[뉴스비전e 이진구 기자] 스마트카, 커넥티드카에 이어 15년 이내 자율주행차 단계로 가기 위해 가장 핵심 키워드중 하나가 저지연 통신이다.

사람 대신 자동으로 차량이 운행하기 위해서는 차량 또는 사물간 끊김은 물론 지연없는 통신정보의 송수신이 중요하기 때문이다.

자율주행에 필요한 통신 표준의 주도권 확보 및 LTE에 이어 5G 통신 기반에서의 자율주행 송수신을 위해 각 기업들은 연이어 기술발표를 하고 있고, 세계 각국의 정부 역시 이에 대한 전략을 추진중이다.

[②한계점 맞이한 기존 V2X...상용화를 위한 기본적 요구사항은?]

차량 통신은 네트워크를 이루는 라우터, 중계기, PC 등 다양한 장치(노드)들이 고속으로 함께 이동하기 때문에 네트워크 링크 연결 시간이 짧다. 이에 따라 패킷이 망내 장애 등으로 손실될 확률(패킷 손실률)이 높아진다. 

이로 인해 네트워크 연결 상태가 전체적으로 불안전한 환경에서 서비스품질(QoS)가 크게 저하될 수 있는 요인들이 많다. 

이에 따라 대용량 저지연 통신 제공을 위해 높은 수준의 이동통신 기술을 요구한다.  

시범서비스 단계의 소수의 차량에 적용할 경우,  통신방식에 큰 영향을 받지 않지만, 수많은 차량들이 각각 정보를 송수신해야 하는 상용화에서는 제한이 발생하기 때문이다.  

◆한계점 다다른 V2X 기술

무선랜 기반의 WAVE 기술은, 경쟁 방식의 프로토콜을 사용함에 따라 단말의 밀도가 증가하면 지연이 급격히 증가하고, 채널 효율이 감소하는 단점이 존재하여 일정한 지연을 보장하지 못한다.

또한 10MHz 대역을 하나의 V2X 전송에 할당함으로써 주파수 선택적 자원할당의 장점을 얻기 어렵다.  

상대적으로 간단한 채널 코딩과 단일 안테나 만을 적용하여 구현이 간단하지만 성능이 상대적으로 낮고, 통신 범위가 일반적으로 100m를 훨씬 웃돈다. 특히 더 멀리 통신하기 위해서는 중간에 라우터 등 장치들이 신호를 릴레이로 연결해 주는 '멀티홉 방식'의 경우 프로토콜이 더욱 복잡해지고, 때로는 복잡한 신호를 정렬하기 위한 '오버헤드' 기술도 필요하다.   

LTE기반 V2X 기술 역시 한계를 맞이했다. 

현재의 TTI(Transmission Time Interval)로는 협력충돌방지와 같은 고밀집 차량 환경에서의 저
지연 요구조건을 만족시키기 어렵고, 동기, 링크 설정, 자원 할당과 같은 채널 획득 및 연결 설
정과정이 자율주행 기반 저지연 V2X 응용에 적절하지 않다.

◆상용화에 필요한 기본적 기술요건은?

이와 같은 한계점은 이동통신과 자율주행 통신과의 근본적인 차이 때문에 발생한다. 

차량 통신은 기술 측면에서 도로를 기반으로 이동하는 차량이 예측 가능한 이동성을 갖는 
다는 특징이 있다. 또한, 높은 속도의 차량으로 인한 빠른 네트워크 토폴로지의 변화를 가지며, 도로에 국한된 제한된 통신 범위에 따른 네트워크 구성 그리고 상대적으로 데이터 처리에 대한 전력 소모에 덜 민감한 특징을 갖기 때문이다. 

ETRI는 이와 같은 자율주행통신에 필요한 항목과 이를 구현하는 방식에 따른 차이점을 발표한바 있다. 

이를 서비스 측면으로 해석하자면,  충돌방지, 도로 위험 공지를 위한 차량간 협력 등 도로안전, 교통상태와 도로 사용률 최적화(도로 혼잡 방지와 트래픽 상태 모니터링 등), 센서 데이터 수집을 위한 모니터링 네트워크(날씨, 공해, 노면 상태 등), 상업 정보(광고, 마케팅 정보, 여행 정보, 주차 정보 등), 엔터테인먼트(인터넷 접속, 멀티미디어 콘텐츠 공유)  등의 조건이 충족되야 한다. 

이에 더해 자율주행 관련 데이터를 요구사항에 맞게 송수신할 수 있어야 한다는게 기본적으로 갖춰야 할 자율주행 기술 요건으로 꼽힌다. 

그러나 이와같은 높은 수준이 조건을 맞추기 위해서는 이동통신사 한곳이 보유하고 있는 기술만으로는 부족하다는 평가다. 

이에따라 통신사들은 그간의 기술을 기반으로 서로 협력해 자율주행에 필요한 저지연 통신의 벽을 넘어서려고 하고 있다. 

대표적인 사례는 지난 9월 SKT와 노키아와의 협력을 통한 성공사례 시연이다. 

SK텔레콤은 노키아와 함께 SK텔레콤 분당기술원에서 LTE 단말과 기지국 간 데이터 왕복 지연시간을 기존 25ms에서 2ms로 단축하는데 성공했다. 기존보다 단말기로부터 기지국까지의 데이터 왕복에 걸리는 시간을 10분의 1이상 단축한 것이다.  

왕복시간이 짧아질수록 자율주행차가 다른 차량 및 사람 그리고 인프라에 대응하는 속도는 더 민첩해진다. 

이처럼 저지연 통신이 자율주행, AR·VR 등 미래 서비스 지원을 위한 핵심 기술로 부각되면서 이에 대한 기술 개발 경쟁은 당분간 뜨거워질 것으로 전망된다. .