초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 미래 스마트월드에서 예상되는 초대량 사물통신(Massive IoT) 환경에서 광역 커버리지를 제공하는 셀룰러 네트워크 기반의 동적/적응형 네트워크 설계 및 저전력 무선접속 기술을 연구한다. 연구기간 동안, 셀룰러 IoT 표준 기술을 개선하여 5G 네트워크 환경으로 발전시키고, 동적 IoT 환경을 위한 셀룰러 기반 저전력 네트워크 구성기술을 제안하며, 5G IoT 진화기술 고도화 및 산업형 IoT를 위한 저지연/고신뢰 네트워크 기술로 확장한다. 본 연구의 결과물은 5G 및 그 진화 시스템의 표준규격에 반영

□ 연구개요
본 연구는 미래 스마트월드에서 예상되는 초대량 사물통신(Massive IoT) 환경에서 광역 커버리지를 제공하는 셀룰러 네트워크 기반의 동적/적응형 네트워크 설계 및 저전력 무선접속 기술을 연구한다. 연구기간 동안, 셀룰러 IoT 표준 기술을 개선하여 5G 네트워크 환경으로 발전시키고, 동적 IoT 환경을 위한 셀룰러 기반 저전력 네트워크 구성기술을 제안하며, 5G IoT 진화기술 고도화 및 산업형 IoT를 위한 저지연/고신뢰 네트워크 기술로 확장한다. 본 연구의 결과물은 5G 및 그 진화 시스템의 표준규격에 반영될 수 있는 핵심기술이고, 5G 네트워크의 구축, 운용, 최적화를 위한 세계적인 기술경쟁력 확보에 기여하며, 이를 통해 셀룰러 IoT 네트워크 분야를 선도할 수 있는 기반을 마련할 수 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
정보통신기술을 기반으로 다양한 사물을 인터넷으로 연결하는 사물 인터넷(IoT, Internet of Things)은 다양한 분야에서 그 발전 가능성이 매우 높다. 특히, 셀룰러 네트워크는 넓은 커버리지와 단말 이동성 지원을 효율적으로 지원하면서 미래 IoT 네트워크 환경의 매우 중요한 인프라를 구성할 것이기 때문에, 본 연구에서는 미래 스마트월드에서 예상되는 Massive IoT 환경을 위한 셀룰러 네트워크 기반의 동적/적응형 네트워크 설계 및 저전력 무선접속 기술을 3년간 단계적으로 연구하였다.
- 1차년도: 5G 네트워크 환경을 위한 셀룰러 IoT 개선 기술을 연구하며, 대량 MTC를 지원하는 효율적인 부하분산 및 혼잡제어, 셀룰러 NB-IoT 통신 프로토콜 최적화, 5G MTC를 위한 저전력 전송 기술을 포함한다. 대표적으로, 대량 MTC 부하분산 및 혼잡제어 기술로 대량 랜덤액세스 절차의 문제점을 분석하고 이에 대한 해결책을 제시하여 연구목표를 달성하였다.
- 2차년도: 동적 IoT 환경을 위한 셀룰러 기반 저전력 네트워크 구성 기술을 연구하며, Massive MTC를 위한 동적 셀 구성, 5G 다중접속 기술을 이용한 상위 프로토콜 저전력 기술, 5G 고주파수 대역 저전력 네트워크 구성 기술을 포함한다. 대표적으로 다양한 IoT 네트워크 환경을 위한 시뮬레이션 환경으로 확장하여 계층간 부하 분산 및 이동성 지원에 대한 다양한 측면의 연구를 진행하면서 연구목표를 달성하였다.
- 3차년도: 셀룰러 기반 5G IoT 진화 기술과 산업형 IoT 기술을 연구하고, 5G IoT 진화 네트워크 기반의 서비스 고도화, 광역 셀룰러 IoT를 위한 극한 커버리지 확대, 산업형 IoT 무선접속 기술을 포함한다. 대표적으로, 1차년도와 2차년도에 진행한 클러스터 기반의 multi-hop mesh 기술과 릴레이/D2D를 결합한 커버리지 확대 기술과 함께 산업적 활용도가 높은 저지연/고신뢰 산업형 IoT 지원을 위한 다중접속 및 스케줄링 기술 연구를 진행하면서 연구목표를 달성하였다.
종합적으로, 연구기간 사사가 표기된 실적을 기준으로 국내 학술대회 9편을 발표하였고, 초고속 셀룰러 네트워크의 성능을 분석하기 위한 시뮬레이션을 구현하였으며, 이 과정을 통해 연구자들의 시스템에 대한 이해를 높이고 표준규격 문서를 분석할 수 있는 능력을 함양하였다. 더불어, 학부 및 석사 과정 학생들의 교육에 필요한 교육자료를 발표형과 서술형으로 작성하여 무선통신과 IoT 기술에 대한 체계적인 전문가 양성을 준비하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구과제는 초대량 IoT 환경에서 셀룰러 기반의 동적/적응형 네트워크 설계 및 저전력 무선접속 기술을 연구하기 때문에, 이를 통해 도출된 다양한 성과는 5G 네트워크 및 그 진화 시스템의 핵심 기술로 활용될 수 있고 미래 IoT 기술에 대한 국제적인 경쟁력 확보에 기여할 수 있다. 본 연구의 도전적인 주제들은 아직 체계화되지 않은 미래 셀룰러 IoT의 연구 주제로서 타 연구자들이 참고할 수 있는 좋은 시발점이 될 것으로 기대한다. 산업체와의 연구 협력을 통해 참여 연구원들이 미래 표준 및 셀룰러 IoT 전문가로 성장할 기회를 제공할 수 있다. 더불어, 해외 및 글로벌 IoT 환경을 반영하여 보편적이고 산업적으로 의미가 있는 논문과 특허로 발전시킬 수 있을 것으로 기대한다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 12
• 끝페이지 ... 12