- 개요 oV2X는 Vehicle to Eve rything(X)의 약자로 자동차가 유·무선 통신망을 통해 주변 차량과 휴대 기기, 교통 인프라 등과 정보를 교환하거나 공유하는 기술
- o 자율주행 자동차 센서의 인식범위 한계를 극복할 수 있는 완전 자율주행 실현을 위한 핵심기술로 통신으로 연결된 미래 자동차를 위한 기반기술
- o 자율주행자동차 뿐만 아니라 일반 자동차에도 적용되어 도로정보, 교통상황 정보를 통해 사고예방 및 운전안전성 향상
- o 이동통신 기반의 C-V2X(Cellular)와 무선 LAN 기반의 IEEE802.11p(WAVE) 기술이 있어 WAVE는 이미 통신 지연에 민감한 V2X 통신 기반 기술로 사용 중
- oV2X 통신기술은 차량센서와 융합하여 Connected Car로 불리며 실시간 접속을 통한 안전성과 편리성을 제공하여 향후 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 o V2X 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 미래의 자동차는 ICT 기술과 융합되어 자동차의 지능이 고도화되는 방향으로 발전
o 차량센서와 V2X통신을 이용하여 주변 차량 및 교통 인프라 등과 정보를 공유하고 주행하는 완전 자율주행자동차 구현
o 적용되는 V2X 기술, 센서 기술, 제어 기술을 통해 CV(Connected Vehicle), AV(Automated Vehicle), 그리고 이들이 통합된 CAV(CV+AV)로 분류
[그림] 융합 자동차의 개념
3. V2X 통신기술
A. IEEE, WAVE/NGVo IEEE에서는 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 부르며 5.9개 대역을 기본적으로 사용하며 60개 주파수대역을 선택적으로 사용
o NGV(802.11bd) 주요 성능
o 전송속도를 2배 이상 증가시키기 위해 256QAM과 20개 채널을 사용하여 고속 패킷 데이터 전송과 cm급 거리 추정을 위해 60GHz 전송기술을 선택적으로 사용
o 무선채널을 통한 수신성능 개선을 위해 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 자동차간 상대거리를 분석하는 Ranging 기능은 5.9개 대역의 10/20개 주파수 채널에서 가능하며 cm급의 정밀한 Ranging 방식을 사용
oNGV의 주요 서비스는 기존의 WAVE 표준에 센서 정보 공유, 위치 정보 제공, 자율주행 지원 등의 자동차 자율주행 서비스와 열차간 통신을 포함한다.
나 3GPP C-V2X (Cellular V2X)o 이동통신 기술 기반 C-V2X는 Rel.14 표준을 2017년에 완료, 초저지연, 고신뢰성, 고속이동성 등의 특징을 갖는 3GPP Rel.16 표준이 2020년에 완료됨
oC-V2X 통신기술은 차량간 직접통신 이외에도 이동통신 기지국을 사용한 차량간 통신이 가능
o 5G V2X는 LTE V2X, LTE eV2X, 5G NR V2X 기술이 있으며 대표적인 응용서비스는 자율주행자동차 원격운전, 고밀도 군집주행, 차량센서와 맵정보 공유, 원격제어 등 27가지 제시
o LTE eV2X는 End-to-End Latency가 5ms 이내이고 PER가 1% 이내를 만족하는 규격으로, NRV2X는 LTE eV2X 대비 Unicast와 Groupcasting이 추가되어 자율주행 서비스를 지원할 수 있는 기술을 포함한다.
o LTE V2X 및 NR V2X 기술 비교
o 5GNR은 7GHz이하 대역(FR1)과 24.25GHz이상 대역(FR2)으로 운용가능하며 부반송파 간격도 FR1대역에서 60kHz까지 가능
o 최대 부반송파 개수도 3300개까지 인정되며 FR1의 최대 대역폭이 100MHz로 LTE에 비해 5배 높아 전체 대역폭을 한 채널로 운용 가능
o 채널 코딩도 초고속 전송에 적합한 LDPC 채택, FDD/TDD를 통합 구조로 트래픽에 따라 효율적으로 채널 자원을 할당받아 LTE 대비 높은 주파수 효율
4. WAVE / 802.11bd / 5G NRV2X 기술 비교
5. 시사점 oV2X 통신은 안전성 확보를 위해 차량과 차량 간 및 차량과 인프라 간에 교환되는 정보의 정확성과 신뢰성이 보장되어야 한다.
o 차량의 상태(속도, 방향, 위치) 정보가 포함된 기본 안전 메시지의 정확성은 매우 중요하므로 내용의 정확도 평가를 위한 성능 기준 필요
o 차량은 안전 서비스와 자율 주행 서비스 제공 방향으로 발전하고 있으며 센서와 V2X 통신이 결합돼 상황 인지 범위 확대는 물론 차량 제어까지 범위가 확장되고 있다.
o IEEE 802.11p/bd 기술과 LTE V2X/5G V2X 기술 간의 수준과 우수성에 대한 검토와 함께 성능 향상이 필요한데, 두 기술 모두 수용 가능한 방안 마련 필요