- 개요 oV2X는 Vehicle to Ever ything(X)의 약자로 자동차가 유·무선 통신망을 통해 주변 차량과 휴대 기기, 교통 인프라 등과 정보를 교환하거나 공유하는 기술
- o 자율주행 자동차센서 인식 범위의 한계를 극복할 수 있는 완전 자율주행 실현을 위한 핵심기술로 통신으로 연결된 미래 자동차를 위한 기반기술
- o 자율주행자동차뿐만 아니라 일반 자동차에도 적용되어 도로정보, 교통상황 정보를 통해 사고예방 및 운전안전성 향상
- o 이동통신 기반의 C-V2X(Cellular)와 무선랜 기반의 IEEE802.11p(WAVE) 기술이 있으며, WAVE는 이미 통신 지연에 민감한 V2X 통신 기반기술로 사용 중이다.
- oV2X 통신기술은 차량센서와 융합하여 Connected Car로 불리며 실시간 접속을 통한 안전성과 편리성을 제공하여 미래에는 자율주행자동차로 발전
2. V2X 시스템 oV2X 시스템은 차량에 탑재되는 On-Board Equipment(OBE)와 도로변에 설치되는 Road Side Equipment(RSE), TCP/IP 통신망 및 교통정보센터로 구성
o시스템 구성 개념도
[그림]V2X 통신시스템 개념 oV 2X 통신은 차량을 중심으로 차량간(V2V), 차량과 인프라간(V2I), 차량과 네트워크간(V2N), 차량과 보행자간(V2P) 통신이 있다.
oV2V(Vehicle to Vehicle)는 차량과 차량간, V2I(-Infrastructure)는 차량과 인프라간, V2P(-Pedestrian)는 차량과 보행자간, V2N(-Network)는 차량과 네트워크간 통신을 의미한다.
[그림] V2X 통신구분 oV2X 기술은 센서의 제약조건을 보완하여 시야제약조건에 구애받지 않는 360° 인식능력을 제공한다.
o 미래 자동차는 ICT 기술과 융합하여 자동차의 지능이 고도화되는 방향으로 발전
o 차량센서와 V2X통신을 이용하여 주변 차량 및 교통 인프라 등과 정보를 공유하여 주행하는 완전 자율주행 자동차 실현
o 적용되는 V2X 기술, 센서 기술, 제어 기술을 통해 CV(Connected Vehicle), AV(Automated Vehicle), 그리고 이들이 통합된 CAV(CV+AV)로 분류
[그림]융합자동차 개념
3. V2X 통신기술
A.IEEE, WAVE/NGVoIEEE에서는 WAVE(IEEE802.11p)를 2016년에 표준화하고 802.11p와 호환성 있고 성능이 개선된 IEEE802.11bd 표준을 2021년 완료 목표로 진행 중
oIEEE802.11bd는 Next Generation V2X(NGV)라고 부르고 5.9Abd는 기본적으로 사용하며 60AQU 주파수 대역 선택적으로 사용
oNGV(802.11bd) 주요 성능
o 전송속도를 2배 이상 증가시키기 위해 256QAM과 20MHz채널을 사용하여 고속패킷 데이터 전송과 cm급 거리추정을 위해 60GHz 전송기술을 선택적으로 사용
o 무선채널을 통한 수신성능 개선을 위하여 LDPC 코딩기술과 패킷반복전송, 2개의 안테나 전송방식 사용
o 멀티 채널 페이딩 환경에서 채널 추정을 위해 미드 엠블 신호를 주기적으로 전송하고, OFDM 신호의 PAPR를 개선하기 위해 DCM (Double Carrier Modulation) 방식을 적용
o 자동차간의 상대거리를 분석하는 Ranging 기능은 5.9Abox 대역의 10/20MHz 주파수채널로 가능하며 cm급의 정밀한 Ranging방식을 사용
oNGV의 주요 서비스는 기존 WAVE 표준에 센서 정보 공유, 위치 정보 제공, 자율주행 지원 등의 자동차 자율주행 서비스와 열차 간 통신을 포함하는
B.3GPPC-V2X(Cellular V2X)o이동통신 기술기반 C-V2X는 Rel.14 표준을 2017년에 완료, 초저지연, 고신뢰성, 고속이동성 등의 특징을 가진 3GPP Rel.16 표준이 2020년에 완료
oC-V2X 통신기술은 차량간 직접통신 이외에도 이동통신 기지국을 사용한 차량간 통신이 가능
o5G V2X는 LTE V2X, LTE eV2X, 5GNR V2X 기술이 있으며 대표적인 응용서비스는 자율주행차량 원격운전, 고밀도 군집주행, 차량센서와 맵정보 공유, 원격제어 등 27가지 제시
oLTEe V2X는 End-to-End Latency가 5ms 이내이고 PER가 1% 이내를 만족하는 규격이며, NR V2X는 LTE eV2X 대비 Unicast와 Groupcasting이 추가되어 자율주행 서비스를 지원할 수 있는 기술을 포함한다.
oLTE V2X 및 NR V2X 기술 비교
o5GNR은 7GHz이하 대역(F R1)과 24.25GHz이상 대역(FR2)에서 운용가능하며 부반송파 간격도 FR1대역에서 60kHz까지 가능
o 최대 부반송파 갯수도 3300개까지 허용되며 FR1의 최대 대역폭이 100MHz로 LTE 대비 5배 높아 전체 대역폭을 하나의 채널로 운용가능
o채널 코딩도 초고속 전송에 적합한 LDPC 채택, FDD/TDD를 통합 구조로 트래픽에 따라 효율적으로 채널 자원을 할당하여 LTE 대비 높은 주파수 효율
4.WAVE/802.11bd/5GNR V2X 기술 비교
5. 시사점 oV2X 통신은 안전성 확보를 위해 차량과 차량 간 및 차량과 인프라 간 주고받는 정보의 정확성과 신뢰성이 보장되어야 한다.
o 차량의 상태(속도, 방향, 위치) 정보가 포함된 기본 안전 메시지의 정확성은 매우 중요하므로 내용의 정밀도 평가를 위한 성능기준 필요
o 차량은 안전 서비스와 자율 주행 서비스 제공 방향으로 발전하고 있으며 센서와 V2X 통신이 결합해 상황 인지 범위 확대는 물론 차량 제어까지 범위가 확대되고 있다.
oIEEE802.11p/bd기술과 LTE V2X/5G V2X기술간의 수준과 우수성에 대한 검토와 함께 성능향상이 필요하나 두 기술 모두 받아들일 수 있는 방안 마련이 필요하다.