초록 ▼

5. 기대 효과
● 기술적 측면
무선통신 시장에서 무선 LAN(IEEE 802.11)과 블루투스가 발전을 거듭하고 있으며, 무선LAN이 대표주자로 표준이 적용되고, 사무실, 가정, 공공의 장소로 그 적용 범위를 넓혀가고 있고, 블루투스 또한 휴대폰, 카메라, PC, 자동차. VTR등에 탑재되고 있는 추세로 그 응용폭을 넓혀가고 있으며 우선 LAN과 블루투스가 WPAN영역에서 주류를 이루고 있는 시점에서 소비전력과 대역폭에서 많은 장점을 가지는 UWB(Ultra Wide Band)의 등장으로 WPAN 영역은 더욱 활발해질

5. 기대 효과
● 기술적 측면
무선통신 시장에서 무선 LAN(IEEE 802.11)과 블루투스가 발전을 거듭하고 있으며, 무선LAN이 대표주자로 표준이 적용되고, 사무실, 가정, 공공의 장소로 그 적용 범위를 넓혀가고 있고, 블루투스 또한 휴대폰, 카메라, PC, 자동차. VTR등에 탑재되고 있는 추세로 그 응용폭을 넓혀가고 있으며 우선 LAN과 블루투스가 WPAN영역에서 주류를 이루고 있는 시점에서 소비전력과 대역폭에서 많은 장점을 가지는 UWB(Ultra Wide Band)의 등장으로 WPAN 영역은 더욱 활발해질 전망이다.
UWB는 FCC (Ferderal Communication Commission 미 연방위원회)에서 당초 군사적 목적으로 개발되었고 광대역의 주파수 대역으로 인해 기존의 네트워크와의 충돌 문제로 상업적인 사용을 금지해 왔으나 2002년 2월 상업적인 사용을 허가함으로써 본격적으로 상용화의 기반을 마련하게 되었고 FCC는 UWB를 '중심주파수의 20% 이상의 점유대역폭을 차지하거나 500MHz 이상의 점유 대역폭을 차지하는 무선전송 기술'로 정의한 바 있으며, 이에 따르면 대역폭만 500MHz 이상 확보한 기존 캐리어 변조 기술도 UWB 기술로 구분이 가
능해 졌다. UWB는 일반적으로 3. 1 ~ 10.6GHz 대역에서 100MBps 이상의 속도로, 기존의 스펙트럼에 비해 매우 넓은 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 초고속 통신을 실현하는 근거리 무선통신기술로 규정되었다. 때문에 UWB 시스템은 매우 짧은 펄스를 이용한 레이더에서 진화하여 통신에 적용된 방식으로 짧은 펼스에 의한 분해능을 이용하여 cm정도의 정밀도를 구현 할 수 있으며, 투과성이 좋아 건물 내의 벽이나 비금속 칸막이 통을 통과할 수 있고 음영지역에서도 사람이나 사물의 위치를 파악할 수 있으며, 정확도가 높아서 위치인식에 사용될 경우 많은 장점을 가질 것으로 기대되고 있다.
ToA, TDoA. AoA방식을 위치추적에 사용할 경우 직접파의 도달시간이 위치정보를 갖고 있기 때문에 다른 경로를 통해 들어오는 멀티패스 성분과 정확히 구분하는 것이 매우 중요함함. UWB가 기존 통신에 비해 유리한 이유는 공간 정밀도(space resolution) 가 높아, ToA를 정확히 추정할 수 있기 때문 이다.
● 경제적 측면
지금 개발되고 있는 Wireless USB 형태가 주류를 이루고 있으며 이 근거리(WPAN)의 장비 시장을 살펴보면, W-USB (Wireless USB) 기술이 개발되면서 UWB와 W-USB가 결합된 제품이 시장의 주요 트랜드를 형성하고 있으며, 인텔사에 의해 주도된 W-USB는 인텔사에서 호스트를 제공하고 UWB칩 공급자들은 W-USB의 디바이스 파트를 개발하여 인텔사의 호스트에 호환이 되도록 제품을 개발하고 있다. 국내에서는 유비콘에서 W-USB 칩 (UB8000)을 개발완료 하였고, 기존의 MB-OFDM UWB PHY칩과 호환생 테스트도 완료되었으나. 현재 관련시장이 기대수준만큼 성장하고 있지 않다.
세계적으로는 Aleron사에서 MB-OFDM 칩 개발을 선도하고 있고, 현재는 BandGroup 6를 지원하는 AL5000시리지를 출시하였고, 후발주자인 네트워크 인터페이스 카드업계의 선두주자인 리얼텍사는 베이스밴드와 RF파트를 원 칩화한 칩을 출시하였다.
이러한 대부분의 메이커가 근거리 통신용으로 개발에 참여하고 있으며, 당사가 개발중인 IR-UWB 개념의 장비는 미국이나 유럽일부에서 군사용으로 개발되고 있다. UWB의 고유특성인 측위의 정확성 때문에 철도 폐색회로, 다중 집합장소의 인적자원 활용, 재난 재해 시 측위에 적합한 Solution으로 향후 척용 범위가 무한하다고 하겠다
● 향후계획
IR-UWB 기반 휴대용 아군 식별 장비는 정밀한 측위가 요구 되는 장소나 장비에 유용하게 적용할 것으로 사료되고, 아동이나 노약자등 사회 약자들의 사회 안전망 구성, 산업체의 산업재해 및 보안에 일익을 담당할 것으로 생각 된다. 병사통신 장치는 전장에서 제빙이나 도, 감청의 위험성을 획기적으로 줄여 차세대 소부대 통신장치로 적용이 가능하며, 도심의 비정규전등에 비화 통신용으로 요인 경호동에 적용이 우수하다. 또한 응용연구 및 시험개발단계에서는 개발 제시된 One Chip RF Module의 결과물과 일련의 시험들로 국제적으로 경쟁력있는 UWB Chipset을 여러 다른 시회현장에 적용하여 고 부가가치를 창출하리라고 사료된다.

목차 Contents

• 제 출 문 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 5
• 표 차례 ... 6
• 그림 차례 ... 8
• 제 1 장 서 론 ... 17
• 제 1 절 연구개발 개요 ... 17
• 제 2 절 시스템 개요 ... 18
• 제 3 절 시스템 구성 ... 18
• 제 4 절 UWB 성능 분석 ... 18
• 제 5 절 과제개요 및 연구배경 ... 19
• 1. 연구배경 및 중요성 ... 19
• 2. 연구의 필요성 ... 20
• 제 6 절 연구목표 및 범위 ... 21
• 1. 연구 목표 ... 21
• 2. 연구 내용 및 범위 ... 21
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 23
• 제 1 절 UWB 기술 개발 현황 ... 23
• 1. 국내 기술현황 ... 23
• 2. 국외 기술현황 ... 23
• 제 2 절 병사 통신 ... 31
• 1. 병사통신 기술 개발 현황 ... 31
• 제 3 절 피아식별 ... 32
• 1. RTLS 기술 개발현황 ... 32
• 2. 연구결과가 기술개발현황에서 차지하는 위치 ... 33
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 ... 34
• 제 1 절 성능분석 연구수행 내용 ... 34
• 1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 34
• 2. 연구수행 내용 ... 35
• 제 2 절 UWB 기반 휴대용 병사통신 장비 ... 55
• 1. 요구사항 정의 및 규격 ... 56
• 2. 시스템 설계 ... 57
• 3. Test 결과물 ... 151
• 4. PHY & RF Module 연동테스트 ... 172
• 5. Antenna Test ... 173
• 6. RF와 MAC & PHY 연동 Test ... 177
• 7. RF 모듈과 MAC & PHY 연동 Test ... 180
• 8. 네트워킹 Test ... 181
• 제 3 절 UWB기반 피아식별 시스템 ... 195
• 1. 요구사항 정의 및 규격 ... 195
• 2. 시스템 설계 ... 202
• 3. 시스템 구현 ... 274
• 4. 시뮬레이션 및 시험 결과 ... 277
• 5. RTLS 피아식별 ... 285
• 제 4 절 통합 Test ... 295
• 1. 근거리 고속 통신 Test ... 295
• 2. 음성, 단문 메시지 테스트 ... 299
• 3. RTLS Test ... 306
• 4. AD-BOC Test ... 310
• 제 4 장 연구 개발 목표 달성도 및 대외기여도 ... 317
• 제 1 절 병사통신 시스템 ... 317
• 1. 1단계 연구개발 목표 ... 317
• 2. 1단계 연구 개발 달성도 ... 317
• 3. 관련분야 기술발전에의 기여도 ... 321
• 4. 관련분야 기술발전에의 기여도 ... 321
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 323
• 제 1 절 추가연구의 필요성 ... 323
• 제 2 절 타연구에의 응용 ... 323
• 제 3 절 기업화 추진방안 ... 323
• 제 6 장 참고문헌 ... 324
• 끝페이지 ... 326