차량통신시스템은 차량/도로기술과 정보통신기술을 접목하여 다양한 안전 메세지를 전송하거나 지능형 교통시스템에 적용이 가능한 시스템이다. 최근 차량용 센서와 통신 기술의 발달로 길안내와 교통체중 알림 서비스뿐만 아니라 주변 차량의 주행 정보, 도로 상태정보, 차량 간 긴급 메시지 전달 등과 같은 다양한 ITS 서비스가 가능해졌다. 일반적으로 차량통신은 WAVE라고 알려져 있는 IEEE 802.11p/1609표준을 채택하여 차량간 통신 및 차량-노변기지국간 통신에 이용된다. 본 논문에서는 WAVE 통신 표준에 대하여 설명하고 신호 특성을 소개하였다. 또한 V2X 통신을 위해 실제 구현된 노변 기지국(RSS), 차량통신장치(OBE)의 소프트웨어 및 하드웨어의 특성을 분석하였다. 실제 WAVE 통신의 성능 평가를 위해 시험도로에서 시험차량의 통신장치의 수신 신호 세기 지수(RSS)를 측정하였다. 측정된 WAVE 통신 성능은 ITS 서비스에 충분히 가능함을 실제 시험을 통하여 입증하였다.
최근 4차산업 혁명에 대한 관심과 더불어 자율주행 기술에 대한 요구가 높아지고 있다. V2X (vehicle to everything) 통신기술은 자율주행차량에 있어 핵심기술로서 유무선 망을 통해 차량, 인프라, 네트워크, 보행자 등과 같은 객체들과 정보를 교환하는 기술이다. 본 논문에서는 WAVE (wireless access in vehicular environment)와 LTE (long term evolution)를 복합설계하여 구현한 하이브리드 V2X 통신 시스템의 개발결과와 시스템의 성능을 확인하기 위해 커버리지 테스트를 수행한 결과를 제시한다. 커버리지 측정을 통해 하이브리드 V2X 통신 성능이 기존의 LTE나 WAVE의 단일 통신 시스템보다 통신 커버리지에 있어 우수하여 자율주행서비스에 효율적으로 적용 가능하다는 것을 보인다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제18권8호
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pp.2253-2280
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2024
In the upcoming era of transportation, a groundbreaking technology, known as vehicle-to-everything (V2X) communication, is poised to redefine our driving experience and revolutionize traffic management. Real-time and secure communication plays a pivotal role in V2X networks, with the decision-making process being a key factor in establishing communication and determining malicious nodes. The proposed framework utilizes a directed acyclic graph (DAG) to facilitate real-time processing and expedite decision-making. This innovative approach ensures seamless connectivity among vehicles, the surrounding infrastructure, and various entities. To enhance communication efficiency, the entire roadside unit (RSU) region can be subdivided into various sub-regions, allowing RSUs to monitor and govern each sub-region. This strategic approach significantly reduces transaction approval time, thereby improving real-time communication. The framework incorporates a consensus mechanism to ensure robust security, even in the presence of malicious nodes. Recognizing the dynamic nature of V2X networks, the addition and removal of nodes are aligned. Communication latency is minimized through the deployment of computational resources near the data source and leveraging edge computing. This feature provides invaluable recommendations during critical situations that demand swift decision-making. The proposed architecture is further validated using the "veins" simulation tool. Simulation results demonstrate a remarkable success rate exceeding 95%, coupled with a significantly reduced consensus time compared to prevailing methodologies. This comprehensive approach not only addresses the evolving requirements of secure V2X communication but also substantiates practical success through simulation, laying the foundation for a transformative era in transportation.
최근 스마트카 기술은 안전운전지원 센서 기반의 단독형 시스템에서 도로 인프라와 빅 데이터를 기반으로 ICT와 연계하여 교통흐름을 예측하고 대응할 수 있는 협력형 자율주행 서비스 개발로 발전하고 있다. 협력형 자율주행 서비스를 실현하거나, IoT 환경과 스마트카의 융합을 위해서는 스마트카에서 커넥티비티 역량이 무엇보다도 중요하게 되었으며 이를 위한 요소기술로 차량용 이더넷, V2X(Vehicle to Everything) 네트워킹, 네트워크 보안기술을 꼽을 수 있다. 본고에서는 스마트카에 적용되는 차량 내부 네트워크 및 게이트웨이, V2X 네트워킹 및 보안에 관한 최근 표준 기술동향 및 이슈를 살펴보고자 한다.
KT는 5G의 핵심서비스로서 자율주행차를 선정하고, 5G를 통한 자율주행 기술 개발에 중점을 두고 있다. 5G 자율주행 핵심 기술 3가지로 5G Infra, 차량사물통신(V2X, Vehicle-to-Everything), 정밀측위(RTK, Real Time Kinematic)를 정의하고 개발해왔다. 5G Infra를 통해 차량 서비스 별로 특화된 전용 슬라이스를 제공하고, 차량 이동 중에도 네트워크와의 연결이 끊기지 않도록 연속적인 5G 커버리지를 제공한다. V2X를 통해 자율주행차 센서 성능을 보완하고 정밀측위를 이용한 정확한 차량제어를 통해 자율주행 성능을 개선하여, 국내 최초로 대형버스의 자율주행을 가능하게 하였다. 5G 자율주행기술은 KT의 자율주행차에 탑재되어 있으며, 이를 바탕으로 5G 자율주행버스, 5G기반 자율주행차 원격제어 등의 다양한 서비스를 선보였다.
본 논문은 자율주행 자동차의 보안 취약성과 이를 해결하기 위한 솔루션에 대한 조사를 다루고 있다. 자동차의 자율주행 및 초연결성이 대두됨에 따라 보안 위협이 점점 중요해지는 현실을 직면하고 있다. 본 논문은 다양한 취약성을 카테고리 별로 다루고, 해당 취약성에 대응하기 위한 보안 솔루션과 현재 연구 개발 중인 솔루션들을 소개하고 있다. 그러나 아직 해결되지 않은 과제들이 산적해 있으며, 연구와 개발이 계속되어야 안전하고 신뢰성 있는 초연결 자율주행 자동차를 구현할 수 있을 것으로 기대한다.
차량사물통신은 차량이 다양한 대상과 유무선 망을 이용해 정보를 주고 받는 기술을 의미한다. 차량사물통신을 이용하면 실시간으로 변화하는 교통 상황에 대해 개별 차량의 안정성을 크게 향상시킬 수 있다. 차량사물통신을 실현하기 위해서는 고도화 된 통신 기술들이 집약적으로 활용되어야 하며, 이러한 차량사물통신은 차세대 통신 시스템에서 각광받는 주요 기술이다. 본고는 차량사물통신을 위한 통신 기술 중 특별히 5G 통신에 관련된 세부 기술들을 소개한다. 먼저 차량사물통신을 위한 무선 통신에서 요구되는 기술적인 어려움에 대해 논의하고, 이를 바탕으로 차량사물통신에 대한 5G 통신 기술의 필요성에 관해 논의한다. 다음으로 차량사물통신을 위한 5G 통신의 세부기술들을 소개하고, 각 기술에 대한 기술적인 과제와 적용 시나리오에 대해 알아본다.
본 논문에서는 MTC(Machine-Type Communications) 장치 증가를 고려하여 많은 MTC 장치 서비스 요청으로 코어 망에서 발생할 수 있는 부하를 줄일 수 있는 방안을 제안하고 제안한 방법의 성능 분석을 수행한다. 우리는 셀룰러 네트워크에 등록되어 MTC 장치 중에 클러스터 헤더로 선정하는 방안과 선정된 클러스터 헤더가 서비스 영역의 MTC 장치를 관리하는 절차를 제안하였다. 제안한 방안의 효율성 검증을 위해 기존의 셀룰러 기반의 MTC 장치로만 구성된 경우와 클러스터 헤더가 적용된 셀룰러 기반 MTC 장치에 대한 경우의 성능을 비교하여 제안한 방법의 우수성을 제시하였다.
C-ITS(Cooperative-Intelligent Transportation System)는 차량과 차량 또는 차량과 인프라 간의 양방향 무선통신 기술을 기반으로 전방의 교통상황 정보를 제공하는 기술 및 시스템을 의미한다. C-ITS 환경에서는 Vehicle-to-Everything(V2X) 기반의 경고 정보를 제공함으로써 운전자로 하여금 감속을 유도하고, 급격한 감속과 가속을 지양하도록 하여 주행행태를 안정적으로 개선시킬 수 있을 것으로 추측된다. 본 연구는 서울시 C-ITS 기반의 경고 정보의 개별적인 효과를 검증하기 위해 경고정보에 대한 순응여부를 판단할 수 있는 방법론을 개발하였으며 추가로 주행안전성 변화를 분석하여 경고정보의 효과를 정량적으로 평가해 보고자 한다. 순응여부는 정보 제공 유무로 구별되는 사전 PVD (Probe Vehicle Data)와 사후 PVD의 속도 분포를 추출하여 비교하였으며, 주행안전성 평가는 Jerk와 가속소음을 계산하여 분석을 수행하였다. 정량적 분석을 위해서 서울 C-ITS 사업기간동안 수집되었던 PVD와 부족한 데이터 수집을 보완하고자 DTG (Digital Tacho Graph) 데이터를 추가 수집하여 활용하였다. 순응도 분석결과 충분한 유효샘플이 수집된 경고정보에 대해 운전자는 감속운행행태를 보였으며, Jerk와 가속소음과 같은 주행안전성 지표를 산출하여 분석한 결과 경고정보 제공으로 인해 주행안전성이 개선되었음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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