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SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 서론 31
제1절 연구의 목적 및 필요성 34
제2절 연구의 내용 및 범위 37
제3절 보고서 체계 38
제2장 연구 수행 방법 39
제1절 수행 범위 41
제2절 연구 추진 방법 42
제3장 표준화 동향 분석 45
제1절 UWB 및 응용 표준 기술 51
제2절 지그비 및 홈센서네트워크 표준 57
제4장 연구 수행 결과 63
제1절 국외 표준화 제반 활동 65
제2절 국내 표준화 제반 활동 80
제5장 결론 89
참고문헌 93
약어표 99
연구 결과물 목록 103
(표 3.1) WPAN 표준의 비전 및 기대효과 48
(표 3.1.1) 초고속 UWB 기술 요구사항 51
(표 4.2.1) 국내단체 표준 규격안 80
(표 4.2.2) 워크샵 개최 내역 86
(그림 2.2.1) 추진 체계 42
(그림 3.1.1) WiMedia Alliance 조직도 54
(그림 3.1.2) UWB 주파수와 에너지 관계도 55
(그림 3.2.1) 지그비 구성 블럭도 59
(그림 3.2.2) 저속 WPAN의 구성 60
(그림 3.2.3) ZigBee Aliance 조직도 61
(그림 3.2.4) IETF 6LowPAN WG 조직도 62
(그림 4.1.1) Chaotic Pulse 기반 통신시스템 proposal 66
(그림 4.1.2) Robust ranging algorithm 구성도 66
(그림 4.1.3) 텔레콤 응용 SG 요구사항 proposal 67
(그림 4.1.4) 텔레콤 응용 SG 요구사항 proposal 68
(그림 4.1.5) 텔레콤 응용 SG 요구사항 proposal 68
(그림 4.1.6) 텔레콤 응용 서비스 시나리오 proposal 69
(그림 4.1.7) 텔레콤 응용 서비스 시나리오 proposal 70
(그림 4.1.8) Voice over ZigBee 시뮬레이션 기고 71
(그림 4.1.9) Voice over ZigBee 시뮬레이션 기고 71
(그림 4.1.10) Voice over ZigBee 프로파일 요구사항 proposal 72
(그림 4.1.11) Voice over ZigBee 프로파일 요구사항 proposal 73
(그림 4.1.12) Voice over ZigBee 프로파일 요구사항 proposal 73
(그림 4.1.13) VoZ cluster 프로파일 규격 proposal 74
(그림 4.1.14) VoZ cluster 프로파일 규격 proposal 75
(그림 4.1.15) VoZ cluster 프로파일 규격 proposal 75
(그림 4.1.16) VoZ cluster 프로파일 규격 proposal 76
(그림 4.1.17) VoZ cluster 프로파일 규격 draft 77
(그림 4.1.18) VoZ cluster 프로파일 규격 draft 78
(그림 4.1.19) VoZ cluster 프로파일 규격 draft 78
(그림 4.2.1) 지그비 위험감지 디바이스 규격 예시 84
(그림 4.2.2) 지그비 HVAC 인터페이스를 위한 디바이스 규격 예시 85
초록보기 더보기
1. 제목
WPAN 및 홈센서네트워크 표준 개발
2. 연구개발의 목적 및 중요성
가. 연구개발의 목적
u-IT839 의 국가 표준 로드맵으로 추진중인 WPAN 의 국내·국외 표준화와 센싱 및 액츄에이션 등을 통합하는 홈 환경에서의 센서네트워킹 국내·국외 규격 제정 및 지적재산권 확보
- 지그비 기반 홈네트워크에서의 센서네트워킹 응용 프로토콜 표준화
- 저속 WPAN(IEEE 802.15.4/4a/4b)을 위한 무선 전송방식 표준화
- 고속 WPAN 기반의 데이터 전송방식 및 응응 프로토콜 표준화
나. 연구개발의 중요성
o 최근 정보통신환경은 유비쿼터스 네트워크에 대한 요구가 증대하면서 가정내 가전기기, 사무기기 및 각종 정보기기를 근거리에서 배선의 설치없이 신호를 연결시켜줄 수 있는 WPAN(Wireless Personal Area Network)기술이 주목받고 있음.
o WPAN 은10m 내외의 비교적 단거리에서 저전력, 소형, 저가의 개인 무선 네트워크 기술로서 유비쿼터스 네트워킹을 위한 주요 기술이 될 것임.
o 저속 WPAN 은 가정, 사무실 등의 무선 네트워킹에서 10~20m 내외의 근거리 통신 시장과 최근 주목받는 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 기술로서 구현 및 운용·유지를 단순화하고 저전력, 저비용의 하드웨어, 소프트웨어, 응용 프로파일 기술을 정의하고 기기간의 상호 운용성, 보안성 및 시험·인증규격 정의를 목표로 함.
o 2007 년 까지 지그비 기반의 센서네트워크 응용을 위한 프로파일 표준(안)을 개발하여 지그비 얼라이언스를 통하여 국제표준화 추진예정임.
o 지그비 얼라이언스내의 응용프레임워크 그룹내에 새로운 스터디 그룹인 TA(Telecom. Application)에 대한 MRD, TRD 제출을 완료하고 이 분야의 프로파일 표준 작업을 진행하고 있음.
o IEEE 802.15.4, IEEE 802.15.4a 등의 표준기구에 관련 기고를 제출하고 국제 표준활동을 수행하고 있음
3. 연구개발의 내용 및 범위
가. 연구개발의 내용
o 지그비 기반 홈네트워크에서의 센서네트워킹 응용 프로토콜 표준화
- 국제 표준화 회의에 조직적인 참여 및 표준 문서 분석
- IEEE 802.15.4 GTS 기반 데이터 전송 플랫폼연구 및 출품
- ZigBee Alliance의 텔레콤 응용 Task Group 결성 및 프로파일 표준 제정
- 국내 TTA PG304를 통한 지그비 기반 편의성 및 안정성 프로파일 고유표준 제정
- 국내 TTA PG304 를 지그비 디바이스 규격 및 프로파일 국내 정보통신 단체 표준 제정
o 저속 WPAN(IEEE 802.15.4/4a/4b)을 위한 무선 전송방식 표준화
- 900MHz/2.4GHz 대역 저속 WPAN 표준 기고
- IEEE 802.15.4-2006 PHY/MAC 국내 표준
- 저속 WPAN에서의 센서네트워킹 표준 요구사항 규격 제정
- IEEE 802.15.4a의 표준기고에 Chaotic pulse 기반의 통신 시스템 기고
o 고속 WPAN 기반의 데이터 전송방식 및 응용 프로토콜 표준화
- WiMedia UWB PHY 및 MAC 연구
- 무선 USB 규격 연구
나. 연구개발의 범위
본 연구의 수행 업무는 3 년간의 연차별 목표를 세워 진행하고 있으며, 연도별 수행범위는 다음과 같다.
o 1차년도(2005 년)
- 국제 표준화 회의에 조직적인 참여
- lEEE 802.15,4a 에 chaotic 기반의 Merged 전송 프로토콜 국제 표준화 연구 및 표준 문서 작성
- 저속 WPAN에서의 900MHz 및 2.4GHz 대역 표준 방식 제안
- 지그비 기반의 홈센서네트워킹 프로파일 표준 국내초안 제안
- 지그비 Alliance에 GTS 기반의 실시간 데이터 전송 플랫폼 출품 전시
o 2차년도(2006 년)
- 지그비 텔레콤 응용 TG 활동
- 지그비 텔레콤 응용 MRD(Market Requirement Document), TRD(Technical Requirement Document) 공동 작성
- 지그비 응용 프로파일 TTA 단체 표준 제정
- WPAN 및 홈센서네트워킹 기술 국제 표준화 동향 분석 및 국내 보급
- WPAN 표준 기술 워크샵 개최
o 3차년도(2007 년)
- 지그비 Alliance의 텔레콤 응용 프로파일 초안 작성
- IEEE 802.15.4-2006 물리계층 및 MAC 계층 국내 표준 제정
- 저속 WPAN 기반 센서네트워킹 기능 요구사항 국내표준 제정
- WPAN 및 흠센서네트워킹 기술 국제 표준화 동향 분석 및 국내 보급
4. 연구 개발 결과
"WPAN 및 홈센서네트워크 표준개발" 사업은 2005 년부터 2007 년까지 3 년간 총 예산 6.5 억원의 연구비로 수행하였으며, 연구 개발 결과는 다음과 같다.
가. 제 1차년도(2005년)
o WPAN 및 홈센서네트워크 표준 기고서 작성
- IEEE 802.15.4a에 3편의 국제 기고서 발표 및 채택
- TTA PG304 에 지그비 디바이스 객체 및 규격에 관하여 9 편의 국내 정보통신 단체 표준 제안 및 채택
- TTA PG304 에 저속 WPAN을 위한 무선 MAC과 900MHz 및 2.4GHz PHY 규격 국내 정보통신 단체 표준 제안 및 채택
o WPAN 및 홈센서네트워크 논문 발표
- WPAN에서 location awareness 방식 국제논문 발표(ITC-CSCC2005)
- Frame size adaptive MAC 프로토콜에 관하여 국제논문 발표(ICOIN-2006)
- Chaotic UWB 기반의 통신 시스템에 관하여 국제논문 발표(ICCCS-2005)
o WPAN 및 홈센서네트워크 특허 출원
- 지그비 무선통신을 이용한 디스플레이 유니트, 이어폰 및 핸즈프리장치 국제특허(PCT 출원) 및 국내특허 출원
- 센싱정보에 의한 생활가전의 무선 자동제어장치 국내특허 출원
나. 제 2차년도(2006년)
- TTA PG304에 정보통신 단체표준 17건 제안 및 13건 채택
- ZigBee Alliance에 국제기고 2편 기고 및 2편 반영
- APT에 국제기고 1편 기고 및 1편 반영
o WPAN 및 홈센서네트워크 논문 발표 및 게재
- Energy Efficient PNC selection 방법에 대한 국제논문 발표 및 게재(EUC2006, LNCS 4097)
- 저속 WPAN에서의 Frame size Adaptive MAC 프로토콜에 대한 국제논문 게재(LNCS3961)
- 고속 WPAN에서의 Frame size adaptive MAC 프로토콜에 대한 국제논문 게재(ETRI J. Letter)
- 무선 USB 기술 및 WiMedia 표준화 동향 국내논문 게재
- Sensing Information Managing 기번에 관한 국제논문 발표(ICCE2006)
o WPAN 및 홈센서네트워크 특허 출원 및 등록
- UWB 전송방식을 이용한 무선 오디오 송수신 장치 및 방법에 관한 국내 및 국제특허 출원
- 무선 LAN과 무선 USB의 브리지 장치에 대한 국내 및 국제특허 출원
- WPAN 환경에서 물리계층에 독립적인 무선 USB 통신방법 및 장치에 대한 국내특허 출원
o WPAN 표준기술 워크샵 개최(2006.4)
다. 제 3차년도(2007년)
- ZigBee Alliance에 국제 표준 3편 기고 및 반영
- APT SG2에 국제 표준 1편 기고 및 반영
- 국내 TTA에 3편 기고 및 제정
- ZigBee 응용을 위한 웨이블렛 변환 기반 오디오 데이터 전송방식 국내논문 게재(대한 임베디드 공학회 논문지)
- Selection of serving PNCs based on measured FER within IEEE 802.15.5, 국제논문 발표(ICCIT07)
- Simulation and Implementation of Voice-Over-Ieee802.15.4 LR-WPAN -국제논문 발표(ICCE2008)
- 센서기반 홈네트워크 시스템의 센싱정보 관리 장치 및 방법 외 1건 국내특허 등록
- 지그비를 이용한 이동통신단말기의 핸즈프리 기능제공장치 및 방법 외 1건 국내특허 등록
5. 활용에 대한 건의
o IT839 신성장 동력산업의 홈네트워크 구축을 위한 네크워킹 기술로 활용
o 유비쿼터스 네트워킹 및 컴퓨팅 기술의 응용서비스 프로파일 및 전송규격 자료로 활용가능
o 고속을 요구하는 응용 저비스(VoD, 원격강의)의 이더넷 스위치와 파일 서버간의 고속 네트워킹 표준 규격으로 활용
o 모바일, 가전, 컴퓨터 등의 다양한 디바이스와 연동 가능한 WPAN 및 홈센서네트워킹 구축에 활용
o 홈자동화, 산업자동화 등과 같은 다양한 자동화 시스템 구축에 활용 가능
o 통신 사업자 또는 응용 서비스 등의 장기 투자 계획 수립 및 연구 개발 기획에 활용
6. 기대효과
o WPAN 표준화는 사용의 편리성, 호환성 및 저가격 등의 장점으로 인하여 유선 LAN의 대체와 무선인터넷 서비스의 사용 확대를 촉진시킬 것이고, 개인 단말 및 가전기기의 네트워크화와 특정 응용 중심의 센서네트워크 개발 및 적용을 가속화하여 궁극적으로 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 연구개발 및 조기 구축을 촉진하는 역할을 하게 될 것임.
o WPAN 및 홈센서네트워크 표준화는 ZigBee 응용에 활용되어 정부 시책으로 추진 중인 1,000 만 가구에 홈네트워크 보급에 사용될 각종 제어와, 물류/유통 등에 사용 가능한 텔레매틱스 단말에 응용이 가능하다. 또한, 유비쿼터스 센서네트워크의 구축으로 국가 전체 총생산, 부가가치 창출효과 등이 증대되고 홈네트워크, 텔레매택스, USN 산업 등에서 각종 정보통신기기에 장착이 가능하고 서비스를 제공함으로써 산업 간의 시너지 효과를 발생시킬 것이며, 국민의 안전 및 복지를 향상시키는 데에도 도움을 줄 것으로 판단됨
o ZigBee Alliance 의 TA 응용은 모바일폰 및 gateway 네트워크와 연동되는 표준을 정의하는 기술로서 최근 이동통신 위주의 모바일폰에서 유비쿼터스 단말기로의 진화를 추구하는 응용개발 업체와의 공동 노력에 의하여 큰 시장을 창출할 것으로 예측됨.
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