모빌리티보안

V2X

녕녕펀치 2024. 3. 15. 17:08

1. V2X

  • 운전 중 다른 차량 및 도로 인프라 등과 통신하면서 보이지 않는 곳에서의 교통상황 정보를 수집하거나 공유하는 통신기술을 말함
  • X of V2X : 차량, 인프라, 보행자, 네트워크 등

  • V2V
    • 차량과 차량 간 통신기술
    • 이동 중이거나 정차 중인 차량 간 신호와 데이터를 송수신하여 일정 범위 내에 있는 자동차들이 각자의 위치와 속도 정보, 주변 교통상황 등을 교환하고 돌발상황을 대처할 수 있음
  • V2I
    • 차량과 도로 인프라 간 통신기술
    • 차량 내 설티된 단말기와 도로에 설치된 노변 기지국(RSE : Road Side Equipment)간 통신으로 차량으로부터 주행 정보를 수집하여, 중앙 서버에서 분석한 뒤, 교통상황 및 도로상황을 차량에게 제공
    • 교통정체나 교통사고를 사전에 예방 가능
  • V2P
    • 차량과 보행자 간 통신
    • 모바일 기기를 지닌 개인 혹은 보행자나 이륜차 탑승자와의 정보 교환을 의미
    • 스마트폰이나 이어폰을 사용하느라 차량을 인지하지 못한 보행자, 사각지대를 달리고 있는 자전거 등과의 사고를 예방
  • V2N
    • 차량과 네트워크 간 통신
    • 네트워크를 통해 교통사고 상황, 도로 정체구간 등의 정보를 실시간으로 제공받을 수 있음

2. V2X 시스템

  • 차량에 탑재되는 On-Board Equipment(OBE)와 도로변에 설치되는 Road Side Equipment(RSE), TCP/IP 통신망 및 교통정보센터로 구성

OBE (On-Board Equipment)
- 움직이는 차량에 위치한 V2I 구현의 구성 요소로 도로변 장비(RSE)와 무선으로 통신함
- OBE 애플리케이션은 CAN Bus를 통해 다른 차량 시스템과 인터페이스할 수 있음
RSE (Road Side Equipment)
- 노변 기지국
- 움직이고 있는 차량의 OBE와 통신 및 데이터 교환을 목적으로 도로전송네트워크의 고정된 위치에 있는 장치
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
- 컴퓨터 사이의 통신 표준 및 네트워크의 라우팅 및 상호연결에 대한 자세한 규칙을 지정하는 프로토콜 스위트
- 인터넷에서 광범위하게 사용됨
- 네트워크에 연결된 여러 컴퓨터 사이의 통신 허용
- 각 네트워크는 해당 네트워크의 호스트와 통신하는 다른 네트워크에 연결될 수 이씨음
- 하드웨어에 구애받지 않음
- 정보를 연결하고 교환하는 많은 유형의 네트워크 기술을 허용하며, 네트워크 하드웨어의 세부사항들을 숨길 수 있음
- 컴퓨터 시스템을 네트워크에 접속하여 다른 인터넷 호스트와 통신할 수 있는 인터넷 호스트로 만드는 기능을 제공
- 명령 및 기능 (시스템 사이에서 파일 전송, 원격 시스템에 로그인, 원격 시스테메서 명령 실행, 원격 시스템에 파일 인쇄, 원격 사용자에 이메일 전송, 원격 사용자와 대화식 통신, 네트워크 관리)
- 기본 네트워크 관리 기능 제공
  • 적용되는 V2X 기술, 센서 기술, 제어 기술에 따라 CV(Connexted Vehicle), AV(Automated Vehicle), 이들이 통합된 CAV(CV+AV)로 분류

3. V2X 통신기술

  • IEEE, WAVE/NGV
    • IEEE에서는 WAVE를 2016년 표준화함
    • IEEE802.11bd는 Next Generation V2X(NGV)라고 불림
    • NGV 주요 성능
      • IEEE 802.11p 대비 전송속도 2배 이상
      • 차량 이동속도 최대 250km/h
      • IEEE 802.11p 대비 최소 3dB 감소 향상
      • 위치 추정 기술 지원
  • 3GPP C-V2X (Cellular V2X)
    • 이동통신기술 기반 C-V2X는 Rel.14 표준을 2017년에 완료. 초저지연, 고신뢰성, 고속이동성 등의 특징을 갖는 3GPP Rel.16 표준이 2020년에 완료
    • C-V2X 통신기술은 차량간 직접통신 외에도 이동통신 기지국을 사용한 차량간 통신 가능

4. C-V2X 기술의 단계별 진화

  • LTE-V2X
    • C-ITS 서비스 지원을 위한 LTE-V2X 기술은 Uu 인터페이스 및 PC5 인터페이스를 통해서 V2X 서비스 메시지를 송수신하는 방안을 정의
    • Uu 인터페이스 - V2X 서비스를 지원하기 위해 상향 링크 SPS 세션 동시 설정을 8개까지 활성화할 수 있음
    • eMBMS 및 SC-PTM에서 V2X 지원을 위한 짧은 주기 스케줄링 기능을 추가하고, 유니캐스트 및 브로드캐스트 전송을 지원할 때 50m/s 지연시간, 최소 99% 전송 신뢰도를 요구하는 QCI 값을 V2X 서비스에 사용할 수 있도록 정의되어 있음
    • PC5 프로토콜에서는 고속 이동성 지원을 위한 참조신호(DMRS) 패턴 설계, 2가지 전송 자원 선택 모드(Mode 3, 4), 패킷우선전송 지원 및 채널 혼잡제어 기법, 타 사업자 기지국 및 단말로부터의 V2X 서비스 수신 기능 등 통신을 지원하기 위한 기능들이 정의됨
  • LTE-eV2X
    • LTE-V2X 통신 프로토콜을 기본적으로 지원하며, Advanced V2X Use Case를 지원하기 위한 추가 기능을 정의
    • PC5 프로토콜을 강화하기 위해 최대 8개의 Sidelink CA(Carrier Aggregation)를 지원하며 Sidelink 64QAM 전송 지원 및 안정성 향상을 위한 PDCP 레벨 packet duplication 전송 기법, LTE-V2X 단말과 LTE-eV2X 단말의 공존 시나리오 지원을 위한 Tx profile 옵션 적용 등으로 기능을 강화함
  • 5G-NR-V2X
    • NR-V2 X 시스템은 유니캐스트, 그룹캐스트와 같은 다양한 통신모드 지원, 피드백 기반 패킷 재전송을 통한 통신 신뢰성 향상 기능, 256QAM 변조방식 및 4 0MHz 채널대역폭 지원을 통한 데이터 전송율 향상에 의해 자율주행 등의 고도화된 서비스 성능 요구사항을 지원하기 위한 기능들이 정의됨

 

C-ITS
- ITS가 기술을 활용하여 도로와 차량의 안전과 편의를 향상시키는 것에 주안점을 두었다면, C-ITS는 차량, 보행자, 도로 인프라 등 도로의 구성 요소들이 통신을 통해 정보를 교환하고, 이를 바탕으로 도로와 차량의 안전과 편의 향상을 목적으로 한다는 차이가 있음
Uu 인터페이스 (셀룰러 통신 인터페이스)
- 사용자 장비를 UMTS 지상 무선 액세스 네트워크에 연결
PC5 인터페이스 (직접 연결 통신 인터페이스)
- UE(User Equipment), 즉 이동 단말기가 직접 채널을 통해 다른 UE와 직접 통신하는 기준점을 의미
- 이 경우 기지국과의 통신은 필요하지 않음