Proprietary ETRI OOO 연구소 ( 단, 본부 ) 명 1 SDR 장치 기반 센서 통신 및 모니터링 시스템 구현 기술 SDR 장치 기반 센서 통신 및 모니터링 시스템 구현 기술 ETRI Technology Marketing Strategy ETRI Technology.

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1 Proprietary ETRI OOO 연구소 ( 단, 본부 ) 명 1 SDR 장치 기반 센서 통신 및 모니터링 시스템 구현 기술 SDR 장치 기반 센서 통신 및 모니터링 시스템 구현 기술 ETRI Technology Marketing Strategy ETRI Technology Marketing Strategy IT R&D Global Leader [ 별첨 5] 김영일 (yikim@etri.re.kr) 모바일미디어응용기술연구실 방송통신미디어연구연구부문

2 Proprietary 2 목 차 ---------------------------------------------- 1. 기술의 개요 2. 기술이전 내용 및 범위 3. 경쟁기술과 비교 4. 기술의 사업성 - 활용분야 및 기대효과 5. 국내외 시장 동향 방송통신미디어연구부문

3 Proprietary 3 1. 기술의 개요 ▣ 이전 기술 개요  SDR(Software Defined Radio) 기반의 센서 통신 기술로서 저전력 으로 저용량 데이터를 무선 전송하기 위한 기술에 관한 것임  무선 전송을 위한 모뎀을 SW 로 구성하여 개발 기간 단축 및 모뎀 기능을 쉽게 변경하고 최적화 할 수 있는 플랫폼을 제공 방송통신미디어연구부문

4 Proprietary 4 1. 기술의 개요 ▣ 기술이전의 목적 및 필요성  최근 IoT(Internet of Things) 및 M2M(Machine-to-Machine) 기술이 진화됨에 따라 모든 사물에 통신 기능을 부여한 사물 간 직접 통신 서비스가 활성화되고 있음  사물 통신은 환경 모니터링, 철도 / 차량 운용 보수, 군사용 센서 통신 등 광범위한 응용 영역으로 확산되고 있음  사물 간 직접 통신을 위해서는 사물이 처한 통신 환경 ( 이동 / 고정, 전 파가시성 / 비가시성 ) 에 적합한 전송 방식이 요구됨 ( 이동하는 차량 환경에서와 정지된 상태에서의 통신 환경은 상이함 )  다양한 환경에 적응적인 사물 간 통신을 위해서 기존 IEEE802.15.4 기반으로 개 선 기술을 개발할 경우 개발 환경 구축에 많은 시간과 비용이 소요됨  본 기술은 EEE802.15.4 기반 기술을 SW 기반으로 제공하여 개발 및 검증 기간 단축과 동시에 모뎀을 구성하는 기능을 손쉽게 변경하 고 최적화 할 수 있는 플랫폼을 제공함 방송통신미디어연구부문

5 Proprietary 5 1. 기술의 개요 ▣ 기술의 특징 및 장점  IEEE802.15.4 규격을 준용하는 SW 기반의 송수신 모뎀 (PHY) 및 MAC 프레임 송수신 기능을 제공  Spreading/De-spreading(PN Spreading)  Pulse Shaping(Half-sine)  변 / 복조 (O-QPSK/MSK)  동기 ( 필터링, 타이밍 / 주파수 동기 )  MAC 프레임 송수신  IEEE802.15.4 기반의 PHY 기능을 SW 모듈로 제공함으로써 IEEE802.15.4 기반의 통신 장치 ( 또는 모듈 ) 개발 시 알고리즘 개발 및 검증을 용이하게 지원할 수 있는 플랫폼을 제공  IEEE802.15.4 규격을 준용하는 상용 통신 장치로부터 전송되는 기 저대역 신호 캡쳐 기능을 제공  IEEE802.15.4/ZigBee 장치를 사용하는 다양한 전파 환경에서 송출되는 기저대역 전파를 용이하게 수집하여 분석할 수 있음  IEEE802.15.4 PHY 성능 개선이 요구되는 기술 개발을 위해 무선채널 환경을 분 석할 수 있는 플랫폼 제공 방송통신미디어연구부문

6 Proprietary 6 1. 기술의 개요 ▣ 적용분야 및 기대효과  본 기술이 진출 가능한 시장 영역은 무 전원 또는 저 전력으로 운용 되어야 하는 환경 모니터링, 플랜트 및 조선 산업에서의 이상 상태 감지, 자동차 주행 상태 모니터링, M2M 기반의 장치 간 통신, 이동 통신, 재난 · 재해 예방 산업 등이 있음  IEEE802.15.4 PHY 기능 및 성능 개선이 필요한 응용 영역 ( 예 : 자동 차 또는 철도 센서 통신 분야 ) 에서 본 SDR 기반의 신호 캡쳐 기술을 적용하여 무선채널 모델을 수립할 수 있는 플랫폼으로 응용될 수 있 음  IEEE802.15.4 개선 모듈을 개발하고자 하는 업체 또는 학계 연구실 에서 본 SDR 기반의 모뎀 기술을 사용하면 저 비용으로 개발 및 시 험 플랫폼 구축이 가능 방송통신미디어연구부문

7 Proprietary 7 2. 기술이전 내용 및 범위 ▣ 기술이전 내용 및 범위  SDR 기반 2.4GHz-IEEE802.15.4 기저대역 신호 캡쳐 설계기술  IEEE802.15.4 2MHz 기저대역 신호 저장 모듈  IEEE802.15.4 2MHz 기저대역 신호 재생 모듈 방송통신미디어연구부문 기술이전 범위 IEEE802.15.4 기반 기저대역 센서 통신 신호 캡쳐 프로그램 SDR 장치 기반 센서 통신 및 모니터링 시스템 구현 기술 시 험 절차서 / 결과서 기술이전 범위 IEEE802.15.4 기반 기저대역 센서 통신 신호 캡쳐 프로그램 SDR 장치 기반 센서 통신 및 모니터링 시스템 구현 기술 시 험 절차서 / 결과서

8 Proprietary 8 2. 기술이전 내용 및 범위 ▣ 기술이전 내용 및 범위  SDR 기반 2.4GHz-IEEE802.15.4 PHY/MAC 프레임 송신모듈 설계기술  PHY/MAC 프레임 생성 모듈  PN Spreading(32 bits) 설계  O-QPSK 변조 설계 방송통신미디어연구부문 기술이전 범위 센서 통신 모듈 변조 유니트 상세설계서 센서 통신 물리계층 신호 생성 프로그램 통신 MAC 프레임 생성 프로 그램 센서 통신 송신기 제어 프로그 램 SDR 장치 기반 센서 통신 및 모니터링 시스템 구현 기술 시 험 절차서 / 결과서 기술이전 범위 센서 통신 모듈 변조 유니트 상세설계서 센서 통신 물리계층 신호 생성 프로그램 통신 MAC 프레임 생성 프로 그램 센서 통신 송신기 제어 프로그 램 SDR 장치 기반 센서 통신 및 모니터링 시스템 구현 기술 시 험 절차서 / 결과서

9 Proprietary 9 2. 기술이전 내용 및 범위 ▣ 기술이전 내용 및 범위  SDR 기반 2.4GHz-IEEE802.15.4 PHY/MAC 프레임 수신모듈 설계기술  동기 ( 필터링, 타이밍 / 주파수 동기 ) 설계  MSK 복조 설계 / PN De-spreading(32 & 64 bits) 설계  PHY/MAC 프레임 추출 및 오류 검출 모듈 방송통신미디어연구부문 기술이전 범위 센서 통신 모듈 복조 유니트 상세설계서 센서 통신 물리계층 신호 수신 프로그램 통신 MAC 프레임 수신 프로 그램 센서 통신 수신기 제어 프로그 램 SDR 장치 기반 센서 통신 및 모니터링 시스템 구현 기술 시 험 절차서 / 결과서 기술이전 범위 센서 통신 모듈 복조 유니트 상세설계서 센서 통신 물리계층 신호 수신 프로그램 통신 MAC 프레임 수신 프로 그램 센서 통신 수신기 제어 프로그 램 SDR 장치 기반 센서 통신 및 모니터링 시스템 구현 기술 시 험 절차서 / 결과서

10 Proprietary 10 2. 기술이전 내용 및 범위 ▣ 기술 개발 현황  기술성숙도 (TRL : Technology Readiness Level) 단계 : ( 5 ) 단계 방송통신미디어연구부문

11 Proprietary 11 3. 경쟁기술과 비교 방송통신미디어연구부문

12 Proprietary 12 4. 기술의 사업성 ▣ 예상 응용 제품 및 서비스 방송통신미디어연구부문 예상 제품 / 서비스예상 수요자 ( 층 ) 센서통신 모듈센서통신 연구기관 ( 학계 포함 ) 및 모듈벤더 저전력 M2M 통신 모듈스마트폰 제조사 환경 모니터링 시스템관련 정부기관 자동차 주행 안전 모니터링 시스템자동차 제조사 열차 운용 센싱 시스템철도 사업자 및 관련 공공기관 군 작전용 M2M 통신 시스템군수 차량 제조사 선박용 상태 감지 시스템선박 제조사

13 Proprietary 13 4. 기술의 사업성 ▣ 사업성  SWOT 분석  ASIC 기반의 상용화 제품에 대한 분석 W EAKNESSES 2.4GHz ISM 밴드 간 간섭 ASIC 화를 위한 추가 개발 기간 센서 통신 시장 활성화 지연 W EAKNESSES 2.4GHz ISM 밴드 간 간섭 ASIC 화를 위한 추가 개발 기간 센서 통신 시장 활성화 지연 S TRENGTHS 국내 모듈 벤더 수 적음 SDR 기반으로 성능 우위 가능성 높음 초 저전력 기반의 센서 모듈 요구 증대 S TRENGTHS 국내 모듈 벤더 수 적음 SDR 기반으로 성능 우위 가능성 높음 초 저전력 기반의 센서 모듈 요구 증대 O PPORTUNITIES 스마트폰에 M2M 모듈 장착 확대 ( 애플 ) 다양한 무선 스마트 센서 출시 IoT/M2M 분야 정부 육성 정책 O PPORTUNITIES 스마트폰에 M2M 모듈 장착 확대 ( 애플 ) 다양한 무선 스마트 센서 출시 IoT/M2M 분야 정부 육성 정책 T HREATS ISA 100/Wireless HART/Bluetooth 등 의 경쟁 기술 해외 모듈 벤더의 기술적 우위 T HREATS ISA 100/Wireless HART/Bluetooth 등 의 경쟁 기술 해외 모듈 벤더의 기술적 우위 방송통신미디어연구부문

14 Proprietary 14 4. 기술의 사업성 ▣ 사업성  시장 규모  사물 통신은 환경 모니터링, 철도 / 차량 운용 보수, 군사용 센서 통신 등 광범위한 응용 영역으로 확산되고 있음  2021 년에는 센싱 노드 당 $25 수준의 가격으로 대규모 센싱 디바이스 시장이 형 성될 것으로 예상 방송통신미디어연구부문 ( 단위 : 백만불, 억원 )

15 Proprietary 15 4. 기술의 사업성 ▣ 기술이전 업체 조건  상용화 제품  상용화를 위한 추가적인 기술개발 내용 상용화 제품구분내용기술 인력 USRP 기반 제품 SW 저전력 무선센싱 S/W 최적화 SW 엔지니어 ASIC 기반 제품 HW PHY/MAC 저전력 ASIC 설계 ASIC 설계자 방송통신미디어연구부문

16 Proprietary 16 4. 기술의 사업성 ▣ 사업화 시 제약 조건  시장 제약  2012 년을 기점으로 USN 분야의 시장 성장이 다소 둔화되고 있음 ( 한국 RFID/USN 협회, 2013)  센서네트워크를 이용한 가시적 응용 서비스 확산이 지연되고 있음  해외 칩 벤더들의 상용 모듈 대비 대한 기술 격차 존재함 ( 격차 3 년 )  기술적 제약  기저대역 PHY 기술의 ASIC 화를 위한 설계기술이 요구됨  저전력 RF 모듈 구현을 위한 RFIC 설계기술이 요구됨  극복 방안  기존 상용제품 대비 초소형 / 저전력 모듈 개발로 가용성 높임  수신 성능 확보를 통해 조기 ASIC 화에 성공할 경우, 현재 출시되고 있는 ZigBee 모듈 보다 PER(Packet Error Rate)/RSSI(Received Signal Strength Index) 등 주 요 성능 강점으로 시장점유 확보 방송통신미디어연구부문

17 Proprietary 17 5. 국내외 시장 동향 구분벤더내용제품명 국외 TI 저전력 기반의 IEEE802.15.4 Transceiver 개발 TI-CC2420 Ember -99dBm 수준의 수신 Sensitivity 를 제공하는 IEEE802.15.4 Transceiver 개발 EM260 Jennic 32-bit RSIC 프로세서가 내장된 IEEE802.15.4 Transceiver 개발 JN5136 SEM 8051 프로세서를 내장한 7x7mm 패키지 기반 IEEE802.15.4 Transceiver 개발 ICPZBS240 국내 Radio Pulse 5x5mm 패키지 기반의 -98dBm 수준의 수신 Sensitivity 를 제공하는 IEEE802.15.4 Transceiver 개발 MG2470 휴인스 TI-CC2420 Transceiver 를 사용하여 배터리 기 반 센서통신모듈 개발 UBee430 ▣ 국내외 개발 현황  IEEE802.15.4 칩 벤더 / 모듈 현황 방송통신미디어연구부문

18 Proprietary 18 5. 국내외 시장 동향 구분벤더내용 국외 IBM U- 서비스 프레임워크를 RFID/ 차세대 센서네트워크 관련 기 술 개발 Mitsubishi 산업공정 모니터링을 위한 서비스 프로파일 개발 National Instruments Waterm Energy, Vision, Oil/Gas, RF 등 다양한 센서 및 솔루션 제공 Dust Networks 산업환경에서 활용되는 SmartMesh Embededd WSN 제품 기 술을 개발 국내 KT 센서네트워크 기반의 도시시설물 안전관리 구축 사업 SKT ZigBee 및 CDMA 네트워크를 활용한 교량관리 시스템 및 u- City 시범 사업 센서웨이 USN 을 기반으로 도로재난상황 등 종합 도로 분석 및 제어 서 비스 ▣ 국내외 서비스 동향  무선 센서네트워크 관련 기술 및 서비스 현황 방송통신미디어연구부문

19 Proprietary 19 5. 국내외 시장 동향 ▣ 국내외 시장 규모  센서 통신 기기 / 서비스 시장 규모 ( 매출 기준 ) ( 단위 : 백만불, 억원 ) - 한국 RFID/USN 융합협회 자료 (2008) 를 기반으로 ETRI 추정 - 전체 RFID/USN 시장에서 USN 시장 비율 14% 반영 후 센서통신 연차 별 시장 점유율 적 용 (1 년 차 : 16.1%, 2 년 차 : 17.8%, 3 년 차 : 19.5%, 4 년 차 : 19.8%, 5 년 차 : 20.0%) - 2012 년 한국 RFID/USN 융합협회 자료에서 USN 분야의 수입액이 극히 작은 관계로 국내 부분 시장 점유율 99% 가정 방송통신미디어연구부문

20 Proprietary ETRI OOO 연구소 ( 단, 본부 ) 명 20 감사합니다. ♣ 연락처 : 방송통신미디어연구부문, 여건민 선 · 연 (042-860-5438, kunmin@etri.re.kr) www.etri.re.kr ※ 하단의 문의처 소개후, 발표후 개별기술 상담이 가능함을 다시 한 번 안내함