Introduction to LoRaWAN (Design Overview & Implementation Report)

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영진 도
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1 IoT 등신산업활성화를위한전파진입규제완화방안세미나 드론, IoT, 원격진료등신산업 분야의주파수특성및수요현황 인천대학교임베디드시스템공학과 황광일

2 목차 왜무선전파는규제및관리되어야하는가? 주파수할당 vs. 비면허대역 신산업등장과주파수수요 드론 : 주파수사용특징및수요 IoT: 주파수사용특징및수요 원격진료 : 주파수사용특징및수요 신산업관련최근주파수분배및공급현황

3 무선통신의특징 유선 (wire) 을통하지않고, 전파 (RF) 를통해정보를전달하는기술 전방향 (Omni-directional) 성

4 무선통신의특징 (Cont d) 주파수대역에따른특성이상이

5 무선통신의특징 (Cont d) 주변환경의영향에크게영향을받음 Shading, Multipath Fading, Delay spread 등

6 무선통신의특징 (Cont d) 간섭 (Interference) 에노출되어있음 다른기기에의한간섭 이기종의통신시스템에의한간섭 Node 1 Node 2 Node 3

7 전파규제관리의필요성 기본적으로기기간혼신 ( 간섭 ) 방지를위한기술적규제 배타적주파수배분및할당 한정된국가자원인주파수의효율적활용방안수립 전파법 : 전파의효율적인이용및관리에관한사항을정하여전파이용과전파에관한기술개발을촉진함으써전파관련분야의진흥과공공복리의증진에이바지함을목적으로하는전파관련기본법.

8 주파수할당 vs. 비면허대역 주파수할당 사업의용도로정한주파수를특정인에게할당하려는경우에는해당주파수할당이기간통신사업등에미치는영향을고려하여할당을신청할수있는자의범위와할당하는주파수의용도및기술방식등대통령령으로정하는사항을공고하여야한다. 대가에의한주파수할당 심사에의한주파수할당 비면허대역 (Unlicensed ISM band) 신고하지아니하고개설할수있는무선국 적합성평가를받은무선기기로서다른무선국의통신을방해하지아니하는출력의범위에서사용할목적으로미래창조과학부장관이용도및주파수와안테나공급전력또는전계강도등을정하여고시하는무선기기

9 신기술등장과주파수수요 최근 IT 기술의급속한발전으로인해다양한신산업관련한주파수수요예상 IoT, 드론, 원격진료, 자율주행자동차 신산업관련주파수활용특징 단일기술이아닌다양한기술이융합된새로운서비스형태 Embedded System 기술 + 무선통신기술 + 센싱기술 + 데이터분석 / 예측기술등 새로운주파수대역의무선기술활용 위성제어용드론주파수 (by WRC-15), 충돌방지레이더 (77-81 GHz ) 등 글로벌표준화기반 상호호환성 (Interoperability), Global Market Target, Fast Chipset Manufacturing 기존의주파수대역의효율적인재사용기술 ISM 밴드활용극대화, Cognitive Radio

10 드론 (Drone) 드론은군사적목적으로시작하였지만현재는오픈소스드론의영향으로방송촬영, 통신중계, 농업, 정찰, 배송, 레저등의산업및민간분야로시장을급속도로넓혀나가고있음. 드론활용의장점 원격조종이가능하고드론에부가적인기기를부착하여운용가능 온도나조도센서, 산소및이산화탄소농도센서를비롯하여 GPS, 카메라, 초음파장비까지필요에따라선택가능 무선통신을이용하여드론은사진이나동영상등의임무수행결과를지상으로전송할수있고, 지상관제시스템은원격측정 (Telemetry) 을통해측정한센서값을확인하거나조정

11 드론의구성 드론 ( 임무수행체 ) 지상관제시스템 (GCS, Ground Control System) 무선통신시스템 제어, 임무전달 결과전송

12 드론의무선통신 민간드론제어용무선통신 Bluetooth or ZigBee (2.4GHz): 단거리저전력통신 ( 거리의제약 ) Wi-Fi(IEEE a/b/g/n): 2.4GHz or 5GHz 단일채널로제어신호및실시간영상전송가능 출력범위제약및간섭문제심각 셀룰러통신 ( 이동통신망 ) 장점 : Handover 지원, 고속데이터전송 단점 : 통신사와연계필수및통신료 위성통신 중계소역할을담당하는인공위성을통해장거리통신수행 1GHz 이상의높은마이크로파사용으로고속, 대용량전송가능 전파의왕복시간이길어지연발생가능성

13 드론전용주파수현황 드론의수요와관련산업의성장에도불구하고, 사용주파수대역및관련규제가지역 ( 국가 ) 별로상이하여드론전용주파수대역에대한표준화진행중 ITU(International Telecommunication Union) 산하 WRC(World Radio Conference) 에서무인항공기제어용주파수요구사항및신규분배논의 WRC-15: 이동통신, 과학, 위성, 항공, 해상에서 5.6GHz폭의신규주파수분배 12.2 ~12.75GHz, 29.5 ~ 30GHz 대역이위성기반무인항공기제어용주파수로분배 무인항공기지상제어전용주파수국내허용 5,030 ~ 5,091MHz 전송출력 : 10mW 10W까지허용

14 IoT IoT is not a Technology but a Paradigm

15 IoT 관련무선통신 IoT Application 또는서비스제공을위해기존의무선기술 ( 표준 ) 이용 NFC or RFID 소출력무선기술 Bluetooth, ZigBee (IEEE ), Wi-Fi Mobile Networks 4G, 5G IoT 서비스전용의새로운표준대두 LPWAN LoRaWAN, Sigfox, LTE-m, NB-IoT

16 원격진료 IT 기술기반의의료기기를통해환자의건강상태정보를획득또는응급상황발생시적절한조치 체내이식무선의료기기 심장박동모니터, 인공심장박동기, 약물주입펌프등 장애보조용무선의료기기 무선보청기등 U-Health 원격의료및건강관리서비스 원격진찰및처방

17 원격진료주파수현황 체내이식무선의료기기 MICS(Medical Implant Communication System) 용으로분배된 MHz대역 주파수가사용 약물주입펌프 삽입형인공심박동기서비스

18 장애보조용의료기기주파수 보청기 콘트롤러와버청기간자기장을이용한근거리통신 (3.155 ~ 3.400MHz)

19 U-Heath 일반적으로기존무선통신기술사용 Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth 등

20 자율주행자동차

21 자율주행자동차관련주파수 V2X(Vehicle to Vehicle/Infrastructure) 주파수 5G 파일럿네트워크 (BMW Connected Car + SKT) 28GHz 5G 대역 전용주파수 : 5.9GHz 대역 (5855 ~ 5925MHz: 대역폭 70MHz) 차량충돌방지레이더용주파수 WRC-15 무선탐지업무 : 77.5 ~ 78GHz 차량충돌방지레이더 : 77 ~ 81GHz

22 신산업관련 최근주파수분배현황 2016 년 8 월 24 일 사물인터넷 (IoT), 드론등 ICT 융합신산업주파수분배 ( 안 ) 구분용도주파수대역대역폭 IoT 장거리비면허 IoT용 ( 사물위치추적등 ) 940~946MHz 1788~1792MHz 6 MHz폭 근거리비면허 IoT 용 ( 스마트홈등 ) 5650~5725/5825~5850 MHz 104 MHz폭 5650~5725/5825~5850 드론 소형드론임무용 ( 취미 레저등 ) 중대형드론임무용 ( 영상전송, 농약살포등 ) MHz ( 타용도공유 ) 5091~5150MHz 100MHz폭 59MHz폭 자율주행차차세대지능형교통시스템 (C-ITS) 용 5855~5925 MHz 70 MHz폭

23 신산업관련 최근주파수분배현황 ( 계속 ) 국제분배 (WRC-15) 주파수에대한국내주파수분배 신산업관련하여드론및차량레이더용주파수분배 주요사항주파수대역대역폭 무인항공기제어용주파수지정 GHz, GHz, GHz, GHz, GHz, GHz 2,520 MHz 新산업 차량 무선탐지업무분배 GHz 500 MHz 레이다 차량충돌방지용도지정 GHz 4 GHz

24 결언 다양한무선기술을기반으로하는 ICT 관련신산업분야의급속도의성장에있어기존주파수진입장벽이상당히높음. 정부에서는최근이러한신산업 (IoT, 드론, 자율주행자동차 ) 분야에관한추가적인주파수분배및할당이적극적으로진행되고있음. 그러나, 이러한이러한전파진입규제완화에있어추가적으로다음을고려해야할것으로사료됨. 신산업분야는글로벌표준화중심으로국제적으로상호호환가능한기술개발이중요 해당신산업관련한다양한글로벌표준화를적극적으로수용할수있는탄력적전파규제및완화가필요함. 관련표준화는단순주파수를넘어서보다상위의서비스및기술을포함하므로이에대한포괄적인이해와수용이필요함. 독자적인신규주파수기반기술은차후배타적인기술될수있음. ( 수출불가 ) 관련산업의 eco system (chip, module, system, infra, service) 파악을통해주파수분배에대한실효성분석이필요함. 현재여전히대다수기술이 ISM( 비면허대역 ) 을기반으로개발되고있음. 비면허대역에대한보다체계적인관리방안이필요할것으로사료됨.

25 감사합니다! 25

spectrum_policy_trend_&insight 제84호(20140801).hwp

spectrum_policy_trend_&insight 제84호(20140801).hwp 1. 캐나다 산업부, AWS-3 대역 경매 추진 전파진흥본부 자원개발보상부 주임연구원 김수미 (061)350-1542, taboo723@kca.kr 개 요 o `14.7.7, 캐나다 산업부(Industry Canada)는 통신시장 경쟁강화의 일환 으로 AWS-3 대역(1755-1780/2155-2180MHz) 경매를 추진하기로 발표 주요내용 o (추진배경)