🚀 전기차, 드론 등 미래 모빌리티의 기본 IT 구조 및 통신 방식

1. 미래 모빌리티 정의 및 개요

• 미래 모빌리티란 자율주행 자동차, 전기차(EV), 드론(UAV), UAM(Urban Air Mobility) 등 ICT 기술 기반의 새로운 교통수단을 포괄함
• 기존 운송 수단과 달리 센서, AI, 통신, 클라우드, 에너지 기술이 복합적으로 통합되어 동작함
• 전통적인 기계 중심 구조에서 탈피하여 소프트웨어 중심, 데이터 중심, 네트워크 중심 구조로 진화함

---

2. 미래 모빌리티의 기본 IT 구조

2.1 계층적 시스템 아키텍처 구성

• 물리 계층 (Perception Layer)

  • LIDAR, RADAR, 카메라, IMU, GPS, 초음파 센서 등 다양한 센서를 이용하여 주변 환경 인식 수행
  • 차량 내 CAN 통신 또는 센서 전용 인터페이스로 데이터 수집

• 처리 계층 (Processing Layer)

  • 센서 데이터를 통합하여 인지, 판단, 제어 기능 구현
  • NPU/GPU 기반 엣지 컴퓨팅 장비에서 실시간 판단 로직 실행
  • AI 모델이 객체 탐지, 경로 생성, 장애물 회피 등을 수행함

• 제어 계층 (Control Layer)

  • 주행 관련 액추에이터(모터, 브레이크, 스티어링 등)를 정밀하게 제어
  • 모델 기반 제어(Model Predictive Control) 또는 딥러닝 기반 제어기 적용

• 플랫폼 계층 (Platform Layer)

  • 차량 운영체제(OS), 미들웨어, OTA(Over-the-Air), V2X 통신 스택 포함
  • AUTOSAR, ROS2, QNX 등의 RTOS 기반으로 구성됨

• 애플리케이션 계층 (Application Layer)

  • 내비게이션, 자율주행 레벨 설정, 사용자 UI, 운전자 상태 감지, 차량 원격 제어 등 기능 담당
  • 클라우드 기반 서비스와 연동되어 지속적인 데이터 활용 가능

---

3. 미래 모빌리티의 통신 방식

3.1 차량 통신 기술 분류

• V2X (Vehicle-to-Everything)

  • V2V(Vehicle-to-Vehicle), V2I(Infrastructure), V2P(Pedestrian), V2N(Network) 등 포함
  • 차량, 인프라, 보행자, 네트워크 간 통신을 통해 교통 안전성 및 효율성 향상

• 통신 기술 종류

  • DSRC (Dedicated Short Range Communications)

    • 5.9GHz 대역의 단거리 고속 통신 기술
    • 미국, 유럽 일부 국가에서 사용되었으나 현재는 C-V2X로 전환 추세

  • C-V2X (Cellular V2X)

    • LTE-V2X, 5G-V2X로 구분되며, 3GPP Release 14부터 표준화됨
    • 기지국 기반 통신(eMBB) + 직접통신(PC5) 기능 제공
    • MEC(Multi-access Edge Computing)와 결합 시 초저지연 자율주행 가능

  • 5G/6G 기반 통신

    • uRLLC(Ultra Reliable Low Latency Communication) 제공 가능
    • mmWave, sub-THz 기술 기반으로 고속 이동 환경에서도 통신 품질 보장
    • 다중 액세스와 Massive MIMO 기술이 모빌리티에 적합

• 위성 통신 및 고도 정밀 위치기반 통신

  • 드론 및 UAM에서 GNSS, RTK, PPP 등 고정밀 위치 기술 사용
  • 통신 사각지대 보완 및 긴급 제어 신호 전달에 위성 통신 기술 활용 중

---

4. 사례별 적용 구조

4.1 전기차 (EV)

• 배터리 관리 시스템(BMS), 차량 내부 네트워크(CAN, LIN, Ethernet), 클라우드 기반 OTA 업데이트 포함
• AI 기반 에너지 효율 최적화 시스템 탑재
• 전기차 충전소와의 통신을 위한 OCPP(Open Charge Point Protocol) 등 적용
• 테슬라, 현대 등은 OTA, 자율주행 소프트웨어, 배터리 상태 예측 시스템 제공 중

4.2 드론 (UAV)

• GPS + 관성 센서 기반 자율 비행 구조
• 제어기(FMU), 통신 모듈(Telemetry), 미션 계획 시스템(GCS)으로 구성
• 통신 방식으로는 4G/5G 모듈, 위성통신, Wi-Fi, LoRa 등 사용
• BVLOS(Beyond Visual Line of Sight) 비행 시 실시간 영상 송출, 장애물 회피 통신 필수

4.3 도심항공모빌리티 (UAM)

• 공역 관리 시스템(UATM), 수직이착륙장(VeRTiPort), 통신 백본 구성
• 고속이동체 특성상 초정밀 위치 기반 통신, 고신뢰 저지연 통신 필수
• NASA의 AAM (Advanced Air Mobility) 구조 기반 표준화 중

---

5. IT 구조 및 통신 방식 간 상호작용 및 발전 방향

• 통신은 곧 제어와 판단의 연장선으로, IT 구조와 통신 방식은 상호보완 관계에 있음
• 엣지 컴퓨팅과 클라우드 기반 분산 구조가 지능적 판단 및 원격 관리의 핵심이 됨
• 디지털 트윈, 사이버 보안, 블록체인 기반 무결성 검증 등이 차세대 모빌리티 인프라로 부상 중

---

6. 결론

• 미래 모빌리티는 단순한 운송 수단이 아닌, 데이터 기반의 지능형 플랫폼으로 재정의되고 있음
• 이를 위한 IT 구조는 계층적 분산 아키텍처를 기반으로 하며, 통신 방식은 초연결성과 초저지연성을 보장해야 함
• 차량과 사용자, 인프라, 클라우드 간의 실시간 상호작용이 핵심으로 작용하며, 이를 뒷받침하는 기술적 기반에 대한 깊은 이해가 요구됨

---