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[이달의 공개특허] TSN 기반 차량의 메시지 송수신 방법

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TSN(Time-Sensitive Network) 기반 차량의 메시지 송수신 방법이 개시된다. 개시된 메시지 송수신 방법은 그랜드 마스터 차량의 기준 시간 정보를 이용하여, 시간 동기화를 수행하는 단계; 및 동기화된 시간에 기반하여, 차량간 통신망을 통해 TSN 노드에서 생성된 메시지를 인접 차량으로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 그랜드 마스터 차량 및 상기 인접 차량의 차량내 네트워크는 상기 TSN이다.

 

발명의 명칭: TSN 기반 차량의 메시지 송수신 방법

출원번호 10-2017-0086385
출원일자 2017년07월07일
공개번호 10-2019-0005553
공개일자 2019년01월16일
출원인: 한양대학교 산학협력단
발명자: 박승권, 이주호

 

발명의 설명

기술 분야
본 발명은 차량 사이의 메시지 송수신 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 TSN(Time-Sensitive Network) 기반 차량의 메시지 송수신 방법에 관한 것이다.

배경 기술
최근 차량간 통신(V2V)에 관한 연구가 꾸준히 진행되고 있으며, 차량간 통신은 자율주행차를 운용하기 위한 핵심 기술로 부상하고 있다. 차량간 통신을 통해 송수신되는 안전 메시지, 교통 효율 향상 메시지, 인포테인먼트 메시지 등이 송수신될 수 있는데, 자율주행차의 안전한 운행을 위해서 차량간에 안전 메시지가 빠르고 지연없이 송수신될 필요가 있기 때문이다.

현재 차량간 통신 관련된 표준 규격으로서, WAVE(IEEE 802.11P) 표준 규격이 있다. WAVE 표준에서는 안전 메시지 교환의 최대 지연 시간을 고속도로 환경에서 100ms로 설정하고 있으며, 안전 메시지의 송신 주기는 50ms이다. 이러한 안전 메시지는 이벤트 트리거(event trigger) 방식으로 송수신된다. 즉, 안전 메시지를 송수신해야하는 이벤트가 발생한 경우 예를 들어 교통 사고가 발생한 경우, 송수신된다.

WAVE 통신은 CSMA/CD 방식에 기반하기 때문에, 통신 트래픽이 증가할 경우, 메시지 패킷이 유실될 가능성이 증가하는데, 안전 메시지는 특정 이벤트가 발생할 경우에 집중적으로 송수신되기 때문에, 차량들이 안전 메시지를 정상적으로 수신하지 못하는 경우가 증가할 수 있다.

TSN 기반 차량의 메시지 송수신 방법

TSN 기반 차량의 메시지 송수신 방법

 

발명의 내용

해결하려는 과제
본 발명은 TSN(Time-Sensitive Network) 기반 차량의 메시지 송수신 방법을 제공하기 위한 것이다.

특히 본 발명은, TSN을 이용하여 안전 메시지의 송수신 지연을 줄이고, 안전 메시지의 손실을 줄일 수 있는 메시지 송수신 방법을 제공하기 위한 것이다.

과제의 해결 수단
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, TSN 기반 차량의 메시지 송수신 방법에 있어서, 그랜드 마스터 차량의 기준 시간 정보를 이용하여, 시간 동기화를 수행하는 단계; 및 동기화된 시간에 기반하여, 차량간 통신망을 통해 TSN 노드에서 생성된 메시지를 인접 차량으로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 그랜드 마스터 차량 및 상기 인접 차량의 차량내 네트워크는 상기 TSN(Time-Sensitive Network)인 메시지 송수신 방법이 제공된다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, TSN 기반 차량의 메시지 송수신 방법에 있어서, 복수의 차량 TSN이 차량간 통신망을 통해 연결된 네트워크에, 조인(join)하는 단계; 상기 네트워크의 제1인접 차량으로부터 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 메시지를 상기 네트워크의 제2인접 차량으로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 네트워크는 TSN의 타임 트리거 방식에 따라, 메시지가 송수신되는 네트워크인 메시지 송수신 방법이 제공된다.

발명의 효과
본 발명에 따르면 차량간 메시지 송수신 지연이 감소하기 때문에, 위험 상황에서 차량들이 보다 빠르게 제동할 수 있으며 사고의 위험이 줄어들 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 타임 트리거 방식에 기반하여 기 설정된 타임 스케줄에 따라 메시지가 송수신되기 때문에, 특정 이벤트 발생에 따라 트래픽이 증가하는 현상이 해소될 수 있고 결국 메시지 손실이 감소할 수 있다.

 

부연 설명

TSN(Time-Sensitive Network)이란 초저지연 인프라 기술의 하나로서, 이더넷 계층의 시간 제어 네트워크(Time Controlled Network, TCN)의 하나이다. TSN은 프로페셔널 오디오/비디오 전송 기술인 AVB(Audio Video Bridging) 기술에서 확장된 네트워크로서, 최근 TSN을 차량내 네트워크(IVN, In Vehicle Network)에 도입하려고 하는 움직임이 있다.

현재는 일반적으로 차량내 네트워크로서 CAN이 많이 사용되고 있는데, 차량 내 전자 제어기 개수가 지속적으로 증가하고, 다양한 외부 기기와의 연동이 가능해지면서 차량내 네트워크의 트래픽이 증가할 뿐만 아니라, 전송 지연에도 민감해지면서, TSN이 CAN의 대안으로 떠오르고 있다.

TSN은 WAVE와 달리 타임 트리거(time trigger) 방식으로 메시지를 송수신한다. 즉, TSN을 구성하는 노드 예를들어 차량의 내비게이션이나 ECU는 서로 시간 도메인에서 동기화되며 이벤트에 무관하게 기 설정된 타임 스케줄에 따라 메시지를 송수신한다. 다시 말해, 동기화된 시간에 따라 메시지의 송수신 타이밍이 조절된다. 그리고 TSN 환경에서의 메시지의 최대 지연 시간은 5홉(hop) 내 100us이다.

이에 본 발명은, TSN 기반의 차량들을 묶어 하나의 TSN을 구성할 경우, 차량들 사이에서 송수신되는 메시지의 지연 정도를 보다 줄일 수 있다는 점에 착안하여 TSN 기반 차량의 메시지 송수신 방법을 제안한다.

 

About 우 청 기자

에너지 절감을 위한 소소하고 다양한 솔루션들을 찾아 나서고 있습니다. 재생에너지와 저전력 기기 기술 발전을 위한 산업용 전기료 현실화를 적극 지지합니다. 어릴적 꿈을 현실로~~

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