[뉴스비전e 정윤수 기자] 퀄컴의 자회사 퀄컴테크놀로지가 최근 공개한 셀룰러 기반 차량통신(C-V2X) 칩셋 ‘9150 C-V2X’에 자율주행차 사업을 추진하는 업계의 관심이 모아진다. 

이번에 공개된 9150 C-V2X 는 3GPP 릴리즈 14 의 단말들간 인터페이스를 기반으로 한 C-V2X 솔루션이다. 

퀄컴은 이 칩을 2018년 하반기 상용화에 나설 계획이다. 

완성차 개발 단계에서 C-V2X 솔루션이 요구하는 도로 안전 요건을 충족할 수 있을 것으로 보인다.

C-V2X 의 최첨 단 기술은 직접 통신방식과 네트워크 기반 통신의 두 가지 전송 모드를 포함한다.  안전 지각 및 자율주행 솔루션의 핵심 기능을 제공하도록 설계했다는 퀄컴의 설명이다.

SK텔레콤은 지난해 말, 20Gbps 이상의 속도로 데이터 송수신이 가능하고 기지국-단말 간 1,000 분의 1초로 상호 통신하는 5G 시험망을 에릭슨과 공동으로 구축했다고 밝힌바 있다.  SKT는 이와 함께 BMW와 5G 단말기를 탑재한 자동차를 공개하기도 했다. 

SKT는 5G가 적용되면 고속으로 움직이면서도 교차로 신호변화나 교통상황, 돌발상황에 대한 빠른 판단과 대응이 가능할 것이라고 설명했다. 

이처럼 V2X에 기술 및 표준화에 사업자들이 적극 나서고 있다.

V2X 통신기술은 차량이 유·무선망을 통해 다른 차량 및 도로 등 인프라가 구축된 사물과 정보를 교환하는 것 또는 그 기술을 뜻한다. 

이 기술에는 V2V(Vehicle to Vehicle), V2I(Vehicle to Infrastructure), V2N (Vehicle to Nomadic Device), V2P(Vehicle to Pedestrian) 등을 포함돼 있다. 

자율주행자동차가 다양한 첨단 센서 기능을 장착한다고 하더라도 한계가 존재한다. 

예를 들면, 높은 언덕을 넘거나 안개가 짙은 환경에서는 센서와 카메라를 통해 주변 정보를 얻는데 한계가 있다. 

즉, 완전한 자율주행을 위해서는 주변의 정보를 센서와 카메라가 아닌 통신을 통해 환경 정보를 받을 수 있어야 돌발상황에 대처할 수 있다. 

차세대 지능형교통체계(Intelligent Transport Systems: ITS)에 대한 연구개발 방향은 차량주행 중 도로-자동차-운전자 및 보행자 간 연결을 통해 차량이 주행하면서 유기적으로 상호 통신하며 교통정보를 교환하거나 공유하는 형태로 연구되고 있다.

V2X 중에 V2I 는 차량과 도로 인프라 간에 무선으로 정보를 주고 받는 기술을 말한다.

V2I 는 차량 내 에 설치된 통신 단말기와 정보를 서로 교환할 수 있는 일종의 기지국을 도로 곳곳에 설치하여 차량으로부터 주행 정보를 수집하고, 이를 중앙 서버에서 분석하여 교통상황 및 사고정보 등을 차량에게 제공하는 기술이다.

 V2I 기술을 통해 차량에서는 실시간 교통상황 및 돌발상황을 안 내 받을 수 있어 교통정체나 교통사고를 미연에 예방할 수 있다.

V2N 는 차량과 모바일 기기간에 무선으로 정보를 주고받는 기술이다. 

V2N 은 차량 내의 네 비게이션 시스템과 같은 기기들과 스마트폰, 태블릿 등의 각종 모바일 기기를 연결하는 기술로 모바일 기기를 지닌 개인이 서로 정보를 교환하여 차량과 보행자가 가까워지면 양쪽 모두에게 경고음을 발생하여 사고를 방지할 수 있다. 그리고 운전자가 모바일 기기를 통해 차량 상태를 모니터링할 수 있다.

V2X 기술은 유럽, 북미, 일본, 한국 등 텔레매틱스/ITS(Intelligent Transport Systems) 기술 개 발에 참여하는 주요국에서 오랜 기간 다양한 연구를 통해 기술에 대한 실효성 검증을 수행하고 있다.

특히, 최근에는 LTE, WiFi 와 같은 통신 서비스의 확대에 따라 차량과 다양한 스마트기기 를 연결하여 차량 안에서 다양한 부가 서비스를 제공하기 위한 V2N 기술 개발까지 진행되고 있는 상황이다.

◆WAVE와 LTE V2X 진영간 표준화 선점 경쟁

V2X 를 위한 통신 표준 기술로는 DSRC 방식의 WAVE 와 cellular V2X 방식의 LTE V2X 가 있다.

WAVE 는 근거리 통신 표준에서 가장 활용도가 높은 IEEE 802.11p WiFi 기술을 자동차에 맞 도록 개선하여 2012년에 완료한 표준이다.

자동차용 통신 표준으로 거의 유일한 표준으로서 미국을 포함한 대부분의 국가의 교통부에서 주도하고 있는 기술이다.  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 것이라는 우려도 존재한다.

WiFi 와 유사하게 운영되기 때문에 각각의 차량 또는 인프라는 점유되고 있지 않은 주파수를 활용하여 필요한 정보를 주고 받을 수 있다.

자율주행차 도입 초기에는 통신에 연결된 차량수, 인프라와도 통신을 주고 받아야 하는 상황 등이 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 것 이다.

차량 간 통신에 있어서도 더 긴급한 차량에 통신의 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 수 밖에 없을 것이다.

반면, LTE V2X 의 경우에는 기지국을 통해 각 차량 및 인프라의 요청을 받고 판단해서 주파수 할당의 우선 순위와 순서 등을 정해줄 수 있다.

긴급한 요청이 오면 기존 통신 중인 주파수를 일부 확보해서 재할당 해줌으로써 안정적인 자율주행 운행에 기여할 수 있을 것이다.

물론 LTE 에서 분화된 표준이기 때문에 유럽 중심의 3GPP 가 주도하고 있다. 미국 정부 입장에서는 WAVE 를 더 선호할 수 있지만, 기지국 관련 WAVE 의 한계점을 해결하기 어렵다는 측면에서 5G 가 도 입되기 이전까지는 LTE V2X가 자율주행차 통신의 표준이 될 가능성이 높다.

그리고 WAVE 와 LTE V2X 가 경합을 벌이겠지만 결국 5G 에 통합될 수 밖에 없을 것으로 예상된다. 5G 통신 기술 중 자율주행차에 가장 필요한 것은 단연 저지연 특성이다.

전송 지연은 유선 구간에도 있고, 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 이유다.

자율주행차 시대가 도래하면 새로운 가치 제공의 측면에서 고속 데이터 전송 속도 또한 필요할 것으로 전망된다.

자율주행이 가능해짐에 따라 차량 내 여가 활동에 대한 수요가 증가하게 될 것이다. 특히, 동영상 등의 미디어 콘텐츠 소비가 일상화될 것으로 예상된다.

문제는 대용량의 동영상 시청이 동시에 이루어진다면 기존 LTE 의 최대 전송속도 1Gbps로는 용량이 부족할 것이라는 점이다.

따라서 다수의 승객이 탑승한 수많은 차들이 모여 있는 도로 위의 특성을 감안하면 더욱 높은 전송속도가 요구된다.

5G는 최대 전송속도 20Gbps로서 고속 데이터 전송에 특화되어 있다는 점에서 이를 기반으로 한 사업자들의 V2X 기술경쟁은 더욱 가열될 전망이다.