Vehicle-to-Everything
도로 인프라, 다른 차량과의 통신을 통해 정보를 교환, 공유하는 무선 통신 기술
종류
V2V (Vehicle to Vehicle)
V2I (Vehicle to Infrastructure)
V2P (Vehicle to Pedestrian)
V2N (Vehicle to Network)
V2D (Vehicle to Device)
통신
V2V, V2I : DSRC/WAVE, CALM, LTE, 5G, Wi-Fi
V2D : BLE, USB, UWB
V2G : PLC, CAN, J2847
VANET (Vehicular Adhoc Networks)
다수의 차량이 전파통신을 이용하여 V2V 또는 V2I를 자율적 네트워크로 연결하는 기술
네트워크를 형성하는 각 차량(노드)이 고속으로 이동
환경의 급속한 변화 -> 네트워크 단절
짧은 연결시간, 빈번한 네트워크 단절 -> 높은 패킷 손실률 -> 네트워크 전체의 연결 상태가 불안정하게 유지
DSRC (Dedicated Short Range Communication)
ITS를 위한 단거리(30m 이내) 무선 통신
WLAN (Wi-Fi) 기술 기반 V2I MAC/PHY 계층 개발
요금 징수, 교통량 수집, 교통 정보, 버스 정보 등 기존의 ITS 기술
RSU(Road Side Unit), OBU(On-Board Unit) 등 간의 단거리 통신
WAVE Protocol (Wireless Acess in Vehicular Environment)
V2X 통신을 지원하기 위해 사용되는 프로토콜
802.11p 기반의 V2X 통신 메시지 규칙 정의
IEEE 1609.2 통신 보안 서비스 규정
IEEE 1609.3 네트워킹 서비스(메시지 Protocol 스택)
IEEE 1609.4 멀티채널 동작
IEEE 1609.12 식별자 할당
DSRC WAVE Protocol
V2X에서 정의되는 무선통신 방식
차량 간 통신 메시지에 대한 규칙
-> V2X 통신 표준화
WAVE 통신
DSRC 단점 보완
안정성, 성능 향상
V2X 서비스 적용 가능
주파수 대역 할당, 양방향 통신 방식
7개의 채널 사용
제어 채널(CCH)
전 시스템에서 동일하게 사용하는 채널
누구나 알아야 할 필요가 있는 메시지 전송
공통적으로 사용
서비스 채널(SCH)
각 기지국 별로 할당된 독립된 채널
충돌 방지 목적 -> 인접 기지국 간의 Collision Domain 분리
상황에 따라 사용
채널 사용 방법
- 모뎀이 두 개인 경우 각각 하나씩 사용
- 모뎀이 하나인 경우 시분할로 CCH, SCH를 번갈아 가며 접속
순학적/ 병렬 전송
1609.4 Wave 통신 표준
Multi-Channel Operation
단일 RF 장치를 이용하여 서로 다른 2개 이상의 주파수 채널을 시분할 접속하는 매커니즘
총 7개의 채널 (1개의 CCH Control Channel, 6개의 SCH Service Channel)로 구성
- Time slot 0 : 모든 노드가 CCH에 접속하여 안전 관련 정보 교환
- Time slot 1 : 각자 선택한 SCH 접속으로 데이터 서비스 수행
채널별 파워 제한: 인접 채널 간 간섭 현상 발생 우려 -> 파워 조절과 채널 전환 필요
Data Plane Service
통신의 설정, 관리와 관련된 내용
Data Plane Service
- Channel Coordination
- Channel Routing
- User Priority
Management Service
- Multi-Channel Synchronization
- Channel Access
- Vendor-specific Anction Frame
- Other IEEE 802.11 Service
- MIB Maintenance
- Readdressing
WME (WAVE Management Entity)
RSU / OBU에서 가능한 서비스 알림, 요청 및 관리 정보의 유지 관리
RSU - 기지국 장치, Provider Service Table에 서비스 등록
OBU - 차량 단말기, WSA메시지를 이용해 서비스 유형 알림을 받아 서비스 등록 및 관리
WSA
- Header : WAVE 버전 정보, Change Count 정보, 확장 필드
- Service Info. : 광고하려는 서비스 정보
- Channel Info. : Service Info. 관련 채널 정보
- WRA (WAVE Routing Advertisement) : Routing 정보
WSMP (WAVE Short Message Protocol)
WAVE 메시지 프레임의 포맷 규정
상위 계층의 짧은 메시지를 빠르고 자유롭게 전송가능
전송 채널, 파워, 속도, 우선 순위 등을 명시
기본 V2V 메시지 Here I am
V2I/V2V 이벤트 경고 메시지
1609.2
도청, 스푸핑, 패킷 재사용
표준화된 보안 규격 제공
- 전자 서명 기술 ECDSA,ECIES : 메시지 위변조 방지여부, 송신자 식별
- AES-CCM : 데이터 암호화 및 복호화, MAC(메시지 인증 코드)를 통한 데이터의 무결성 보장
- Elliptic Curve : 암호화 과정에 사용되는 기법, 기존 알고리즘보다 공개 키의 비트 크기 감소
MAC
전송중 변조된 것인지 아닌지 확인
SAE J2735 표준
외부통신을 통해 애플리케이션 간 전달되는 메시지의 규격 정의
16개의 메시지 설정, 71개의 데이터 프레임 및 147개의 기본 데이터 단위 정의
데이터 구조 및 데잍 콘텐츠 포함, V2V, V2I 애플리케이션 계층 통신에 사용되는 모든 메시지 형식 정의
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Data dictionary 데이터 사전
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Message Set 메시지 모음
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Data Frame 데이터 프레임 구조
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Data Element 데이터 요소
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BSM (Basic Safety Message)
차량 속도, 방향, 브레이크 상태, 현재 좌표 등
차량이 움직이거나 정지할 때 차량 관련 정보 전달 -
EVA (Emergency Vehicle Aler)
주변 차량에 긴급 차량의 안내 메시지 전달 -
SPAT (Single Phase and Timing)
교통 신호 상태 전달 -
RSA (Road Side Alert)
도로에서 발생하는 이벤트 정보 전달
C-V2X 통신 (Cellular-V2X)
휴대폰에서 사용하는 무선 통신망을 차량 또는 V2X 통신에 사용
C-V2X 전송 모드
- 직접 통신 Direct Communications
LTE 다이렉트, 고속 주행상황, 복잡한 교통 상황, 네트워크 커버리지를 벗어난 지역 - 네트워크 통신 Network Communications
-> 기존 통신망 사용 가능
