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5G 무선통신은 무엇을 바꿀까? - '완벽한 자율주행의 실현'Posted Nov 30, 2016 1:31:07 PM

김정철

더기어 기자입니다. 모두가 쓸 수 있는 리뷰가 아닌 나만이 쓸 수 있는 리뷰를 쓰고 싶습니다.
jc@thegear.co.kr

사물인터넷(IoT)의 시대가 왔다. 우리는 스마트폰 앱이 비콘과 연동하여 우리에게 자동으로 정보를 푸쉬하고, 스피커에게 날씨를 물으며, 태블릿 달린 냉장고 광고를 접하는 시대에 살고 있다. 가정뿐만이 아니다. 공장의 기계에는 센서가 달려 고장을 예측하고, 자동차는 앞차와 뒷차의 거리를 분석해서 스스로 달리는 옵션이 부착되기 시작했다. 물론 사물인터넷의 시대는 이제 막 시작했을 뿐이다. 진정한 사물인터넷의 시대는 5G와 결합하면서 속도를 내게 된다. 사물인터넷의 핵심은 다름 아닌 5G 무선통신 기술이다.


아직까지는 불안정한 자율주행

소비자 관점에서 사물인터넷의 위력을 가장 잘 느낄 수 있는 분야는 자동차가 될 것이다. 스스로 움직인다는 의미의 Automobile(자동차)라는 이름이 붙은 지 100년이 지났지만 자동차는 사람의 조정이 필요했고, 운전을 하기 위해서는 면허를 따야만 했다. 그러나 최근 자율주행자동차(Self-driving Car)가 등장하며 자율주행(Autonomous Driving)이라는 단어가 익숙해지고 있다. 구글의 자율주행차 프로젝트를 맡은 '크리스 엄슨'은 "11살짜리 아들이 5년 후에 면허를 딸 필요가 없게 만드는 게 구글의 목표다."라고 선언했다.

[NXP 자율주행 플랫폼(블루박스)][[NXP 자율주행 플랫폼(블루박스)]]

그런데, 자율주행의 기준은 어떻게 구분하고, 현재 자율주행 수준은 어느 정도일까? 미국 도로교통안전국(NHISA)에서는 자동차의 자동화 레벨을 4단계로 구분했다.

  • 레벨 1 : 부분적 자율 주행 기능 (ABS나 ESP 장착 차량)
  • 레벨 2 : 핸들 조작 등 일부 자동화 (스마트 크루즈, 어댑티드 크루즈 장착 차량)
  • 레벨 3 : 조건부 자율주행차, 핸즈프리 (Hands Free)
  • 레벨 4 : 완전 자율주행차, 아이즈프리 (Eyes Free)


현재 일반적인 제조사의 기술 레벨은 2단계 수준이고, 테슬라와 일부 제조사들은 3단계를 시도하고 있다. 이는 ‘첨단 운전자 보조 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance Systems)’의 발달 덕분이다. ADAS는 차량에 장착된 각종 센서와 카메라로 차선 이탈을 방지하고, 앞,뒤차의 거리를 계산해 속도를 자동 조정해주는 시스템이다. 이를 통해 고속도로에서는 스티어링휠에 손을 대지 않아도 운전이 가능한 '고속도로 주행지원 시스템(HDA : Highway Driving Assist System)' 이 가능해 졌다.  

고속도로 주행지원 시스템[최근 많이 탑재되고 있는 고속도로 주행지원 시스템(HDA)]

그러나 자율주행의 근본적 목표는 레벨4, 아이즈프리다. 목적지 입력만으로 자동차가 알아서 운전하고 운전자는 푹 쉬면 된다. 이를 위해서는 '혼잡구간 주행지원 시스템(TJA, Traffic Jam Assist)'을 완벽히 지원해야 한다. TJA 기술에 도전하는 회사들도 물론 존재한다. 테슬라와 구글이다.



테슬라와 구글의 자율주행에서 빠진 것, 5G 무선통신 기술


테슬라는 지난 9월 11일 '오토파일러 8.0'을 발표했다. 200여 가지 기능이 강화되고, 클라우드와 인공지능 학습을 이용한 데이터 연동으로 좀 더 정밀한 자율주행을 지원한다고 설명했다. 아직 상용화된 것은 아니지만 구글은 운전대와 가속페달, 제동페달을 모두 없애려 하고 있다. 3차원 GPS 시스템을 이용해 차량 주변을 완벽하게 모니터해서 위험을 회피하고, 안전한 주행이 가능한 기술이다.  

구글이 개발하고 있는 자율주행차[구글이 개발하고 있는 자율주행차]

그러나 이런 자율주행 기술이 최근 벽에 부딪히고 있다. 지난 11월 테슬라 모델S가 사고 후에 건물을 들이받고 탑승자 2명이 사망하는 사고가 일어났다. 이 사고의 원인은 정확히 밝혀지지 않았지만 미 당국은 자율주행과의 관련성 여부를 조사 중이다. 지난 5월에도 테슬라 모델S가 자율주행 모드 중에 하얀색 트럭을 인지하지 못해 사고가 난 바가 있다. 구글 역시 자율주행 자동차를 내놓는 시기를 5G가 상용화되는 2020년으로 못 박은 바가 있다.

이 점이 시사하는 바는 크다. 센서와 카메라가 아무리 발달해도 네트워크 인프라와 연결되지 않은 자율주행은 한계가 있다는 뜻이다. 만약 5G 네트워크가 자율주행, 그리고 사물인터넷과 결합하면 어떻게 될까?

우선 자동차와 자동차가 통신을 하면 빛의 반사로 인한 카메라 식별 장애나 센서의 오류가 생겨도 자동차간의 통신으로 위험을 회피할 수 있다. 신호등, 빌딩, 주차장, 보행자의 스마트폰과 네트워크로 연결되면 좀 더 완벽한 자율주행이 가능해진다. 이런 완벽한 자율주행을 위해서는 1초에 1기가바이트이상의 데이터 다운로드가 필요하다. 5G의 예상속도인 20Gbps가 구현되어야 진정한 의미의 자율주행 시대가 열린다는 의미다.



5G 무선통신과 융합한 커넥티드 카의 개발은 이미 시작됐다.

지난 9월 퀄컴, 인텔, 에릭슨, 화웨이, 보다폰, 인텔을 비롯한 IT 기업들과 BMW 그룹, 다임러 그룹, 아우디 등 독일의 자동차 기업들이 뜻을 모아 5G 자동차협회(5G Automotive Association, 5GAA)를 발족했다. 5GAA 발족 후 현재까지 SK텔레콤, 도이치텔레콤, 발레오 등의 기업들이 추가로 가입하여 5G 무선통신 기술과 융합된 자동차의 미래를 논의한다. 

국내에서는 지난 11월 15일, BMW코리아와 SK텔레콤이 인천 영종도에 위치한 BMW드라이빙 센터에서 5G 커넥티드카 시범 주행을 선보였다. 양사는 5G V2X(Vehicle to Everything), 영상 인식, 360도 VR, 드론 헬퍼(Drone Helper) 등의 테스트를 진행할 예정이라고 한다. 

그런데 5G V2X 기술(링크)과 융합된 자율주행 기술은 기존 자율주행 기술과는 상당한 차이가 있다. 차량내의 센서와 카메라에 의존하는 게 아닌 5G 무선통신 기술을 활용한 자율주행이다. 

5G V2X 기술[5G V2X 기술]

올해 말 완료될 것으로 전망되는 '3GPP 릴리즈 14' 기술사양에 반영될 C-V2X (Cellular-V2X) 기술은 5G로 향하는 기술 진화의 여정에 중요한 이정표가 될 것으로 보인다. C-V2X 기술은 WiFi를 기반으로 한 DSRC보다 약 2배 정도 넓은 범위를 커버할 수 있고 반응시간도 약 3배까지 차이가 나기 때문에 통신 지연에 민감한 자율주행에 한층 강화된 안정성을 제공할 수 있다. 아직은 시험단계지만 기존의 LTE 통신망과의 결합을 통해 다양한 시험 및 연구가 진행될 것이며, 5G 시대의 도래와 더불어 점진적인 기술의 고도화를 통해 완벽한 자율주행 기술이 구현되길 기대할 수 있게 된 것이다.

최근 반도체 사상 최대 M&A로 주목받았던 NXP 인수를 통해 본격적인 차량용 반도체 시장에 뛰어든 퀄컴도 이 시장의 중요성을 간파하고 3GPP에서 C-V2X 프로젝트를 적극적으로 이끌어 나가고 있으며 주요 자동차 회사들과 전략적인 협력을 통해서 본격적으로 사업을 추진하고 있다.  

진정 중요한 것은 자동차만 자율운전 기능을 갖는 것이 아니라, 자동차, 교통인프라, 보행자 등 교통환경에 포함된 모든 주체들이 5G 무선통신 기술을 기반으로 소통할 수 있어야 진정한 자율운전이라고 말 할 수 있다. 이런 큰 변혁의 토대를 제공하는 것은 바로 5G 기술이다.

참고링크 : 5G 시대를 이해하는 3가지 키워드


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