밀집노드지원 고신뢰/저전력 시분할 MAC 소프트웨어 기술 (V1.0)

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1 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.) 사물통신ㆍ센서연구팀 IoT융합연구부 연구전략부문 경영기획실 -0-

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

3 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. IEEE MAC 기술 대비 멀티채널 기술 적용으로 무선전송 신뢰성 향상 및 Dynamic TDMA 기술 기반으로 저전력 성능 우수.

4 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 IEEE 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

5 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

6 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)

7 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

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

9 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: 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

10 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

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

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

13 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

14 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