초록 ▼

연구개발 목표
o 원거리(LOS 최대 20 km이상, NLOS 최대 1 km이상)를 지원하고, 여러개의 링크를 통해 기지국 (매크로셀/스몰셀)에 데이터를 전송할 수 있는 비면허 5 GHz 주파수 대역의 2기가비트(Gbps)급 PtP/PtMP 무선백홀 시스템 개발

연구개발 내용
- IEEE 802.11ac를 활용한 원거리(20 km이상@LOS,1 km이상 @NLOS) 2 Gbps 전송 기술 개발
- 다중 스몰셀 지원 멀티 아날로그 빔포밍 기술 개발
- 아날로그 빔포밍 지원 RFIC 기술 개발
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연구개발 목표
o 원거리(LOS 최대 20 km이상, NLOS 최대 1 km이상)를 지원하고, 여러개의 링크를 통해 기지국 (매크로셀/스몰셀)에 데이터를 전송할 수 있는 비면허 5 GHz 주파수 대역의 2기가비트(Gbps)급 PtP/PtMP 무선백홀 시스템 개발

연구개발 내용
- IEEE 802.11ac를 활용한 원거리(20 km이상@LOS,1 km이상 @NLOS) 2 Gbps 전송 기술 개발
- 다중 스몰셀 지원 멀티 아날로그 빔포밍 기술 개발
- 아날로그 빔포밍 지원 RFIC 기술 개발
- 고효율, 고이득, 고지향성 128개 편파 어레이 안테나 기술 개발
- 원거리 지원 latency time 제어 기술 개발
- 다중 링크지원 NMS(Network Management System) 기술 개발
- 비면허 대역 활용 IEEE 802.11ac 기반 무선백홀 시스템 개발

연구개발성과
[Product]
- 고효율, 고이득, 고지향성 128개 편파 어레이 안테나 (HW)
. 21dBi 고이득의 + 2편파안테나 및 x 2편파안테나 개발
. 각 편파간 격리도 목표 달성(23dB 이상)
. +, x 편파를 동시 적용한 4편파 안테나 구현

- 아날로그 빔포밍 지원 RFIC 칩 (HW)
. TSMC 0.13um 공정을 이용한 vector modulator, LNA, RF switch 등 요소블록 및 Phase shifter, Attenuator를 이용한 RF 빔포밍 Proto RFIC 칩 제작
. Phase shifter 및 Attenuator 개발 목표사양 달성
. 상용 discrete 부품 대비 양산성 개선 및 재료비 절감 예상
. 향후 아날로그 빔포밍 기술 및 부품 별도 사업화

- 아날로그 빔포밍 제어 FPGA 보드 (HW+SW)
. 아날로그 빔포밍을 위한 빔포밍 블록 개발
. 빔포밍 제어보드, 정합보드, PSM 으로 구성
. 1차년도 8*1 빔포밍 기능 구현

- 아날로그 빔포밍 제어 알고리즘 (SW)
. 빔제어를 위한 phase와 attenuation weight 값을 결정하는 알고리즘 개발
. 초기 link setup을 위한 auto scan 서비스
. 기본적인 빔포밍 제어 명령 서비스

- 통합 모뎀 보드 (HW+SW)
. 퀄컴의 CPU(IPQ8064)와 모뎀(QCA9980)을 적용한 통합보드
. 4x4 MIMO 지원, 802.11ac 지원, 80MHz BW 지원
. AccessPoint/Station 용 프로그램 적용

- 다중 링크지원 NMS 시스템 (서버 탑재형 SW)
. SNMP v,2 표준 프로토콜 지원
. 장비정보, 장애정보, 장비성능정보 및 사용자 목록 제공
. 아날로그 빔포밍 alignment 정보확인, 작업내용 log 기능
. MAP을 통한 장비위치확인, GUI 인터페이스 지원

- 무선 백홀 기지국 (SYS)
. LOS 10Km 이격 서비스 및 nLOS 500m 이격 서비스 지원
. 최대 link rate 1Gbps 제공
. 4x4 MIMO 최초 상용화 도전
. 기구물 개발은 2차년도에 실시 예정
. EIRP 43dBm 옥외향 점대점 백홀 시스템 (출력: 최대 22dBm)

활용계획 및 기대효과
(1) 기술적 측면

o 6 GHz 이하 대역에서의 Gbps급 전송기술 확보(80 MHz 채널당 1.7 Gbps 전송 가능)로 NLOS가 지원되는 FrontHaul 용 장비확보 및 NLOS가 요구되는 스몰셀용 백홀 장비로 활용 가능

o 빔 포밍된 저전력 송신으로 ISM 밴드내 주파수 간섭 영향이 적어 주파수 재사용율 극대화 가능 (최대 출력 200 mW)

o 위상분할방식의 동기 MIMO 안테나 기술과 빔포밍 시스템 기술의 융합을 통한 안테나 기술의 성능 극대화(성능 향상 치 설명)및 안테나 크기 축소()로 설치용 타워 건설 부담 완화

(2) 경제적, 산업적 측면

o 국내 모바일 백홀망의 마이크로웨이브 장비는 모두 외산 장비로 ‘17년부터 4년간 450 억원의 수입 대체 효과 예상 (시장 점유율 10% 추정)

o 글로벌 마이크로웨이브 장비시장에서 1%의 시장 점유를 목표하여 ‘17년부터 4년간 약 2 억불 수출 증대 효과 예상

o 802.11 계열의 기술 활용으로, 모뎀, RFIC, 안테나 등 관련 부품/모듈 산업 생태계 활성화에 기여

(3) 사회적 측면

o 자유로운 백홀망 구축으로 도서지역, 산간지역등 이동통신 망구축 소외지역까지 커버리지를 확대하여 국민에게 통신의 보편적 서비스 확대

o 비면허 대역의 무선자원 활용으로 점진적으로 확대되고 있는 이동통신망의 주파수 추가 확보 요구에 대응 용이

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 정보통신·방송 연구개발 (1연차·○단계) 보고서 ... 2
• 제 출 문 ... 3
• 목차 ... 4
• 국문요약문 ... 5
• 1. 연구개발 목표 ... 10
• 가. 최종 목표 ... 10
• 나. 당해 (연도·단계) 연구개발 목표 및 결과 ... 10
• 2. 연구 범위 및 연구 수행 방법 ... 25
• 3. 연구개발 목표의 달성도 및 자체 평가 ... 31
• 가. 연구개발성과 및 평가 방법 ... 31
• 나. 당해 (연도·단계) 정량적 연구성과 목표 및 달성도 ... 32
• 다. 당해 (연도·단계) 질적 성과 목표 및 달성도 ... 33
• 4. 연구개발성과 ... 34
• 가. 지식재산권(특허, 실용신안, 의장, 디자인, 상표, 규격, 신품종, 프로그램) ... 34
• 나. 국내/해외 논문 게재 ... 34
• 다. 국내 및 국제학술회의 발표 ... 35
• 라. 표준화 ... 35
• 마. 기술 거래(이전) 등 ... 35
• 바. 사업화 투자 실적 ... 35
• 사. 사업화 현황 ... 35
• 아. 저작권(소프트웨어, 서적 등) ... 35
• 자. 생명자원(생물자원, 생명정보)/화합물 ... 36
• 차. 전문 연구 인력 양성 ... 36
• 카. 산업 기술 인력 양성 ... 36
• 타. 기술요약정보 ... 36
• 하. 보고서 원문 ... 36
• 5. 구매 금액이 3천만원 이상인 연구시설·장비 구축 현황 ... 37
• 6. 연구개발비 집행 실적 ... 38
• 7. 연구 수행에 따른 문제점 및 개선 방향 ... 44
• 8. 중요 연구 변경 사항 ... 44
• 9. 기타 건의 사항 ... 44
• 붙임1. 자체 보안관리 진단표 ... 45
• 붙임2. 연구실 안전조치 이행표 ... 46
• 끝페이지 ... 51