커넥티드카 관련 기술(DSRC, C-V2X, WAVE)

[답안 키워드] DSRC, WAVE, C-V2X, 차세대 지능형 교통체계(C-ITS), 차량과 인프라연결(V2I), 차량간 연결(V2V), 차량과 모바일 디바이스 연결(V2D), 차량과 네트워크 연결(V2N), 차량과 보행자 인지(V2P), 자율주행레벨 5단계, OTA

 

1. 커넥티드 카 개요
 - 네트워크에 연결되어 지능적인 서비스를 제공할 수 있는 미래형 자동차에 대한 개념
 - V2X(Vehicle to X) 기술들을 기반으로 차량과 차량, 차량과 인프라와 통신하며 자율주행 기능과 교통 정보 등을 제공

2. V2X 개념
    - 차량이 유무선망을 통해 다른 차량 및 도로 등 인프라가 구축된 사물과 정보를 교환하는 기술
    - V2V(Vehicle to Vehicle), V2I(Vehicle to Infrastructure), V2N(Vehicle to Nomadic Device), V2P(Vehicle to Pedestrian)을 총칭

3. 커넥티드 카 관련 통신 기술

    가. DSRC(Dedocated Short-Range Communications)
       - 단거리 전용 통신으로 전송거리가 짧고 데이터 전송량의 한계
       - 초기 DSRC 기술은 통행요금 지불 시스템 등으로 사용

   나. WAVE(IEEE802.11p, Wireless Access in Vehicle Environments) 
       - 무선네트워크에 사용되는 기술표준에 '처령 이동환경에서의 무선 액세스(WAVE)를 추가한 기술
       - DSRC기술 확장하여 200km/h 주행속도에서 거리 1km까지 빠르게 전송할 수 있는 기술 표준
       -  5.9GHz 대역을 사용하며 27Mbps의 데이터 전송 가능
       - 2000년 초반부터 기술 시험 및 검증을 통해 안정성 획득

   다. C-V2X(Celluler Vehiacle to X)
       - 이동통신망을 사용한 V2X 기술로 LTE 이동통신망에서 시작하였으며 현재 5G-V2X 기술로 발전
       -  'LTE  Direct(PC5)' 기술기반 서비스와 LTE 망으로 제공되는 'LTE Broadcast'(Uu) 기술기반 서비스로 분류
       - 'LTE Direct' 방식이 5.9GHz 대역에 이동통신 프로토콜을 얹은 기술을 활용함에 따라 DSRC 기술과 경쟁(주파수 간섭)
       - 속도와 도달범위 등 기능성과 서비스 확장성 측면에서 C-V2X 성능이 더 우월하다는 입장이 강세
       - 기존 이동통신망을 활용하여 구축 비용이 상대적으로 낮은 장점

  라. DSRC와 C-V2X의 기술 비교   

구분	WAVE	LTE C-V2X	5G C-V2X
개요	무선랜기술을 차량통신에 적합하도록 커버리지, 접속시간 개선	셀룰러 이동통신 기반 차량용 통신 차량통신에 적합하도록 직접통신 및 자원할당 방식 개선
표준화단체	IEEE	3GPP
대역폭	27Mbps	75Mbps	20Gbps
무선지연	100ms 미만	100ms 미만	10ms
기지국 구축	별도 기지국 필요	LTE 기지국 활용	5G 기지국 활용
커버리지	1km 미만	수 km	수 km
이동성 지원	시속 200km	시속 160km	시속 500km
장점	기술표준완료,  오랜연구 안정성	커버리지, 전송속도, 지연속도 주요성능 우수
단점	커버리지 및 확장성	5G C-V2X 표준화 시점
주파수	5.9GHz	5.9GHz 및 상용주파수

 

 4. 고려 사항
      - 보안 이슈 : 통신에 의존하는 만큼 매우 중요, 국가 단위의 보안 인증체계 마련 필요, C-ITS 검증 인증체계와 연계
      - 네트워크 이슈 : SDN, 엣지컴퓨팅 기술을 접목하여 Latency와 자가망 가용시간 향상으로 네트워크 안정성 확보
      - 정밀도로지도 확보 : 차량 센서를 통한 제어는 한계가 있으므로 도로, 표지판 등을 인지할 수 있도록 정밀도로지도 확충
      - 통신 규격 이슈 : C-V2X 또는 DSRC방식의 국내 V2X 통신 규격 결정 필요
      - 인증 체계 마련 : 주기적인 차량, 단말기의 정상 통신 여부를 확인하는 인증 체계 필요
      - 주파수 간섭 : 자율주행 포함 미래형 교통체계 마련을 위한 채널 배분 요구됨

 

[기타] 자율 주행 차
1. 개요
   - 운전자가 직접 운전하지 않고 차량이 주변환경 및 상태를 인식, 판단, 제어하여 목적지까지 안전하게 차량 스스로 주행하는 기술

2. 자율주행차 기술

(1) 인식
Radar : 전파를 물체에 쏘고 수신하기 까지의 시간(장거리 가능, 작은물체 어려움)
LiDAR (Light Detection And Ranging) : 단계빛 (광 펄스)을 물체에 쏘고 수신하기까지 시간을 측정하여 물체의 형상을 추측하는 기술
GPS : 차량의 위치 파악 센서(인공위성들로부터 전파를 받아 위치 파악)
초음파 센서 : 근접거리의 사물 측정, 주의의 차량 또는 사람 감지
(2) 판단 :자율 주행 기술에서 가장 핵심은 주변 상황을 정확하게 인식하여 판단하는 기술, 딥러닝, 머신러닝 기반 인공지능으로 높은 판단수준 기대
(3) 제어 : 차속조절, 조향, 제동 등 인식하고 판단한대로 차량 이동

3. 자율주행 단계