에 포함된 LTE 모듈은 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 통신 정보 또는 5G-V2X 통신 정보와 상기 차량의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 외부의 중앙 관제 서버로 송신하고, 제어부는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 및 상기 5G-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 5G-V2X 신호 중 신호의 세기가 가장 큰 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 5G-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 및 상기 5G-V2X 안테나를 통해 수신된 5G-V2X 신호 모두를 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 5G-V2X 통신 모듈을 제어하고, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보 및 상기 5G-V2X 통신 정보를 비교하여 데이터의 중복 여부를 확인하고, 중복된 데이터는 삭제하고 중복되지 않는 데이터만 송신하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 5G-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보 및 상기 5G-V2X 통신 정보가 모두 동일한 차량 탑재 장치 또는 노변 기지국으로부터 수신된 정보인 경우, 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 통신 정보 및 상기 5G-V2X 통신 정보를 서로 검증하여 정보의 정확도를 보완하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 5G-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, LTE-V2X 통신 모듈 및/또는 5G-V2X 통신 모듈은 이동통신 기반의 통신 신호를 처리하는 모듈로서, V2X 노변 기지국(기지국)이 아닌 이동통신 노변 기지국과 LTE 통신 및/또는 5G 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치의 제어부는 상기 차량 탑재 장치의 위치에서 상기 WAVE-V2X 신호, 상기 LTE-V2X 신호 및 상기 5G-V2X 신호의 통신 성능을 비교하여, 통신 성능이 우수한 하나 또는 두 개의 신호를 선택하여 처리하도록 할 수 있다. 이 때, 제어부는 통신 성능으로서 PER(Packet Error Rate) 성능, 지연시간(Latency) 성능, 데이터 전송률(Throughput) 성능, 최대 유효 통신 거리 성능 및/또는 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 성능을 비교할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치의 제어부는 GNSS 안테나를 통해 수신된 위치 정보를 이용하여 상기 차량 탑재 장치가 탑재된 차량의 현재 위치에서, 데이터를 보내려는 목적지 차량의 차량 탑재 장치 또는 노변 기지국과의 관계에서 통신 성능이 가장 우수한 V2X 통신 신호(WAVE-V2X 신호, LTE-V2X 신호 또는 5G-V2X 신호)를 선정하여 해당 통신 모듈을 통해 데이터를 송신할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 차량 탑재 장치는 5G 모듈을 더 포함할 수 있다. 5G 모듈은 복수의 V2X 통신 모듈을 통해 획득된 통신 정보를 5G 통신을 통하여 중앙 관제 서버, 다른 차량 탑재 장치 및/또는 노변 기지국으로 송신할 수 있다. 이 때, 제어부는 중앙 관제 서버와의 통신을 위하여 LTE 신호를 사용할 것인지 아니면, 5G 신호를 사용할 것인지를 결정하기 위하여, 차량의 현재 위치 및 양 신호의 통신 성능, 신호의 세기 등을 고려할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 Bluetooth 통신 어플리케이션, C-ITS 시범사업 대전-세종 구간 15개 서비스 어플리케이션, SCMS 인증서 관리 어플리케이션, 차내 장치 연동 및 정보 수집/처리 인터페이스 어플리케이션, 3GPP TR 22.886 서비스 어플리케이션, LTE-V2X/5G-V2X 특화 서비스 어플리케이션, 자율주행 차량 운행 지원 인터페이스 어플리케이션, 장비 상태 확인 및 서비스 운용 관리 어플리케이션, PUF 연계 펌웨어 보호 및 IP 보호 동작 어플리케이션 및/또는 V2X 메시지 보안 모듈(IEEE 1609.2) 어플리케이션을 제공할 수 있다.
V2X 통신용 하이브리드 노변 기지국
도 5 내지 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 통신용 하이브리드 노변 기지국에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 통신용 하이브리드 노변 기지국의 하드웨어 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 V2X 통신용 하이브리드 노변 기지국은 통신부, 보안부, 인터페이스부, 제어 및 서비스 제공부, 전원부 및/또는 전원 장치를 포함할 수 있다. 상술한 각 구성은 독립적으로 각각의 기능을 수행하며, 제어 및 서비스 제공부에 포함된 주 제어 유닛 보드의 CPU(제어부)에 의해 제어 및 관리될 수 있다. 통신부는 WAVE-V2X 통신 모듈, LTE-V2X 통신 모듈, 5G-V2X 통신 모듈 및/또는 LTE 통신 모듈을 포함할 수 있다. 인터페이스부는 UART 모듈, CAN 모듈, Ethernet 모듈, Bluetooth 모듈 및/또는 Wi-Fi 모듈을 포함할 수 있다. 보안부는 PUF 모듈 및/또는 HSM 모듈을 포함할 수 있다. 제어 및 서비스 제공부는 주 제어 유닛 보드를 포함할 수 있다. 전원부는 PMIC 모듈, PoE 모듈, 전원 필터 및/또는 전원 보호 장치를 포함할 수 있다. 전원 장치는 PoE 인젝터 및/또는 PoE 스위치를 포함할 수 있다. PoE 인젝터는 이더넷 모듈로 수신되는 데이터와 전원을 분리하는 기능을 하고, PoE 스위치는 PoE 모듈에 의해 공급되는 전원의 온오프를 조절할 수 있다.
상술한 구성에 대한 상세한 설명은 도 1 및 도 3에서 전술하였다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈 및 LTE 통신 모듈을 포함하는 노변 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노변 기지국은 WAVE-V2X 신호를 송수신하는 WAVE-V2X 안테나, LTE 신호를 송수신하는 LTE 안테나, GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나, 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호를 복조하여 WAVE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 WAVE-V2X 신호를 생성하는 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 GNSS 안테나를 통해 수신된 상기 GNSS 신호를 처리하여 노변 기지국의 위치 정보를 획득하는 GNSS 모듈, 상기 LTE 안테나를 통해 수신된 상기 LTE 신호를 처리하여 상기 노변 기지국의 운영을 위한 부가 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보와 상기 노변 기지국의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 외부의 중앙 관제 서버로 송신하는 LTE 모듈 및/또는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상술한 구성에 대한 상세한 설명은 후술한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈, LTE 통신 모듈 및 LTE-V2X 통신 모듈을 포함하는 노변 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노변 기지국은 WAVE-V2X 신호를 송수신하는 WAVE-V2X 안테나, LTE-V2X 신호를 송수신하는 LTE-V2X 안테나, LTE 신호를 송수신하는 LTE 안테나, GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나, 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호를 복조하여 WAVE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 WAVE-V2X 신호를 생성하는 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호를 복조하여 LTE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 LTE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 LTE-V2X 신호를 생성하는 LTE-V2X 통신 모듈, 상기 GNSS 안테나를 통해 수신된 상기 GNSS 신호를 처리하여 노변 기지국의 위치 정보를 획득하는 GNSS 모듈, 상기 LTE 안테나를 통해 수신된 상기 LTE 신호를 처리하여 상기 노변 기지국의 운영을 위한 부가 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보 또는 상기 LTE-V2X 통신 정보와 상기 노변 기지국의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 외부의 중앙 관제 서버로 송신하는 LTE 모듈 및/또는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 중 신호의 세기가 더 큰 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 모두를 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하고, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보와 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보를 비교하여 데이터의 중복 여부를 확인하고, 중복된 데이터는 삭제하고 중복되지 않는 데이터만 송신하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보와 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보가 동일한 차량 탑재 장치 또는 노변 기지국으로부터 수신된 정보인 경우, 상기 WAVE-V2X 통신 정보 및 상기 LTE-V2X 통신 정보를 서로 검증하여 정보의 정확도를 보완하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 WAVE-V2X 안테나는 두 개일 수 있고, 상기 WAVE-V2X 통신 모듈은 두 개의 안테나로 수신된 WAVE-V2X 신호를 처리할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 노변 기지국은 WAVE-V2X 신호 및/또는 LTE-V2X 신호를 통해 송수신되는 보안된 메시지들에 대하여 ECDSA(타원 곡선 전자 서명 알고리즘)을 수행행함으로써 동시에 여러 메시지가 송수신되는 차량 밀집 지역에서도 원활하고 지연없는 통신을 제공하는 HSM 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 노변 기지국은 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 통신 정보 및/또는 GNSS 모듈을 통해 수신된 정보를 저장하는 낸드 플래시 메모리를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 노변 기지국은 블루투스 모듈, 와이파이 모듈 및/또는 NFC 모듈을 더 포함할 수 있고, 블루투스 신호, 와이파이 신호 및/또는 NFC 신호를 송수신하는 안테나를 더 포함할 수 있다. 이로써, 상기 노변 기지국은 WAVE-V2X 신호, LTE-V2X 신호 및/또는 LTE 신호를 통해 수신할 수 없는 정보를 블루투스, 와이파이 또는 NFC를 통해 수신할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 노변 기지국은 PUF 모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 PUF 모듈은 펌웨어 보호 및 복제 방지를 위한 보안 모듈로서 상기 노변 기지국의 하드웨어 및 소프트웨어의 보안을 강화할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 노변 기지국은 이더넷 신호를 송수신할 수 있는 이더넷 모듈을 더 포함할 수 있다. 이 때, 이더넷 신호를 통해 획득된 정보는 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 또는 상기 LTE 모듈을 통하여 다른 차량 탑재 장치, 노변 기지국 및/또는 중앙 관제 서버로 송신될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 노변 기지국은 UART 모듈을 통하여 HMI 장치 등의 주변 장치와 연결될 수 있다. 주변 장치로부터 수신하는 정보들도 역시나 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 또는 상기 LTE 모듈을 통하여 다른 차량 탑재 장치, 노변 기지국 및/또는 중앙 관제 서버로 송신될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 노변 기지국은 PoE 모듈을 더 포함할 수 있다. PoE 모듈은 이더넷 모듈과 PMIC 모듈을 연결하는 모듈로서, 이더넷 모듈로부터 전원을 분리하여 PMIC 모듈을 통해 상기 노변 기지국에 전원을 공급할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 WAVE-V2X 통신 모듈, LTE 통신 모듈, LTE-V2X 통신 모듈 및 5G-V2X 통신 모듈을 포함하는 노변 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노변 기지국은 도 7의 실시예에 따른 노변 기지국의 구성에 더하여, 5G-V2X 신호를 송수신하는 5G-V2X 안테나 및/또는 상기 5G-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 5G-V2X 신호를 복조하여 5G-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 5G-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 5G-V2X 신호를 생성하는 5G-V2X 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노변 기지국에 포함된 LTE 모듈은 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 통신 정보 또는 5G-V2X 통신 정보와 상기 차량의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 외부의 중앙 관제 서버로 송신하고, 제어부는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 및 상기 5G-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 5G-V2X 신호 중 신호의 세기가 가장 큰 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 5G-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 및 상기 5G-V2X 안테나를 통해 수신된 5G-V2X 신호 모두를 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 5G-V2X 통신 모듈을 제어하고, 상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보 및 상기 5G-V2X 통신 정보를 비교하여 데이터의 중복 여부를 확인하고, 중복된 데이터는 삭제하고 중복되지 않는 데이터만 송신하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 5G-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보 및 상기 5G-V2X 통신 정보가 모두 동일한 차량 탑재 장치 또는 노변 기지국으로부터 수신된 정보인 경우, 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 통신 정보 및 상기 5G-V2X 통신 정보를 서로 검증하여 정보의 정확도를 보완하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 5G-V2X 통신 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, LTE-V2X 통신 모듈 및/또는 5G-V2X 통신 모듈은 이동통신 기반의 통신 신호를 처리하는 모듈로서, V2X 노변 기지국이 아닌 이동통신 노변 기지국과 LTE 통신 및/또는 5G 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 노변 기지국의 제어부는 상기 노변 기지국의 위치에서 상기 WAVE-V2X 신호, 상기 LTE-V2X 신호 및 상기 5G-V2X 신호의 통신 성능을 비교하여, 통신 성능이 우수한 하나 또는 두 개의 신호를 조합 선택하여 처리하도록 할 수 있다. 이 때, 제어부는 통신 성능으로서 PER(Packet Error Rate) 성능, 지연시간(Latency) 성능, 데이터 전송률(Throughput) 성능, 최대 유효 통신 거리 성능 및/또는 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 성능을 비교할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 노변 기지국의 제어부는 GNSS 안테나를 통해 수신된 위치 정보를 이용하여 상기 노변 기지국의 현재 위치에서, 데이터를 보내려는 목적지 차량의 차량 탑재 장치 또는 다른 노변 기지국과의 관계에서 통신 성능이 가장 우수한 V2X 통신 신호(WAVE-V2X 신호, LTE-V2X 신호 또는 5G-V2X 신호)를 선정하여 해당 통신 모듈을 통해 데이터를 송신할 수 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발 명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
부호 없음

Claims (5)

  1. 차량 탑재 장치 또는 노변 기지국과 WAVE-V2X 신호를 송수신하는 WAVE-V2X 안테나;
    차량 탑재 장치 또는 노변 기지국과 LTE-V2X 신호를 송수신하는 LTE-V2X 안테나;
    중앙 관제 서버와 LTE 신호를 송수신하는 LTE 안테나;
    GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나;
    상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호를 복조하여 WAVE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 WAVE-V2X 신호를 생성하는 WAVE-V2X 통신 모듈;
    상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호를 복조하여 LTE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 LTE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 LTE-V2X 신호를 생성하는 LTE-V2X 통신 모듈;
    상기 GNSS 안테나를 통해 수신된 상기 GNSS 신호를 처리하여 차량의 위치 정보를 획득하는 GNSS 모듈;
    CAN(Control Area Network) 프로토콜을 이용하여 ECU(Electronic Control Unit)로부터 상기 차량의 운행 정보를 수신하는 CAN 모듈;
    상기 차량 탑재 장치, 상기 노변 기지국 또는 상기 중앙 관제 서버와의 통신에 오류가 발생하는 경우, SSH(Secure Shell) 프로토콜을 이용하여 상기 차량 탑재 장치, 상기 노변 기지국 또는 상기 중앙 관제 서버에 접속하여 상기 오류를 디버깅하는 이더넷 모듈;
    상기 WAVE-V2X 신호 또는 상기 LTE-V2X 신호를 통해 송수신되는 보안된 메시지에 대하여 ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)을 수행함으로써 동시에 여러 메시지가 송수신되는 차량 밀집 지역에서도 원활하고 지연없는 통신을 제공하는 보안 모듈;
    상기 LTE 안테나를 통해 상기 중앙 관제 서버로부터 수신된 상기 LTE 신호를 처리하여 상기 차량의 운행을 위한 부가 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 통신 정보, 상기 차량의 위치 정보 및 상기 운행 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 상기 중앙 관제 서버로 송신하는 LTE 모듈; 및
    상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 중 통신 성능이 가장 좋은 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 통신 성능으로서 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 신호의 PER(Packet Error Rate) 성능, 지연시간(Latency) 성능, 데이터 전송률(Throughput) 성능, 최대 유효 통신 거리 성능 및 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 성능을 비교하여 하나의 신호를 결정하고,
    상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈은 상기 GNSS 모듈로부터 PPS(Precise Positioning System) 신호를 수신하고 수신된 상기 PPS 신호를 이용하여 지연시간이 적은 WAVE-V2X 신호 또는 LTE-V2X 신호를 액세스하는 것을 특징으로 하는 V2X 통신용 하이브리드 차량 탑재 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 모두를 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하고,
    상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보와 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보를 비교하여 데이터의 중복 여부를 확인하고, 중복된 데이터는 삭제하고 중복되지 않는 데이터만 상기 차량 탑재 장치, 상기 노변 기지국 또는 상기 중앙 관제 서버로 송신하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE 모듈을 제어하는 V2X 통신용 하이브리드 차량 탑재 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 WAVE-V2X 통신 정보와 상기 LTE-V2X 신호를 처리하여 획득된 상기 LTE-V2X 통신 정보가 동일한 차량 탑재 장치 또는 노변 기지국으로부터 수신된 정보인 경우, 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈이 상기 WAVE-V2X 통신 정보의 내용 및 상기 LTE-V2X 통신 정보의 내용이 서로 동일한지 검증하는 동작을 수행하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하는 V2X 통신용 하이브리드 차량 탑재 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 V2X 통신용 하이브리드 차량 탑재 장치는
    차량 탑재 장치 또는 노변 기지국과 5G-V2X 신호를 송수신하는 5G-V2X 안테나; 및
    상기 5G-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 5G-V2X 신호를 복조하여 5G-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 5G-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 5G-V2X 신호를 생성하는 5G-V2X 통신 모듈;
    을 더 포함하고,
    상기 LTE 모듈은 상기 WAVE-V2X 통신 정보, 상기 LTE-V2X 통신 정보, 5G-V2X 통신 정보, 상기 운행 정보 및 상기 차량의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 상기 중앙 관제 서버로 송신하고,
    상기 제어부는 상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호, 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 및 상기 5G-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 5G-V2X 신호 중 통신 성능이 가장 좋은 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈, 상기 LTE-V2X 통신 모듈 및 상기 5G-V2X 통신 모듈을 제어하는 V2X 통신용 하이브리드 차량 탑재 장치.
  5. 차량 탑재 장치 또는 노변 기지국과 WAVE-V2X 신호를 송수신하는 WAVE-V2X 안테나;
    차량 탑재 장치 또는 노변 기지국과 LTE-V2X 신호를 송수신하는 LTE-V2X 안테나;
    중앙 관제 서버와 LTE 신호를 송수신하는 LTE 안테나;
    GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나;
    상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호를 복조하여 WAVE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 WAVE-V2X 신호를 생성하는 WAVE-V2X 통신 모듈;
    상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호를 복조하여 LTE-V2X 통신 정보를 획득하고, 상기 LTE-V2X 통신 정보를 변조하여 상기 LTE-V2X 신호를 생성하는 LTE-V2X 통신 모듈;
    상기 GNSS 안테나를 통해 수신된 상기 GNSS 신호를 처리하여 노변 기지국의 위치 정보를 획득하는 GNSS 모듈;
    상기 차량 탑재 장치, 상기 노변 기지국 또는 상기 중앙 관제 서버와의 통신에 오류가 발생하는 경우, SSH(Secure Shell) 프로토콜을 이용하여 상기 차량 탑재 장치, 상기 노변 기지국 또는 상기 중앙 관제 서버에 접속하여 상기 오류를 디버깅하는 이더넷 모듈;
    상기 WAVE-V2X 신호 또는 상기 LTE-V2X 신호를 통해 송수신되는 보안된 메시지에 대하여 ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)을 수행함으로써 동시에 여러 메시지가 송수신되는 차량 밀집 지역에서도 원활하고 지연없는 통신을 제공하는 보안 모듈;
    상기 LTE 안테나를 통해 상기 중앙 관제 서버로부터 수신된 상기 LTE 신호를 처리하여 상기 노변 기지국의 운영을 위한 부가 정보를 획득하고, 상기 WAVE-V2X 통신 정보 또는 상기 LTE-V2X 통신 정보와 상기 노변 기지국의 위치 정보를 상기 LTE 안테나를 통해 상기 중앙 관제 서버로 송신하는 LTE 모듈; 및
    상기 WAVE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 안테나를 통해 수신된 상기 LTE-V2X 신호 중 통신 성능이 가장 좋은 하나의 신호를 결정하고, 상기 결정된 하나의 신호만 처리하도록 상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 통신 성능으로서 상기 WAVE-V2X 신호와 상기 LTE-V2X 신호의 PER(Packet Error Rate) 성능, 지연시간(Latency) 성능, 데이터 전송률(Throughput) 성능, 최대 유효 통신 거리 성능 및 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 성능을 비교하여 하나의 신호를 결정하고,
    상기 WAVE-V2X 통신 모듈 및 상기 LTE-V2X 통신 모듈은 상기 GNSS 모듈로부터 PPS(Precise Positioning System) 신호를 수신하고 수신된 상기 PPS 신호를 이용하여 지연시간이 적은 WAVE-V2X 신호 또는 LTE-V2X 신호를 액세스하는 것을 특징으로 하는V2X 통신용 노변 기지국.
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