밀집노드지원 고신뢰/저전력 시분할 MAC 소프트웨어 기술 (V1.0) Smart & Green Technology Innovator 경선추 밀집노드지원 고신뢰/저전력 시분할 MAC 소프트웨어 기술 (V1.0) 경영선진화추진팀 업무 매뉴얼 (V.2.0.) 2009.9.10. 사물통신ㆍ센서연구팀 IoT융합연구부 연구전략부문 경영기획실 -0-

요약 1 기술 개요 2 목 차 개발기술의 주요내용 3 4 기술적용 분야 및 기술의 시장성 5 기대 효과

1. 요약 기술개발의 필요성(NEEDS) 기술적인 독특한 접근법(APPROACH) 기대효과(BENEFIT) 경쟁사/대체제 대비 우수성(COMPETITION) 대규모 밀집노드로 구성되는 ESL(Electronic Self Label) 서비스를 지원할 수 있는 센서네트워크 MAC 기술에 대한 시장의 요구 증대 높은 신뢰성 및 저전력 효율이 우수한 Dynamic TDMA MAC 기술 적용 ESL 시스템에 최적화된 MAC 기술을 적용하여 IoT/USN 기반 Retail Service 활성화 및 확대. IEEE802.15.4 MAC 기술 대비 멀티채널 기술 적용으로 무선전송 신뢰성 향상 및 Dynamic TDMA 기술 기반으로 저전력 성능 우수.

2. 기술 개요(1) 기술개발의 필요성 고객 및 시장의 요구 (Market Needs) 대규모 밀집노드 지원을 요구하는 새로운 응용서비스 수요 증가 ESL(Electronic Self Label) 서비스 Smart Grid 서비스 센서노드 기반 대규모 물류 서비스 기존 IEEE802.15.4-2006 MAC 기술 규격 개선에 대한 필요성 확대 데이터 전송 신뢰성 요구 : 경쟁 기반의 매체접근기술이 아닌 사전에 할당된 time-slot 구간에서 데이터를 전송하는 dynamic TDMA MAC 기술 요구됨 대규모 밀집노드 관리기술 요구 : Association 과정에서 time-slot 할당 Non-Association ID기반 time-slot 할당 적용으로 초기 과정 오버헤드 해소 기술 요구됨 데이터 전송 저전력성 요구 : 동적 슈퍼프레임 구조 지원으로 서비스에 최적화된 저전력성 향상 기술 요구됨 다양한 응용서비스의 요구사항을 만족시킬 수 있는 MAC 기반기술 요구

2. 기술 개요(2) 주요 기술 특징 슈퍼프레임 동적 재구성 기술 데이터 전송 신뢰성 기술 경량 타임슬랏 할당 기술 Beacon slot + CAP slot +CFP slot Beacon slot + CFP slot Beacon slot only 데이터 전송 신뢰성 기술 TDMA with rate adaptive time synchronization Multi-channel list for retransmission 경량 타임슬랏 할당 기술 Association 과정에서 ID 및 데이터 time-slot 할당 Association free and ID based slot allocation 저전력 지원 기술 태그 노드의 Low Duty-cycling 지원

2. 기술 개요(3) 슈퍼프레임 동적 재구성 기술 가변 슈퍼프레임 구조 네트워크 운용 모드에 따라 슈퍼프레임 구조 변경 게이트웨이 노드의 비컨 프레임 Flag-bit 값으로 구조 변경 태그 노드의 저전력 모드 지원 Default mode (Beacon+CAP+CFP) Optional mode (Beacon+CFP) Optional mode (Beacon)

3. 기술 개요 (4) 데이터 전송 신뢰성 기술 멀티채널 재전송 기능 시각 동기 기능 Tx fail in ch #16 멀티채널 재전송 기능 시각 동기 기능 Retransmission in ch #19

3. 기술 개요 (5) 경량 타임슬랏 할당 기술 ID 기반 time-slot 할당 기능 Tag devices Tag ID (5) => Time-slot #5 할당

3. 기술 개요 (6) 저전력 지원 기술 Low duty-cycling for Tag node Item Description Battery 2,000 mAh x 2 ea MCU (MSP430F5438) Active mode: 1.12mA LPM0: 0.086 mA RF Transceiver (CC2420) Tx: 17.mA Rx: 18.8 mA Idle: 0.001mA Sensor None Duty cycle (0.02 %) 5.05 years (0.003 %) 5.27 years

3. 개발기술의 주요내용(1) 기술의 완성도 기술개발 완료시기 기술이전 범위 소스 코드 실용 시제품 제작 완료 시기 : 2013년 7월 기술이전 가능 시기 : 2013년 8월 기술이전 범위 소스 코드 S/W 밀집노드 지원 고신뢰/저전력 시분할 MAC 소프트웨어 Source Code (Test Bench Source Code 포함) 문서 밀집노드 지원 고신뢰/저전력 시분할 MAC 소프트웨어 요구사항 정의서 밀집노드 지원 고신뢰/저전력 시분할 MAC 소프트웨어 기능규격서 밀집노드 지원 고신뢰/저전력 시분할 MAC 소프트웨어 상세설계서 밀집노드 지원 고신뢰/저전력 시분할 MAC 소프트웨어 시험절차결과서 특허 확장 DSME MAC 시스템에서의 2-way 타임슬랏 할당 방법 (출원완료, 한국) 노드 개발 플랫폼 노드 샘플 보드/회로도

3. 개발기술의 주요내용(2) 기술 개발 현황 기술성숙도(TRL : Technology Readiness Level) 단계 : ( 6 )단계

4. 기술적용 분야 및 기술의 시장성(1) 기술이 적용되는 제품 및 서비스 ESL System

4. 기술적용 분야 및 기술의 시장성(2) Retail Application 시장 규모 세계시장 : 2013년도 240억불, 2017년도 542억불로 추정 2017년까지 연 28.8 % 성장 전망 ※ Source: MarketsandMarkets Analysis

5. 기대효과 기술도입효과 기술 경쟁력 확보 다양한 무선센서네트워크 서비스 창출 촉진 국제표준기술에 대한 ETRI 핵심 IPR을 기반으로 기술 선점 및 조기 상용화 적용으로 경쟁력 강화 데이터 전송 신뢰성을 향상시킬 수 있는 멀티채널 관리 기술 데이터 전송 시의성을 만족할 수 있는 점-대-점 TDMA 기술 전력 소모를 최소화 할 수 있는 저전력 기술 다양한 무선센서네트워크 서비스 창출 촉진 고신뢰 전송 특성을 요구하는 다양한 서비스에 적용 가능 플랜트 및 공장 자동화 관리 및 제어 서비스 환경 감시, 기상, 생태계, 재해예측 및 방재, 가정/사무자동화, 의료 서비스 시설제어, 교통정보 및 제어, 방범/보안, 구조물 진단, 빌딩 관리 서비스 체감형 게임 서비스 및 모션캡쳐 서비스