최근 차량과 모든 사물을 연결하는 V2X(Vehicle to Everything) 기술의 진화가 빨라지고 있다. 특히 이동통신망을 활용한 C-V2X(Cellular V2X) 기술과 이와 결합된 서비스가 빠르게 발전하고 있는 추세를 확인할 수 있다. 하지만 우리나라는 교통사고 부상자 긴급 구난(e-Call, emergency Call) 서비스 분야에서 발전한 통신 기술에 비해 상대적으로 미흡하다고 볼 수 있으며, 사고 후 골든아워 내 구조차량의 도착비율도 현저히 낮고, 보행자 사고 비율도 높은 편이다. 따라서 본 논문은 C-V2X 통신과 안드로이드 운영체제를 적용한 통신 아키텍처를 설계하였고, 이를 기반으로 한 V2N(Vehicle to Nomadic Device) 통신을 이용하여 기존 e-Call 서비스의 개선 방안을 제시하였다.
향상된 무선 통신 시스템을 이용하여 교통안전을 개선하기 위해 V2X (Vehicle to Everything) 통신에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. V2X 통신은 미래 교통안전 및 이동성의 발전을 위한 하나의 주요 솔루션이다. 본 논문에서는 LTE (Long Term Evolution) 기반 V2X 시스템 레벨 시뮬레이터 (SLS : System Level Simulator)를 개발하고 차량통신을 위한 적응적 전송 기법을 제안한다. 제안 기법은 시간 및 주파수 영역에서 랜덤하게 자원을 할당하고 전송 확률에 따라 메시지 전송을 결정한다. 성능 분석은 주기적 메시지 전송에서 고속도로의 경우에 대하여 이루어 졌다. 모의실험 결과, 제안한 기법에서 자원 충돌 및 간섭이 감소함 따라 PRR (Packet Reception Ratio)의 CDF (Cumulative Distribution Function) 및 평균 PRR이 향상 되는 것을 볼 수 있다.
빠른 자율주행 기술의 발전으로 승용차뿐만 아니라 화물차 및 버스의 자율주행 상용화가 가까운 미래로 다가왔다. 세계 각국에서 자율주행 상용화를 위한 연구가 활발하게 진행 중인 가운데, 기술의 발전에 따라 본 논문에서는 더욱 효과적인 버스의 자율주행을 위하여 C-V2X를 기반으로 한 새로운 개념의 군집주행 기술을 적용한 버스를 제안한다. 군집주행 버스를 실현하기 위해서 군집주행의 핵심 통신인 차량 간 통신, 차량 대 인프라 통신에 기존에 사용하던 V2X를 보완한 C-V2X를 활용하여 보다 효율적인 군집주행 버스를 제안한다.
V2X(Vehicle-to-Everything) 통신은 다양한 텔레매틱스(telematics)와 인포테인먼트(infotainment) 서비스를 제공하기 위해 신뢰성이 있으며 견고한 네트워크가 요구된다. 이를 위해, 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 V2X 통신에 대한 표준화를 진행하고 있다. 신뢰성 있는 통신을 위해서는, 정확한 채널 추정이 우선적으로 이루어져야 한다. 그러나 차량은 속도가 매우 빠르기 때문에 시간에 따라 무선 채널이 빠르게 변하므로 채널을 정확히 추정하기 힘들다. 본 논문에서는 V2V(Vehicle-to-Vehicle) 환경에서 LTE(Long Term Evolution) 기반 사이드링크 시스템의 새로운 LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error) 채널 보간 기법을 제안한다. 제안한 기법인 RDE(Reduced Decision Error)는 파일럿 심볼에서 LMMSE를 이용하여 채널 추정을 하고, 데이터 심볼에서 Smoothing 후 LMMSE 채널 보간 기법을 적용한다. 이후 시간영역과 주파수영역에서 평균을 취하여 전체 채널 주파수 응답을 얻어낼 수 있다. 이때, 수신단의 등화기로 LMMSE를 이용하여 결정 오차에 의한 오차 전파를 줄일 수 있다. 그러므로, 신뢰성 있는 데이터 검출이 가능하다. 모의실험 결과, 제안한 기법이 NMSE(Normalized Mean Square Error)와 BER(Bit Error Rate) 측면에서 기존 기법보다 전체적으로 성능이 향상된 것을 볼 수 있다.
V2X 통신이란 차량이 유무선망을 통해 다른 차량, 인프라, 네트워크, 보행자 등과 같은 객체들과 정보를 교환하는 기술이다. V2X 통신 기술은 최근 꾸준히 연구되어 왔으며 자율주행 차량 기술과 결합된 자율협력주행 기술에 중요한 역할을 수행해왔다. 자율주행 차량은 V2X 통신을 통해 외부 정보를 수신함으로써 차량 센서의 인식범위를 확장시키고 보다 안전하고 자연스런 자율주행을 지원할 수 있다. 이러한 자율협력주행 차량을 공공도로에서 운행하기 위해서는 V2X 보안통신의 신뢰성이 사전에 검증되어야 한다. 본 논문에서는 자율협력주행을 위한 V2X 보안통신에 대한 테스트 시나리오와 테스트 절차를 제안하고 검증 결과를 제시한다.
V2X를 탑재한 소형 전기운송차는 기존 자동차의 운전시스템에 더 많은 정보와 기능을 제공할 수 있다. V2X 기술의 주요 요소는 V2V(자동차 대 자동차), V2N(자동차 대 네트워크), V2I(자동차 대 인프라) 등이 있다. 본 연구는 외부장비와 연계되는 VI형 E-PTO를 설계하고 구현하는 것으로 E-PTO는 DC/DC 변환기, DC/AC 변환기, 배터리 양방향 충전시스템 등으로 구성된다. 또한 구동을 위한 기기와 제어시스템을 구현하였다. 기동/정지 및 정상상태 운전 통한 VI형 E-PTO 구성부품에 대한 시험결과는 100ms 이내 회복시간과 순간 전압변동율 10%의 허용 가능한 요건을 충족하였다.
본 논문은 상용차의 자율 군집주행 플랫폼을 평가함에 있어 차량 환경용 C-ITS 통신프로토콜인 WAVE 통신 및 LTE-V2X 통신과 상용 이동통신인 Legacy LTE 통신을 결합한 하이브리드 V2X 통신 플랫폼의 설계 방안을 제안하고 설계과정을 제시한다. 안전하고 효율적인 자율 군집주행 플랫폼을 위해 C-ITS 통신 기반의 저 지연 통신기능이 요구되며 또한 이를 관제하기 위해서 상시 연결이 가능한 Legacy LTE 등의 상용 통신기능이 요구된다. 이러한 시스템을 평가하기 위해서 평가 장비는 동일 수준 이상의 통신성능을 가져야 한다. 본 논문에서 제시되는 주요 설계 내용은 기능 평가를 위한 하이브리드 V2X 단말기 구현에 적용될 예정이다.
본 연구에서, MEC(: Multi-access Edge Computing)가 Wave, Lte, 5G 망에서 V2X(: Vehicle to Everything) 를 적용한 자율 자동차의 다양한 시험을 위해서 Cloud 서비스망 구성이 제안되고, MEC App(:Application)은 특정 지역에서 두 가지 도메인(사업자(KT, SKT, LG U+), 망 형태(Wave, LTE(3G 포함), 5G))의 V2X 서비스 기능 시험 검증을 적용하였다. 국내 운영업체(SKT, KT, LG U+ 그리고 Wave)의 4G 망에서, MEC는 독립적인 망 기능을 가져가기 위한 목적으로 V2X 기능 블록과 Traffic Offloading을 통한 개선 효과를 정리하였다. 그리고 5G 망의 V2X VNF에서 높은 수준의 QoS로 값으로, Traffic Steering기능의 시나리오가 목적지별 트래픽 경로상에서 입증되었다.
본 논문에서는 차량 환경에 적합하게 설계된 C-ITS 통신프로토콜과 이동 통신 프로토콜인 Legacy LTE 통신 기술을 함께 지원하는 하이브리드 V2X 통신모듈의 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 설계 방안을 제안하고 설계과정을 제시한다. C-ITS는 저 지연 특성으로 인해 안전 서비스 어플리케이션에 적합하며, Legacy LTE는 고지연, 고용량 특성으로 인해 교통정보, 인포테인먼트와 같은 비 안전 어플리케이션에 적합한 기술이다. 하이브리드 V2X 통신 모듈은 복수의 통신기술로 WAVE와 LTE를 지원하고, WAVE에 대해서는 복수채널 통신을 지원하여, 자율주행 차량에 LDM, 측위보정정보 등의 도로정보를 실시간으로 전달하기 위한 목적으로 설계된다. 본 논문에 제시된 주요 설계 결과는 향후 차량용 하이브리드 V2X 통신 단말기 구현에 적용될 예정이다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제16권9호
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pp.3138-3151
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2022
Traffic safety and congestion are becoming more and more serious, especially the frequent occurrence of traffic accidents, which have caused great casualties and economic losses. Cellular Vehicle to Everything (C-V2X) can assist in safe driving and improve traffic efficiency through real-time information sharing and communication between vehicles. All vehicles communicate directly with Base Stations (BS), which will increase the base station load. And when the communicating vehicles are too far apart, too fast or there are obstacles in the communication path, the communication link can be unstable or even interrupted. Therefore, choosing an effective and reliable multi-hop relay-assisted Vehicle to Vehicle (V2V) communication can not only reduce the base station load and improve the system throughput but also expand the base station coverage and improve the communication quality of edge vehicles. Therefore, a communication area division scheme based on regular hexagon segmentation technology is proposed, a relay-assisted V2V communication mechanism is designed for the divided communication areas, and an efficient communication link is constructed by selecting the best relay node. Simulation results show that the scheme can improve the throughput of the system by nearly 55% and enhance the robustness of the V2V communication link.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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