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자율협력주행을 위한 V2X 통신기술

Krnet2017 미래자율주행자동차 세션

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목 차

협력주행기술 개념

V2X 통신기술개발

1

4

협력주행 서비스 2

V2X 통신기술 표준 3

3

협력주행기술 개념 1

4

협력주행기술 개념

자율주행 기술 : 센서를 이용한 자율주행

협력자율주행 기술 : 통신 인프라와 연계한 자율주행

Google’s Autonomous Driving Car Connected Car/Vehicle

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협력주행기술 개념

센서 기술 : 최대 감지 거리가 250m, 수평 감지 폭은 150o

센서와 통신 협력 기술 : 감지 거리 1km 감지 폭은 360o

통신 범위

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협력주행기술 개념

자율주행기술 발전 단계

- 센서 기반 자율주행에서 V2X 연계한 단계로 발전

미국 SAE 자율주행단계 • 0~2 단계 : 센서 기반 • 3~5 단계 : 센서/V2X 통신 기반

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협력주행기술 개념

미국 SAE 추진 방향

- Connected Vehicle/Automated Vehicle 연계하는 방향

- WAVE 통신을 이용한 서비스 및 통신 성능 표준화/법제화

- 자율주행 기술의 용어 정의 및 안전성 시험 기준 마련

. J2735 표준 : 메시지 정의

. J2945 표준: 통신 최소 성

능 요구사항

. 2014. 2: DOT 법제화 제안

. 2016 : NHTSA NPRM 추진

. 2017: GM 경차 출시

. J3016: 자율주행 차 용어

정의, 6단계로 분류

. J3018: 안전 시험 가이드

라인

* NPRM : Notice for Proposed Rule Making

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협력 주행 서비스 2

9

차량 안전

협력주행 서비스

• Heart Bit 메시지를 주기적으로 전송 : 10회/1초

• 차량의 현재 속도와 상태 정보를 전송

• 대표 서비스 : V2V 통신 기반 긴급 브레이크 경고

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군집 주행

협력주행 서비스

일본 Energy ITS

미국 Peloton Technology Volvo Platooning

• 고속도로 트럭 주행

• 사고 감소

• CO2 감소

• 도로 용량 증가

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교차로 안전 정보 서비스

협력주행 서비스

• 교차로 상황 정보 제공

• LDM: 교차로 Map, 신호등, 차량 및 보행자 이동

교차로 안전 정보 제공 서비스 4 Layer LDM

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Automatic Valet Parking

협력주행 서비스

• 자동 주차

• 스마트 폰 제어

• Parking Zone 인프라 지원

BOSCH Automatic Valet Parking

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핵심 기술

협력주행 서비스

• Multi-Sensor Fusion

• V2X Networking

• Dynamic Vehicle Control :

Acceleration/Brake, Steering

BOSCH Automatic Valet Parking

V2X Networking 360o Surrounding Sensing

Vehicle Control

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V2X 통신기술 표준 3

15

Wireless Access Vehicle Environment 약자의 IEEE 기술 표준

공공 안전과 ITS 서비스를 위한 V2V/V2I 차량 네트워킹 기술

V2X 통신기술 표준

V2I

V2V

노변 기지국(RSE)

차량 단말(OBE)

노변 기지국(RSE)

WAVE 통신

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IEEE 1609.1 : 응용 서비스 Resource Manager

IEEE 1609.2 : 시큐리티

IEEE 1609.3 : IP Networking, 안전 메시지 처리 프로토콜(WSMP)

IEEE 1609.4 : 멀티 채널 기능

802.11p : 물리계층과 MAC 계층

V2X 통신기술 표준

PHY Layer

Networking

Services

Upper Layers

Security

Services

IEEE 1609.1,

et al.

IEEE 1609.3

IEEE 802.11p

WAVE Model

Medium

IEEE 1609.2

LLC SublayerIEEE 802.2

MAC SublayerIEEE 1609.4,

IEEE 802.11

Physical

Network

Application,

Presentation,

Session

Data Link

OSI

Reference

Model

Transport

Medium

WAVE 통신규격

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V2X 통신기술 표준

WAVE 시스템

OBE

OBE : On-Board Equipment

RSE : Road Side Equipment

IP : Internet Protocol

TIC : Traffic Information Center

IP 망

RSE OBE

V2V 통신

V2I 통신

TIC

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Frequency assignment is processing in 2016

Frequency Band: 5.855~5.925GHz(70MHz)

Applications : Vehicle Safety and C-ITS

Technical Requirements

- Channel Bandwidth : less than 10MHz

- Modulation : OFDM

- Transmitted Power : Max. 100mW(20dBm)

- Frequency Stability : 20 ppm

WAVE 국내 주파수 할당

SCH CCH SCH

SCH SCH SCH SCH

Frequency

5.855 5.865 5.875 5.885 5.895 5.905 5.915 5.925 [GHZ]

* CCH : Control Channel, SCH : Service Channel

V2X 통신기술 표준

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국가별 V2X 통신 규격 비교

Item USA EU Japan Korea

Frequency Band(GHz)

5.855~5.925GHz

(7 CH)

5.855~5.905GHz

(5 CH)

700MHz

(1 CH)

5.855~5.925GHz

(7 CH)

Channel Bandwidth

10MHz, 20MHz 10MHz 10MHz 10MHz

Modulation Type

OFDM

(BPSK, QPSK,

16QAM,64QAM)

OFDM

(BPSK, QPSK,

16QAM,64QAM)

OFDM

(BPSK, QPSK,

16QAM,64QAM)

OFDM

(BPSK, QPSK,

16QAM,64QAM)

MAC CSMA/CA CSMA/CA

(Time Slot based)

CSMA/CA

(Time Slot based)

CSMA/CA

(Time Slot based)

Data Rate 3,4.5,6,9,12,18,24,

27

3,4.5,6,9,12,18,24,

27

3,4.5,6,9,12,18

3,4.5,6,9,12,18,24,

27

WAVE 통신 규격 비교

V2X 통신기술 표준

20

이동통신기술은 사람과 사물간 통신을 제공하는 5G 이동통신으로 발전

5G 이동통신기술은 주파수 대역, 무선 전송 기술 표준화를 추진 차량통신 성능 지표가 5G 이동통신에 포함되어 있음

• 고속 이동성 : 500km/h • 전송지연 : 1msec

차량 통신과 관련된 성능 지표

V2X 통신기술 표준

5G 이동 통신

21

LTE V2X 표준

Study on LTE support for V2X service (Release14, TS 22.185)

Study on LTE support for eV2X service(Release 15, TR 22.885)

V2X 통신기술 표준

22

V2X 통신기술개발 현황 4

23

BSM 차량 안전 서비스 및 V2X 통신 현장 시험

2014 DOT 법제화 제안 및 NHTSA 의무 장착 추진

• 지역 : 미국 Michigan Ann Arbor

• 기지국 : 75 마일에 29대 설치

• 단말기 : 3000대(승용자, 버스, 트럭)

• 운영기간 : 2013년(1년간)

미국 Safety Pilot

Video Clips

V2X 통신기술개발 현황

24

DOT Smart City : 40 Million Grant Columbus Vision

A Beautiful, Healthy & Prosperous City

Smart Demo Project

• V2X Connected Vehicles

• Last Mile Urban Automation

• Intelligent Infrastructure

• EV and Smart Grid

• ICT Data Platform and Applications

V2X 통신기술개발 현황

Smart City

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ETRICO 주관으로 2017년부터 자율주행자동차 개발 및 시험

유럽 사이트 Platooning, Automated Valet Parking 등

한국 사이트 Urban Driving 서비스

V2X 통신기술개발 현황

EU Auto Pilot

ITS G5/LTE V2X

Vehicle IOT Integration

IOT Platform

& Architecture

IOT Eco-System

Communication

Network

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4G LTE 기반 V2X

Real Time(20msec) Brake Warning Demo by using 4G LTE

Germany Project-Innovation Charter

for the digital A9 motorway test bed

V2X 통신기술개발 현황

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구분 규격 물량(식)

차내단말기 3가지 타입 3,000대

노변통신장치 WAVE 기반 95개소

어플리케이션 안전서비스 15개

센터시스템 서버, SW 등 1개소

헤드업 디스플레이

(HUD)

내비게이션

스마트폰

GPS ANT

HMI

ECU(차량연결)

WAVE ANT WAVE 단말

센터시스템 노변통신장치

Source: 차세대 ITS 시범사업

V2X 통신기술개발 현황

국토부 C-ITS 사업

28

감사합니다.