고속으로 주행하는 차량으로부터 차량의 일시정지함이 없이 자동으로 통행요금을 징수하기 위한 ETC(Electronic Toll Collection, 통행요금자동징수)서비스는 전용의 무선통신방식, 전자지불수단, 암호화, 영상인식, 실시간제어등의 다양한 기술을 필요로 한다. KT ETC 시스템은 능동형 DSRC(Dedicated Short Range Communication, 단거리전용통신)를 이용한 상용의 ETC 시스템이다. 본 논문에서는 KT ETC 시스템의 개발과 관련하여 핵심 기술인 능동형 DSRC와 ETC 서비스를 위한 스마트카드 기술등을 소개하고, KT ETC 시스템에 고유한 ETC 서비스 처리절차를 소개한다.
DSRC system is a communication system that consists of road side equipment and on board equipment to provide services of communication technology for intelligent transportation systems. In this paper, we carry out a short-range dedicated high-speed wireless communications via DSRC system based on board equipment that is installed in the vehicle and road side equipment through wireless channels of communication. on board equipment is system that have a memory which initialization information is stored, it loads physical layer and MAC layer, LLC layer, L7 layer in turn. In the upper, it should analyze the various commands that are sent from roadside base stations, and carry out the operation which is in accordance with the command. and also it designs the structure of protocol stack which is TRM Layer loaded that is to initialize on L7 layer and MAC layer and efficiently designs operation between on board equipment and the road side equipment.
In this paper, the theoretical as well as experimental results of BER characteristics of three different modulation schemes, ASK, FSK and BPSK, in a multi-path Rician channel are addressed. These BER characteristics are analyzed as a function of $E_b/N_o$ and the power ratio of the line of sight (LOS) component to the Rayleigh scattered component. The theoretical as well as computer simulation results shows the ASK is the most suitable modulation scheme for the dedicated short range communication (DSRC) in terms of implemental cost and system complexity. The decision feedback equalizer is proved to be very effective in canceling the multi-path interference in the DSRC channel environment. The simulation result of the equalized ASK, reveals the performance enhancement achievable with decision feedback (DFE) equalizer for the first generation DSRC system. The multi-ray DSRC channel model is also provided to predict the received carrier power and fluctuation, which are quite dependent on the surroundings of a cell.
ITS의 다양한 서비스를 위한 5.8GHz 주파수 대역에서의 무선 통신 시스템의 설치는 상호간의 간섭을 발생시키며, 그 대표적인 경우로서 이종 통신 시스템인 DSRC 시스템과 ECT 시스템의 주파수 공유는 상호간의 간섭으로 인하여 양쪽 또는 한쪽 시스템이 통신 오류나 통신 방해를 받게 된다. 이에 대한 해결책으로 차단벽(Shield Plate), 안테나 지향성(Antenna Directionality), 전력 제어(Power Control)의 이용 등이 제안되고 있으나, 이것은 원하는 사용자와 간섭원의 위치에 대한 정보를 RSU에서 가지고 있지 않으므로, 완전한 해결책이 괼 수 없다. 그러므로, 본 논문에서는 원하는 사용자에 대해서는 상대적으로 높은 이득을 취하고, 간섭원의 방향으로는 null을 형성하는 적응 배열 안테나를 DSRC, ECT 시스템의 상,하향 링크에 적용함으로써, 두 시스템에 미치는 간섭의 영향이 약 20dB 감쇄된 것을 BER 성능을 통해 보인다.
본 논문에서는 지능형 교통망 시스템 서비스에 사용될 5.8GHz 대역에서 OFDM을 이용한 단거리 전용 통신 시스템의 성능 평가 및 분석하였다. DSRC 채널은 차량의 이동 속도가 최대 180km/h 로 빠른 속도를 가지며, 이로 인하여 핸드 오프가 발생하지 않을 경우, 다양한 정보를 제공하기에는 서비스 시간이 매우 짧다. 따라서, 교통정보와 다양한 멀티미디어 서비스 등을 하기 위해서 더 높은 전송속도가 요구되며, 현재 차세대 DSRC 시스템의 데이터 전송 속도는 10Mbps 이상으로 추진되고 있다. 본 논문에서는 라이시안 채널에서의 수신 신호를 컴퓨터 시뮬레이터를 이용하여 실험하였고, BCH 부호화 기법을 적용하여 시스템의 성능을 분석하였다.
본 논문에서는 ITS 응용을 위한 Alamouti 기법을 이용한 효과적인 차량 검출 성능을 분석하였다. 차량 검출은 DSRC (Dedicated Short Range Communication) 기반의 하이패스 환경에서 실험하였다. 시스템 성능으로는 비트 에러 확률로 실험 결과 값에 대하여 분석하였으며, 실험환경은 진입차량의 속도를 60km/h로 가정하여 DSRC 기반의 변조방식인 ASK 기법 을 적용하여 실험하였다. 또한 적용된 채널은 Rician 채널을 적용하여 LOS (Line of Sight)환경을 고려하며 실험을 하였다. 또한 사용된 반송파 주파수는 일본 DSRC 시스템 하향링크를 참고하여 5.8GHz를 적용하였다. 실험결과로 안테나가 2개일 경우와 Alamouti 기법을 적용할 때의 검출성능을 각각 나타내었으며, Alamouti 기법을 적용할 때 성능이 보다 개선되었음을 본 실험을 통해 알 수 있었다.
본 논문은 현재 경찰청 및 각 지자체의 주도하에 수도권을 중심으로 새롭게 보급되고 있는 도시 교통 정보 시스템 (UTIS)과 국토해양부 및 한국 도로 공사 등을 중심으로 한 DSRC 기반의 교통 정보 시스템을 모두 활용하는 시스템 및 효율적인 경로탐색 알고리즘을 제안한다. 도시 교통 정보 시스템은 무선랜과 같은 프로토콜을 이용해서, 기존 단방향 방식인 TPEG의 주요 도로 위주의 제한된 교통 정보 단점을 극복하고 많은 지선를 포함한 교통 정보를 제공하고 있다. 그러나 대부분의 운전자들이 단지 도심 내에서만 운전하는 것이 아니고 고속도로 등을 통해서 장거리 운전도 하기 때문에 고속도로 상의 DSRC 기반의 서비스도 동일 단말에서 지원해야 하나의 단말에서 다양한 서비스를 지원받을 수 있다. 따라서 본 논문의 두 개의 다른 통신 모듈의 통합된 단말 시스템을 제안하고 기존에 제안된 UTIS 기반의 분산 경로 탐색 방식을 DSRC 기반의 고속도로 교통 정보를 활용해서 새로운 경로탐색 알고리즘을 제안한다. 또한 향후 추가적으로 이루어질 연구와 현재 다른 주체들의 주도로 이루어지는 서비스를 제도적으로 보완할 수 있는 방안도 제시한다.
본 연구는 부산광역시의 전형적인 단속류 구간을 대상으로 DSRC를 통해 수집되는 구간교통정보의 신뢰성을 구간별 적정 차량 표본 수 산정기법을 통해 분석하였다. 해당 단속류 대상지를 구성하는 개별 구간에 대한 표본 수 산정을 위하여 VISSIM 모델을 이용하였다. 실제 DSRC를 통해 관찰된 하이패스 차량 수와 두 유의수준(90%와 95%)에서 산정된 적정 표본 수를 비교한 결과, 연속류에 비해 단속류에 더 많은 이상치의 발생요인이 존재한다는 점, 인접한 두 교차로와 다수의 진출입로로 구성된 하나의 구간을 통과하는 하이패스 차량의 부족으로 신뢰성 있는 구간교통정보의 집계가 어려운 점, 비첨두시간보다 첨두시간의 구간교통정보가 상대적인 신뢰성이 높은 점, 표본 수 산정의 유의수준에 따라 구간교통정보의 신뢰성이 차별화된다는 점 등을 확인할 수 있었다. 해당 구간의 길이에 따른 진출입로의 밀도와 교통신호운영의 차이는 유효 표본 수 산정에 직접적인 영향을 미치며 결국 구간교통정보의 신뢰성을 결정하게 된다. 따라서 구간의 길이에 따라 노변기지국의 개수를 조절하면 DSRC를 통해 수집되는 구간교통정보의 신뢰성이 개선될 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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