초록 ▼

1. 개 요
○ USN은 센서들의 지능화된 네트워크를 통해서 환경 정보를 센싱하고 연동하여 교통, 환경, 유통물류, 의료, 안전, 등 산업 전 분야에 적용함으로서 유비쿼터스 컴퓨팅 사회 구축을 주도할 것으로 전망하고 있으며, 무선센서네트워킹 기술은 언제 어느 곳에서 어떤 사물과도 통신을 가능하게 하는 USN 사회 실현을 위해서 요구되어지는 핵심 기반기술에 해당.
○ 무선센서네트워킹에 사용되는 센서노드는 한번 배치하면 무인으로 동작하거나 사람이 접근하기 어려운 환경에서 동작하기 때문에 배터리 교체가 용이하지 않고, 수많은

1. 개 요
○ USN은 센서들의 지능화된 네트워크를 통해서 환경 정보를 센싱하고 연동하여 교통, 환경, 유통물류, 의료, 안전, 등 산업 전 분야에 적용함으로서 유비쿼터스 컴퓨팅 사회 구축을 주도할 것으로 전망하고 있으며, 무선센서네트워킹 기술은 언제 어느 곳에서 어떤 사물과도 통신을 가능하게 하는 USN 사회 실현을 위해서 요구되어지는 핵심 기반기술에 해당.
○ 무선센서네트워킹에 사용되는 센서노드는 한번 배치하면 무인으로 동작하거나 사람이 접근하기 어려운 환경에서 동작하기 때문에 배터리 교체가 용이하지 않고, 수많은 센서노드를 유포하여 네트워크를 구성한다는 점 등에서, 경제적, 현실적으로 진정한 의미의 유비쿼터스 사회실현의 기반기술이 되기 위해서는, 배터리 교체 없이 장시간 동작하는 초저전력 센서 노드의 구현이 핵심적인 기술 이슈로 남아 있음.
○ WPAN 계열의 ZigBee, BAN, ULP 블루투스, Wibree 등의 출현과 더불어, 저속, 저비용, 초저전력 기반의 홈오토메이션, 공장자동화, 환경 모니터링, 위치인식 등과 같은 응용 분야가 활성화 되면서, 센서노드의 소모 전력 감소에 대한 요구는 급격하게 증가하여, 배터리 교체 없이 수년, 또는 10년 이상의 수명을 요구하고 있음.
○ 기존에 상용화 되고 있는 센서노드들은 대개 CPU 주도의 Duty-Cycle 적용으로 데이터 송수신 장치를 수면상태에 두고 주기적으로 깨우는 방법으로 소모 전력을 줄이는데, 이 방법은 네트워크 트래픽 지연(Latency)과 평균 소모 전력의 절충이 필요하며, 또한 주기적인 채널 모니터링과 비이콘 송신을 위한 소모 전력이 켜서 배터리로 동작하는 센서네트워크의 구현에 심각한 기술적 장벽이 되고 있음.
○ 센서노드의 수명을 개선할 수 있는 또 다른 방법으로서 제안되고 있는 웨이크-업 래디오 방식에서는, 센서노드의 메인 송수신기는 꺼둔 상태에서 모니터링 용도의 초저전력 보조 수신기만 켜두고, 요청이 있을 때 메인 송수신기를 깨워서 정보전송이 이루어지게 함으로써, 이때 상시로 깨어있어 해당 센서노드에 대한 무선 호출을 감지/인식하여 메인 송수신기를 깨우는 초저전력 수신기를 웨이크-업 수신기라고 함.
○ 웨이크-업 래디오 방식은 전송 지연 없이 실시간 및 저전력을 동시에 달성할 수 있는 유망한 기술로서, CPU 주도의 Duty-Cycle 방식과 달리, 필요한 경우에만 메인 송수신기를 깨운다는 점에서 특히 데이터 전송 빈도가 높지 않은 각종 환경감시 및 재난 경보용 센서네트워크의 응용분야에서 획기적인 전력소모절감 방안으로 주목받고 있음. 이 기술은, 네트워크의 지속적인 고지능화에 따라 센서노드에 요구되어지는 소형화, 저비용화와 더불어 소모 전력을 최소화하는데 필요한 핵심기술이 되고 있음.
○ USN 기술이 다양한 응용분야로 확대됨에 따라 실시간 및 저 전력 모두에 대한 요구가 높아지고 있으며, 무선센서네트워크 부품 시장이 그 규모가 매우 크면서도 시장 확대가 빠른 속도로 진행되고 있으므로, 향후 국가 산업 경쟁력 강화 측면에서, 웨이크-업 기술 상용화는 큰 기여를 할 수 있을 것이라는 점에서 시급성이 높음.

목차 Contents

• 초저전력 웨이크-업 무선센서칩 및 수신기개발...1
• 1. 개 요...2
• 가. 기술 개발 필요성...3
• 나. 기술 개발의 중요성...4
• 다. 국내 기술 현황...5
• 라. 국외 기술 현황...5
• 마. 세계 시장현황 및 전망...9
• 바. 국내 시장현황 및 전망...13
• 2. 기술개발목표...16
• 3. 기술개발의 내용 및 범위...17
• 가. 개발 시스템 개요...17
• 나. 기술 개발의 내용 및 범위...18
• 다. 웨이크-업 래디오 칩 및 수신기 개발 절차...20
• 4. 연구개발 추진결과 및 개발목표 달성도...21
• 가. 연구 개발 추진 결과...21
• 1) 개요...21
• 2) 웨이크-업 수신기 개발...22
• 가) 웨어크-업 수신기 구조 및 웨이크-업 기법...22
• 나) 웨이크-업 수신기 회로 설계...27
• 다) 웨이크-업 수신기 시스템 시뮬레이션...29
• 라) 웨이크-업 수신기 측정 결과...32
• 나. 개발 목표 달성도...35
• 5. 개발결과의 성과...37
• 1) 기술적 성과...37
• 2) 경제.산업적 성과...37
• 3) 활용성과...37
• 6. 향후추진계획...38
• 7. 기술개발목표 대비 실적비교...38
• 개발결과의견서...39