자율주행차의 완성, 지능형 교통시스템 주파수 이슈 4가지는

  • 2018-04-10
  • 신윤오 기자, yoshin@elec4.co.kr

무선랜, WAVE 통신 주파수 5.9GHz 중복 문제 없나
현재 임시운행하는 자율차 44대, 교통사고 보고 없어


지난달 미국에서 우버(Uber) 자율주행차가 보행자 사망사고를 내자, 국내에서도 운행중인 자율차의 안전 문제를 우려하는 목소리가 커졌다. 

국토교통부는 이에 사고가 발생한 애리조나에서는 실차검증 없이 제작사가 제출한 서류만을 검토하여 임시운행허가를 승인한 반면, 국내는 자율주행에 필요한 성능을 실제로 검증한 후 허가하고 있다고 해명했다. 지난 2016년 2월에 자율주행차 임시운행허가제도를 도입한 이래 허가받은 자율주행차는 18개 기관 총 44대이며, 아직까지 교통사고에 개입된 적은 없다고 밝혔다.  
 

특히 국토부는 첨단 IT 기술을 도로교통체계에 접목한 지능형 교통 시스템(C-ITS) 구축, 정밀 도로지도 제공, 실시간 지도 표준 제정 등을 추진하고 있는 점을 강조했다. 

이에, 정보교환의 필수 매개체인 전파 정책과 관련한 ‘지능형 교통 시스템’의 주파수 이슈 4가지를 짚어봤다.  

1. 주파수를 공동 사용한다?
현재 고속주행중인 차량 환경에 특화된 차세대 ITS 통신 기술, WAVE 통신은 채널 대역폭으로 5.850~5.925GHz를 사용한다. 국내는 지난 2016년 9월, C-ITS 주파수로 5.855~5.925GHz 대역을 분배했다. 문제는 5.9GHz는 무선랜(RLAN) 주파수와 중복된다는 점이다. 더구나 WAVE 기술 기반으로 추진하고 있는 5G V2X도 이 대역을 같이 쓰자는 논의가 있어 향후 주파수 중복 문제가 예상된다. 

2. 주파수 간섭 문제 없나?
알려진 바와 같이 WAVE 통신 기술은 WiFi 기술에서 비롯됐다. 하지만 서비스 커버리지를 1km까지 확대할 수 있는 WAVE 통신은 OFDM 캐리어를 사용하기 때문에 다중경로 페이딩( multipath fading)이 생길 수밖에 없다. 이는 서로 다른 경로를 따라 수신된 전파들이 여러 물체에 의한 다중 반사로 인해 간섭을 일으킨다는 말이다. 이에 1.6us 가드타임(guard time)을 주어서 이 문제를 해결하고 있다. 또 하나, WAVE는 이동속도가 200Km/h에 달하면 신호 감쇄를 일으키는 도플러 스펙트럼(Doppler spectrum) 문제가 생길 수 있는데 이러한 문제는 크기 및 위상이 정해진 파일럿 심볼(pilot symbol) 4개로 해결했다. 이처럼 신호 간섭이나 감쇄 문제가 따른다. 

3. 차량 수나 혼잡도로 영향 받지 않나?
이동통신망과 연계하는 C-V2X (Cellular V2X)는 하나의 패킷이 14개의 OFDM(직교주파수분할)으로 만들어진다. 여기서는 파일럿 심볼이 6개이고, 데이터(디지털) 심볼이 8개이다. 이를 계산하면 차량과 단말 하나에 약 5.2MHz 정도의 대역폭이 필요한데, 주변에 150대 정도의 주변 차량이 있다고 가정하면, 모든 차량에 7.5MHz가 필요한 셈이다. 하지만 이것은 ETSI(유럽전기통신표준협회)나 3GPP(이동통신국제표준화단체) 규격에서 요구하는 12.85MHz과는 차이가 있다. 주변의 차량 대수나 혼잡도, 점유율 등 여러 가지 가정에 따라서 채널 대역폭이 변할 수 있다는 것이다. 

4. 단말과 단말의 이격 거리 제한? 
현재, 5150MHz~5925Mhz 대역에 무선랜과 WAS(Wireless access system)가 존재하는데, 이것이 C-ITS 대역에 영향을 미칠 수 있다는 지적이다. 지금까지는 주파수 공유를 위한 조건만 제시되어 있는 상황이다. 그래서 이격 거리가 295m~1810m 정도 떨어진, 즉 WiFi 단말과 C-ITS 단말이 이격되어야 한다는 연구결과가 나와 있는 정도이다. 특히 무선랜 사용위치에 따라 실내, 실외. 차량 안 등 위치를 나눠서 출력을 제한하고 있다. 

국립전파연구원의 윤기창 연구사는 커넥티드카 전파정책 기술 워크숍에서 “주파수 정책에는 특정 주파수의 효율성을 극대화해야 한다는 내용이 있는데, 하나의 주파수 대역에서 이종 기술을 사용하는 것은 주기적으로 통신해야 하는 차량과 차량 통신에서 신뢰성 문제가 생길 수 있다”고 말했다. 또한 무선랜과 C-ITS의 주파수가 겹치는 문제에 대해서는 “나중에 무선랜을 차량 안에서도 써야하는데, 차량에서 쓰게 되면 이동성에 따라 출력이 굉장히 낮아진다는 문제가 있다. 그래서 현재 자율차에서는 와이파이를 쓰지 못한다”고 말했다. 

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