FPGA를 이용한 V2V DSRC OBE MAC 구현

Abstract

텔레매틱스/ITS(Intelligent Transport System)의 발전으로 자동차관련 IT 서비스가 핵심응용기술로 급부상하고 새로운 통신 기술에 대한 연구가 활발하다. 텔레매틱스/ITS를 위한 무선통신기술인 단거리 전용 무선 통신(DSRC : Dedicated Short Range Communications)은 노변장치(RSE : Roadside equipment)안테나의 특성에 따라 형성되는 통신 영역인 10m∼100m안에 진입하는 차량탑재장치(OBE : Onboard Equipment)와 노변장치 사이의 무선 링크만을 제공한다. 노변장치가 존재하지 않는 곳에도 DSRC는 알고리즘의 수정을 통하여 차량탑재장치간의 무선링크가 가능하며 이를 통하여 제한적인 인프라의 확장성을 일부 해결할 수 있다. 또한 V2V/V2I통신을 이용한다면 도로 안전과 교통 관리 수준을 향상시킬 것이다. 본 논문에서는 노변장치와 차량탑재장치, 차량탑재장치간 무선링크를 제공하기 위해서 DSRC OBE MAC(Medium Access Control)표준을 준용하여 V2V DSRC OBE MAC를 구현하였다. FPGA에 구현하기 위하여 블록도를 작성하였고 FPGA의 구현에 적용하기 위해 세부블록들을 모듈화하고 알고리즘으로 작성하고 설명하였다. 시뮬레이션과 검증에서는 모듈별 시뮬레이션을 통한 결과를 살펴보고 모듈들을 통합하여 연결한 후 FCMC의 수신, MDC의 송수신, V2V 메시지 데이터의 송수신에 대하여 시뮬레이션을 하였고, 상용 RSE에서의 FCMC의 수신에 대한 ACTC의 전송 검증과, 구현된 V2V DSRC OBE MAC에서의 FCMC 전송에 대한 상용 OBE에서의 ACTC에 대한 검증, 구현된 V2V DSRC OBE MAC간 V2V 메시지 데이터 전송에 대한 검증을 하였다.; Most communication systems used in Intelligent Transport System(ITS) are operating in the infrastructure-base mode. To enlarge service zone, Roadside Equipments(RSEs) have to be installed. However, high installation expense is the most critical problem for the service zone extension. Many researchers in the world are studying about Vehicle to Vehicle(V2V) communications to solve this problem. Dedicated Short Range Communication(DSRC) that is one of the communication technologies for ITS, provides wireless link between RSE and Onboard Equipment(OBE) in the range of 10m - 100m. DSRC infrastructure also has the installation expense problem to extend service zones. V2V communication is good solution to extend the capability of the extant DSRC system. V2V communications can improve the qualities for both the road security service and the transportation management service. In this thesis, we implemented a V2V DSRC OBE Medium Access Control(MAC) algorism to provide V2V communications. Since the DSRC is a master-slave communication system, an OBE does not have a function to transmit the Field Control Message Channel(FCMC). To provide V2V communications, this thesis suggests an additional function for the FCMC transmission to a DSRC OBE MAC algorism. The DSRC OBE MAC algorism for V2V is implemented through the Verilog-Hardware Description Language(HDL). The operational characteristics of the DSRC OBE MAC algorism supporting both V2I and V2V communications were tested. The tested operational characteristics are reception of Activation channel(ACTC) between a commercial RSE and the developed OBE, transfer of ACTC between the developed OBE and a commercial OBE, transfer and reception of V2V message data between the developed OBEs.