KR20230061416A - 무선 통신 시스템에서 제1 서버가 제2 메시지를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 제1 서버가 제2 메시지를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하는 단계, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하는 단계, 및 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고, 상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하는 방법 및 이를 위한 장치를 개시한다.
Description
무선 통신 시스템에서 제1 서버가 미리 결정된 클러스터 조건에 기초하여 VRU (Vulnerable Road User) 메시지의 클러스터링과 관련된 제2 메시지를 전송하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(예를 들어, 대역폭, 전송 전력 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원하는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
사이드링크(sidelink, SL)란 단말(User Equipment, UE)들 간에 직접적인 링크를 설정하여, 기지국(Base Station, BS)을 거치지 않고, 단말 간에 음성 또는 데이터 등을 직접 주고 받는 통신 방식을 말한다. SL는 급속도로 증가하는 데이터 트래픽에 따른 기지국의 부담을 해결할 수 있는 하나의 방안으로서 고려되고 있다.
V2X(vehicle-to-everything)는 유/무선 통신을 통해 다른 차량, 보행자, 인프라가 구축된 사물 등과 정보를 교환하는 통신 기술을 의미한다. V2X는 V2V(vehicle-to-vehicle), V2I(vehicle-to-infrastructure), V2N(vehicle-to- network) 및 V2P(vehicle-to-pedestrian)와 같은 4 가지 유형으로 구분될 수 있다. V2X 통신은 PC5 인터페이스 및/또는 Uu 인터페이스를 통해 제공될 수 있다.
한편, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라, 기존의 무선 액세스 기술(Radio Access Technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라, 신뢰도(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스 또는 단말을 고려한 통신 시스템이 논의되고 있는데, 개선된 이동 광대역 통신, 매시브 MTC(Machine Type Communication), URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술을 새로운 RAT(new radio access technology) 또는 NR(new radio)이라 칭할 수 있다. NR에서도 V2X(vehicle-to-everything) 통신이 지원될 수 있다.
도 1은 NR 이전의 RAT에 기반한 V2X 통신과 NR에 기반한 V2X 통신을 비교하여 설명하기 위한 도면이다
V2X 통신과 관련하여, NR 이전의 RAT에서는 BSM(Basic Safety Message), CAM(Cooperative Awareness Message), DENM(Decentralized Environmental Notification Message)과 같은 V2X 메시지를 기반으로, 안전 서비스(safety service)를 제공하는 방안이 주로 논의되었다. V2X 메시지는, 위치 정보, 동적 정보, 속성 정보 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 주기적인 메시지(periodic message) 타입의 CAM, 및/또는 이벤트 트리거 메시지(event triggered message) 타입의 DENM을 다른 단말에게 전송할 수 있다.
예를 들어, CAM은 방향 및 속도와 같은 차량의 동적 상태 정보, 치수와 같은 차량 정적 데이터, 외부 조명 상태, 경로 내역 등 기본 차량 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 CAM을 방송할 수 있으며, CAM의 지연(latency)은 100ms보다 작을 수 있다. 예를 들어, 차량의 고장, 사고 등의 돌발적인 상황이 발행하는 경우, 단말은 DENM을 생성하여 다른 단말에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말의 전송 범위 내에 있는 모든 차량은 CAM 및/또는 DENM을 수신할 수 있다. 이 경우, DENM은 CAM 보다 높은 우선 순위를 가질 수 있다.
이후, V2X 통신과 관련하여, 다양한 V2X 시나리오들이 NR에서 제시되고 있다. 예를 들어, 다양한 V2X 시나리오들은, 차량 플라투닝(vehicle platooning), 향상된 드라이빙(advanced driving), 확장된 센서들(extended sensors), 리모트 드라이빙(remote driving) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 차량 플라투닝을 기반으로, 차량들은 동적으로 그룹을 형성하여 함께 이동할 수 있다. 예를 들어, 차량 플라투닝에 기반한 플라툰 동작들(platoon operations)을 수행하기 위해, 상기 그룹에 속하는 차량들은 선두 차량으로부터 주기적인 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 그룹에 속하는 차량들은 주기적인 데이터를 이용하여, 차량들 사이의 간격을 줄이거나 넓힐 수 있다.
예를 들어, 향상된 드라이빙을 기반으로, 차량은 반자동화 또는 완전 자동화될 수 있다. 예를 들어, 각 차량은 근접 차량 및/또는 근접 로지컬 엔티티(logical entity)의 로컬 센서(local sensor)에서 획득된 데이터를 기반으로, 궤도(trajectories) 또는 기동(maneuvers)을 조정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 각 차량은 근접한 차량들과 드라이빙 인텐션(driving intention)을 상호 공유할 수 있다.
예를 들어, 확장 센서들을 기반으로, 로컬 센서들을 통해 획득된 로 데이터(raw data) 또는 처리된 데이터(processed data), 또는 라이브 비디오 데이터(live video data)는 차량, 로지컬 엔티티, 보행자들의 단말 및/또는 V2X 응용 서버 간에 상호 교환될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 차량은 자체 센서를 이용하여 감지할 수 있는 환경 보다 향상된 환경을 인식할 수 있다.
예를 들어, 리모트 드라이빙을 기반으로, 운전을 하지 못하는 사람 또는 위험한 환경에 위치한 리모트 차량을 위해, 리모트 드라이버 또는 V2X 애플리케이션은 상기 리모트 차량을 동작 또는 제어할 수 있다. 예를 들어, 대중 교통과 같이 경로를 예측할 수 있는 경우, 클라우드 컴퓨팅 기반의 드라이빙이 상기 리모트 차량의 동작 또는 제어에 이용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 클라우드 기반의 백엔드 서비스 플랫폼(cloud-based back-end service platform)에 대한 액세스가 리모트 드라이빙을 위해 고려될 수 있다.
한편, 차량 플라투닝, 향상된 드라이빙, 확장된 센서들, 리모트 드라이빙 등 다양한 V2X 시나리오들에 대한 서비스 요구사항(service requirements)들을 구체화하는 방안이 NR에 기반한 V2X 통신에서 논의되고 있다.
해결하고자 하는 과제는 클러스터에 기반한 복수의 메시지들의 재구성을 통해 서버 간에 교환되는 데이터량을 최소화하고, 서버와 단말들 간의 interaction 동작을 통해 서버와 단말들 간에 교환되는 데이터량을 최소화하여 통신 환경의 개선 및 단말들의 배터리 소모를 최소화할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 제1 서버가 제2 메시지를 전송하는 방법은 복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하는 단계, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하는 단계, 및 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고, 상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또는, 상기 예상 시간은 상기 제1 클러스터 영역에 위치하는 상기 VRU 장치들에 대한 VRU 메시지의 전송 중단 기간을 특정하는 것을 특징으로 한다.
또는. 상기 제2 클러스터 정보는 상기 제1 클러스터 영역에서 위치하는 상기 VRU 장치들 중 클러스터 메시지를 대표로 전송할 대표 VRU 장치를 특정하는 기준 위치에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 클러스터 정보는 상기 대표 VRU 장치가 전송한 상기 클러스터 메시지에 기초하여 업데이트되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 클러스터 메시지는 상기 제2 클러스터 영역과 관련된 상기 클러스터 정보를 포함하고, 상기 예상 시간에 대응하는 시점에 수신되는 것을 특징으로 한다.
또는. 상기 제2 클러스터 영역은 상기 예상 시간 이후 상기 VRU 장치들의 VRU 메시지의 전송 재개 여부의 결정과 관련된 영역인 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 클러스터 영역은 미리 결정된 임계 거리 내의 위치 정보를 포함하는 VRU 메시지들의 수가 클러스터 임계 수 이상인 경우에 상기 VRU 메시지들의 위치 정보에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 메시지는 서버들 간에 교환되는 AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) 메시지인 것을 특징으로 한다.
또는. 상기 제1 서버는 상기 제1 서버와 연결된 복수의 서버들로부터 수신된 클러스터링 요청 메시지에 기초하여 상기 제1 메시지를 전송할 상기 제2 서버를 특정하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 제1 메시지는 상기 복수의 서버들 중에서 상기 제1 클러스터 영역과 상이한 클러스터 영역에 대한 요청 메시지를 전송한 서버에 전송되지 않는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 VRU (Vulnerable Road User) 장치가 제1 서버로부터 클러스터 정보를 수신하는 방법은 VRU 메시지를 상기 제1 서버로 전송하는 단계, 상기 클러스터 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 제1 서버로부터 수신 받는 단계, 및 상기 클러스터 정보에 기초하여 상기 VRU 메시지의 전송을 중단하는 단계를 포함하고, 상기 클러스터 정보는 미리 결정된 클러스터 조건에 기초하여 설정된 제1 클러스터 영역에 대한 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하고, 상기 VRU 메시지는 상기 VRU 장치의 위치가 상기 제1 클러스터 영역 내인 경우에 상기 예상 시간까지 전송이 중단될 수 있다.
다른 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 제2 메시지를 전송하는 제1 서버는 RF(Radio Frequency) 송수신기, 및 상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하고, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하고, 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하며, 상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고, 상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다른 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 제1 서버로부터 클러스터 정보를 수신하는 VRU (Vulnerable Road User) 장치는 RF(Radio Frequency) 송수신기, 및 상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 VRU 메시지를 상기 제1 서버로 전송하고, 상기 클러스터 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 제1 서버로부터 수신하며, 상기 클러스터 정보에 기초하여 상기 VRU 메시지의 전송을 중단하고, 상기 클러스터 정보는 미리 결정된 클러스터 조건에 기초하여 설정된 제1 클러스터 영역에 대한 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하고, 상기 VRU 메시지는 상기 VRU 장치의 위치가 상기 제1 클러스터 영역 내인 경우에 상기 예상 시간까지 전송이 중단될 수 있다.
다른 측면에 따른 무선통신시스템에서 제2 메시지를 전송하는 칩 셋은 적어도 하나의 프로세서, 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 메모리를 포함하며, 상기 동작은 복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하고, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하고, 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하는 동작을 포함하고, 상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고, 상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다른 측면에 따른 무선통신시스템에서 적어도 하나의 프로세서가 제2 메시지를 전송하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 제2 메시지를 전송하는 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램, 및 상기 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하고, 상기 동작은 복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하고, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하고, 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하는 동작을 포함하며, 상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고, 상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들은 클러스터에 기반한 복수의 메시지들의 재구성을 통해 서버 간에 교환되는 데이터량을 최소화하고, 서버와 단말들 간의 interaction 동작을 통해 서버와 단말들 간에 교환되는 데이터량을 최소화하여 통신 환경의 개선 및 단말들의 배터리 소모를 최소화할 수 있다.
다양한 실시예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 NR 이전의 RAT에 기반한 V2X 통신과 NR에 기반한 V2X 통신을 비교하여 설명하기 위한 도면이다
도 2은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 3은 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 4은 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5은 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 6 SL 통신을 위한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다.
도 7은 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 단말을 나타낸다.
도 8는 V2X 또는 SL 통신을 위한 자원 단위를 나타낸다.
도 9은 ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 참조 구조에 기초하여 설계 및 적용 가능한 ITS 스테이션 (station)의 예시 구조이다.
도 11 및 도 12는 C-Roads에서의 엔터티 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 서버들 간에 단말의 메시지들을 효율적으로 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 Uu 인터페이스를 통해 수신된 메시지들을 ITS 앱 서버가 RTA 서버로 전달하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16는 ITS 앱 서버가 복수의 ITS-S들로부터 수신된 메시지들을 효율적으로 RTA 서버에 전송하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17 및 도 18은 클러스터링 기반하여 ITS 앱 서버가 서버간 교환 메시지를 생성 및 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 서버 간의 협상 절차를 통해 서버간 메시지를 재구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 ITS 앱 서버가 복수의 VRU 메시지들을 재구성하여 다른 서버에 전송하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 21 내지 도 25는 서버와 VRU 장치들 간의 interaction을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 ITS 앱 서버와 VRU 장치들 간에 클러스터링과 관련된 동작을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 제1 서버가 수신된 복수의 VRU 메시지들의 클러스터 정보를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 28는 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 29는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 30은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다.
도 31는 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다.
도 1은 NR 이전의 RAT에 기반한 V2X 통신과 NR에 기반한 V2X 통신을 비교하여 설명하기 위한 도면이다
도 2은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 3은 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 4은 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5은 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 6 SL 통신을 위한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다.
도 7은 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 단말을 나타낸다.
도 8는 V2X 또는 SL 통신을 위한 자원 단위를 나타낸다.
도 9은 ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 참조 구조에 기초하여 설계 및 적용 가능한 ITS 스테이션 (station)의 예시 구조이다.
도 11 및 도 12는 C-Roads에서의 엔터티 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 서버들 간에 단말의 메시지들을 효율적으로 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 Uu 인터페이스를 통해 수신된 메시지들을 ITS 앱 서버가 RTA 서버로 전달하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16는 ITS 앱 서버가 복수의 ITS-S들로부터 수신된 메시지들을 효율적으로 RTA 서버에 전송하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17 및 도 18은 클러스터링 기반하여 ITS 앱 서버가 서버간 교환 메시지를 생성 및 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 서버 간의 협상 절차를 통해 서버간 메시지를 재구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 ITS 앱 서버가 복수의 VRU 메시지들을 재구성하여 다른 서버에 전송하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 21 내지 도 25는 서버와 VRU 장치들 간의 interaction을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 ITS 앱 서버와 VRU 장치들 간에 클러스터링과 관련된 동작을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 제1 서버가 수신된 복수의 VRU 메시지들의 클러스터 정보를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 28는 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 29는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 30은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다.
도 31는 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다.
무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(예를 들어, 대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원하는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
사이드링크(sidelink)란 단말(User Equipment, UE)들 간에 직접적인 링크를 설정하여, 기지국(Base Station, BS)을 거치지 않고, 단말 간에 음성 또는 데이터 등을 직접 주고 받는 통신 방식을 말한다. 사이드링크는 급속도로 증가하는 데이터 트래픽에 따른 기지국의 부담을 해결할 수 있는 하나의 방안으로서 고려되고 있다.
V2X(vehicle-to-everything)는 유/무선 통신을 통해 다른 차량, 보행자, 인프라가 구축된 사물 등과 정보를 교환하는 통신 기술을 의미한다. V2X는 V2V(vehicle-to-vehicle), V2I(vehicle-to-infrastructure), V2N(vehicle-to- network) 및 V2P(vehicle-to-pedestrian)와 같은 4 가지 유형으로 구분될 수 있다. V2X 통신은 PC5 인터페이스 및/또는 Uu 인터페이스를 통해 제공될 수 있다.
한편, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라, 기존의 무선 액세스 기술(Radio Access Technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라, 신뢰도(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스 또는 단말을 고려한 통신 시스템이 논의되고 있는데, 개선된 이동 광대역 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술을 새로운 RAT(new radio access technology) 또는 NR(new radio)이라 칭할 수 있다. NR에서도 V2X(vehicle-to-everything) 통신이 지원될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
5G NR은 LTE-A의 후속 기술로서, 고성능, 저지연, 고가용성 등의 특성을 가지는 새로운 Clean-slate 형태의 이동 통신 시스템이다. 5G NR은 1GHz 미만의 저주파 대역에서부터 1GHz~10GHz의 중간 주파 대역, 24GHz 이상의 고주파(밀리미터파) 대역 등 사용 가능한 모든 스펙트럼 자원을 활용할 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A 또는 5G NR을 위주로 기술하지만 실시예(들)의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2은 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고 불릴 수 있다.
도 2을 참조하면, E-UTRAN은 단말(10)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(Mobile Terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.
EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection, OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제 1 계층), L2 (제 2 계층), L3(제 3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제 1 계층에 속하는 물리 계층은 물리 채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3 계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
도 3은 NR 시스템의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, NG-RAN은 단말에게 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단(termination)을 제공하는 gNB 및/또는 eNB를 포함할 수 있다. 도 7에서는 gNB만을 포함하는 경우를 예시한다. gNB 및 eNB는 상호 간에 Xn 인터페이스로 연결되어 있다. gNB 및 eNB는 5세대 코어 네트워크(5G Core Network: 5GC)와 NG 인터페이스를 통해 연결되어 있다. 보다 구체적으로, AMF(access and mobility management function)과는 NG-C 인터페이스를 통해 연결되고, UPF(user plane function)과는 NG-U 인터페이스를 통해 연결된다.
도 4은 NR의 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4을 참조하면, NR에서 상향링크 및 하향링크 전송에서 무선 프레임을 사용할 수 있다. 무선 프레임은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 5ms 하프-프레임(Half-Frame, HF)으로 정의될 수 있다. 하프-프레임은 5개의 1ms 서브프레임(Subframe, SF)을 포함할 수 있다. 서브프레임은 하나 이상의 슬롯으로 분할될 수 있으며, 서브프레임 내 슬롯 개수는 부반송파 간격(Subcarrier Spacing, SCS)에 따라 결정될 수 있다. 각 슬롯은 CP(cyclic prefix)에 따라 12개 또는 14개의 OFDM(A) 심볼을 포함할 수 있다.
노멀 CP(normal CP)가 사용되는 경우, 각 슬롯은 14개의 심볼을 포함할 수 있다. 확장 CP가 사용되는 경우, 각 슬롯은 12개의 심볼을 포함할 수 있다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼 (또는, CP-OFDM 심볼), SC-FDMA(Single Carrier - FDMA) 심볼 (또는, DFT-s-OFDM(Discrete Fourier Transform-spread-OFDM) 심볼)을 포함할 수 있다.
다음 표 1은 노멀 CP가 사용되는 경우, SCS 설정(u)에 따라 슬롯 별 심볼의 개수((Nslot symb), 프레임 별 슬롯의 개수((Nframe,u slot)와 서브프레임 별 슬롯의 개수((Nsubframe,u slot)를 예시한다.
| SCS (15*2u) | Nslot symb | Nframe,u slot | Nsubframe,u slot |
| 15KHz (u=0) | 14 | 10 | 1 |
| 30KHz (u=1) | 14 | 20 | 2 |
| 60KHz (u=2) | 14 | 40 | 4 |
| 120KHz (u=3) | 14 | 80 | 8 |
| 240KHz (u=4) | 14 | 160 | 16 |
표 2는 확장 CP가 사용되는 경우, SCS에 따라 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수와 서브프레임 별 슬롯의 개수를 예시한다.
| SCS (15*2u) | Nslot symb | Nframe,u slot | Nsubframe,u slot |
| 60KHz (u=2) | 12 | 40 | 4 |
NR 시스템에서는 하나의 단말에게 병합되는 복수의 셀들 간에 OFDM(A) 뉴머놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)가 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 개수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, 서브프레임, 슬롯 또는 TTI)(편의상, TU(Time Unit)로 통칭)의 (절대 시간) 구간이 병합된 셀들 간에 상이하게 설정될 수 있다.
NR에서, 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 뉴머놀로지(numerology) 또는 SCS가 지원될 수 있다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)이 지원될 수 있고, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)이 지원될 수 있다. SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)을 극복하기 위해 24.25GHz보다 큰 대역폭이 지원될 수 있다.
NR 주파수 밴드(frequency band)는 두 가지 타입의 주파수 범위(frequency range)로 정의될 수 있다. 상기 두 가지 타입의 주파수 범위는 FR1 및 FR2일 수 있다. 주파수 범위의 수치는 변경될 수 있으며, 예를 들어, 상기 두 가지 타입의 주파수 범위는 하기 표 3과 같을 수 있다. NR 시스템에서 사용되는 주파수 범위 중 FR1은 "sub 6GHz range"를 의미할 수 있고, FR2는 "above 6GHz range"를 의미할 수 있고 밀리미터 웨이브(millimeter wave, mmW)로 불릴 수 있다.
| Frequency Range designation | Corresponding frequency range | Subcarrier Spacing (SCS) |
| FR1 | 450MHz - 6000MHz | 15, 30, 60kHz |
| FR2 | 24250MHz - 52600MHz | 60, 120, 240kHz |
상술한 바와 같이, NR 시스템의 주파수 범위의 수치는 변경될 수 있다. 예를 들어, FR1은 하기 표 4와 같이 410MHz 내지 7125MHz의 대역을 포함할 수 있다. 즉, FR1은 6GHz (또는 5850, 5900, 5925 MHz 등) 이상의 주파수 대역을 포함할 수 있다. 예를 들어, FR1 내에서 포함되는 6GHz (또는 5850, 5900, 5925 MHz 등) 이상의 주파수 대역은 비면허 대역(unlicensed band)을 포함할 수 있다. 비면허 대역은 다양한 용도로 사용될 수 있고, 예를 들어 차량을 위한 통신(예를 들어, 자율주행)을 위해 사용될 수 있다.
| Frequency Range designation | Corresponding frequency range | Subcarrier Spacing (SCS) |
| FR1 | 410MHz - 7125MHz | 15, 30, 60kHz |
| FR2 | 24250MHz - 52600MHz | 60, 120, 240kHz |
도 5은 NR 프레임의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 5을 참조하면, 슬롯은 시간 영역에서 복수의 심볼들을 포함한다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯이 14개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 12개의 심볼을 포함할 수 있다. 또는 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯이 7개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 6개의 심볼을 포함할 수 있다.
반송파는 주파수 영역에서 복수의 부반송파들을 포함한다. RB(Resource Block)는 주파수 영역에서 복수(예를 들어, 12)의 연속한 부반송파로 정의될 수 있다. BWP(Bandwidth Part)는 주파수 영역에서 복수의 연속한 (P)RB((Physical) Resource Block)로 정의될 수 있으며, 하나의 뉴머놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)에 대응될 수 있다. 반송파는 최대 N개(예를 들어, 5개)의 BWP를 포함할 수 있다. 데이터 통신은 활성화된 BWP를 통해서 수행될 수 있다. 각각의 요소는 자원 그리드에서 자원요소(Resource Element, RE)로 지칭될 수 있고, 하나의 복소 심볼이 맵핑될 수 있다.
한편, 단말과 단말 간 무선 인터페이스 또는 단말과 네트워크 간 무선 인터페이스는 L1 계층, L2 계층 및 L3 계층으로 구성될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예에서, L1 계층은 물리(physical) 계층을 의미할 수 있다. 또한, 예를 들어, L2 계층은 MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층 및 SDAP 계층 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 예를 들어, L3 계층은 RRC 계층을 의미할 수 있다.
이하, V2X 또는 SL(sidelink) 통신에 대하여 설명한다.
도 6는 SL 통신을 위한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸다. 구체적으로, 도 6의 (a)는 NR의 사용자 평면 프로토콜 스택을 나타내고, 도 6의 (b)는 NR의 제어 평면 프로토콜 스택을 나타낸다.
이하, SL 동기 신호(Sidelink Synchronization Signal, SLSS) 및 동기화 정보에 대해 설명한다.
SLSS는 SL 특정적인 시퀀스(sequence)로, PSSS(Primary Sidelink Synchronization Signal)와 SSSS(Secondary Sidelink Synchronization Signal)를 포함할 수 있다. 상기 PSSS는 S-PSS(Sidelink Primary Synchronization Signal)라고 칭할 수 있고, 상기 SSSS는 S-SSS(Sidelink Secondary Synchronization Signal)라고 칭할 수 있다. 예를 들어, 길이-127 M-시퀀스(length-127 M-sequences)가 S-PSS에 대하여 사용될 수 있고, 길이-127 골드-시퀀스(length-127 Gold sequences)가 S-SSS에 대하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 단말은 S-PSS를 이용하여 최초 신호를 검출(signal detection)할 수 있고, 동기를 획득할 수 있다. 예를 들어, 단말은 S-PSS 및 S-SSS를 이용하여 세부 동기를 획득할 수 있고, 동기 신호 ID를 검출할 수 있다.
PSBCH(Physical Sidelink Broadcast Channel)는 SL 신호 송수신 전에 단말이 가장 먼저 알아야 하는 기본이 되는 (시스템) 정보가 전송되는 (방송) 채널일 수 있다. 예를 들어, 상기 기본이 되는 정보는 SLSS에 관련된 정보, 듀플렉스 모드(Duplex Mode, DM), TDD UL/DL(Time Division Duplex Uplink/Downlink) 구성, 리소스 풀 관련 정보, SLSS에 관련된 어플리케이션의 종류, 서브프레임 오프셋, 방송 정보 등일 수 있다. 예를 들어, PSBCH 성능의 평가를 위해, NR V2X에서, PSBCH의 페이로드 크기는 24 비트의 CRC를 포함하여 56 비트일 수 있다.
S-PSS, S-SSS 및 PSBCH는 주기적 전송을 지원하는 블록 포맷(예를 들어, SL SS(Synchronization Signal)/PSBCH 블록, 이하 S-SSB(Sidelink-Synchronization Signal Block))에 포함될 수 있다. 상기 S-SSB는 캐리어 내의 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)/PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)와 동일한 뉴머놀로지(즉, SCS 및 CP 길이)를 가질 수 있고, 전송 대역폭은 (미리) 설정된 SL BWP(Sidelink BWP) 내에 있을 수 있다. 예를 들어, S-SSB의 대역폭은 11 RB(Resource Block)일 수 있다. 예를 들어, PSBCH는 11 RB에 걸쳐있을 수 있다. 그리고, S-SSB의 주파수 위치는 (미리) 설정될 수 있다. 따라서, 단말은 캐리어에서 S-SSB를 발견하기 위해 주파수에서 가설 검출(hypothesis detection)을 수행할 필요가 없다.
한편, NR SL 시스템에서, 서로 다른 SCS 및/또는 CP 길이를 가지는 복수의 뉴머놀로지가 지원될 수 있다. 이 때, SCS가 증가함에 따라서, 전송 단말이 S-SSB를 전송하는 시간 자원의 길이가 짧아질 수 있다. 이에 따라, S-SSB의 커버리지(coverage)가 감소할 수 있다. 따라서, S-SSB의 커버리지를 보장하기 위하여, 전송 단말은 SCS에 따라 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 하나 이상의 S-SSB를 수신 단말에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 전송 단말이 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 전송하는 S-SSB의 개수는 전송 단말에게 사전에 설정되거나(pre-configured), 설정(configured)될 수 있다. 예를 들어, S-SSB 전송 주기는 160ms 일 수 있다. 예를 들어, 모든 SCS에 대하여, 160ms의 S-SSB 전송 주기가 지원될 수 있다.
예를 들어, SCS가 FR1에서 15kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개 또는 2개의 S-SSB를 전송할 수 있다. 예를 들어, SCS가 FR1에서 30kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개 또는 2개의 S-SSB를 전송할 수 있다. 예를 들어, SCS가 FR1에서 60kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개, 2개 또는 4개의 S-SSB를 전송할 수 있다.
예를 들어, SCS가 FR2에서 60kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개, 2개, 4개, 8개, 16개 또는 32개의 S-SSB를 전송할 수 있다. 예를 들어, SCS가 FR2에서 120kHz인 경우, 전송 단말은 하나의 S-SSB 전송 주기 내에서 수신 단말에게 1개, 2개, 4개, 8개, 16개, 32개 또는 64개의 S-SSB를 전송할 수 있다.
한편, SCS가 60kHz인 경우, 두 가지 타입의 CP가 지원될 수 있다. 또한, CP 타입에 따라서 전송 단말이 수신 단말에게 전송하는 S-SSB의 구조가 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 CP 타입은 Normal CP(NCP) 또는 Extended CP(ECP)일 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, CP 타입이 NCP인 경우, 전송 단말이 전송하는 S-SSB 내에서 PSBCH를 맵핑하는 심볼의 개수는 9 개 또는 8 개일 수 있다. 반면, 예를 들어, CP 타입이 ECP인 경우, 전송 단말이 전송하는 S-SSB 내에서 PSBCH를 맵핑하는 심볼의 개수는 7 개 또는 6 개일 수 있다. 예를 들어, 전송 단말이 전송하는 S-SSB 내의 첫 번째 심볼에는, PSBCH가 맵핑될 수 있다. 예를 들어, S-SSB를 수신하는 수신 단말은 S-SSB의 첫 번째 심볼 구간에서 AGC(Automatic Gain Control) 동작을 수행할 수 있다.
도 7은 V2X 또는 SL 통신을 수행하는 단말을 나타낸다.
도 7을 참조하면, V2X 또는 SL 통신에서 단말이라는 용어는 주로 사용자의 단말을 의미할 수 있다. 하지만, 기지국과 같은 네트워크 장비가 단말 사이의 통신 방식에 따라 신호를 송수신하는 경우, 기지국 또한 일종의 단말로 간주될 수도 있다. 예를 들어, 단말 1은 제 1 장치(100)일 수 있고, 단말 2 는 제 2 장치(200)일 수 있다.
예를 들어, 단말 1은 일련의 자원의 집합을 의미하는 자원 풀(resource pool) 내에서 특정한 자원에 해당하는 자원 단위(resource unit)를 선택할 수 있다. 그리고, 단말 1은 상기 자원 단위를 사용하여 SL 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 수신 단말인 단말 2는 단말 1이 신호를 전송할 수 있는 자원 풀을 설정 받을 수 있고, 상기 자원 풀 내에서 단말 1의 신호를 검출할 수 있다.
여기서, 단말 1이 기지국의 연결 범위 내에 있는 경우, 기지국이 자원 풀을 단말 1에게 알려줄 수 있다. 반면, 단말 1이 기지국의 연결 범위 밖에 있는 경우, 다른 단말이 단말 1에게 자원 풀을 알려주거나, 또는 단말 1은 사전에 설정된 자원 풀을 사용할 수 있다.
일반적으로 자원 풀은 복수의 자원 단위로 구성될 수 있고, 각 단말은 하나 또는 복수의 자원 단위를 선택하여 자신의 SL 신호 전송에 사용할 수 있다.
도 8는 V2X 또는 SL 통신을 위한 자원 단위를 나타낸다.
도 8를 참조하면, 자원 풀의 전체 주파수 자원이 NF개로 분할될 수 있고, 자원 풀의 전체 시간 자원이 NT개로 분할될 수 있다. 따라서, 총 NF * NT 개의 자원 단위가 자원 풀 내에서 정의될 수 있다. 도 8는 해당 자원 풀이 NT 개의 서브프레임의 주기로 반복되는 경우의 예를 나타낸다.
도 8에 나타난 바와 같이, 하나의 자원 단위(예를 들어, Unit #0)는 주기적으로 반복하여 나타날 수 있다. 또는, 시간 또는 주파수 차원에서의 다이버시티(diversity) 효과를 얻기 위해서, 하나의 논리적인 자원 단위가 맵핑되는 물리적 자원 단위의 인덱스가 시간에 따라 사전에 정해진 패턴으로 변화할 수도 있다. 이러한 자원 단위의 구조에 있어서, 자원 풀이란 SL 신호를 전송하고자 하는 단말이 전송에 사용할 수 있는 자원 단위들의 집합을 의미할 수 있다.
자원 풀은 여러 종류로 세분화될 수 있다. 예를 들어, 각 자원 풀에서 전송되는 SL 신호의 컨텐츠(content)에 따라, 자원 풀은 아래와 같이 구분될 수 있다.
(1) 스케쥴링 할당(Scheduling Assignment, SA)은 전송 단말이 SL 데이터 채널의 전송으로 사용하는 자원의 위치, 그 외 데이터 채널의 복조를 위해서 필요한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 또는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송 방식, TA(Timing Advance)등의 정보를 포함하는 신호일 수 있다. SA는 동일 자원 단위 상에서 SL 데이터와 함께 멀티플렉싱되어 전송되는 것도 가능하며, 이 경우 SA 자원 풀이란 SA가 SL 데이터와 멀티플렉싱되어 전송되는 자원 풀을 의미할 수 있다. SA는 SL 제어 채널(control channel)로 불릴 수도 있다.
(2) SL 데이터 채널(Physical Sidelink Shared Channel, PSSCH)은 전송 단말이 사용자 데이터를 전송하는데 사용하는 자원 풀일 수 있다. 만약 동일 자원 단위 상에서 SL 데이터와 함께 SA가 멀티플렉싱되어 전송되는 경우, SA 정보를 제외한 형태의 SL 데이터 채널만이 SL 데이터 채널을 위한 자원 풀에서 전송 될 수 있다. 다시 말해, SA 자원 풀 내의 개별 자원 단위 상에서 SA 정보를 전송하는데 사용되었던 REs(Resource Elements)는 SL 데이터 채널의 자원 풀에서 여전히 SL 데이터를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 전송 단말은 연속적인 PRB에 PSSCH를 맵핑시켜서 전송할 수 있다.
(3) 디스커버리 채널은 전송 단말이 자신의 ID 등의 정보를 전송하기 위한 자원 풀일 수 있다. 이를 통해, 전송 단말은 인접 단말이 자신을 발견하도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 SL 신호의 컨텐츠가 동일한 경우에도, SL 신호의 송수신 속성에 따라서 상이한 자원 풀을 사용할 수 있다. 일 예로, 동일한 SL 데이터 채널이나 디스커버리 메시지라 하더라도, SL 신호의 전송 타이밍 결정 방식(예를 들어, 동기 기준 신호의 수신 시점에서 전송되는지 아니면 상기 수신 시점에서 일정한 타이밍 어드밴스를 적용하여 전송되는지), 자원 할당 방식(예를 들어, 개별 신호의 전송 자원을 기지국이 개별 전송 단말에게 지정해주는지 아니면 개별 전송 단말이 자원 풀 내에서 자체적으로 개별 신호 전송 자원을 선택하는지), 신호 포맷(예를 들어, 각 SL 신호가 한 서브프레임에서 차지하는 심볼의 개수, 또는 하나의 SL 신호의 전송에 사용되는 서브프레임의 개수), 기지국으로부터의 신호 세기, SL 단말의 송신 전력 세기 등에 따라서 다시 상이한 자원 풀로 구분될 수도 있다.
Vehicular Communications for ITS
V2X (Vehicle-to-Everything, 차량 통신)을 활용하는 ITS (Intelligent Transport System)는 주요하게 Access layer (접속 계층), Network & Transport layer (네트워킹 및 트랜스포트 계층), Facilities layer (퍼실리티 계층), Application layer (어플리케이션 계층), Security (보안)와 Management (관리) Entity (엔터티) 등으로 구성될 수 있다. 차량 통신은, 차량 간 통신 (V2V), 차량과 기지국 간 통신 (V2N, N2V), 차량과 RSU (Road-Side Unit) 간 통신(V2I, I2V), RSU 간 통신 (I2I), 차량과 사람 간 통신 (V2P, P2V), RSU와 사람 간 통신 (I2P, P2I) 등 다양한 시나리에 적용될 수 있다. 차량 통신의 주체가 되는 차량, 기지국, RSU, 사람 등은 ITS station이라고 지칭된다.
도 9은 ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)를 설명하기 위한 도면이다.
ITS 스테이션 참조 구조 (ITS station reference architecture)는, 액세스 계층 (Access layer), 네트워크&운송 계층 (Network & Transport layer), Facilities layer과 보안 (Security)과 관리 (Management)를 위한 엔티티 (Entity) 및 최상위에는 어플리케이션 계층 (Application layer)으로 구성되어 있으며, 기본적으로 layered OSI (계층 OSI) 모델을 따른다.
구체적으로, 도 9를 참조하면, OSI 모델을 기반한 ITS station 참조 구조 특징이 나타나 있다. ITS 스테이션 (station)의 액세스 (access) 계층은 OSI 계층 1 (physical 계층)과 계층 2 (data link 계층)에 상응하며, ITS 스테이션 (station)의 네트워크&운송 (network & transport) 계층은 OSI 계층 3 (network 계층)과 계층 4 (transport 계층)에 상응하고, ITS 스테이션 (station)의 facilities 계층은 OSI 계층 5 (session 계층), 계층 6 (presentation 계층) 및 계층 7 (application 계층)에 상응한다.
ITS 스테이션 (station)의 최상위에 위치한 어플리케이션 (application) 계층은 사용 케이스 (use-case)를 실제 구현하여 지원하는 기능을 수행하며 사용 케이스 (use-case)에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 관리 엔티티 (Management entity)는 ITS 스테이션 (station)의 통신 (communication) 및 동작을 비롯한 모든 계층을 관리하는 역할을 수행한다. 보안 엔티티 (Security entity)는 모든 계층에 대한 보안 서비스 (security service)를 제공한다. ITS 스테이션 (station)의 각 계층은 상호 간 interface (인터페이스)를 통해 차량 통신을 통해 전송할 혹은 수신한 데이터 및 다양한 목적의 부가 정보들을 교환한다. 다음은 다양한 인터페이스에 대한 약어 설명이다.
MA: Interface between management entity and application layer
MF: Interface between management entity and facilities layer
MN: Interface between management entity and networking & transport layer
MI: Interface between management entity and access layer
FA: Interface between facilities layer and ITS-S applications
NF: Interface between networking & transport layer and facilities layer
IN: Interface between access layer and networking & transport layer
SA: Interface between security entity and ITS-S applications
SF: Interface between security entity and facilities layer
SN: Interface between security entity and networking & transport layer
SI: Interface between security entity and access layer
도 10은 참조 구조에 기초하여 설계 및 적용 가능한 ITS 스테이션 (station)의 예시 구조이다.
ITS 스테이션 (station)의 참조 구조의 주된 개념은 통신 네트워크로 구성된 두 개의 종단 차량/이용자 사이에서, 통신 처리를 각 계층이 가지고 있는 특별한 기능을 가지고 계층별로 나눌 수 있도록 하는 것이다. 즉, 차량 간 메시지가 생성되면, 차량 및 ITS 시스템 (또는 기타 ITS 관련 단말기/시스템)에서 한 계층씩 아래로 각 층을 통과하여 데이터가 전달되고, 다른 쪽에서는 메시지가 도착할 때 메시지를 받는 차량 또는 ITS (또는 기타 ITS 관련 단말기/시스템)는 한 계층씩 위로 통과하여 전달된다.
차량 통신 및 네트워크를 통한 ITS 시스템은, 다양한 use-case 지원을 위해 다양한 접속 기술, 네트워크 프로토콜, 통신 인터페이스 등을 고려하여 유기적으로 설계되며, 하기 기술된 각 계층의 역할 및 기능은 상황에 따라 변경될 수 있다. 다음은 각 계층별 주요 기능에 간략히 기술한다.
어플리케이션 계층 (Application layer)는 다양한 use-case를 실제 구현하여 지원하는 역할을 수행하며, 예로서 안전 및 효율적 교통정보, 기타 오락 정보 등을 제공한다.
어플리케이션 (Application) 계층은 application이 속한 ITS Station을 다양한 형태로 제어하거나, 하위의 access 계층, network & transport 계층, facilities 계층을 통해 서비스 메시지를 차량 통신을 통해 종단 차량/이용자/인프라 등에 전달하여 서비스를 제공한다. 이때 ITS 어플리케이션은 다양한 use case를 지원할 수 있으며, 일반적으로 이러한 use-case들은 road-safety, traffic efficiency, local services, 그리고 infotainment 등 other application으로 grouping 되어 지원될 수 있다. application classification, use-case등은 새로운 application 시나리오가 정의되면 업데이트 (update) 될 수 있다. 계층 관리 (layer management)는 어플리케이션 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련 정보는 MA (interface between management entity and application 계층) 와 SA (interface between security entity and ITS-S applications) (또는 SAP: Service Access Point, 예 MA-SAP, SA-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Application 계층에서 facilities 계층으로의 request 또는 facilities 계층에서 application 계층으로의 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 FA (interface between facilities layer and ITS-S applications 또는 FA-SAP)를 통해 수행된다.
퍼실리티 계층 (Facilities layer)는 상위 어플리케이션 계층에서 정의된 다양한 use-case를 효과적으로 실현할 수 있도록 지원하는 역할을 수행하며, 예컨대, application support, information support, session/communication support를 수행할 수 있다.
퍼실리티 계층 (Facilities layer)은 기본적으로 OSI 모델의 상위 3개 계층, 예) session 계층, presentation 계층, application 계층, 기능을 지원한다. 구체적으로는, ITS를 위해 어플리케이션 지원 (Application support), 인포메이션 지원 (Information support), 세션/통신 지원 (Session/communication support) 등과 같은 퍼실리티 (facilities)를 제공한다. 여기서, 퍼실리티 (facilities)는 기능 (functionality), 정보 (information), 데이터 (data)를 제공하는 컴포넌트 (component)를 의미한다.
어플리케이션 지원 퍼실리티 (Application support facilities)는 ITS application의 동작을 (주로 ITS 용 메시지 생성 및 하위계층과의 송수신, 및 그에 대한 관리) 지원하는 퍼실리티이다. 상기 어플리케이션 지원 퍼실리티는 CA (Cooperative Awareness) basic service, DEN (Decentralized Environmental Notification) basic service 등이 있다. 향후에는 CACC (Cooperative Adaptive Cruise Control), Platooning, VRU (Vulnerable Roadside User), CPS (Collective Perception Service) 등 새로운 서비스를 위한 퍼실리티 엔티티 (facilities entity) 및 관련된 메시지가 추가 정의될 수 있다.
정보 지원 퍼실리티 (Information support facilities)는 다양한 ITS application에 의해 사용될 공통된 데이터 정보나 데이터베이스를 제공하는 퍼실리티 (facilities)로 Local Dynamic Map (LDM) 등이 있다.
세션/통신 지원 퍼실리티 (Session/communication support facilities)는 communications and session management를 위한 서비스를 제공하는 facilities로서 addressing mode와 session support 등이 있다.
또한, 퍼실리티 (facilities)는 공통 퍼실리티 (common facilities)와 도메인 퍼실리티 (domain facilities)로 나뉠 수 있다.
공통 퍼실리티 (common facilities)는 다양한 ITS application과 ITS station 동작에 필요한 공통적 서비스나 기능을 제공하는 facilities이며, 예로서 time management, position management, 그리고 services managements등이 있다.
도메인 퍼실리티 (domain facilities)는 일부 (하나 또는 복수의) ITS application에만 필요한 특별한 서비스나 기능을 제공하는 facilities이며, 예로서 Road Hazard Warning applications (RHW)를 위한 DEN basic service 등이 있다. Domain facilities는 optional 기능으로서 ITS station에 의해 지원되지 않으면 사용되지 않는다.
계층 관리 (layer management)는 facilities 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련정보는 MF (interface between management entity and facilities 계층) 와 SF (interface between security entity and facilities 계층) (또는 MF-SAP, SF-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Application 계층에서 facilities 계층으로의 request 또는 facilities 계층에서 application 계층으로의 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 FA (또는 FA-SAP)를 통해 이루어지며, facilities 계층과 하위 networking & transport 계층 간의 양방향 서비스 메시지 및 관련정보의 전달은 NF (interface between networking & transport 계층 and facilities 계층, 또는 NF-SAP)에 의해 이루어진다.
다양한 트랜스포트 프로토콜과 네트워크 프로토콜의 지원을 통해 동종 (Homogenous) 또는 이종 (Heterogeneous) 네트워크 간 차량 통신을 위한 네트워크를 구성하는 역할을 수행한다. 예로서 TCP/UDP+IPv6 등 인터넷 프로토콜을 이용한 인터넷 접속, 라우팅 및 차량 네트워크를 제공하며, BTP (Basic Transport Protocol)와 GeoNetworking 기반 프로토콜을 이용하여 차량 네트워크를 형성할 수 있다. 이때 지리적 위치 정보 (Geographical position)를 활용한 네트워킹도 지원될 수 있다. 차량 네트워크 계층은 access layer에 사용되는 기술에 의존적으로 (access layer technology-dependent) 설계되거나 구성될 수 있으며, access layer에 사용되는 기술에 상관 없이 (access layer technology-independent, access layer technology agnostic) 설계되거나 구성될 수 있다.
유럽 ITS 네트워크 & 트랜스포트 (network & transport) 계층 기능은 하기와 같다. 기본적으로 ITS 네트워크 & 트랜스포트 (network & transport) 계층의 기능은 OSI 3 계층 (network 계층)와 4 계층 (transport 계층)과 유사 또는 동일하며 다음과 같은 특징을 지닌다.
트랜스포트 계층 (transport layer)은 상위 계층 (session 계층, presentation 계층, application 계층)과 하위 계층 (network 계층, data link 계층, physical 계층)에서 제공받은 서비스 메시지와 관련정보를 전달하는 연결 계층으로서, 송신 ITS station의 application이 보낸 데이터가 목적지로 하는 ITS station의 application process에 정확하게 도착하도록 관리하는 역할을 한다. 유럽 ITS에서 고려될 수 있는 transport 프로토콜은 예로서 그림 OP5.1에서 보이듯 기존의 인터넷 프로토콜로 사용되는 TCP, UDP 등이 있으며, BTS 등 ITS 만을 위한 transport 프로토콜 등이 있다.
네트워크 계층은 논리적인 주소 및 패킷의 전달 방식/경로 등을 결정하고, transport 계층에서 제공받은 패킷에 목적지의 논리적인 주소 및 전달 경로/방식 등의 정보를 네트워크 계층의 헤더에 추가하는 역할을 한다. 패킷 방식의 예로서 ITS station 간 unicast (유니캐스트), broadcast (브로드캐스트), multicast (멀티캐스트) 등이 고려될 수 있다. ITS를 위한 networking 프로토콜은 GeoNetworking, IPv6 networking with mobility support, IPv6 over GeoNetworking 등 다양하게 고려 될 수 있다. GeoNetworking 프로토콜은 단순한 패킷 전송뿐만 아니라, 차량을 포함한 station의 위치정보를 이용한 forwarding (포워딩) 혹은 forwarding hop 개수 등을 이용한 forwarding 등의 다양한 전달 경로 혹은 전달 범위를 적용할 수 있다.
네트워크 & 트랜스포트 (network & transport) 계층과 관련된 계층 관리 (layer management)는 network & transport 계층의 운영 및 보안과 관련된 정보를 관리 및 서비스해 주는 역할을 수행하며, 관련정보는 MN (interface between management entity and networking & transport 계층, 또는 MN-SAP) 와 SN (interface between security entity and networking & transport 계층, 또는 SN-SAP)를 통해 양방향으로 전달 및 공유된다. Facilities 계층과 networking & transport 계층 간의 양방향 서비스메시지 및 관련정보의 전달은 NF (또는 NF-SAP)에 의해 이루어지며, networking & transport 계층과 access 계층 간의 서비스메시지 및 관련정보의 교환은 IN (interface between access layer and networking & transport 계층, 또는 IN-SAP)에 의해 이루어진다.
북미 ITS network & transport 계층은, 유럽과 마찬가지로 기존의 IP 데이터를 지원하기 위해 IPv6 와 TCP/UDP를 지원하고 있으며, ITS만을 위한 프로토콜로는 WSMP (WAVE Short Message Protocol)를 정의하고 있다.
WSMP에 따라 생성되는 WSM (WAVE Short Message)의 packet 구조은 WSMP Header 와 Message가 전송되는 WSM data로 구성된다. WSMP header는 version, PSID, WSMP header extension field, WSM WAVE element ID, length로 구성된다.
Version 은 4bits 의 실제 WSMP 버전을 나타내는 WsmpVersion 필드와 4bits 의 reserved 필드로 정의 된다. PSID 는 provider service identifier 로 상위 레이어에서 application 에 따라 할당 되며, 수신기 측에서 적절한 상위 계층을 결정하는데 도움을 준다. Extension fields 는 WSMP header 를 확장하기 위한 필드로 channel number, data-rate, transmit power used 와 같은 정보들이 삽입된다. WSMP WAVE element ID 는 전송되는 WAVE short message 의 타입을 지정하게 된다. Lenth 는 12bits 의 WSMLemgth 필드를 통해 전송되는 WSM data 의 길이를 octets 단위로 지정해주게 되며, 나머지 4bits는 reserved 되어 있다. LLC Header 는 IP data 와 WSMP data 를 구별하여 전송할 수 있게 해주는 기능을 하며, SNAP 의 Ethertype 을 통해 구별된다. LLC header 와 SNAP header 의 구조는 IEEE802.2 에서 정의 되어 있다. IP data 를 전송 하는 경우 Ethertype 은 0x86DD 로 설정하여 LLC header 를 구성한다. WSMP 를 전송하는 경우 Ethertype 은 0x88DC 로 설정하여 LLC header 를 구성한다. 수신기의 경우, Ethertype 을 확인 하고 0x86DD 인 경우 IP data path 로 packet 을 올려 보내고, Ethertype 이 0x88DC 인 경우 WSMP path로 올려 보내게 된다.
액세스 계층 (Access layer)은 상위 계층으로부터 받은 메시지나 데이터를 물리적 채널을 통해 전송하는 역할을 수행한다. 액세스 계층 (Access layer) 기술로서, IEEE 802.11p를 기반한 ITS-G5 차량 통신 기술, 위성/광대역 무선 이동 통신 기술, 2G/3G/4G (LTE (Long-Term Evolution)등)/5G 등 무선 셀룰러 (cellular) 통신 기술, LTE-V2X와 NR-V2X (New Radio)와 같은 cellular-V2X 차량 전용 통신 기술, DVB-T/T2/ATSC3.0등 광대역 지상파 디지털 방송 기술, GPS 기술 등이 적용될 수 있다
데이터 링크 계층 (Data link layer)은 일반적으로 잡음이 있는 인접 노드 간 (또는 차량 간) 물리적인 회선을 상위 네트워크계층이 사용할 수 있도록 전송 에러가 없는 통신 채널로 변환시키는 계층으로 3계층 프로토콜을 전송/운반/전달하는 기능, 전송할 데이터를 전송단위로서의 패킷(또는 프레임)으로 나누어 그룹화하는 프레이밍 (Framing) 기능, 보내는 측과 받는 측 간의 속도차를 보상하는 흐름제어 (Flow Control) 기능, (물리 전송 매체의 특징상 오류와 잡음이 랜덤하게 발생할 확률이 높으므로) 전송 오류를 검출하고 이것을 수정 또는 ARQ (Automatic Repeat Request)등의 방식으로 송신측에서 타이머와 ACK 신호를 통해 전송에러를 검출하고 정확하게 수신되지 않은 패킷들을 재전송하는 기능 등을 수행한다. 또한 패킷이나 ACK 신호를 혼동하는 것을 피하기 위해 패킷과 ACK 신호에 일련번호 (Sequence number)를 부여하는 기능, 그리고 네트워크 Entity 간 데이터 링크의 설정, 유지, 단락 및 데이터 전송 등을 제어하는 기능 등도 수행한다. 그림 OP6.1의 data link layer를 구성하는 LLC (Logical Link Control), RRC (Radio Resource Control), PDCP (Packet Data Convergence Protocol), RLC (Radio Link Control), MAC (Medium Access Control), MCO (Multi-channel Operation) 부계층 (sub-layer)에 대한 주요 기능은 다음과 같다.
LLC sub-layer는 여러 상이한 하위 MAC 부계층 프로토콜을 사용할 수 있게 하여 망의 토폴로지에 관계없는 통신이 가능토록 한다. RRC sub-layer는 셀 내 모든 단말에게 필요한 셀 시스템 정보 방송, 페이징 메시지의 전달 관리, 단말과 E-UTRAN 간의 RRC 연결 관리 (설정/유지/해제), 이동성 관리 (핸드오버), 핸드오버 시의 eNodeB 간의 UE 컨텍스트 전송, 단말 (UE) 측정 보고와 이에 대한 제어, 단말 (UE) 능력 관리, UE로의 셀 ID의 일시적 부여, 키 관리를 포함한 보안 관리, RRC 메시지 암호화 등의 기능을 수행한다. PDCP sub-layer는 ROHC (Robust Header Compression) 등의 압축 방식을 통한 IP 패킷 헤더 압축 수행할 수 있고, 제어 메시지 및 사용자 데이터의 암호화 (Ciphering), 데이터 무결성 (Data Integrity), 핸드오버 동안에 데이터 손실 방지 등의 기능을 수행한다. RLC sub-layer는 패킷의 분할(Segmentation)/병합(Concatenation)을 통해, 상위 PDCP 계층으로부터의 패킷을 MAC 계층의 허용 크기로 맞추어 데이터 전달하고, 전송 오류 및 재전송 관리를 통한 데이터 전송 신뢰성 향상, 수신 데이터들의 순서 확인, 재정렬, 중복확인 등을 수행한다. MAC sub-layer는 여러 노드들의 공유 매체 사용을 위해, 노드 간 충돌/경합 발생 제어 및 상위계층에서 전달된 패킷을 Physical layer 프레임 포맷에 맞추는 기능, 송신단/수신단 주소의 부여 및 식별 기능, 반송파 검출, 충돌 감지, 물리매체 상의 장해를 검출하는 등의 역할을 수행한다. MCO sub-layer는 복수개의 주파수 채널을 이용하여 다양한 서비스를 효과적으로 제공할 수 있도록 하며, 주요 기능은 특정 주파수 채널에서의 트래픽 가중 (traffic load)를 다른 채널로 효과적으로 분산하여 각 주파수 채널에서의 차량 간 통신 정보의 충돌/경합을 최소화한다.
물리 계층은 ITS 계층 구조상의 최하위 계층으로 노드와 전송매체 사이의 인터페이스를 정의하고, data link 계층 Entity 간의 비트 전송을 위해 변조, 코딩, 전송채널을 물리 채널로의 매핑 등을 수행하며, 반송파 감지 (Carrier Sense), 빈 채널 평가 (CCA: Clear Channel Assessment) 등을 통해 무선매체가 사용 중인지 여부(busy 또는 idle)를 MAC 부계층에게 알리는 기능을 수행한다.
한편, SoftV2X 시스템는 UU 인터페이스를 이용한 V2X 통신으로, SoftV2X 서버가 VRU (Vulnerable Road User) 또는 V2X 차량으로부터 VRU 메시지 또는 PSM (Personal Safety Message)을 수신하고, VRU 메시지 또는 PSM 메시지에 기반하여 주변 VRU 또는 차량의 정보를 전달해주거나, 주변 VRU 또는 차량들이 이동하는 도로 상황 등을 분석하고, 분석된 정보에 기반하여 주변 VRU 또는 차량에게 충돌 경고 등을 알리는 메시지를 전송하는 시스템이다. 여기서, VRU 메시지 또는 PSM 메시지는 UU 인터페이스로 상기 SoftV2X 서버에 전송되는 메시지로, VRU의 위치, 이동 방향, 이동 경로, 속도 등 상기 VRU에 대한 이동성 정보를 포함할 수 있다. 즉, SoftV2X 시스템은 UU 인터페이스를 통해 V2X 통신과 관련된 VRU 및/또는 차량들의 이동성 정보를 수신하고, 네트워크 등 softV2X 서버가 수신된 이동성 정보에 기초하여 VRU 등의 주행 경로, VRU 이동 흐름 등을 제어하는 방식이다. 또는, SoftV2X 시스템은 V2N 통신과 관련하여 구성될 수 있다.
V2X 통신과 관련된 다이렉트 통신 (PC5, DSRC)의 수행하기 어려운 사용자 장비 또는 보행자 장비 (VRU 장치)는 UU 인터페이스에 기반한 SoftV2X 시스템을 통해 주변 차량 또는 VRU에 주행 정보, 이동성 정보를 제공하거나 제공받을 수 있다. 이를 통해, 상기 다이렉트 통신 (PC5, DSRC)의 수행하기 어려운 사용자 장비 또는 보행자 장비 (VRU 장치)는 주변 차량들로부터 안전을 보호 받을 수 있다.
C-Roads
도 11 및 도 12는 C-Roads에서의 엔터티 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 유저 엔터티 (End user entity) 또는 로드사이드 인프라 (Roadside infrastructure)를 통해 획득한 C-ITS 정보는 각각의 엔터티에 연결된 백엔드 엔터티 (back-end entity) 서버간 상호 접속을 통하여 공유할 수 있다. 백엔드 하이브리드 C-ITS 통신 (Backend hybrid C-ITS communication)의 상호운용성 (Interoperability)를 정의하고 있는 기존 기술에서는 도 11에서 보는 바와 같이 Serving back-end entity A와 Serving back-end entity B간 통신에 필요한 기능 및 프로필에 대해 정의하고 있다.
종래 기술에서는 IP-기반 C-ITS 인터페이스 (interface)를 통해 정보를 공유하는 하나의 엔티티 (entity)를 C-ITS actor 또는 Third party라는 용어를 사용하여 정의하고 있다. C-ITS actor들은 통상적으로 하나의 국가/지역을 기준으로 동작하며, 관련 지역 내에서 정보를 공유/소비할 수 있도록 각 엔티티 (entity)간 연결을 유지한다. 정보를 공유하기 위해 사용되는 인터페이스를 BI (Basic Interface)로 정의하며, C-ITS actor가 선택하는 deployment model과는 별개로 정의할 수 있다.
여기서, 상기 C-ITS Actors는 고품질의 교통정보를 기반으로 C-ITS 스테이션을 운영하거나 C-ITS 서비스를 제공하는 엔티티들 또는 기관들일 수 있다. AMQP (Advanced Message Queuing Protocol)는 다양한 메시지 응용 프로그램 및 통신 패턴을 효율적으로 지원하도록 설계된 이진 응용 프로그램 계층 프로토콜이다. AMQP 메시지 브로커는 메시지 라우팅을 위한 아키텍처 패턴이다. AMQP 메시지 브로커응용 프로그램 간의 통신을 중재하여 메시지를 교환할 수 있도록 응용 프로그램이 서로에 대해 알아야 하는 상호 인식을 최소화하여 디커플링을 효과적으로 구현할 수 있다. 상기 AMQP 브로커는 C-ITS 메시지를 라우팅하는 데 사용될 수 있다. C-ITS 메시지는 ETSI 및 ISO에서 정의되며 C-ROADS RSP(Roadside System Profile)에 프로파일링된 서명된 메시지일 수 있다. 제3자 (Third parties)는 C-ITS Actor와 계약을 맺은 모든 조직 (organization)들일 수 있다.
기존 기술에서는 BI 및 C-ITS actor들이 갖춰야 할 기능적인 요구사항들을 정의하고 있으며, 주요 요구사항은 아래와 같다.
- BI shall allow C-ITS actors to publish and subscribe to C-ITS messages.
- BI shall allow to filter C-ITS messages according to filtering mechanism.
- BI shall allow to route C-ITS messages
- Filtering by AMQP brokers shall be done without reading the AMQP payload
- A broker shall never remove, alter or add anything to a message payload
- A broker shall never remove or alter any of the AMQP application properties field.
- A broker should drop malformed AMQP messages that do not adhere to this specification or any extension of it and shall log the event
BI는 C-ITS actor간에 사용하는 인터페이스며, 종래 기술에서 정의한 BI의 프로토콜 (protocol) 및 프로파일 (profile)은 아래와 같다.
- BI shall implement TLS 1.3.
- BI shall use AMQP version 1.0.
- Filtering mechanism focuses more on DENM and IVIM.
- All AMQP Clients and Brokers shall support filtering on application properties
- All mandatory fields shall be present for publishing for all C-ITS messages.
- Filtering shall be requested by consumer based on selected fields.
- All AMQP messages with a DENM as payload exchanged in BI shall contain information
모든 C-ITS 메시지를 필터링 (filtering) 하기 위해 사용되는 데이터 필드들은 표 5와 같이 정의될 수 있다. 여기서, 밑줄로 표시된 부분은 옵션으로 포함될 수 있는 데이터 필드 (data filed)이고, 그 외의 데이터 필드는 mandatory로 필터링을 위해서 반드시 AMQP 메시지의 응용 프로그램 속성 필드 (application properties field)에 포함되어야 한다.
또한, AMQP의 응용 프로그램 속성 필드는 DENM 메시지의 필터링을 위해 기존 DENM에 포함되는 causeCode와 subCauseCode값을 mandatory로 포함할 수 있다. 또한, AMQP의 응용 프로그램 속성 필드는 IVIM 메시지 필터링을 위해 iviType, pictogramCategramCode, iviContainer값들이 옵션으로써 포함할 수 있다.
한편, C-ITS actors간 C-ITS 메시지 교환을 위해 사용되는 BI 프로토콜 (protocol)에서 사용하는 필터링 메커니즘 (mechanism)은 DENM, IVIM 두 개의 메시지 타입 (트커링에 따른 이벤트 성 메시지)에 대해 적용될 수 있다. 그러나, 종래 BI 프로토콜 (protocol)에서 사용하는 필터링 메커니즘 (mechanism)은 메시지 생성 조건을 만족하는 경우에 정해진 주기에 맞추어 다량의 메시지를 생성하게 되는 CAM, 또는 VAM과 같은 타입에 대해서는 적용 또는 정의되어 있지 않다. 상기 메시지 (CAM, 또는 VAM과 같은 타입의 메시지)에 대한 필터링 기법이 없는 경우, 백엔드 엔티티 (Back-end entity) (예컨대, C-ITS actors) 간에 교환되는 메시지의 데이터 전송량이 커질 수 있고, 각 엔티티의 저장 용량 및 처리 속도에도 영향을 줄 수 있다.
이하에서는, 두 서버들 간에 단말 (예컨대, VRU 또는 VRU 장치)이 단말의 awareness를 위한 메시지(예컨대, VAM, CAM)를 송수신할 때에 데이터의 전송량을 획기적으로 줄일 수 있는 방안을 기술한다. 다시 말하자면, 단말의 메시지를 수신하는 서버가 백엔드 네트워크 (backend network)는 ITS 스테이션 타입의 필터링을 통해 정해진 인터페이스(예컨대, BI)를 통해 다른 서버로 자신이 수신한 메시지들 (예컨대, VAM, CAM)의 데이터 전송량을 크게 감소시킬 수 있다. 예컨대, 상기 백엔드 네트워크는 ITS 스테이션 타입의 필터링을 통해 VRU 프로필 3인 오토바이 운전자 (motorcyclist)만을 선택적으로 보호할 수 있다. 또는, CAM의 차량 역할 (Vehicle role)의 필터링을 통해 BI에서 사용하는 데이터 양을 감소시킬 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 하기에서 자세히 기술한다.
CAM filtering을 통하여 서버간 데이터 전송량 감소
도 13 및 도 14는 서버들 간에 단말의 메시지들을 효율적으로 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 단말(예, VRU 또는 VRU 장치)는 Uu-인터페이스를 통해 V2X 메시지를 ITS 앱 서버로 전송할 수 있고, ITS 앱 (app) 서버는 수신된 모든 V2X 메시지 (및/또는 CAM, VAM)들을 RTA 서버에 전달할 수 있다.
구체적으로, VRU 프로필 3인 VRU (즉, 오토바이 운전자)는 충돌 위험을 감지했을 때 VAM 대신, CAM을 송신할 수 있다. CAM은 오토바이 운전자가 보유하는 VRU 또는 VRU 장치에 설치된 ITS 애플리케이션에서 생성되어 Uu-인터페이스를 통해 ITS 앱 서버로 전송될 수 있다.
여기서, ITS 애플리케이션은 구현에 따라 전반적인 모든 ITS 서비스를 제공하거나, 특별한 ITS 또는 C-ITS 서비스만을 제공할 수 있다. 예컨대, 특정 ITS app은 VRU protection을 목적으로 만들어져 VRU 또는 VRU 장치에 설치될 수 있다. 이 경우, 오토바이 운전자가 보낸 CAM을 받은 ITS 앱 서버는 베이직 인터페이스 (BI)를 통해 CAM을 임베딩 (embedding)한 AMQP 메시지를 RSU 서버로 전송할 수 있다.
ITS 앱 서버는 ITS 애플리케이션을 설치한 모든 장치들로부터 전송되는 모든 메시지를 수신할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, VRU 장치들은 각 프로필 별로 Uu-인터페이스를 통해 VAM 또는 CAM을 전송할 수 있고, 서버들은 상기 VAM 또는 CAM들에 대한 메시지를 서로 교환하여 최종적으로 상기 VRU 장치들을 차량들로부터 보호 (protection)하기 위한 서비스를 제공할 수 있다. 예컨대, 차량 또는 오토바이가 Uu-인터페이스를 통해 VRU 서비스를 제공하는 ITS 앱 서버로 CAM을 전송할 경우, VRU 보호 서비스는 ITS 앱 서버와 RTA 서버 간의 메시지 교환을 통해 제공될 수 있다.
ITS 앱 서버가 수신된 모든 메시지를 RTA (Road Traffic Authority) 서버로 전달할 경우에 BI의 데이터 사용량이 크게 증가하게 되며, 상기 데이터 사용의 증가로 백엔드 인프라스트럭쳐 (infrastructure)의 기능의 효율성이 크게 감소될 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, ITS 앱 서버는 CAM 메시지의 stationType 정보를 이용하여 ITS 앱 서버에서 RTA 서버로 보내는 메시지들 (CAM들 또는 VAM들)을 필터링할 수 있다. 이 경우, 백엔드 인프라스트럭쳐에서 사용되는 메시지의 수를 크게 감소시킬 수 있고, BI에서 사용되는 데이터 전송 양의 감소로 백엔드 인프라스트럭쳐의 효율성이 증대될 수 있다.
도 14를 참조하면, 단말(예, VRU 또는 VRU 장치)은 Uu-인터페이스를 통해 V2X 메시지를 서버로 전송하고, ITS 앱 서버는 필터링 메커니즘 통해 수신된 V2X 메시지 (및/또는 CAM, VAM)들 중 일부의 V2X 메시지만을 RTA 서버에 전달할 수 있다.
여기서, CAM은 BasicContainer/ HighFrequencyContainer/ LowFrequencyContainer/ SpecialVehicleContainer로 구성되며, CAM을 전송하는 ITS-S의 기본적인 정보를 전송하는 BasicContainer는 DE인 stationType을 포함한다. stationType은 아래와 같이 정수 (integer) 형태로 정의된다.
- stationType::= INTEGER {unknown(0), pedestrian(1), cyclist(2), moped(3), motorcycle(4), passengerCar(5), bus(6), lightTruck(7), heavyTruck(8), trailer(9), specialVehicles(10), tram(11), roadSideUnit(15)} (0..255)
ITS 앱 서버는 상기 CAM의 stationType에 기반하여 수신된 CAM들 중에서 VRU 프로필 3인 오토바이 운전자 (또는, stationType = 4)와 관련된 CAM 메시지만을 RTA 서버로 전달할 수 있다. 다시 말하자면, ITS 앱 서버는 수신된 CAM들 중에서 stationType이 미리 정의된 특정 값인 CAM 메시지만을 선택적으로 RTA 서버로 전달할 수 있다.
예컨대, 도 14에 도시된 바와 같이, ITS 앱 서버가 받은 CAM 메시지 3개 중 오토바이 운전자로부터 수신한 CAM (CAM3) (또는, stationType이 4인 CAM) 1개만을 RSU 서버로 전달할 수 있다. 이 경우, 데이터 전송량은 기존에 3개의 메시지들을 모두 전송할 때보다 을 1/3로 감소될 수 있다.
또는, ITS 앱 서버는 CAM의 LowFrequencyContainer가 포함하는 VehicleRole을 기준으로 필터링를 수행하여, 백엔드 엔티티들 간 BI를 통해 전송되는 데이터 양을 줄일 수 있다. 여기서, VehicleRole은 아래와 같이 12가지 타입의 역할 (role)로 정의될 수 있다.
- VehicleRole ::= ENUMERATED {default(0), publicTransport(1), specialTransport(2), dangerousGoods(3), roadWork(4), rescue(5), emergency(6), safetyCar(7), agriculture(8), commercial(9), military(10), roadOperator(11), taxi(12), reserved1(13), reserved2(14), reserved3(15)}
이 경우, ITS 앱 서버는 Uu-인터페이스를 통해 수신된 CAM들을 전송한 ITS-S의 VehicleRole에 기반하여 상기 CAM들 중에서 RSU 서버에 전달할 CAM을 결정할 수 있다. 즉, ITS 앱 서버는 수신한 CAM에 포함된 SpecialVehicleContainer (ITS-S의 Role)에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. VehicleRole 값이 1에서 7사이의 값을 갖는 경우, 상기 CAM은 대응하는 ITS-S에 대한 특정 정보를 포함할 수 있다.
구체적으로, SpecialVehicleContainer는 하기와 같이 각 Role에 해당하는 sub container를 포함할 수 있다.
- PublicTransportContainer: embarkationStatus(M), ptActivation(O)
- SpecialTransportContainer: specialTransportType(M), lightBarSirenInUse(M)
- DangerousGoodsContainer: dangerousGoodsBasic(M)
- RoadWorksContainerBasic: roadworksSubCauseCode(O), lightBarSirenInUse(M), closedLanes(O)
- RescueContainer: lightBarSirenInUse(M),
- EmergencyContainer: lightBarSirenInUse(M), incidentIndication(O), emergencyPriority(O), SafetyCarContainer: lightBarSirenInUse(M), incidentIndication(O), trafficRule(O), speedLimit(O)
상술한 필드들과 관련된 정의는 하기의 표 6과 같을 수 있다.
도 15는 Uu 인터페이스를 통해 수신된 메시지들을 ITS 앱 서버가 RTA 서버로 전달하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 (a)를 참조하면, ITS-S들은 복수의 CAM들을 전송할 수 있고, 상기 CAM들 각각은 각 ITS-S와 관련된 정보를 포함할 수 있다. ITS 앱 서버는 수신된 CAM들을 서버간 인터페이스에서 사용하는 메시지 포맷으로 구성할 수 있고, 상기 메시지 포맷에 기반하여 구성된 메시지를 다른 서버들에게 전송할 수 있다.
도 15 (b)을 참조하면, 상기 ITS 앱 서버는 상기 RTA 서버로부터 특정 조건을 만족하는 메시지만의 전송을 요청하는 필터링 요청을 수신 받을 수 있다. 이 경우, ITS 앱 서버는 ITS-S들로부터 전송된 모든 CAM들을 RTA 서버로 전송하지 않고, 필터링 조건에 적합한 메시지들만 선택하여 전송할 수 있다. 예컨대, 도 15 (b)에서 도시된 바와 같이, RTA 서버는 CAM의 vehicle role이 emergency, 6의 값을 가지는 메시지들에 대해서만 전송을 요청할 수 있고, 상기 ITS 앱 서버는 상기 요청에 대응하여 상기 BI를 통해서 CAM1만을 상기 RTA 서버로 전달할 수 있다.
다시 말하자면, ITS 앱 서버는 RTA 서버의 요청 (필터링 요청)이 있는 경우에 수신된 CAM의 VehicleRole 및/또는 stationType에 기초하여 상기 수신된 CAM을 RTA 서버에 전송 여부를 결정할 수 있다. 즉, ITS 앱 서버는 미리 구성된 특정 값과 대응하는 VehicleRole 및/또는 stationType의 값을 갖는 CAM만을 상기 RTA 서버에 전달할 수 있다. 구체적으로, ITS 앱 서버는 RTA 서버의 요청 (필터링 요청)에 따라 VehicleRole (LowFrequencyContainer에 포함된)이 특정 값인 CAM 또는 stationType (또는, VRU 프로필)이 특정 값인 CAM만을 RTA sever에 전송할 수 있다. 상기 필터링 요청은 RTA sever와 ITS 앱 서버 간에 교환되는 데이터 량 등에 기초하여 트리거링될 수 있다. 상기 예컨대, 상기 RTA sever와 ITS 앱 서버 간에 교환되는 데이터 량이 미리 결정된 임계 이상인 경우, 상기 RTA 서버는 상기 ITS 앱 서버에게 특정 값을 갖는 CAM만을 자신에게 전송해주도록 요청할 수 있다.
또는, ITS 앱 서버는 도로 상 혼잡 레벨 (CBR 또는 CR)에 대한 정보를 획득하고, 획득한 혼잡 레벨이 미리 구성된 혼잡 레벨 이상이면 상기 CAM의 VehicleRole 및/또는 stationType에 기초하여 상기 수신된 CAM을 RTA 서버에 전송할지 여부를 결정할 수 있다.
도 16는 ITS 앱 서버가 복수의 ITS-S들로부터 수신된 메시지들을 효율적으로 RTA 서버에 전송하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16을 참조하면, ITS 앱 서버는 복수의 ITS-S들 또는 복수의 VRU 장치들로부터 CAM들 (또는, VAM. V2X 메시지)를 수신 받을 수 있다 (M11). ITS 앱 서버는 상기 수신된 CAM들 각각에 포함된 필드들에 기초하여 상기 CAM들을 분석할 수 있다 (M12). ITS 앱 서버는 필터링에 대한 요청을 RTA 서버로부터 전달받았는지 여부에 기초하여 상기 RTA 서버에 전달할 메시지의 구성 방법을 결정할 수 있다 (M13). 상기 요청을 받은 경우, ITS 앱 서버는 상기 필터링의 조건에 기초하여 상기 CAM들 중에서 상기 조건에 대응하는 적어도 하나의 CAM을 선별할 수 있다 (M14). 상기 ITS 앱 서버는 필터링된 상기 적어도 하나의 CAM을 포함하고 서버 간 메시지의 포맷을 갖는 메시지를 구성 및 생성할 수 있다 (M15). ITS 앱 서버는 상기 구성된 메시지를 상기 RTA 서버로 전달할 수 있다.
또는, ITS 앱 서버는 상기 필터링에 대한 요청이 없는 경우에 수신된 CAM들을 서버간 메시지 포맷에 기반하여 메시지를 구성하고 (M16), 구성된 메시지를 상기 RTA 서버나 그 외 연결된 서버들에 전송할 수 있다 (M17).
이하에서는, ITS 앱 서버가 수신된 복수의 CAM들 (또는, V2X 메시지, VAM, VRU 메시지들)을 클러스터링 (clustering)에 기반하여 서버 간의 인터페이스에 대응하는 메시지 포맷으로 메시지를 재구성하는 방법을 설명한다. 이와 같은 클러스터링 (clustering)에 기반한 메시지의 재구성은 서버들 간에 송수신되는 데이터량을 크게 줄일 수 있고, 데이터 량의 증가에 따른 메시지의 송수신의 지연 발생을 최소화할 수 있다.
클러스터링에 기반한 메시지의 재구성
VRU 장치들은 Uu-interface를 통해 VRU 보호를 위한 메시지 일례로 VAM을 ITS 앱 서버로 보낼 수 있다. ITS 앱 서버는 VRU 보호를 위한 메시지 (또는, VRU 메시지)에 포함된 VRU의 기준 위치 (reference position)와 역학 (dynamics)에 대한 정보에 기초하여 수신한 VRU 보호를 위한 메시지 (예컨대, VAM, CAM, DENM, V2X 메시지)들을 분석 및 재조합하는 클러스터링 동작 (clustering operation)을 수행할 수 있다. 한편, 클러스터링 동작과 관련하여, 상술한 필터링과 관련된 동작도 함께 수행될 수 있다. 즉, 서버 간의 메시지 교환 동작에서 VRU 메시지 또는 CAM에 포함된 VehicleRole 및/또는 stationType에 기반한 필터링 동작과 함께 후술하는 클러스터링과 관련된 동작도 수행될 수 있다.
구체적으로, VRU 장치들은 Uu-인터페이스를 통해 생성된 VRU 메시지를 ITS 앱 서버로 전송할 수 있다. ITS 앱 서버는 수신한 각각의 VRU 메시지를 분석하여 각 VRU의 기준 위치 (reference position) 정보와 이동 방향, 속력과 같은 역학 (dynamics) 정보를 획득할 수 있다. ITS 앱 서버는 수집한 VRU 메시지들로부터 VRU 장치가 현재 밀집해있거나, 역학 (dynamics)를 근거로 판단했을 때 미래 어떤 시점에 밀집할 지역이 있는지 판단할 수 있다.
ITS 앱 서버는 숏 레인지 통신 (short range communication)을 통하여 클러스터 생성 및/또는 조인 동작 (cluster create/join operation)과 관련된 하기의 조건을 이용하여 클러스터링 동작을 수행할 수 있다.
i) ITS 앱 서버는 VRU의 기준 위치 (reference position)간의 거리가 3-5m (maxClusterDistance) 거리 이내인 VRU 위치 정보를 포함하는 VRU 메시지들이 3-5개 (numCreateCluster) 정도 수신된 경우에 수신한 VRU 메시지들의 기준 위치 (reference position) 정보를 조합하여 VRU 클러스터의 바운드 박스 (bound box) 영역을 설정하고, 바운드 박스 (bound box) 내부에 포함된 클러스터 멤버의 수를 산출할 수 있다. 이 경우, ITS 앱 서버는 상기 설정 및 산출된 정보 (또는, 클러스터 정보)를 포함하는 하나의 서버간 교환 메시지 (예컨대, AMQP 메시지)로 다른 서버에 전송할 수 있다. 또는, ITS 앱 서버는 수신된 VAM 등의 메시지들 각각에 포함된 기준 위치 (reference position)과 역학 (dynamics) (이동 방향, 속력 등) 정보에 기초하여 상기 수신된 메시지들을 클러스터링하고, 클러스터링된 클러스터 정보에 기초하여 서버간 교환 메시지 (일례로 AMQP 메시지)를 재구성할 수 있다. 예컨대, ITS 앱 서버는 하나의 클러스터에 대응하는 하나의 AMQP 메시지를 재구성하고, 상기 재구성된 하나의 AMQP 메시지를 다른 서버들에게 전송할 수 있다.
ii) 상기 ITS 앱 서버는, 클러스터에 포함된 멤버 (member)의 수가 20 (maxClusterSize)보다 작고 새롭게 수신한 메시지에서 파악된 VRU가 클러스터의 바운딩 박스 (bounding box) 내에 있거나 바운딩 박스 (bounding box)로부터 3-5m (maxClusterDistance) 이내로 떨어져 있고 서버에서 판단한 VRU 클러스터의 속도 차이가 5% (maxClusterVelocityDifference) 이하인 조건을 만족할 경우, 상기 ITS 앱 서버는 해당 클러스터의 정보를 업데이트할 수 있다. 상기 ITS 앱 서버는 서버간 교환 메시지를 통해 상기 업데이트된 클러스터 정보를 다른 서버에 전송할 수 있다. 또는, 새로운 장치로부터 수신된 메시지에 포함된 기준 위치 (reference position)가 특정 클러스터의 바운딩 박스 (bounding box) 영역 내에 포함 또는 인접하고 상기 수신된 메시지의 역학 (dynamics) 정보가 상기 클러스터의 역학 (dynamics)과 소정의 차이 이내인 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 메시지와 관련된 정보를 더 포함하도록 상기 특정 클러스터 정보를 업데이트하고, 업데이트된 클러스터 정보를 다른 서버들에게 전달할 수 있다.
iii) ITS 앱 서버는 새롭게 추가된 클러스터 멤버로 인해 클러스터의 바운딩 박스 (bounding box) 영역이 변경되는 경우이거나 클러스터의 역학 (dynamics) (속도, heading 등)에 변경이 생기는 경우에 클러스터의 정보를 업데이트할 수 있다. 상기 업데이트된 클러스터 정보는 서버간 교환 메시지를 다른 서버로 전송할 수 있고, 상기 다른 서버는 상기 업데이트된 클러스터 정보에 기반하여 기존 클러스터 정보를 업데이트할 수 있다.
iv) 클러스터의 바운딩 박스 (bounding box) 내부에 위치하던 VRU로부터 수신한 메시지를 통해 파악한 VRU의 정보에서 위치가 3-5m (maxClusterDistance) 거리 이상 떨어지거나, VRU 클러스터와의 속도 차이가 5% (maxClusterVelocityDifference) 이상으로 차이가 나는 경우, ITS 앱 서버는 클러스터에서 상기 VRU를 제외할 수 있다. 이 경우, 상기 ITS 앱 서버는 클러스터 정보를 업데이트하고, 업데이트된 클러스터 정보를 다른 서버들에게 전송할 수 있다. 다시 말하자면, 상기 특정 클러스터에 대응하는 복수의 메시지들 중에서 상기 특정 클러스터 (Cluster)와 관련된 바운딩 박스 (bounding box) 영역을 벗어난 기준 위치 (reference position)를 포함하는 메시지 또는 상기 특정 클러스터 (Cluster)와 관련된 역학 (dynamics)과 소정의 차이를 갖는 역학 (dynamics)을 포함하는 메시지가 존재한 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 특정 클러스터 정보에서 상기 메시지에 대응하는 정보를 제외시켜 상기 특정 클러스터 정보를 업데이트 할 수 있다.
이하에서는, ITS 앱 서버가 상술한 크러스터 조건에 따라 수신된 VRU 메시지들을 클러스터링 한 후에 상기 BI를 통해 연결되어 있는 다른 서버로 서버간 교환 메시지에 상기 클러스터 정보를 추가하는 방법을 설명한다.
ITS 앱 서버가 VRU로부터 메시지들을 기반으로 VRU 클러스터를 생성하고 관리하는 경우, 서버 간 메시지에는 0 개 이상의 클러스터 정보가 포함될 수 있다. 클러스터를 생성할 조건을 만족하지 않을 경우, ITS 앱 서버는 수신한 메시지를 순차적으로 다른 서버로 전송할 수 있다.
또는, ITS 앱 서버가 클러스터링한 적어도 하나의 클러스터가 존재한 경우, 하의 표 7과 같이 ITS 앱 서버는 서버간 교환 메시지 내에 상기 적어도 하나의 클러스터의 개수 및 상기 적어도 하나의 클러스터 각각에 대한 클러스터 정보를 포함시킬 수 있다.
ITS 앱 서버에서 관리하는 각각의 VRU 클러스터의 정보는 표 8에서 정의하는 값들을 포함할 수 있다.
또는, 상기 ITS 앱 서버는 다른 서버와의 상기 교환 메시지를 통한 협상 (negotiation)으로 각 서버에서 요구하는 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 각 서버에서 요구하는 정보는 상기 클러스터의 생성과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
VRU 클러스터를 관리하는 상기 ITS 앱 서버는 VRU 장치들로부터 수신한 VRU 메시지들을 기반으로 서버간 교환 메시지를 생성할 수 있고, 상기 교환 메시지를 백엔드 망으로 연결되어 있는 다른 서버로 전송할 수 있다. 복수의 서버들이 연결되어 있는 백엔드 망에서 각 서버의 용도 및 기능은 다를 수 있고, 각 서버가 필요로 하는 정보는 상이할 수 있다. 이런 점에서, 상기 ITS 앱 서버는 수신한 VRU 메시지들에 기초하여 재구성한 서버간 교환 메시지에 특정 서버 (예컨대, RTA 서버)에서 필요한 정보를 포함되지 않을 수 있다.
구체적으로, 백엔드 망에 연결되어 있는 두 서버 A, B가 있는 경우, 서버 A는 VRU 장치들로부터 받은 VRU 메시지들을 분석하여 클러스터를 생성하고 관리할 수 있다. 상기 서버 A는 상기 생성된 클러스터에 대한 클러스터 정보를 포함하는 서버 간 메시지를 서버 B에게 전송할 수 있다. 상기 서버 B는 서버 A에게 서버 B가 원하는 클러스터 조건으로 클러스터링된 클러스터를 생성하도록 요청하는 서버간 메시지를 서버 A에게 전송할 수 있다. 여기서, 상기 서버 B의 요청은 표 9에 정의된 정보를 포함할 수 있다.
서버B의 요청에 대응한 방식으로 클러스터의 생성이 가능한 경우, 서버A는 상기 요청에 대한 응답 메시지를 전송할 수 있다. 상기 서버 A는 상기 응답 메시지의 전송 후에 수신된 VRU 메시지들을 상기 요청에 대응하여 새롭게 클러스터링할 수 있고, 상기 새롭게 클러스터링된 클러스터에 대한 클러스터 정보를 포함하는 서버간 메시지를 상기 서버 B에게 전송할 수 있다. 또는, 서버 A는 서버 B의 요청에 따라 바운딩 박스 (bounding box) 영역을 재설정하고, 재설정된 바운딩 박스 (bounding box) 영역에 대응하는 클러스터 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 서버 A는 서버 B로부터 바운딩 박스 (bounding box) 영역의 확장 또는 축소에 대한 요청을 받거나, 특정 영역 (special area)에 대응하도록 바운딩 박스 (bounding box) 영역의 (재)설정을 요청 받을 수 있다.
이와 달리, 서버 A가 서버 B의 요청에 따른 클러스터의 생성이 불가능한 경우, 상기 서버 A는 상기 서버 B에게 불가능과 관련된 거절 메시지를 전송할 수 있고, 서버 B에게 VRU 메시지들과 관련된 서버 간 메시지의 전송을 중단할 수 있다.
이와 같이, 서버 A 또는 ITS 앱 서버는 VRU를 비롯한 로드 사용자로부터 받은 VRU 메시지를 클러스터링하여 다른 서버로 보냄으로써 서버간 교환 메시지의 데이터 양을 크게 줄이고 지연 시간 또한 크게 감소시킬 수 있다.
도 17 및 도 18은 클러스터링 기반하여 ITS 앱 서버가 서버간 교환 메시지를 생성 및 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 상기 클러스터링과 관련하여 상술한 i)~iv) 중 적어도 하나의 클러스터 조건이 고려될 수 있다.
도 17을 참조하면, ITS 앱 서버는 수신된 VRU 메시지들을 클러스터링을 하지 않고, 수신된 VRU 메시지들 각각을 서버 간 교환 메시지 (예컨대, AMQP 메시지)로 재구성한 후에 RTA 서버로 BI를 통해 전송할 수 있다. 예컨대, ITS 앱 서버는 VAM2~VAM6 (즉, VRU 메시지들)은 서로 거리가 멀지 않더라도 수신된 시간 순서대로 서버 간 인터페이스에 맞는 포맷으로 메시지를 재구성하여 RTA (Road Traffic Authority) 서버로 전송할 수 있다.
도 18을 참조하면, 상기 ITS 앱 서버는 클러스터링에 기반하여 수신된 VRU 메시지들을 서버간 교환 메시지로 재구성하고, 재구성된 서버간 교환 메시지를 상기 RTA 서버에 전달할 수 있다. 예컨대, 상기 ITS 앱 서버는 VRU 메시지들 (VAM2~VAM6)의 역학 정보 및 위치 정보에 기반하여 클러스터 영역이라는 바운드 박스 (bound box)로 설정하고, 상기 바운드 박스 내에 대응하는 VRU 메시지들(VAM2~VAM6)을 클러스터링한 하나의 VRU 메시지를 재구성할 수 있다. 상기 ITS 앱 서버는 도 18에 도시된 바와 같이 상기 하나의 VRU 메시지에 클러스터링과 관련된 클러스터 정보를 더 포함시켜 상기 RTA 서버에 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 VAM2~VAM6들은 클러스터링에 의해 하나의 서버간 메시지로 재구성될 수 있고, 이를 통해 서버 간 인터페이스로 교환되는 정보량을 크게 감소시킬 수 있다.
도 19는 서버 간의 협상 절차를 통해 서버간 메시지를 재구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 상기 클러스터링과 관련하여 상술한 i)~iv) 중 적어도 하나의 클러스터 조건이 고려될 수 있다.
도 19를 참조하면, ITS 앱 서버는 복수의 VRU 장치들로부터 VRU 메시지들 (VAM1 내지 VAM10)을 수신할 수 있다. 상기 ITS 앱 서버는 상기 VRU 메시지들로부터 역학 정보 및 위치 정보를 획득할 수 있고, 이에 기반하여 상기 VRU 메시지들을 클러스터링할 수 있다.
예컨대, 상기 ITS 앱 서버는 상술한 클러스터링 조건을 만족하는 VAM1 내지 VAM5에 대하여 건널목 위와 관련된 바운드 박스 또는 클러스터 영역 (VRU 클러스터 A 영역)을 설정할 수 있고, 상기 VRU 클러스터 A 영역에 위치하는 VAM1 내지 VAM5들을 재구성한 서버간 메시지를 RTA 서버 1 및 RTA 서버 2 각각에 전송할 수 있다. 여기서, 상기 재구성된 서버간 메시지는 상기 VRU 클러스터 A 영역에 대한 제1 클러스터 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 ITS 앱 서버는 상술한 클러스터링 조건을 만족하는 VAM6 내지 VAM10에 대하여 건널목 신호등과 관련된 바운드 박스 또는 클러스터 영역 (VRU 클러스터 B 영역)을 설정할 수 있고, 상기 VRU 클러스터 B 영역에 위치하는 VAM6 내지 VAM10들을 재구성한 서버간 메시지를 RTA 서버 1 및 RTA 서버 2 각각에 전송할 수 있다.
다음으로, 상기 ITS 앱 서버는 RTA 서버 1 및 RTA 서버 2 각각으로부터 클러스터링과 관련된 요청 메시지를 수신 받을 수 있다. 상기 ITS 앱 서버는 상기 요청 메시지를 통해 RTA 서버 1 및 RTA 서버 2와 협상을 수행할 수 있다. 상기 요청 메시지를 통하여, RTA 서버 1은 건널목을 건너는 중인 클러스터 정보만을 수신하기를 요청하고, RTA 서버 2는 공사장 내에 존재하는 클러스터 정보만을 수신하기를 요청할 수 있다. 이 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 요청 메시지에 기초하여 기존 클러스터 정보 (상기 VRU 클러스터 A 영역 및 상기 VRU 클러스터 B 영역)을 상기 요청 메시지에 기반하여 업데이트할 수 있다.
한편, RTA 서버 2가 요청한 사항 (공사장에 대한 클러스터링 요청)에 대해서는 ITS 앱 서버에 상기 요청한 사항에 대응하는 클러스터가 없기 때문에, ITS 앱 서버는 상기 RTA 서버 2에 VRU 메시지들에 대한 서버간 메시지를 전송하는 것을 중단할 수 있다. 즉, ITS 앱 서버는 상기 요청 메시지에 기초하여 자신이 수신한 VRU 메시지들이 상기 RTA 2 서버에서 필요하지 않은 VRU 메시지로 판단하여 상기 수신된 VRU 메시지들에 대한 서버 간 메시지의 전송을 중단할 수 있다. 이를 통해, 상기 ITS 앱 서버는 상기 서버 간의 인터페이스를 통해 전송되는 데이터량을 감소시킬 수 있다.
도 20은 ITS 앱 서버가 복수의 VRU 메시지들을 재구성하여 다른 서버에 전송하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20를 참조하면, ITS 앱 서버는 도로 사용자 및/또는 VRU 장치들로부터 복수의 VRU 메시지들을 수신할 수 있다 (M21). 상기 ITS 앱 서버는 상기 복수의 VRU 메시지들에 기반하여 각 VRU 메시지와 관련된 위치 정보 및/또는 역학 정보를 획득하기 위해서 상기 복수의 VRU 메시지들을 분석할 수 있다 (M22). 상기 ITS 앱 서버는 상기 복수의 VRU 메시지들에 대한 분석 결과에 기초하여 상술한 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다 (M23).
상기 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재한 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 VRU 메시지들에 대한 클러스터 정보를 생성하고, 상기 VRU 메시지들을 재구성하여 상기 생성된 클러스터 정보를 포함하는 하나의 서버 간 메시지를 생성할 수 있다 (M24). 한편, 상기 생성된 클러스터 정보와 관련된 기존 클러스터 정보가 존재한 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 생성된 클러스터 정보에 기초하여 기존 클러스터 정보를 업데이트할 수 있다 (M25). 상기 ITS 앱 서버는 BI를 통해 연결된 적어도 하나의 서버로부터 상기 클러스터와 관련된 요청 메시지의 수신 여부를 판단할 수 있다 (M26). 상기 특정 서버로부터의 요청 메시지의 수신이 존재한 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 생성 또는 업데이트된 클러스터 정보가 요청 메시지에서 요구하는 클러스터 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다 (M27). 상기 생성 또는 업데이트된 클러스터 정보가 상기 요청 메시지에서 요구하는 클러스터 조건을 만족한 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 특정 서버로 상기 생성 또는 업데이트된 클러스터 정보를 전송할 수 있다 (M29). 또는, 상기 생성 또는 업데이트된 클러스터 정보가 상기 요청 메시지에서 요구하는 클러스터 조건을 만족하지 않은 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 특정 서버로 상기 생성 또는 업데이트된 클러스터 정보를 전송하지 않을 수 있다.
이와 달리, 상기 클러스터와 관련된 요청 메시지가 수신되지 않은 경우 (또는, 상기 클러스터와 관련된 요청 메시지를 전송하지 않은 특정 서버에 대해), 상기 ITS 앱 서버는 자신의 형성한 클러스터 정보를 포함하는 서버 간 메시지를 자신과 연결된 다른 서버들 또는 상기 특정 서버에 전송할 수 있다 (M28).
한편, 상기 복수의 VRU 메시지들 중 상술한 클러스터링 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 없는 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 클러스터링 없이 상기 복수의 VRU 메시지들 각각에 대해 개별적으로 생성된 서버간 메시지들을 각 서버에 전송할 수 있다 (M30).
이하에서는, 상술한 클러스터링과 관련하여 서버와 VRU 장치 (또는, 단말) 간의 동작에 대해서 자세히 설명한다.
서버-단말간 interaction을 통해 단말에서 발생하는 메시지 전송 조절
상술한 클러스터링 (Clustering)은 특정 영역에 포함되는 VRU 장치들을 대표하는 하나의 VRU 장치만 VRU 메시지 (예컨대, CAM, VAM, V2X 메시지 등)를 전송하여 통신에 사용되는 데이터 사이즈를 줄이는 것도 고려될 수 있다.
숏 레인지 통신 (Short range communication)을 지원하는 VRU 클러스터링 (clustering)은 VRU 장치들 간 생성, 조인, 탈퇴, 해체 (Creation, Join, Leave, Break up) 등의 동작 (operation)을 포함하는 VRU 메시지의 브로드캐스팅 (broadcasting)을 통해 수행될 수 있다. 클러스터의 리더 (leader)는 클러스터 (cluster)를 생성 (creation)하고, 자신이 커버하는 영역 (또는, 클러스터 영영) 및 클러스터의 맴버 수 등 클러스터 정보를 VRU 메시지에 포함하여 송신할 수 있다. 한편, 상기 클러스터에 참여한 다른 VRU 장치들 (이하, 클러스터 멤버)는 개별적으로 송신하던 VRU 메시지의 전송을 중단할 수 있다.
이와 달리, 롱 레인지 통신 (Long range communication)이 VRU 장치의 보호를 위한 ITS 서비스를 위해 사용될 경우, 숏 레인지 통신을 통해 VRU 클러스터링을 수행할 경우에 발생하는 일련의 동작들 (create, join, leave, break up)은 VRU간 메시지 교환을 통해서가 아니라 서버 측에서 수행될 수 있다. 이 경우, VRU 장치들 간의 메시지 교환보다 효율적으로 클러스터링을 진행할 수 있다.
구체적으로, 서버 (예컨대, ITS 앱 서버)는 VRU 장치들로부터 VRU 메시지들을 수신하고, 수신된 VRU 메시지들로부터 생성 가능한 클러스터 정보를 수집, 분석, 추출할 수 있다. 상기 서버는 자신이 분석/조합하여 만들어낸 클러스터 정보를 자신과 연결된 다른 서버들에게 전송할 수 있다. 상기 서버는 자신이 수신한 모든 VRU 메시지가 아닌 클러스터링에 관련된 추출된 정보만을 서버간 BI를 통해 다른 서버로 전송할 수 있다. 이 경우, 수신된 VRU 메시지들 각각에 대한 개별적인 서버 간 메시지의 전송이 수행되지 않는바, 서버간 통신에 사용되는 데이터의 전송 양이 크게 감소될 수 있다.
다만, 서버들 간에서만 클러스터와 관련된 관리를 수행할 경우, 상기 복수의 VRU 장치들은 자신이 어떤 클러스터에 속해 있는지 여부를 알 수 없으며, 이에 따라 불필요하게 기존 방식대로 VRU 메시지를 주기적으로 전송할 수 있다. 이 경우, VRU 장치들로부터 전송되는 복수의 VRU 메시지들의 수는 다수의 VRU가 모여있는 밀집 지역 또는 충돌 위험들의 위험도가 높은 영역에서 과도한 신호 간섭 및 신호 충돌 등의 통신 환경 저하의 문제를 발생시킬 수 있다. 또한, 복수의 VRU 메시지들의 수신에 따른 서버 간 메시지의 증가로 서버 간 통신 품질 및 통신 지연의 문제를 발생시킬 수 있다.
이와 같은 문제점을 추가적으로 고려하여, 이하에서는, VRU 장치 (또는, VRU 장치)로부터 받은 메시지들을 클러스터링하여 관리하는 서버와 메시지 (VRU 메시지, V2X 메시지 등)를 보내는 VRU 장치 (또는, 단말)간 상호작용 (interaction)을 통해서 VRU 장치 (또는, VRU 장치)이 서버로 보내는 메시지 전송 양을 조절할 수 있는 방안을 자세히 설명한다. 한편, 클러스터링 동작과 관련하여, 상술한 필터링과 관련된 동작도 함께 수행될 수 있다. 즉, 서버 간의 메시지 교환 동작에서 VRU 메시지 또는 CAM에 포함된 VehicleRole 및/또는 stationType에 기반한 필터링 동작과 함께 후술하는 클러스터링과 관련된 동작도 수행될 수 있다.
서버는 VRU 장치들 각각으로부터 수신된 메시지들을 자신과 연결된 다른 서버들로 전송할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 서버가 수신된 다량의 메시지 (주기적으로 전송되는 CAM. VAM 및/또는 이벤트 기반하여 전송되는 DENM, IVIM)들 각각을 BI에 대응하는 서버 간 메시지 (예컨대, AMQP 메시지)로 전환하여 상기 다른 서버들 각각으로 전송할 경우에 서버 간의 상당히 많은 데이터량의 메시지가 교환될 수 있다. 이런 점에서, 상기 서버는 클러스터링에 기반하여 상기 복수의 메시지들을 대응하는 클러스터 정보를 생성하고, 상기 클러스터 정보를 서버 간에 교환함으로써 기존 서버 간에 교환되는 데이터량을 크게 감소시킬 수 있다.
이와 관련하여, 상기 VRU 장치들은 자신이 서버가 정한 클러스터에 포함하는지 여부를 판단할 수 없기 때문에 모든 VRU 장치들은 기존에 정해진 트리거 조건에 기초하여 메시지들을 주기적으로 전송할 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 밀집된 영역, 위험도가 높은 영역에서의 통신 환경이 저하될 우려가 있는 바, VRU 장치들은 서버와 클러스터 정보를 공유하고, 공유된 클러스터 정보에 기반하여 자신의 메시지의 전송 여부를 결정할 수 있다. 또는, 상기 VRU 장치는 공유된 클러스터 정보에 기반하여 자신이 대응하는 클러스터 영역을 벗어나거나 위치하지 않은 경우에 상기 자신의 메시지의 전송을 유지 또는 전송을 재개할 수 있다.
구체적인 서버와 VRU 장치 간의 클러스터 정보 공유에 따른 동작들은 하기와 같다.
서버는 VRU 장치들이 전송하는 복수의 메시지들을 수신하고, 수신된 복수의 메시지들을 분석할 수 있다. 서버는 VRU 장치들로부터 받은 복수의 메시지들을 클러스터링 하여 관리할 수 있다고 판단 (복수의 메시지들의 역학 정보 및/또는 위치 정보에 기반하여 클러스터 조건을 만족하는 메시지들이 존재한 경우)하면, 상기 복수의 메시지들을 클러스터링하고, 각 클러스터에 대응하는 클러스터 정보를 설정 또는 구성할 수 있다. 상기 서버는 상기 클러스터링된 클러스터와 관련된 클러스터 정보를 포함하여 서버간 교환 메시지 (일례로 AMQP 메시지)를 BI를 통해 다른 서버로 전송할 수 있다.
또한, 서버는 VRU 장치들과의 상호 작용 (interaction) 동작을 수행할 수 있다. 상기 서버는 자신이 생성한 클러스터 내에 포함된 VRU 장치들에게 상기 생성 또는 클러스터링된 클러스터에 대한 클러스터 정보를 전송할 수 있다. 또한, 상기 서버가 VRU 장치들(일례로 VRU)로 보내는 상호 작용 (interaction) 정보는 하기의 내용을 포함할 수 있다.
a. 클러스터 관련 정보: 클러스터의 속도, 이동 방향, 클러스터의 현재 영역 (또는, 클러스터 영역), 클러스터의 멤버 수
b. 서버가 예측하는 다음 클러스터 영역: 클러스터의 속도, 이동 방향에 기초하여 서버가 추정한 다음 클러스터 영역의 정보로써 상기 다음 클러스터 영역의 대표 지리적 포인트 (또는, 예측되는 클러스터 리터의 위치) 등의 정보를 포함할 수 있음.
c. 다음 클러스터 영역 이동까지 소요 되는 예상 시간
한편, 이하에서는 하기의 a, b 및/또는 c의 정보를 포함하는 상호 작용 (interaction) 정보 메시지를 포함하는 메시지를 상호 작용 (interaction) 메시지로 정의하여 설명한다.
VRU 장치들은 상기 상호 작용 (interaction) 메시지로부터 서버에서 관리하는 클러스터와 관련된 클러스터 정보를 획득할 수 있고, 상기 클러스터 정보에 기반하여 자신이 클러스터 내에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 한편, 자신이 클러스터에 속하지 않는 경우, 상기 VRU 장치는 VRU 메시지, V2X 메시지 등의 전송과 관련된 기존 방식을 유지한 채 개별적인 VRU 메시지, V2X 메시지를 서버에 전송할 수 있다.
상기 VRU 장치들은 서버로부터 상기 상호 작용 (interaction) 메시지를 수신하여 상기 서버가 가정한 예상 시간 및 예상 시간 후의 다음 클러스터 영역을 알 수 있다. 상기 VRU 장치들 각각은 자신의 이동 경로 및 역학 (dynamics) 정보와, 서버로부터의 상호 작용 (interaction) 메시지에 포함된 정보를 비교하여 예상 시간에 다음 클러스터 영역에 위치할지 여부를 예측할 수 있다. 다음 클러스터 영역에 포함되지 않는다고 판단 또는 예측된 경우, 상기 VRU 장치는 개별적인 VRU 장치의 메시지(일례로 VAM) 트리거링 (triggering) 조건을 만족하여 개별적인 메시지의 전송을 재개할 수 있다.
다시 말하자면, 상기 VRU 장치들은 자신의 이동 경로 및/또는 역학 정보에 기초하여 상기 서버의 메시지에 포함된 다음 클러스터 영역에 자신이 위치하지 않을 것으로 예상되는 경우에 자신의 VAM 등 메시지를 전송할 수 있다. 여기서, 상기 메시지의 전송 시점은 다음 클러스터 영역에 자신이 위치하지 않을 것으로 예상되는 시점 또는 상기 서버에서 지시한 예상 시간 이후일 수 있다.
또한, 상기 상호 작용 (interaction) 메시지는 대응하는 클러스터의 리더 (즉, VRU 장치)의 위치를 포함시킬 수 있다. 상기 VRU 장치들 중 자신이 서버에서 지정하는 클러스터 리더의 위치에 있다고 판단하는 리더 VRU 장치는 상기 서버가 예상한 시간 동안 자신의 개별적인 메시지의 전송을 중단할 수 있고, 상기 예상 시간 이후에 자신의 정보를 반영한 클러스터 정보를 포함하는 클러스터 메시지를 상기 서버에게 전송할 수 있다.
상기 서버는 상기 클러스터 메시지를 수신 받아 자신이 관리하는 클러스터 정보를 업데이트할 수 있다. 구체적으로, 상기 서버는 자신이 지정한 클러스터 리더 VRU 장치로부터 측정된 실제 위치 정보와 속도 등의 역학 정보를 상기 클러스터 메시지로부터 획득할 수 있고, 상기 획득한 위치 정보 및 역학 정보가 신뢰할 수 있는 값으로 판단될 경우에 예측 및 관리하는 클러스터 정보를 업데이트할 수 있다. 상기 서버는 상기 업데이트된 클러스터 정보를 다른 서버에게 전송할 수 있다.
한편, 서버와 VRU 장치들간 교환하는 메시지 (상기 상호 작용 (interaction) 메시지, 클러스터 메시지 등)는 특정 포맷이 정의되지 않을 수 있고, 이 경우, 서버-VRU 장치간 기존에 정의된 포맷을 통해 송수신될 수 있다.
도 21 내지 도 25는 서버와 VRU 장치들 간의 상호 작용 (interaction)을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21을 참조하면, VRU1 내지 VRU6 각각은 자신의 메시지(VAM1~VAM6)를 ITS 앱 서버로 전송할 수 있다. ITS 앱 서버는 수신된 VAM1 내지 VAM6 각각을 분석하고, 상술한 클러스터 조건을 만족하는 VAM2 내지 VAM6를 클러스터링하여 하나의 서버간 메시지로 재구성할 수 있다. 한편, ITS 앱 서버는 클러스터 조건을 만족하지 않는 VAM1를 별도의 서버 간 메시지로 구성할 수 있다.
ITS 앱 서버는 자신이 생성한 두 개의 메시지들 (AMQP 메시지들)을 RTA 서버로 전송할 수 있다. 여기서, 두 개의 메시지들은 클러스터에 대응하는 클러스터 정보를 포함하는 메시지 (VAM2 내지 VAM6에 대해 재구성된) 및 상기 클러스터에 포함되지 않은 VAM 1에 대한 메시지일 수 있다.
도 22를 참조하면, 상기 ITS 앱 서버는 자신이 생성한 클러스터 정보를 포함하는 메시지 (또는, 상호 작용 (interaction) 메시지)를 클러스터 내에 속하는 VRU 장치들 (또는, 단말들)에게 전송할 수 있다. 상기 클러스터 정보는 현재 클러스터와 관련된 위치 및 역학 정보, 예상 시간 및 다음 클러스터 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, ITS 앱 서버는 클러스터에 대한 역학 정보 (heading, speed)에 기초하여 일정 시간 후에 예측되는 상기 클러스터에 대한 다음 클러스터 영역을 추정하고, 상기 현재 클러스터에 대한 정보 및 상기 다음 클러스터 영역에 대한 정보를 상기 클러스터에 포함된 VRU 장치들에게 전송할 수 있다. 예컨대, ITS 앱 서버는 현재 클러스터 정보 및 상술한 a, b, c에 대한 정보를 포함하는 상호 작용 (interaction) 메시지를 대응하는 클러스터에 포함된 상기 VRU 장치들에게 전송할 수 있다.
도 23을 참조하면, 상기 클러스터에 포함된 VRU 장치들 (또는, VRU 장치들, 단말들)은 상기 수신된 상호 작용 (interaction) 메시지에 기초하여 개별적인 메시지의 전송을 중단할 수 있다. 상기 클러스터에 포함된 VRU 장치들은 상호 작용 (interaction) 메시지에 포함된 예상 시간까지 개별적인 메시지의 전송을 중단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 VRU 장치들 중에서 상기 상호 작용 (interaction) 메시지에 포함된 리더 위치 (또는, 기준 위치)에 대응한 위치에 있는 리더 VRU 장치는 상기 클러스터 정보에 대응하는 클러스터의 리더로써 동작할 수 있다. 상기 리더의 동작은 자신의 위치 및/또는 역학 정보에 기초하여 VRU 클러스터 정보 (변경된 클러스터 정보)를 생성하고, 상기 VRU 클러스터 정보를 상기 ITS 앱 서버로 전송할 수 있다.
또는, ITS 앱 서버는 기준 위치에 대한 정보를 상기 클러스터 정보에 더 포함시켜 상기 VRU 장치들에게 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 VRU 장치들 중에서 기준 위치에 대응하는 위치(또는, 기준 위치와 소정의 오차 범위 내)에 위치한 적어도 하나의 VRU만이 상기 클러스터를 대표하여 클러스터와 관련된 VRU 클러스터 정보를 상기 ITS 앱 서버에 전송할 수 있다.
도 24를 참조하면, 상술한 바와 같이, ITS 앱 서버는 상기 예상 시간 후에 클러스터가 이동하였을 때의 바운드 박스 영역 (즉, 다음 클러스터 영역), 클러스터의 리더 위치 (즉, 기준 위치) 및/또는 다음 클러스터의 리더 위치, 클러스터에 포함된 VRU 장치들의 수, 위험 (risk) 정도, 특별 영역 등에 대한 정보를 포함하는 상호 작용 (interaction) 메시지를 전송할 수 있다. 상기 상호 작용 (interaction) 메시지에 포함된 정보는 VRU 장치들로부터 수신한 메시지들에 기반하여 예측된 정보인 바, 일부 오차가 발생할 수 있다.
상술한 오차의 보정과 관련하여, 상기 기준 위치에 (인접) 위치하는 VRU 장치 (또는, 상기 다음 클러스터 영역의 리더 위치에 (인접) 위치하는 VRU 장치)는 상기 예상 시간 후에 자신의 위치 정보 및 역학 정보에 기초하여 생성된 VRU의 클러스터 정보를 생성하여 상기 ITS 앱 서버로 전송할 수 있다. ITS 앱 서버는 상기 VRU의 클러스터 정보에 기초하여 자신이 예측한 다음 클러스터 영역 및 리더 위치를 수정하고, 수정된 클러스터에 대한 클러스터 정보를 RTA 서버 및/또는 상기 VRU 장치들에게 전송할 수 있다.
한편, 상기 VRU 장치들 중에서 서버가 지정한 예상 시간 이후에 상기 다음 클러스터 영역을 벗어난다고 판단된 단말은 자신의 개별적인 메시지의 전송을 재개할 수 있다.
도 25를 참조하면, ITS 앱 서버는 클러스터 리더인 리더 VRU로부터 자신이 예상한 다음 클러스터 영역과 관련된 VRU 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하는 클러스터 메시지를 수신 받을 수 있다. 상기 ITS 앱 서버는 자신의 예상한 다음 클러스터 영역에 대한 클러스터 정보를 상기 클러스터 메시지에 기초하여 업데이트할 수 있고, 상기 업데이트된 클러스터 영역에 대한 클러스터 정보를 RTA 서버로 전송할 수 있다.
한편, 상기 ITS 앱 서버는 VRU 장치들로부터 지속적으로 복수의 메시지들을 수신 및 분석하여 클러스터링을 지속적으로 수행할 수 있고, 새로운 클러스터를 생성하거나, 기존 클러스터를 업데이트한 경우에 상기 새롭게 형성된 클러스터에 대한 클러스터 정보 및/또는 업데이트된 클러스터 정보를 포함하는 상호 작용 (interaction) 메시지를 대응하는 VRU 장치들에게 전송할 수 있다.
도 26은 ITS 앱 서버와 VRU 장치들 간에 클러스터링과 관련된 동작을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26을 참조하면, ITS 앱 서버는 로드 사용자 또는 VRU 장치들 (또는, 단말들)로부터 복수의 VRU 메시지들을 수신 받을 수 있다 (M31). 상기 ITS 앱 서버는 상기 복수의 VRU 메시지들 각각으로부터 위치 및 역학 정보를 획득하기 위해서 상기 복수의 VRU 메시지들을 분석할 수 있다 (M32). 상기 ITS 앱 서버는 상기 분석 결과에 기초하여 상기 복수의 VRU 메시지들이 상술한 클러스터 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다 (M34).
상기 ITS 앱 서버는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 VRU 메시지들이 상기 클러스터 조건을 만족하는 경우에 상기 VRU 메시지들을 클러스터링하여 하나의 서버간 메시지인 제1 메시지 (또는, 서버간 교환 메시지)로 재구성할 수 있다 (M35). 여기서, 상기 클러스터링과 관련된 기존 클러스터 정보가 있는 경우에 상기 ITS 앱 서버는 상기 VRU 메시지들에 기초하여 상기 기존 클러스터 정보를 업데이트할 수 있다 (M36). 상기 ITS 앱 서버는 자신과 연결된 서버들 중에서 특정 클러스터 영역에 대한 클러스터 정보를 요청하는 요청 메시지가 수신되었는지 여부에 기초하여 상기 업데이트된 클러스터 정보의 전송 대상을 결정할 수 있다 (M37). 상기 요청 메시지의 수신이 있는 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 생성된 클러스터가 요청 메시지에 대응하는 클러스터인지 여부를 판단할 수 있다 (M38). 상기 요청 메시지에 대응하는 클러스터인 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 요청 메시지를 전송한 서버에게 상기 업데이트된 클러스터 정보를 전송할 수 있다 (M39).
또는, 상기 ITS 앱 서버가 생성한 클러스터가 복수 개인 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 복수의 클러스터들 중 상기 요청 메시지에 대응하는 클러스터에 대한 클러스터 정보만을 상기 요청 메시지를 전송한 서버에게 전송할 수 있다.
한편, 상기 복수의 VRU 메시지들 중에서 상기 클러스터링 조건을 만족하지 못한 VRU 메시지들 각각은 개별적으로 제1 메시지로 재구성되어 전송될 수 있다 (M41). 또는, 상기 요청 메시지를 전송하지 않은 다른 서버가 있는 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 다른 서버에도 상기 업데이트된 클러스터 정보를 전송할 수 있다 (M42). 또는, 상기 ITS 앱 서버가 생성한 클러스터가 복수 개인 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 요청 메시지를 전송하지 않은 상기 다른 VRU 장치에게 상기 복수의 클러스터들 각각에 대한 클러스터 정보 모두를 전송할 수 있다.
한편, 상기 요청 메시지에 대응하는 클러스터가 아닌 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 요청 메시지를 전송한 서버에게 상기 업데이트된 클러스터 정보를 전송하지 않는다.
또는, 상기 ITS 앱 서버는 상기 VRU 장치들과의 상호 작용 (interaction) 동작의 수행이 요구되는지 여부에 기초하여 상기 클러스터 정보를 포함하는 상호 작용 (interaction) 메시지를 상기 클러스터에 포함된 상기 VRU 장치들에게 전송할지 여부를 결정할 수 있다 (M43). 상기 VRU 장치들과의 상호 작용 (interaction) 동작의 수행하는 경우, 상기 ITS 앱 서버는 상기 클러스터 정보를 포함하는 상호 작용 (interaction) 메시지를 대응하는 VRU 장치들에게 전송할 수 있다 (M44). 상기 상호 작용 (interaction) 메시지를 수신한 VRU 장치들은 상기 상호 작용 (interaction) 메시지에 포함된 기준 위치 (또는, 리더 위치)에 대응하는 위치를 갖는 리더 VRU 장치인지 여부를 결정할 수 있다 (M45). 상기 VRU 장치들은 개별적인 메시지의 전송을 중단할 수 있다 (M46). 상기 VRU 장치들 중 상기 리더 VRU 장치도 자신의 메시지의 전송을 중단하되, 상기 상호 작용 (interaction) 메시지에 포함된 예상 시간이 경과한 경우에 자신의 위치 정보 및 역학 정보에 기초하여 현재 클러스터에 대한 업데이트된 클러스터 정보를 생성하고, 상기 업데이트된 클러스터 정보를 상기 ITS 앱 서버에 전송할 수 있다 (M47).
이와 같은 클러스터링 및 상호 작용 (interaction) 동작을 통해, 복수의 VRU 장치들 각각은 주기적인 VRU 메시지들의 전송을 최소화할 수 있고, 클러스터링 결과에 따른 VRU 메시지의 전송 중단으로 배터리 소모량을 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 서버간에 교환되는 데이터량 및/또는 상기 서버와 상기 복수의 단말 간에 교환되는 데이터량도 크게 감소시킬 수 있고, 서버와 복수의 VRU 장치들 간의 통신 환경 및/또는 서버들 간의 통신 환경을 최적화할 수 있다.
도 27은 제1 서버가 수신된 복수의 VRU 메시지들의 클러스터 정보를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서 설명되는 동작들은 도 11 내지 도 26에서 설명한 방법들에 기반하며, VRU 메시지들의 필터링, 클러스터링 동작 및 VRU 장치들과의 상호 작용과 관련된 동작들을 전제로 한다.
도 27을 참조하면, 제1 서버는 복수의 VRU 메시지들을 수신 받을 수 있다 (S301). 상기 복수의 VRU 메시지들은 복수의 VRU 장치들로부터 Uu 인터페이스를 통해 수신될 수 있다.
다음으로, 상기 제1 서버는 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 장치들에 대한 VRU 정보를 획득하고, 획득한 VRU 정보에 기초하여 서버 간 메시지인 제1 메시지를 통해 제2 서버로 전송할 수 있다 (S303). 여기서, 상기 제1 서버는 상술한 ITS 앱 서버와 대응하고, 상기 제2 서버는 상술한 RSU 등 교통과 관련된 시스템을 제어하는 RTA 서버와 대응할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 상기 제1 메시지는 서버들 간에 교환되는 AMQP (Advanced Message Queuing Protocol)에 기반한 서버간 교환 메시지일 수 있다.
또는, 상기 제1 서버는 상기 복수의 VRU 메시지들 중에서 상기 미리 결정된 클러스터 조건 (상술한 i)~iv) 조건 중 적어도 하나의 조건)을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해서는 개별적인 VRU 정보를 제1 메시지로 전송하지 않고, 하나의 제1 클러스터 정보로 병합시켜 상기 제1 메시지를 통해 제2 서버로 전송할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 서버는 상기 복수의 VRU 메시지들 중에서 상기 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우, 상기 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보를 통합하는 제1 클러스터 정보를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 서버는 상기 VRU 메시지들에 대한 VRU 정보를 직접 상기 제2 서버에 제공하지 않고, 상기 VRU 메시지들에 대한 VRU 정보를 대신하여 상기 제1 클러스터 정보를 상기 제2 서버에 제공할 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이, 상기 제1 서버는 상기 복수의 VRU 메시지들 중에서 상기 클러스터 조건을 만족하는 상기 VRU 메시지들에 대해서는 제1 클러스터 정보를 생성하고, 상기 제1 클러스터 정보를 포함하는 제1 메시지를 상기 제2 서버에 전송할 수 있다. 한편, 상기 제1 서버는 상기 복수의 VRU 메시지들 중에서 클러스터 조건을 만족하지 않은 VRU 메시지들에 대해서는 개별적인 VRU 정보를 상기 제1 메시지를 통해 상기 제2 서버에 전달할 수 있다.
여기서, 상기 클러스터 조건의 만족 여부는 상술한 'i)~iv)'와 같이 미리 설정됨 임계 거리, 미리 설정된 임계 수에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 복수의 VRU 메시지들 중에서 미리 결정된 임계 거리 내인 위치 정보를 포함하는 VRU 메시지들의 수가 클러스터 임계 수 이상인 VRU 메시지들이 존재한 경우, 상기 제1 서버는 상기 복수의 VRU 메시지들 중에서 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재한 것으로 판단할 수 있다. 상기 제1 서버는 상기 VRU 메시지들에 대한 제1 클러스터 정보를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 제1 클러스터 정보는 제1 클러스터 영역, 클러스터 멤버 정보, 클러스터 이동성 정보를 포함할 수 있다. 상기 제1 클러스터 영역은 상기 VRU 메시지들 각각에 포함된 VRU 장치의 위치를 모두 포함할 수 있는 영역으로 설정될 수 있다. 상기 클러스터 멤버 정보는 상기 VRU 메시지들을 전송한 VRU 장치들의 수, 장치 타입에 대한 정보일 수 있다. 상기 클러스터 이동성 정보는 상기 VRU 장치들의 평균 이동 속도, 평균 이동 방향 등에 대한 정보일 수 있다.
또는, 상술한 바와 같이, 상기 제1 서버는 복수의 서버들과 연결될 수 있다. 상기 제1 서버는 상기 복수의 서버들 중 적어도 하나의 서버로부터 상기 클러스터링과 관련된 요청 메시지를 수신 받을 수 있다. 상기 요청 메시지는 상기 적어도 하나의 서버가 원하는 영역에 대한 지리적 정보, 상기 복수의 VRU 메시지들 중 수신을 원하는 VehicleRole 및/또는 stationType에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 서버는 상기 제1 클러스터 영역과 대응하는 영역에 대한 정보를 포함하는 상기 요청 메시지를 전송한 서버를 상기 제2 서버로 특정할 수 있다.
또한, 상기 제1 서버는 상기 요청 메시지를 전송하지 않은 서버도 상기 제1 메시지를 전송할 서버로 특정할 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 서버는 상기 제1 클러스터 영역과 상이한 영역에 대한 클러스터를 요청하는 상기 요청 메시지를 전송한 서버에 대해서는 상기 제1 메시지의 전송을 중단하거나 전송하지 않을 수 있다.
즉, 상기 제1 서버는 상기 제1 클러스터 영역과 대응하는 영역에 대한 클러스터링을 요청하는 요청 메시지를 전송한 서버 및/또는 상기 요청 메시지를 전송하지 않은 서버를 상기 제1 메시지를 전송할 제2 서버로 특정할 수 있다.
다음으로, 상기 제1 서버는 상기 제1 메시지에 상기 제1 클러스터 정보의 포함 여부에 기초하여 상기 제1 클러스터 정보에 대응하는 VRU 장치들에게 제2 클러스터 정보를 포함하는 제2 메시지를 전송할 수 있다 (S305).
구체적으로, 상기 제1 서버는 상기 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들을 전송한 상기 VRU 장치들에게 제2 클러스터 정보를 포함하는 제2 메시지를 전송할 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 서버는 상기 클러스터 조건을 만족하지 않은 VRU 메시지들을 전송한 VRU 장치들에게는 상기 제2 메시지를 전송하지 않는다.
즉, 상기 제1 서버는 상기 제1 메시지에 상기 제1 클러스터 정보가 포함될 경우에만 상기 제1 클러스터 정보와 관련된 VRU 메시지들을 전송한 VRU 장치들에게만 상기 제2 메시지를 전송할 수 있다.
상기 제2 클러스터 정보는 상기 제1 클러스터 정보에 기초하여 생성될 수 있다. 상기 제2 클러스터 정보는 상기 제1 클러스터 정보뿐만 아니라 예상 시간 및 상기 상기 예상 시간에 예측되는 상기 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 메시지는 상술한 상호작용 (interaction) 메시지와 대응한다.
구체적으로, 상기 제1 서버는 상기 클러스터 이동성 정보 (또는, 상기 VRU 장치들 각각의 이동성 정보)에 기초하여 특정 시간 (또는, 예상 시간) 이후에 상기 클러스터가 위치할 제2 클러스터 영역을 예측할 수 있다. 상기 제1 서버는 상기 제1 클러스터 정보, 상기 예상 시간 및/또는 상기 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하는 상기 제2 클러스터 정보를 상기 제2 메시지를 통해 상기 VRU 장치들 (즉, 상기 제1 클러스터 영역에 위치한 VRU 장치들)에게 전송할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 서버는 상기 제2 메시지를 상기 VRU 장치들에게 전송함으로써 상기 VRU 장치들이 개별적인 VRU 메시지를 전송하는 것을 상기 예상 시간까지 중단시킬 수 있다. 즉, 상기 제2 메시지를 수신한 상기 VRU 장치들은 상기 제2 클러스터 정보에 기초하여 자신의 위치가 상기 제1 클러스터 영역에 위치한 경우에 자신의 개별적인 VRU 메시지의 전송을 상기 예상 시간까지 중단할 수 있다.
또는, 상기 제2 클러스터 정보는 상기 제1 클러스터 영역에서 위치하는 상기 VRU 장치들 중 클러스터 메시지를 대표로 전송할 대표 VRU 장치를 특정하는 기준 위치에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 VRU 장치들은 자신의 위치가 상기 제2 메시지에 포함된 기준 위치로부터 미리 설정된 임계 거리 내에 위치한 것인지 여부를 판단할 수 있다. 상기 기준 위치로부터 미리 설정된 임계 거리 내에 위치한 판단된 VRU 장치는 대표 VRU 장치로써 상기 클러스터 메시지를 전송할 수 있다.
상기 클러스터 메시지는 상기 제1 클러스터 영역을 업데이트하기 위한 상기 대표 VRU 장치와 관련된 위치 정보, 이동성 정보 등이 포함될 수 있다. 상기 클러스터 메시지는 상기 예상 시간 이후에 전송되거나, 미리 설정된 주기에 따라 전송될 수 있다. 한편, 상기 기준 위치는 상기 제1 클러스터 영역의 중심 위치거나, 상기 VRU 장치들의 이동성 정보에 기초하여 상기 제1 클러스터 영역 내 상기 제2 클러스터 영역과 가장 인접한 위치일 수 있다.
또는, 상기 제2 클러스터 정보는 상기 대표 VRU 장치를 특정하기 위한 상기 기준 위치에 대한 정보 및 특정 속도 범위에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 VRU들 중에서 제2 메시지에 포함된 기준 위치로부터 미리 설정된 임계 거리 내에 위치하면서, 상기 특정 속도 범위 내의 이동 속도를 갖는 VRU가 상기 대표 VRU로 특정될 수 있다. 상기 특정 속도 범위는 상기 제1 클러스터 영역에 포함된 VRU들의 평균 이동 속도에 기초하여 결정될 수 있다. 이는, 상기 예상 시간에 상기 제2 클러스터 영역에 위치할 가능성이 높은 VRU 장치를 상기 대표 VRU 장치로 특정하기 위함이다.
또한, 상기 VRU 장치들은 상기 제2 클러스터 정보에 포함된 상기 제2 클러스터 영역에 기초하여 상기 예상 시간 이후 개별적인 VRU 메시지의 전송 재개 여부를 결정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 메시지를 수신한 상기 VRU 장치들 중 상기 예상 시간에 자신의 위치가 상기 제2 클러스터 영역 내에 위치한 VRU 장치는 개별적인 VRU 메시지의 전송 중단 상태를 유지할 수 있다. 이와 달리, 상기 VRU 장치들 중 상기 예상 시간에 자신의 위치가 상기 제2 클러스터 영역 내에 위치하지 않은 VRU 장치는 개별적인 VRU 메시지의 전송을 재개할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 서버는 상기 클러스터 정보에 대응하는 VRU들 중에서 상기 예상 시간 이후에 개별적인 VRU 메시지를 전송한 VRU 장치가 상기 클러스터 멤버에서 이탈한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 서버는 상기 클러스터 멤버에서 상기 개별적인 VRU 메시지를 전송한 VRU 장치에 대한 정보를 제거하여 상기 제1 클러스터 정보를 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 제1 서버는 상기 클러스터 메시지에 기초하여 상기 제1 클러스터 영역을 업데이트할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 서버는 상기 클러스터 메시지에 포함된 상기 대표 VRU의 위치 및 이동성 정보에 기초하여 상기 제1 클러스터 영역을 상기 대표 VRU의 위치와 대응하도록 조정할 수 있다. 상기 제1 서버는 상기 조정된 제1 클러스터 영역을 포함하도록 상기 제1 클러스터 정보 및/또는 상기 제2 클러스터 정보를 업데이트할 수 있다.
이와 같이, 상기 클러스터 조건을 만족한 VRU 메시지들을 하나의 클러스터로 클러스터링하고, 상기 VRU 메시지들 각각에 대한 VRU 정보가 아닌 상기 하나의 클러스터에 대한 정보를 다른 서버에 제공함으로써 상기 서버들 간의 인터페이스에서 교환되는 데이터량을 크게 감소시킬 수 있고, 서버와 단말들 간의 interaction 동작을 통해 서버와 VRU 장치들 간에 교환되는 데이터 량을 최소화를 통해 uU 인터페이스에 기반한 통신 환경을 개선하면서 VRU 장치들의 배터리 소모를 최소화할 수 있다.
발명이 적용되는 통신 시스템 예
이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 발명의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 28은 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 28을 참조하면, 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(eXtended Reality) 기기(100c), 휴대 기기(Hand-held device)(100d), 가전(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI기기/서버(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(200a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)을 통해 네트워크(300)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(300)를 통해 AI 서버(400)와 연결될 수 있다. 네트워크(300)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)/네트워크(300)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(e.g. 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(e.g. V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(200), 기지국(200)/기지국(200) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(e.g. relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 예
도 29는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 29를 참조하면, 제1 무선 기기(100)와 제2 무선 기기(200)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(100), 제2 무선 기기(200)}은 도 27의 {무선 기기(100x), 기지국(200)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(100)는 하나 이상의 프로세서(102) 및 하나 이상의 메모리(104)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(106) 및/또는 하나 이상의 안테나(108)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 메모리(104) 및/또는 송수신기(106)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 메모리(104) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(106)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(102)는 송수신기(106)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(104)에 저장할 수 있다. 메모리(104)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 프로세서(102)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(104)는 프로세서(102)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(102)와 메모리(104)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩셋의 일부일 수 있다. 송수신기(106)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(108)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(106)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(106)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩셋을 의미할 수도 있다.
구체적으로, 상기 UE는 상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서 (102)와 메모리(104)를 포함할 수 있다. 메모리(104)는 도 11 내지 도 27에서 설명된 실시예들과 관련된 동작을 수행할 수 있는 적어도 하나의 프로그램들이 포함될 수 있다.
프로세서(102)는 상기 RF 송수신기를 제어하여 복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하고, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하고, 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하며, 상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고, 상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또는, 프로세서 (102) 및 메모리(104)를 포함하는 칩 셋이 구성될 수 있다. 이 경우, 칩 셋은 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 메모리를 포함할 수 있다.
상기 칩셋에 포함된 적어도 하나의 프로세서는 복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하고, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하고, 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하며, 상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고, 상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또는, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공되며, 상기 동작은 복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하고, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하고, 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하는 동작을 포함하며, 상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고, 상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다.
제2 무선 기기(200)는 하나 이상의 프로세서(202), 하나 이상의 메모리(204)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206) 및/또는 하나 이상의 안테나(208)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 메모리(204) 및/또는 송수신기(206)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 메모리(204) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202)는 송수신기(206)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204)에 저장할 수 있다. 메모리(204)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 프로세서(202)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204)는 프로세서(202)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202)와 메모리(204)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(100, 200)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(102, 202)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(104, 204)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(104, 204)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 활용 예
도 30은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다(도 27 참조).
도 30을 참조하면, 무선 기기(100, 200)는 도 29의 무선 기기(100,200)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(112) 및 송수신기(들)(114)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(112)는 도 30의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 29의 하나 이상의 송수신기(106,206) 및/또는 하나 이상의 안테나(108,208)을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 통신부(110), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 정보를 통신부(110)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(130)에 저장할 수 있다.
추가 요소(140)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(140)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 28, 100a), 차량(도 28, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 28, 100c), 휴대 기기(도 28, 100d), 가전(도 28, 100e), IoT 기기(도 28, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 28, 400), 기지국(도 28, 200), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 30에서 무선 기기(100, 200) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200) 내에서 제어부(120)와 통신부(110)는 유선으로 연결되며, 제어부(120)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(100, 200) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(130)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명이 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량 예
도 31는 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(Aerial Vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있다.
도 31를 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(100)은 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 구동부(140a), 전원공급부(140b), 센서부(140c) 및 자율 주행부(140d)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110/130/140a~140d는 각각 도 29의 블록 110/130/140에 대응한다.
통신부(110)는 다른 차량, 기지국(e.g. 기지국, 노변 기지국(Road Side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있다. 구동부(140a)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)을 지상에서 주행하게 할 수 있다. 구동부(140a)는 엔진, 모터, 파워 트레인, 바퀴, 브레이크, 조향 장치 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(140b)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140c)는 IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 등을 포함할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등을 구현할 수 있다.
일 예로, 통신부(110)는 외부 서버로부터 지도 데이터, 교통 정보 데이터 등을 수신할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 획득된 데이터를 기반으로 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 생성할 수 있다. 제어부(120)는 드라이빙 플랜에 따라 차량 또는 자율 주행 차량(100)이 자율 주행 경로를 따라 이동하도록 구동부(140a)를 제어할 수 있다(예, 속도/방향 조절). 자율 주행 도중에 통신부(110)는 외부 서버로부터 최신 교통 정보 데이터를 비/주기적으로 획득하며, 주변 차량으로부터 주변 교통 정보 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 자율 주행 도중에 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보를 획득할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 새로 획득된 데이터/정보에 기반하여 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 갱신할 수 있다. 통신부(110)는 차량 위치, 자율 주행 경로, 드라이빙 플랜 등에 관한 정보를 외부 서버로 전달할 수 있다. 외부 서버는 차량 또는 자율 주행 차량들로부터 수집된 정보에 기반하여, AI 기술 등을 이용하여 교통 정보 데이터를 미리 예측할 수 있고, 예측된 교통 정보 데이터를 차량 또는 자율 주행 차량들에게 제공할 수 있다.
여기서, 본 명세서의 무선 기기(XXX, YYY)에서 구현되는 무선 통신 기술은 LTE, NR 및 6G뿐만 아니라 저전력 통신을 위한 Narrowband Internet of Things를 포함할 수 있다. 이때, 예를 들어 NB-IoT 기술은 LPWAN(Low Power Wide Area Network) 기술의 일례일 수 있고, LTE Cat NB1 및/또는 LTE Cat NB2 등의 규격으로 구현될 수 있으며, 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로 또는 대체적으로, 본 명세서의 무선 기기(XXX, YYY)에서 구현되는 무선 통신 기술은 LTE-M 기술을 기반으로 통신을 수행할 수 있다. 이때, 일 예로, LTE-M 기술은 LPWAN 기술의 일례일 수 있고, eMTC(enhanced Machine Type Communication) 등의 다양한 명칭으로 불릴 수 있다. 예를 들어, LTE-M 기술은 1) LTE CAT 0, 2) LTE Cat M1, 3) LTE Cat M2, 4) LTE non-BL(non-Bandwidth Limited), 5) LTE-MTC, 6) LTE Machine Type Communication, 및/또는 7) LTE M 등의 다양한 규격 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있으며 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로 또는 대체적으로, 본 명세서의 무선 기기(XXX, YYY)에서 구현되는 무선 통신 기술은 저전력 통신을 고려한 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth) 및 저전력 광역 통신망(Low Power Wide Area Network, LPWAN) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 일 예로 ZigBee 기술은 IEEE 802.15.4 등의 다양한 규격을 기반으로 소형/저-파워 디지털 통신에 관련된 PAN(personal area networks)을 생성할 수 있으며, 다양한 명칭으로 불릴 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 신호 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 이러한 송수신 관계는 단말과 릴레이 또는 기지국과 릴레이간의 신호 송수신에도 동일/유사하게 확장된다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.
Claims (15)
- 무선 통신 시스템에서 제1 서버가 제2 메시지를 전송하는 방법에 있어서,
복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하는 단계;
상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하는 단계; 및
제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하는 단계를 포함하고,
상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고,
상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하는, 방법. - 제1항에서 있어서,
상기 예상 시간은 상기 제1 클러스터 영역에 위치하는 상기 VRU 장치들에 대한 VRU 메시지의 전송 중단 기간을 특정하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 클러스터 정보는 상기 제1 클러스터 영역에서 위치하는 상기 VRU 장치들 중 클러스터 메시지를 대표로 전송할 대표 VRU 장치를 특정하는 기준 위치에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 제1 클러스터 정보는 상기 대표 VRU 장치가 전송한 상기 클러스터 메시지에 기초하여 업데이트되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 클러스터 메시지는 상기 제2 클러스터 영역과 관련된 상기 클러스터 정보를 포함하고, 상기 예상 시간에 대응하는 시점에 수신되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 제2 클러스터 영역은 상기 예상 시간 이후 상기 VRU 장치들의 VRU 메시지의 전송 재개 여부의 결정과 관련된 영역인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 클러스터 영역은 미리 결정된 임계 거리 내의 위치 정보를 포함하는 VRU 메시지들의 수가 클러스터 임계 수 이상인 경우에 상기 VRU 메시지들의 위치 정보에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 메시지는 서버들 간에 교환되는 AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) 메시지인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 서버는 상기 제1 서버와 연결된 복수의 서버들로부터 수신된 클러스터링 요청 메시지에 기초하여 상기 제1 메시지를 전송할 상기 제2 서버를 특정하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제1 메시지는 상기 복수의 서버들 중에서 상기 제1 클러스터 영역과 상이한 클러스터 영역에 대한 요청 메시지를 전송한 서버에 전송되지 않는 것을 특징으로 하는, 방법. - 무선 통신 시스템에서 VRU (Vulnerable Road User) 장치가 제1 서버로부터 클러스터 정보를 수신하는 방법에 있어서,
VRU 메시지를 상기 제1 서버로 전송하는 단계;
상기 클러스터 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 제1 서버로부터 수신 받는 단계; 및
상기 클러스터 정보에 기초하여 상기 VRU 메시지의 전송을 중단하는 단계;를 포함하고,
상기 클러스터 정보는 미리 결정된 클러스터 조건에 기초하여 설정된 제1 클러스터 영역에 대한 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하고,
상기 VRU 메시지는 상기 VRU 장치의 위치가 상기 제1 클러스터 영역 내인 경우에 상기 예상 시간까지 전송이 중단되는, 방법. - 무선 통신 시스템에서 제2 메시지를 전송하는 제1 서버에 있어서,
RF(Radio Frequency) 송수신기; 및
상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하고, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하고, 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하며,
상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고,
상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하는, 제1 서버. - 무선 통신 시스템에서 제1 서버로부터 클러스터 정보를 수신하는 VRU (Vulnerable Road User) 장치에 있어서,
RF(Radio Frequency) 송수신기; 및
상기 RF 송수신기와 연결되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 RF 송수신기를 제어하여 VRU 메시지를 상기 제1 서버로 전송하고, 상기 클러스터 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 제1 서버로부터 수신하며, 상기 클러스터 정보에 기초하여 상기 VRU 메시지의 전송을 중단하고,
상기 클러스터 정보는 미리 결정된 클러스터 조건에 기초하여 설정된 제1 클러스터 영역에 대한 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하고,
상기 VRU 메시지는 상기 VRU 장치의 위치가 상기 제1 클러스터 영역 내인 경우에 전송이 중단되는 VRU 장치. - 무선통신시스템에서 제2 메시지를 전송하는 칩 셋에 있어서,
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 메모리를 포함하며, 상기 동작은:
복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하고, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하고, 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하며,
상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고,
상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하는, 칩셋. - 무선통신시스템에서 적어도 하나의 프로세서가 제2 메시지를 전송하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 제2 메시지를 전송하는 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램; 및
상기 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하고,
상기 동작은 복수의 VRU (Vulnerable Road User) 메시지들을 수신하고, 상기 복수의 VRU 메시지들로부터 획득한 VRU 정보에 기초하여 제1 메시지를 제2 서버에 전송하고, 제1 클러스터 (cluster) 정보가 포함된 상기 제1 메시지에 기초하여 제2 클러스터 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 VRU 장치들에게 전송하는 동작을 포함하며,
상기 제1 메시지는 상기 복수의 VRU 메시지들 중 클러스터 조건을 만족하는 VRU 메시지들이 존재할 경우에 상기 VRU 메시지들에 대해 형성된 클러스터에 대한 상기 제1 클러스터 정보가 포함되고,
상기 제2 클러스터 정보는 상기 클러스터에 대한 제1 클러스터 영역의 정보, 예상 시간 및 상기 예상 시간과 관련된 제2 클러스터 영역에 대한 정보를 포함하는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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