자율주행용 차량통신(V2X)은 차량이 네트워크를 통해 보행자, 도로교통 인프라, 다른 차량들과 정보를 교환할 수 있도록 하는 기술이다. 현재, 첨단 운전자 지원시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance System)이 기술적으로 계속 진화하고 있으며, 이러한 추세를 감안할 때, 자율주행차는 미래 모빌리티의 궁극적인 귀결점이 될 것으로 보인다. 자율주행차에 통신기능이 탑재되지 않은 경우, 도로환경이 매우 혼잡하거나 교통안전을 보장하기 어려운 상황이 발생하면, 자동차에 탑재된 센서 등 하드웨어 장비만으로는 예측이 힘든 상황에 100% 대처하기가 어렵다. 즉, 차량에 장착된 Radar, Lidar 및 카메라 시스템은 그들의 LOS(Line of Sight) 특성으로 인해 어느정도 제한된 센싱능력을 갖는 반면, V2X는 전방위 360도로 NLOS(Non-Line of Sight) 특성을 제공함으로써, 이러한 센서들을 보완할 수 있으며, 운전자의 시야가 제한된 교차로나 악천후 상황에서도 차량의 가시거리를 멀리 확보할 수 있도록 한다. 또한, 차량 간(V2V) 혹은 차량과 인프라 간(V2I), 차량과 보행자 간(V2P) 통신을 허용함으로써, 차량의 주행과 관련된 다양한 정보를 주고받도록 함에 의해 자율주행차의 안전한 동작을 보조할 수 있다. 이러한 측면에서, 자율주행차를 위한 V2X 기술은 그 의미가 매우 크다고 할 수 있다.

현재, 자율주행차의 기술적 완성도를 높이기 위해 고려되고 있는 2가지 중요한 차량통신 표준 후보기술은 글로벌 이동통신 표준화 단체인 3GPP에서 표준화가 이루어지고 있는 4G/5G 셀룰러 이동통신(4G/5G) 기반의 LTE/NR C-V2X와 무선랜(Wi-Fi) 표준화 단체인 IEEE에서 표준화가 완료된 Wi-Fi 기반의 IEEE 802.11p(DSRC)/IEEE 802.11bd이다.

3GPP의 주도하에 표준으로 제정된 C-V2X의 초창기 버전인 LTE-V2X는 주로 기본적인 Road Safety 서비스들을 제공하기 위한 차량통신 표준으로써, 표준제정이 완료되었다. 이후, 4G에서 5G로의 이동통신 표준기술 진화에 따라 군집주행, 자율주행, 원격주행 등 더욱 향상된 서비스들을 제공하기 위한 NR-V2X가 표준 제정되고 있다. 4G 기반의 LTE-V2X는 인접 차량들 간에 안전과 관련된 상태/상황 정보 등을 교환하기 위한 기본적인 Safety 서비스의 제공을 목표로 표준화가 이루어졌으며, 2015년 2분기부터 2017년 3분기까지 1단계, 2017년 2분기부터 2018년 2분기까지 2단계로 진화된 내용의 표준규격을 제정하였다. 5G 기반 NR V2X는 2018년부터 2020년 중반까지 1단계, 2020년 중반부터 2022년 1분기까지 2단계의 진화된 내용을 기반으로 표준규격을 제정하였고, 2022년 2분기부터 현재까지 3단계로 더욱 진화된 내용의 표준규격을 제정하고 있다.

3GPP C-V2X 표준은 차량 대 차량, 차량 대 인프라, 차량 대 보행자 등 차량과의 정보교환을 위한 이동통신기술을 통칭하는 개념이며, 차량주행과 관련된 모든 것을 연결시켜 정보를 주고받을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 4G 기반의 C-V2X는 충돌감지, 보행자 충돌, 긴급제동, 응급차량, 전방충돌 등의 경고 메시지를 주고받아서, 도로안전을 실현하고 트래픽을 효과적으로 제어하기 위한 용도로 제정되었다. 또한, 5G V2X는 차량 원격제어, 자율주행, 센서정보 공유, 군집주행, 차량협력 충돌회피/차선변경 등 4G C-V2X 기술과 비교하여 더욱 높은 신뢰도와 낮은 전송지연을 요구하는 시나리오를 견인하기 위한 용도로 제정되고 있다.

한편, IEEE 주도하에 표준으로 제정된 IEEE 802.11p 표준은 2004년 11월 표준화가 시작되어, 2009년까지 표준화가 진행되었다. C-V2X의 경쟁 표준기술로써, WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 표준이 언급되며, 이는 엄격하게는 IEEE 802.11p를 의미한다. 그러나, 통상적으로 IEEE 802.11p를 위한 아키텍쳐, 보안, 네트워킹 등을 정의하는 표준인 IEEE 1609와 IEEE 802.11p를 합친 무선랜 기반의 ITS 통신기술을 WAVE라고 보기도 한다. 즉, 3GPP C-V2X의 경쟁기술은 엄밀하게는 IEEE 802.11p와 IEEE 802.11bd로 볼 수 있다. IEEE 802.11p는 고속이동 차량을 위해 설계된 표준규격으로써, 이름에서 알 수 있듯이, IEEE 802.11 무선랜 규격을 기반으로 설계되었다. 무선랜 표준이 진화함에 따라 도입된 개념을 통해, 차량통신 트래픽에 대한 우선순위 할당을 위해 필요한 기능이 IEEE 802.11p에 포함되어 있다. IEEE 802.11p 표준은 3GPP C-V2X 표준과 다르게, 차량 대 차량, 차량 대 인프라를 위한 데이터 교환 시나리오만을 타깃으로 제안되었으며, 차량 대 보행자 간의 통신은 지원하지 않는다. IEEE 802.11p의 후속 V2X 표준으로써, IEEE 802.11bd는 2018년 말에 표준화가 시작되어, 2021년 말에 표준화가 완료되었다. 

IEEE 802.11bd는 IEEE 802.11p 표준의 성능향상을 위해 IEEE 802.11p와 호환성을 유지하되, 전송속도 향상, 자율주행 서비스 지원 등 진보된 통신서비스를 제공하기 위한 목표로 표준화가 진행되었으나, 2020년 FCC가 발표한 5.9GHz ITS 대역에서의 DSRC 배제에 의해 표준화 추진동력이 약화되어 표준화가 조기에 마무리되었다. 성능목표 측면에서 IEEE 802.11bd는 종래 IEEE 802.11p 대비 2배 이상의 전송속도 향상, 수신감도 3dB 감소(수신신호 파워 요구량 감소), 최대 250km의 이동속도 지원 등을 달성하고자 하였다.

현재 세계 각국에서는 관련 부처 혹은 기관을 중심으로 C-V2X 시험운영을 적극적으로 추진하고 있으며, AT&T, Vodafone, China Mobile 등 글로벌 이동통신 사업자들은 4G/5G 기반 C-V2X를 시험 운용하고 있다. 한편, 북미 및 유럽의 해외 몇몇 자동차 제조사들은 자동차 부품사와 협력을 통해 DSRC(Dedicated Short Range Communications) 기술 적용 계획을 가지고 있으며, DSRC는 IEEE 802.11p 기술을 사용하여 지능형 교통시스템을 구현하기 위해 만든 근거리 전용 통신시스템을 의미한다. 

●유럽

유럽의 경우, 2019년도에 자율주행 통신 관련 DSRC 표준 도입이 최종 부결됨에 따라 WAVE/C-V2X를 병행하거나 혹은 국가별로 자유롭게 선택할 수 있도록 허용하였다. 이는 유럽연합집행위원회(EC)가 도입하려던 와이파이 기반의 DSRC를 EU가 최종 거부한 결과이다. 하지만, 유럽의 몇몇 차량 제조사들은 DSRC 차량 적용을 우선 검토하고 있다.

●미국

미국의 경우, 2020년 연방통신 위원회(FCC, Federal Communications Commissions)에 의해 ITS 주파수 대역(5.9GHz) 중 30MHz를 C-V2X에 배치하기로 결정되었으며, 이는 명시적으로 DSRC를 배제하기로 함을 의미한다. 1999년에 5.850 ~ 5.925GHz 대역이 ITS 용도로 DSRC 서비스를 위해 처음 지정된 이래, 21년이 지난 2020년 10월에 5.9GHz 대역의 주파수 사용과 관련하여 DSRC를 배제하는 행정 규칙을 발표한 것으로, 이는 주파수 효율 관점에서도 DSRC보다 C-V2X가 효율적이라는 입장이 반영된 것으로 보인다. FCC의 발표 이전에는 미국은 V2X를 위해 주로 IEEE 802.11p 표준에 기반을 둔 DSRC의 이용을 고려해 왔으며, 실제로 2016년 미국 교통부는 모든 차량에 DSRC 탑재를 의무화하는 법안을 제안한 이력이 있다. 그러나, 이 법안은 그 중요성이 점차 퇴색하였고, 결국 10년 이상의 IEEE 802.11p 기반 V2X 개발에도 불구하고 미국도로교통안전국(NHTSA, National Highway Traffic Safety Administration)으로부터 승인을 받지 못했다. 

●중국

중국은 세계에서 C-V2X 상용화를 가장 적극적으로 추진하고 있으며, 이미 2016년에 C-V2X를 표준으로 채택한 바 있다. 이러한 기조에 따라 차량 제조사들에 의한 주도적인 C-V2X 차량확산 전략이 2025년까지 추진될 것으로 예상되며, 2025년까지 신차 출시의 50%, 2030년에는 거의 모든 신차가 V2X를 탑재할 것으로 전망된다. 

우리나라는 국토교통부 주도의 디지털 뉴딜정책에 따라 국가기반시설(SoC)의 디지털화를 추진하고 있다. 2021년부터 V2I 인프라 구축을 시작으로 2024년까지 전국 고속도로에 노변 기지국(RSU, Road Side Unit) 구축을 완료할 계획이며, 2027년까지 주요 간선도로 및 국도에 RSU 설치를 완료할 예정이다. 이미 일부 시험도로와 자율주행 실증도시인 K 시티에도 V2X 인프라를 구축한 바 있다. 

국토교통부는 IEEE 802.11p 기술을 통해 기본적인 안전서비스를 제공하고자 실증사업을 진행해 왔으나, 5G를 육성하고자 하는 과학기술부는 기술적인 비교에 따라, IEEE 802.11p 대비 C-V2X가 성능적 측면에서 우월하다는 입장을 가진 것으로 보인다. 또한, 현재의 커넥티드카 서비스는 기본적으로 Cellular 이동통신을 사용하므로, V2X도 원칩으로 제공가능하다는 관점에서 C-V2X 채택은 자연스러운 방향이라는 입장을 가진 것으로 보인다.

한편, 2023년 2월 발표된 신성장 4.0 전략에 따르면, 미래 신기술 개척을 위한 모빌리티 추진에 대해, 세부 추진방향이 도출되었으며, 이는 2030년까지 C-ITS, 정밀도로지도 등 자율주행 인프라의 완비를 의미한다. 자율주행 인프라의 완비를 위해서 자율주행 실증성과 등을 고려하여 C-ITS 통신방식을 연내에 결정하기로 하고, 자율주행차 성능에 대한 인증제도를 마련하기로 결정되었다.