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차량을 더욱 안전하게 해주는 차량통신(V2X)

2017.09.25 FacebookTwitterNaver

▲ 최근 자율주행에 대한 관심이 높아지면서 차량통신이 재조명받고 있습니다

차량통신은 90년대부터 간단한 사고 신고, 고장 알림 같은 텔레매틱스 목적으로 GM에서 가장 먼저 도입해 보급이 시작됐습니다. 10년 전부터는 차량안전 주행에 도움이 되는 차량 간, 도로교통 인프라 통신을 위해 무선랜 규격을 확장한 WAVE에 대한 연구가 시작됐습니다. 또한, 상용화를 위한 다수의 시험을 거쳐 현재 미국에서는 차량통신기능 의무화에 대한 논의가 진행 중입니다. 우리나라에서는 3천 대 규모의 차량통신 시범사업을 최근 진행한 바 있습니다.

▲ 협력·지능형 교통시스템 C-ITS 예상도, 출처: 국토교통부

운전보조(ADAS) 기술의 도입 및 카메라, 레이더와 같은 인지센서와 같은 IT기술의 발달에 따라 차량 컴퓨터 성능이 좋아지면서, 차량에서 생성되는 데이터가 많아지고 지능적인 서비스가 가능해졌습니다.

운전자가 보기 어려운 앞차에 가린 도로 상황이나 악천후, 골목길 등의 비가시 범위의 장애물을 알려주기도 하고, 차량의 주행상황이나 도로에서 발생한 비상상황을 주변 차량이나 도로 인프라에 알려주는 것이 가능해졌습니다. 이를 바탕으로 주행 안전성을 높이는 방향으로 많은 연구도 진행되고 있습니다.

▲ 차량 접근 알림 및 추돌 경고를 하는 V2V 통신과 실시간 교통상황을 알려주는 V2I 통신은 운전자가 보기 어려운 정보를 제공합니다. 출처: Qualcomm

높은 수준의 자율주행에 해당하는 자율주행 레벨 4 이상에서는 각종 교통정보를 실시간으로 전달해주고, 동적 정밀지도 지원이 가능한 차량통신 기술을 필수로 보는 견해가 많습니다. 카메라나 레이더 같은 센서는 200m 이상의 거리는 탐지하기가 어렵고, 앞차나 건물 등에 가려진 비가시 영역은 장애물 여부를 알 수가 없는데 차량통신이 이런 부분을 해결해줄 수 있기 때문입니다.

▲ Standalone 자율주행 차량과 Connected 자율주행 차량 비교

차량 주행안전을 위한 차량통신은 무선랜 기술을 확장한 WAVE가 주로 연구됐습니다. 최근 2년간은 이동통신망인 LTE 기술을 이용한 차량통신에 대한 관심이 높아졌습니다. 국제 통신표준화 기구인 3GPP에서 LTE기술로 지연시간을 단축하고 차량간 직접 통신을 지원하는 등 2017년 3월 LTE 차량통신을 위한 표준화가 완료돼 차량통신 확산을 위한 기반이 마련됐습니다.

기존의 WAVE 기술은 차량안전에 초점이 맞춰져 있었던 반면, LTE 기술을 이용하면 WAVE의 한정적인 커버리지 문제를 해결합니다. 이에 따라 LTE망을 통해 더욱 많은 데이터를 전송할 수 있어 영상 등 다양한 서비스를 제공할 수 있습니다.

▲ 차량통신 기술별 지원 가능 서비스, 출처: Huawei

SK텔레콤은 지난 9월 초 LTE 직접통신을 통한 영상전송 서비스(see through)에 대해 실제 도로에서 성능 검증을 마쳤습니다. 과거의 차량통신 기술에 비해 LTE의 넓은 대역폭을 이용해 전방 차량의 영상을 전송하고, 교차로에서 교통상황을 영상으로 전달해 안전운행을 지원할 수 있다는 점을 확인할 수 있습니다.

또한 5G 차량통신도 활발히 논의되고 있습니다. 카메라, 레이다, 라이다 등 다양한 센서가 있는 자율주행 차는 초당 수십~수백 메가바이트 단위의 데이터를 생성하며 이 중 일부를 실시간으로 주변 차량, 도로인프라, 클라우드 관제센터로 전송해야 하는데 지연시간, 전송속도, 다수의 차량지원을 고려하면 5G가 최적의 차량통신 방법입니다. 5G기술은 LTE에 비하여 10배 정도 향상된 ms 단위로 지연시간이 짧으며 망용량 및 최대 전송속도도 최대 1,000배까지 향상되어 다수의 차량으로부터의 데이터를 효율적으로 처리할 수 있습니다.

▲ 차량 센서에 따라 데이터가 필요한 부분이 다양합니다

작년 말부터 주요 차량 제조사와 IT회사가 모여 5G를 이용한 차량통신을 활성화하기 위해 5GAA 단체를 결성했고, 다양한 시나리오에 5G를 적용하는 방안에 대해 논의하고 있습니다. SK텔레콤도 멤버로 활동 중입니다. 5GAA 에서는 see through, 정밀지도, 협동주행 등 6가지 서비스에 대해서 먼저 실증해보기로 하여 연말까지 각 서비스에 대한 5G 요구사항과 실제 성능을 검증해볼 계획입니다.

더 나아가 차량통신이 전체 스마트시티와 결합하면 어떨까요? 단순히 주행이나 교통정보를 차량에 제공하는 것을 넘어 차량이 주행하는 구간을 예측해서 미리 가로등을 켜준다거나 차량들의 상태를 실시간으로 모니터링해서 신호등이나 가변차선을 실시간으로 조정하여 교통 체증을 완화하는 등 보다 지능화된 교통시스템(C-ITS)을 구축할 수 있게 됩니다.

SK텔레콤은 다양한 LTE, 5G 등 이동통신망을 이용한 차량통신 기술의 연구와 함께 T map을 이용한 차량정보 수집 및 전달, 정밀지도 구축을 통해 차량통신을 이용한 주행안전 및 다양한 서비스 제공과 자율주행 차량의 안전성을 높이기 위한 노력 하고 있습니다.

 

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