1. 머리말

○ ITS 기술은 카 내비게이션 시스템, ETC 및 VICS의 보급, 발전과 더불어 세계 톱 레벨이다. 사람과 차가 각각의 네트워크에 접속되어 그 정보가 유기적으로 결합하여 유비쿼터스 ITS로 ‘언제나, 어디서나, 누구라도, 무엇이라도, 특별한 조작 없이’ 정보가 서로 얻어지는 환경의 실현이 기대되고 있다.

○ 2005년도부터 3년간에 걸쳐 유비쿼터스 ITS와 관련하여, 근거리에서의 사고 회피 용도에서 광역의 효과적인 정보 배신에 이르기까지 조사 검토를 하였다. 구체적으로는 차차 간 통신, 노차 간 통신, 차차 간 통신 네트워크, 통신과 방송의 융합, 휴대 통신과 차량 네트워크의 융합 등의 관점에서 다양한 무선 미디어를 활용한 시스템 검토를 실시하였다. 본보고서에서는 2008년 2월에 일본 YRP(Yokosuka Research Park)에서 실시한 실증실험을 중심으로 한 유비쿼터스 ITS 시스템의 검토 상황에 대해서 기술하였다.

2. 유비쿼터스 ITS의 개요

○ 통신영역의 넓이와 즉시성 요구도의 높고 낮음을 변수로 해서 유비쿼터스 ITS의 연구 과제를 차량-교차점 정보, 정체-도로 정보, 광역-교통 정보의 3가지로 분류해 보았다.

○ 연구과제는 다음과 같이 재분류를 해서 과제별 담당기관을 정하였다.

① 안전운전 지원 차차 간 통신기술 : Denso, Fujitsu, Toyota

② 안전운전 지원 노차 간 통신기술 : IT 개발 센터

③ MULTI-HOP 통신 Cross-layer 제어기술 : 국제전기통신기초기술연구소(ATR, Advanced Telecommunications Research Institute International) 적응 Communication 연구소

④ Telematics Network 고기능 관련기술 : KDDI 연구소

⑤ Telematics 교통정보 배신기술 : KDDI 연구소

⑥ ITS 지상 디지털 방송 관련기술 : 일본 방송협회(NHK)

⑦ 도로 교통정보의 효율적 배신기술 : KDDI 연구소

⑧ 총합적 실증실험 : 회사 전체가 하고 총합 정리는 KDDI 연구소

○ 실증실험은 YRP 내의 일반도로를 사용하였고, 실험 항목을 2개의 루트로 분류하고, 실험기재를 탑재한 2대의 마이크로버스로 각각의 루트를 주행하면서 점차 YPR 역 내로 이동해서 항목마다 소정의 실험 장소에서 실험을 실시하였다.

3. 통신 네트워크 구성

○ 차차 간 통신

– 차차 간 통신은 안전운전을 지원하는 것이 목적이다. 눈으로는 건물 등에 의해 차폐되어 확인이 불가능한 경우에 무선으로 그 존재를 사전에 알려주는 것이다. 교차점 지역에서의 통신 범위 확보를 위해서는 시야를 벗어난 지역의 확대 및 고속에서의 데이터 전송을 위해서 저지연 통신이 필요하다.

– 차차 간 통신은 5.8㎓대의 ITS 전용 주파수를 대상으로 한 전송방식으로 Fujitsu는 단일 반송파(Single Carrier)방식을, Denso는 직교주파수 분할다중화(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채택하였다. 또한, 이들은 다원접속 방식으로 CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 방식을 기본으로 해서 구성되어 있다.

– 차차 간 통신에서 통신지역을 넓게 하기 위해서는 무선 링크의 중계방식이 효과적이다. 교차점 부근에서 이에 대한 실증실험을 통하여 평가한 결과에 의하면, 두 차량 간의 무선 링크가 시야를 벗어난 지점에 있을 때에는 중계차량을 경유해서 설정되고 차츰 이동하여 교차점 근방에 오게 되면 직접 링크에 의해 접속되는 것과 각각의 링크 구성에서의 지연이 소정의 값에 도달하고 있음이 확인되었다.

– 교차점 근방에 송신국을 설치하여 도로 각 개소에서의 패킷(packet) 오차율을 측정하여 본 결과 송신국에서 50m 정도의 직접 보이는 구역에서는 오차율이 적은 반면 교차점에서 멀리 떨어져 보이지 않는 구역에서는 오차가 급격히 늘어나는 것을 알 수 있었다.

○ 노차 간 통신

– 노측기와 차량과의 안정적인 접속 확보를 위해서 5.8㎓대 ITS용 주파수를 사용한 내로 안테나 빔(narrow antenna beam) 변환방식과 5.8㎓대와 700㎒대와의 병용/우선 통신에 대한 검토를 실시하였다. 또한, 노차 간 통신 실험에서 700㎒대의 신호를 병용해서 전송실험을 하였다. 700㎒대의 무선신호는 5.8㎓대에 비해서 파장이 긴 만큼 회절 등에 의해 전파의 침투가 잘 될 것으로 기대된다.

– 이들 실험 결과, 700㎒, 5.8㎓ narrow beam, wide beam의 3종류의 무선을 사용해서 이들의 우선순위를 설정하여 중요한 정보를 확실하게 차량에 전달하도록 구성된 방식임을 검증하였다.

○ 차차 간 통신 네트워크는 정보를 송신자로부터 수신자까지 전달하기 위해서 차를 복수로 접속하여 네트워크화 한다. 차차 간의 multi-hop 통신 네트워크 구성 및 정보 전송은 앞차가 급브레이크를 밟으면, 급브레이크 정보가 발신되고 그 정보가 흘러넘치면 순차적으로 다음 후속 차량 간에 전송, 전개된다. 이 정보에 의해 진행 방향에서의 긴급사태를 눈으로 보는 것보다 빨리 파악하고 알게 되어 사고의 회피를 기대할 수 있다.

4. ITS와 텔레매틱스

○ 무선 미디어의 다양화의 하나로 지상 디지털 방송과 단거리 전용통신(DSRC: Dedicated Short-Range Communications)을 활용한 차량 탑재 단말기에 전송과정을 보면, 방송국으로부터의 지상 디지털 방송을 통해서 광역의 교통정보가 자동차로 전송된다. 한편 DSRC 노측기로부터 도로를 따라서 통과하는 지역의 정보를 수신할 때 광역 정보와 조합해서 표시되도록 하여 운전자 및 탑승자들에게 지역의 상황 및 정보를 실시간으로 제공할 수가 있다.

○ ITS 정보 서비스를 실현하는 텔레매틱스(telematics) 네트워크에서는 자동차 내에 여러 가지 정보통신 기기가 설치되어 보내오는 정보를 표시 하지만 각각의 기술에 대한 고기능화가 기대된다. 휴대 통신의 발달로 개인이 각자 가지고 다니기 때문에 움직이는 차량 내에 휴대할 때에 필요한 융합기술도 앞으로는 필요하게 된다.

○ 텔레매틱스의 고기능화는 도로교통 정보 배신을 보다 효율적으로 하기위해서 도로교통 정보의 부호화 방식으로 LBR(Local Based Resource)를 정의하고, 지도 등의 데이터 파일의 효과적인 압축을 실현하였다. 또한, 방송 데이터의 잘못을 무선 링크 경유로 정정하여주는 오류 제어방식과 조합하여 간편하게 방송으로 반복 수신해 바른 정보를 표시하는 고속 정보를 수신 표시 가능한 효과를 검증하였다.

○ 휴대하는 것과 자동차 내 네트워크와의 융합에서는 QR Code를 써서 차량에 지입된 휴대를 인식하고 차내 네트워크에 접속하는 구성을 제안 실증하였다. TV 전화의 화면을 차량 내의 대형 디스플레이로 실시 가능토록 하였다. 차량 내에 지입된 휴대 네트워크에 대해서는 IP 어드레스를 포함해서 접속을 유지하는 구성을 실현, 서비스의 연속성을 가능하게 하였다. 차량 내 네트워크, 기기는 안전 용도뿐만 아니라 편리성 및 쾌적성의 관점에서 폭넓은 서비스의 적용이 기대된다.

5. 맺음말

○ 이상 유비쿼터스 ITS에 관한 연구 성과, 특히 실증실험에 대해서 차량을 이용한 실험을 중심으로 집약 정리하였다. 이번에 실시한 실증실험은 여러 분야에 걸친 테마를 취급하고 장치 시작 개발을 통해서 이들을 실장하고 실험평가를 하는 일련의 연구 사이클을 실시하였다.

○ 앞으로 새로운 ITS용 무선주파수 및 제3세대로부터 제3.9세대 휴대통신, 모바일 WiMAX로 대표되는 광대역 무선 액세스 통신, 지상 디지털 방송 등 한층 다양화된 광대역 무선 미디어의 활용이나 차차 간, 통신의 연구 개발의 진척, 더욱이 센서 기술 및 그 적용범위의 확대를 바탕으로 유비쿼터스 ITS 분야의 더 큰 발전을 기대하여 본다.