초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
본 연구의 목표는 진정한 IoE를 가능하게 하는 차세대 모바일 및 IoT 시스템을 위한 향상된 통신기술을 확보하는 것이다. 현재 사용되고 있는 5G 이동통신은 단순히 Capacity 향상의 목표를 넘어 URLLC 및 mMTC 까지 확장되는 개념으로 발전되고 있다. 그러나 5G가 근본적으로 추구하는 진정한 IoE 서비스는 아직 실현되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 IoE 서비스를 가능하게 하는 새로운 통신기술을 확보하는 데 초점을 맞춘다.

○ 전체 내용
5G 이동

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
본 연구의 목표는 진정한 IoE를 가능하게 하는 차세대 모바일 및 IoT 시스템을 위한 향상된 통신기술을 확보하는 것이다. 현재 사용되고 있는 5G 이동통신은 단순히 Capacity 향상의 목표를 넘어 URLLC 및 mMTC 까지 확장되는 개념으로 발전되고 있다. 그러나 5G가 근본적으로 추구하는 진정한 IoE 서비스는 아직 실현되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 IoE 서비스를 가능하게 하는 새로운 통신기술을 확보하는 데 초점을 맞춘다.

○ 전체 내용
5G 이동통신은 최초 eMBB, URLLC, mMTC를 모두 지원하는 것을 목표로 하였으나 현재 상용화되고 있는 시스템의 경우 eMBB 및 URLLC에 대부분 집중되고 있으며, mMTC의 경우 아직 활성화가 제대로 되지 않고 있다. 진정한 IoE 시나리오를 위해서는 mMTC와 관련된 기술의 혁신이 요구된다. 이러한 혁신을 이끌 수 있는 기술 중 하나가 Ambient Backscatter 기술이다. 이 기술은 저비용, 저복잡도, 무전원 특성을 가지므로 정보전송이 요구되는 다양한 사물이나 동물 등의 모든 것에 간단히 결합하여 사용할 수 있으며, 이는 모든 것들이 유기적으로 연결되어 소통하며 인류의 삶을 개선하는 IoE 시대를 열게 할 것이다. 본 연구에서는 이와 같은 차세대 이동통신의 핵심 기술을 확보하기 위하여 장거리, 고속, 고성능 통신이 가능한 Ambient Backscatter에 대한 연구를 수행한다.

○ 1년차
● 목표
새로운 시나리오, 사용 사례, 기술 요구 사항 및 KPI 조사 및 검증, 개선된 Ambient Backscatter를 위한 변조 및 코딩 기술 확보, 다중 대역 및 다중 Ambient 신호 활용 기술 확보, 대규모 Ambient Backscatter를 위한 개선된 다중접속기술 확보.
● 내용
- Ambient Source Analysis
- Adaptive Modulation according to Ambient Source
- Ambient Transmitter Interference Analysis and Compensation
- Multi-Band Antenna Configuration
- Multi-Band Filtering Circuit
- Multi-Band Energy Harvester Circuit
- Multi-user Backscatter Channel Analysis
- TDMA, FDMA for Backscatter
- NOMA, IDMA for Backscatter

○ 2년차
● 목표
새로운 시나리오, 사용 사례, 기술 요구 사항 및 KPI 조사 및 검증, 개선된 Ambient Backscatter를 위한 변조 및 코딩 기술 확보, 다중 대역 및 다중 Ambient 신호 활용 기술 확보, 대규모 Ambient Backscatter를 위한 개선된 다중접속기술 확보.
● 내용
- High-Order Load Modulation Circuit for m-PSK and m-QAM
- Advanced Chirp Spread Spectrum Modulation
- Advanced Chirp Spread Spectrum Demodulation
- High-Order Load Modulation Circuit for Chirp Spread Spectrum
- Multi-Band Load-Modulation Circuit
- Multi-Band Impedance Matching
- MIMO Utilization for Multi-User Backscatter
- Advanced Backscatter Signal Sensing based on Power Level
- Advanced Belief Propagation Algorithm

○ 3년차
● 목표
새로운 시나리오, 사용 사례, 기술 요구 사항 및 KPI 조사 및 검증, 개선된 Ambient Backscatter를 위한 변조 및 코딩 기술 확보, 다중 대역 및 다중 Ambient 신호 활용 기술 확보, 대규모 Ambient Backscatter를 위한 개선된 다중접속기술 확보.
● 내용
- Doppler Frequency Shift Compensation for Backscatter Channel
- Channel Coding and Modulation Combination for Backscatter
- Multi-Band Modulation for Multiplexing
- Multi-Band Demodulation for Multiplexing
- Multi-Band Modulation for Diversity
- Multi-Band Demodulation for Diversity
- Advanced Practical Parallel Decoding
- Advanced Fully Asymmetric Constellation with Viterbi decoding
- Synchronous and Asynchronous Multiple Access

□ 연구개발성과
3년간의 연구를 수행하여 초기 목표치를 초과하는 논문 및 국제 학술대회 발표 실적을 달성하였다. 세부적으로 SCIE급 논문 9편, 국내 논문지 12편, 국제학술대회 발표 38건의 실적을 확보하였다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
본 연구에서는 차세대 모바일 및 IoT 기기들을 효과적으로 지원하기 위하여 배터리가 없는 환경에서 최소한의 장치구성으로 고속, 장거리, 다중유저지원, 보안 특성을 가지면서 효율적으로 정보를 전송할 수 있는 통신기술을 연구한다. 이러한 특성은 Ambient Backscatter 기술의 확장 연구를 통해 실현될 수 있다. 이 기술은 다양한 센서 네트워크에 활용될 수 있다. 이 기술이 모바일 장치에 내장될 경우 스마트 기기는 상향링크에 엄청난 전력을 절약하고 기기의 배터리 라이프를 크게 증가시킬 수 있다. 현재 유저가 매우 많은 모바일 단말기에 이 기술이 적용될 경우 Backscatter 수신기 역시 기하 급수적으로 늘어날 수 있다. Backscatter 수신 네트워크가 강력하게 구성되면, 매우 많은 기기 및 시나리오에 Ambient Backscatter가 적용될 수 있으며, 관련 산업의 폭발적인 성장이 예상된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 13
• 1) 연구수행 결과 ... 13
• 2) 목표 달성 수준 ... 28
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 29
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 29
• 2) 자체 보완활동 ... 29
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 29
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 29
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 30
• 참고문헌 ... 31
• 끝페이지 ... 32