자율협력주행을 위한 v2x 통신기술 - krnet.or.krbf%c0%c7%f6%bc%ad.pdfstudy on lte support...
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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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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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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
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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
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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
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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
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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