자율주행차 V2X 기술비교

V2X 기술은 유럽, 북미, 일본, 한국 등 텔레매틱스와 ITS(Intelligent Transport Systems) 기술 개발에 참여하는 주요국에서 오랜 기간 다양한 연구를 통해 기술에 대한 실효성 검증을 수행하고 있다. V2X를 위한 통신 표준 기술로는 DSRC 방식의 WAVE와 cellular V2X 방식의 LTE V2X가 있다.

 

WAVE는 근거리 통신 표준에서 가장 활용도가 높은 IEEE 802.11p WiFi 기술을 자동차에 맞도록 개선하여 2012년 완료한 표준이다. 자동차용 통신 표준으로 거의 유일한 표준으로서 미국을 포함한 대부분의 국가의 교통부에서 주도하고 있는 기술이며 국내에서도 국토부가 주도하여 시범 서비스 등을 제공하는 표준이다. 비인가 대역을 활용하기 때문에 정부 주도의 시범 서비스 등에는 적합할 수 있지만, 보안과 운용의 안정성에는 취약점이 있을 수 밖에 없다고 판단된다. WiFi와 유사하게 운영되기 때문에 각각의 차량 또는 인프라는 점유되고 있지 않은 주파수를 활용하여 필요한 정보를 주고 받을 수 있다.

 

자율주행차 도입 초기에는 통신에 연결된 차량이 많지 않고 인프라와도 통신을 주고 받아야 하는 상황이 많지 않기 때문에 이와 같이 효율적이지 않은 운용에도 문제가 발생하지 않을 것이다. 그러나 점차 통신에 연결된 차량이 많아지고 인프라에서도 전달해야 하는 정보가 늘어날 경우 더욱 중요한 정보는 다른 정보 등에 우선해서 주파수를 할당해 주는 역할이 필요할 것이다. 차량 간 통신에 있어서도 더 긴급한 차량에 우선 순위를 배정하거나 주고 받는 데이터 양 등을 고려해서 시간을 나누어 효율적으로 주파수를 배분하는 것 등의 역할도 필요하다. 기지국이 없이 운용되는 표준이기 때문에 이러한 조정역할을 담당할 주체가 없어 향후 어려움이 많을 수밖에 없을 것이다.

 

LTE V2X의 경우에는 기지국을 통해 각 차량 및 인프라의 요청을 받고 판단해서 주파수 할당의 우선순위와 순서 등을 정해줄 수 있다. 긴급한 요청이 오면 기존 통신 중인 주파수를 일부 확보해서 재할당 해줌으로써 안정적인 자율주행 운행에 기여할 수 있을 것이다. 물론 LTE에서 분화된 표준이기 때문에 유럽 중심의 3GPP가 주도하고 있다. 미국 정부입장에서는 WAVE를 더 선호할 수 있지만, 기지국 관련 WAVE의 한계점을 해결하기 어렵다는 측면에서 5G가 도입되기 이전까지는 LTE V2X가 자율주행차 통신의 표준이 될 가능성이 높다. 그리고 WAVE와 LTE V2X가 경햡을 벌이겠지만 결국 5G에 통합될 수 밖에 없을 것으로 예상된다. 5G 통신 기술 중 자율주행창ㅔ 가장 필요한 것은 단연 저지연 특성이다. 서버의 연산시간 또한 필요하다. 20~30m 이동 이내에 중요한 데이터를 송/수신하고 판단하여 대응하는 모든 과정이 1초 이내에 이루어져야 한다. 1ms 이하의 전송지연 특성을 가진 5G가 향후에 꼭 필요할 수 밖에 없는 이유이다.

 

자율주행차 시대가 도래하면 새로운 가치 제공의 측면에서 고속 데이터 전송 속도 또한 필요할 것으로 판단된다. 자율주행이 가능해짐에 따라 차량 내 여가 활동에 대한 수요가 증가하게 될 것이다. 특히, 동영상 등의 미디어 콘텐츠 소비가 일상화 될 것으로 예상된다. 문제는 대용량의 동영상 시청이 동시에 이루어진다면 기존 LTE의 최대 전송속도 1Gbps로는 용량이 부족할 것이라는 점이다. 따라서 다수의 승객이 탑승한 수많은 차들이 모여 있는 도로 위의 특성을 감안하면 더욱 높은 전송속도가 요구될 것이다. 5G는 최대 전송속도가 20Gbps로서 고속 데이터 전송에 특화되어 있다.

 

모든 자동차가 자율주행을 하는 시기는 아직 단정할 수 없지만 자율주행자동차가 미리 자동차의 모습이라는 것은 자명한 사실이다. 또한 완벽한 자율주행자동차가 되기 위해서는 V2X 통신 기술이 필수 기술이라는 것도 부정할 수 없다. 자율주행자동차와 도로는 센서와 V2X 통신이 결합되어 다양한 환경에 대한 인지의 범위가 확대되고, 주위에 있는 다른 자동차, 보행자와도 연결되어 수많은 정보를 기반으로 다양한 안전 경고 서비스를 제공하고 차량 자율 제어까지 V2X의 범위가 확장되고 있다. WAVE 기술과 LTE V2X 기술은 서로 보완하면서 연동되어 발전할 것이고 이러한 방향으로 연구가 진행되어야 할 것이다. 또한 5G 통신 기술에 발맞추어 V2X 통신 기술도 계속 진화할 것이다.