Microsoft PowerPoint - I3-1 최상성 최종 업

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자혜 자 금
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1 Wireless Home Network based on UWB Technology 최상성 Home Network Technology Group 1

2 발표내용 UWB 기술개요 UWB 기술표준화현황 UWB 기술개발동향 UWB 기반무선홈네트워킹기술 2

3 UWB 기술개요 3

통신기술전망 Cellular (Mobile) WLAN WPAN 2G ZigBee 3G Bluetooth 802.11b 4G 802.11a 802.15.

4 통신기술전망 Cellular (Mobile) WLAN WPAN 2G ZigBee 3G Bluetooth b 4G a UWB 유선 P A N ADSL USB1.1 VDSL USB Data Rate (Mbps) 4

0 0.5 0.0-0.5 1 시간영역 PSD (db) -10-20 -30-40 0 주파수영역 -1.0-0.4-0.

5 UWB 기술의원리 기존통신 : 지속파, 주파수영역 UWB 신호 : impulse, 시간영역 - - Pulse width - Inter-pulse spacing: uniform or variable Amplitude 시간영역 PSD (db) 주파수영역 time Frequency 0.5 ns 2 GHz 0.25ns 4 GHz 5

UWB 기술의장점 FCC 의 UWB 정의 - 중심주파수의 20% 이상의점유대역폭 -500MHz 이상의점유대역폭을차지하는무선전송기술 대역폭만 500MHz 이상확보한기존 Carrier 변조기술도 UWB 기술로가능해짐 Narrowband (30kHz) Wideband

802.11b 30 kbps/m 2 1 kbps/m 2 Ultra Wideband 1000 kbps/m 2 802.11a 83 kbps/m 2. 2GHz 10GHz 0 Bluetooth 2? IEEE 802.15.3? UWB 무선기술은기존의스펙트럼에비해매우넓은대역에걸쳐낮은스펙트럼밀도의신호를수신하여기존시스템의주파수대역에간섭을주지않고통신이가능한무선전송방식 기존의무선접속기술인 2.

6 UWB 기술의장점 FCC 의 UWB 정의 - 중심주파수의 20% 이상의점유대역폭 -500MHz 이상의점유대역폭을차지하는무선전송기술 대역폭만 500MHz 이상확보한기존 Carrier 변조기술도 UWB 기술로가능해짐 Narrowband (30kHz) Wideband CDMA (5MHz) UWB ( 수 GHz) 미국의소출력비허가기준 (FCC Part15) Spatial Capacity (kbps/m 2 ) For More Users, Smaller Spaces, Higher Bandwidths Bluetooth b 30 kbps/m 2 1 kbps/m 2 Ultra Wideband 1000 kbps/m a 83 kbps/m 2. 2GHz 10GHz 0 Bluetooth 2? IEEE ? UWB 무선기술은기존의스펙트럼에비해매우넓은대역에걸쳐낮은스펙트럼밀도의신호를수신하여기존시스템의주파수대역에간섭을주지않고통신이가능한무선전송방식 기존의무선접속기술인 2.4GHz, 5GHz WLAN 및 Buletooth에비해매우큰Spatial Capacity를갖고있어반경 10m의거리에서대용량의데이터를고속으로전송할수있는근거리무선접속망기술로부각 6

7 UWB 기술의응용 충돌방지레이다 군사용레이다 사용자특화된 Contents 제공 옥외통신 폭발물탐지 Wireless Home Network 매몰자탐색 침입자탐지 노양자위치확인및통신 고정밀 / 고해상도, 높은보안성을제공할수있어노약자나조난자의위치파악, 물류관리에사용할수있는 location/position /tracking 다양한산업에응용 7

UWB 기술의발전전망 특수목적의군용기술로 02 년이후대용량데이터의고속전송근거리무선통 신장치와고정밀위치정보제공을위한 cm 단위의고정밀센싱기능을갖는 저속 UWB 장치로각각발전하여무선홈네트워크구성의핵심기술로부각 2001 2003 2005 2007 2010 고 속 1 Gbps 400 Mbps 100 Mbps 50 Mbps 802.15.3 2.4 GHz PHY UWB(100Mbps) 고속 802.

8 UWB 기술의발전전망 특수목적의군용기술로 02 년이후대용량데이터의고속전송근거리무선통 신장치와고정밀위치정보제공을위한 cm 단위의고정밀센싱기능을갖는 저속 UWB 장치로각각발전하여무선홈네트워크구성의핵심기술로부각 고 속 1 Gbps 400 Mbps 100 Mbps 50 Mbps GHz PHY UWB(100Mbps) 고속 a UWB(400Mbps) 고속 a a 초고속 (1Gbps) 극소형 / 위치기반 Home Network 10 Mbps 다양화 저가격, 저전력융합화 / 지능화 저 속 1 Mbps 200Kbps ZigBee (20k,200k) 저가격 / 저전력 / 초소형 a 저속 UWB 저가격 / 저전력 / 초소형 a 저속 UWB 20Kbps 8

9 UWB 기술표준화전망 9

10 IEEE 표준화동향 IEEE TG3a 및 SG4a 에서 UWB WPAN Alt. PHY 표준화진행 TG3a 고속 UWB WPAN 표준화현황 MB-OFDM 방식 MBOA 중심 (Intel, TI, Wisair, Staccatoo,Samsung) Down Selection 계속 최종후보로 3 회선정 confirmation 실패 (75% 미달 ) DS-CDMA 방식 Motorola 중심 현재 MB-OFDM/DS-CDMA 복수표준타협안제안 현재향후계획 TG4a 저속 UWB WPAN 표준화현황 SG4a 허가위치기반의저속 UWB WPAN Alt-PHY 표준화 TG4a 승격 채널모델승인 제안서접수마감 제안서투표및선정 letter Ballot 표준화완료 10

11 표준화제안기술비교 제안사 주파수운용방식변조방식 FEC 데이터전송율 Multiple Access Piconet 수회로복잡도 Location 인식전송방식특성 Convolutional code 55 ~ 480Mbps 가능 FFT/IFFF 구조 Proposal #1 TI, Femto Devices, FOCUS Enhancements, GA, Infocomm Research, Intel, Mitsubishi, Panasonic, Philips, Samsung, SONY, Staccato Communications, Time Domain, University of Minnesota, Wisair, ST Micro. 13 개 ( 대역폭 : 528MHz) -3 개 (Mandatory):3168 ~ 4752MHz -7 개 (Optional): 6072 ~ 8184MHz OFDM(128 FFT) /QPSK Time/Freq.-Hopping Cm 단위의 Resolution -Peak to average ratio 문제 Convolutional code 28.5Mbps ~ 1.2GHz 4 CDMA code set 4 개 (8 user/piconet) Rake receiver 구조 Cm 단위의 Resolution Proposal #2 Motorola(XSI), ParthusCeva,CRL 2 개 ( 대역폭 : 2GHz, 4.8GHz ) -single band : 3.1 ~ 5.15GHz -dual band : 3.1 ~ 5.15 GHz, ~ 0.6GHz CDMA(M-BOK) / PSK Concatenated code (RS+Convolutional) - 채널및타시스템간간섭에강인 11

12 주파수운용계획 MB-OFDM 방식 주파수호핑방식을사용한멀티밴드방식 Each Band 528 MHz Band Group #1 Mandatory, Band group #2-#5 Optional DS-CDMA 방식 직접주파수확산방식을이용한 2 밴드방식 Low Band High Band 3.1GHz GHz (Mandatory) 6.2GHz 9.7 GHz (Optional) 12

UWB 칩개발동향 DS-CDMA 방식 : MB-OFDM/DS-CDMA 복수표준타협안제안 2003 2004 2005 기술동향 Si-Ge RF CMOS Modem FPGA Mac Digital & Analog Si-Ge RF CMOS Modem/Mac Analog Correlater All Digital CMOS RF CMOS Modem/Mac

13 UWB 칩개발동향 DS-CDMA 방식 : MB-OFDM/DS-CDMA 복수표준타협안제안 기술동향 Si-Ge RF CMOS Modem FPGA Mac Digital & Analog Si-Ge RF CMOS Modem/Mac Analog Correlater All Digital CMOS RF CMOS Modem/Mac Motorola 동향 Si-Ge RF CMOS Modem FPGA Mac Si-Ge RF CMOS Modem/Mac Si-Ge RF CMOS Modem/Mac MB-OFDM 방식 : 최종후보로 3 회선정 Confirmation 실패 (75% 미달 ) 기술동향 IEEE 17 개제안서통합 OFDM 기반의 UWB 탄생 Digital & Analog Si-Ge RF CMOS Modem All Digital CMOS RF CMOS Modem/Mac MBOA 동향 Discrete RF FPGA Modem Wisair, Staccato, TI Si-Ge RF Si-Ge Modem/Mac Wisair, Staccato, TI CMOS RF CMOS Modem/Mac 13

14 UWB 기술개발현황 14

무선고속 Ethernet, USB2, 1394. 여러개의디스플레이, 텔레비전에비디오를전송하는 HG/STB에사용. 디지털카메라, MP3 player, PDA 에디지털비디오 / 오디오스트리밍. 무선 LAN(802.

15 국외기술개발동향 현재모토롤라에서 Xtremespectrum 을합병하여 DS-CDMA UWB 를개발하고있으며, TI, Intel, Wisair, Stacatto, Time Domain 중심의 MBOA 에서 MB-OFDM UWB 개발을하고있음 90년대부터주로가정네트워킹에사용되는 UWB 응용 Chip-set 개발 Trinity Chip-set의 Applications 여러개의무선 MPEG-2 또는 MPEG-2HD 비디오스트림지원. 무선고속 Ethernet, USB2, 여러개의디스플레이, 텔레비전에비디오를전송하는 HG/STB에사용. 디지털카메라, MP3 player, PDA 에디지털비디오 / 오디오스트리밍. 무선 LAN(802.11) 제품의위치 tracking 에사용. 2003년12월모토롤라에합병 150여가전업체가중심이되어결성 Intel, TI 등가전및반도체회사가주도 2003년초에UWB 표준화를주도하기위해결성 다중밴드, OFDM변조기술을제안 CMOS기반의저출력, 저가격을기반으로함 15

MB-OFDM DS-CDMA ETRI SAIT ITRC ETRI SAIT KETI DM

16 국내기술개발동향 정보통신부 삼성 산업자원부 ETRI ITRC SAIT DM KETI KERI SAIT 기술개발 UWB 칩개발 참여연구소및업체 UWB 응용제품개발 고속 UWB WPAN MB-OFDM DS-CDMA ETRI SAIT ITRC ETRI SAIT KETI DM 위치기반저속 UWB 한국 UWB ad-hoc 그룹에서 IEEE a 표준화공동준비 GPR KERI 16

17 국내 UWB 칩개발전망 st Generation chipset 2 nd Generation chipset RF Discrete RF Board CMOS RF Chip CMOS RF 2 차칩 0.13um 공정 DS-CDMA UWB Chipset MODEM FPGA Modem CMOS Modem Chip RF/MODEM/MAC MAC FPGA MAC & Wireless1394 CMOS Modem/Mac Chip Single CMOS Chip RF Discrete RF Board CMOS RF 1 차칩 0.18um 공정 CMOS RF chip 0.13um 공정 CMOS RF 2 차칩 0.09um 공정 MB-OFDM UWB Chipset MODEM 1/8 Scale Down FPGA Modem 1/4 Scale Down FPGA Modem RF/MODEM/MAC Single CMOS Chip MAC FPGA MAC & Wireless1394 CMOS Modem/Mac Chip CMOS Modem/Mac Chip 17

18 UWB 시장동향 UWB 세계시장은 2007 년 13 억 8,500 만불규모로급격히성장할전망 ( 단위 : 억불 ) 구분 계 시장규모 세계 국내 UWB 제품동향 UWB 제품생산 Imaging (2.18%) Vehicle (7.13%) Localizer (6.36%) Military & Government (1.82%) Communication (82.51%) 출하량 ( 개 ) : Log Scale Communication Imaging Vehicle Localizer Military & Government ( 자료출처 : Allied Business Intelligence) 18

19 UWB 기반홈네트워킹기술 19

20 Interface 1394 UWB Module 안테나 PCI USB MAC BaseBand RF Transceiver and Receiver Ethernet 20

21 무선 1394 응용 Desktop PC Notebook HDTV Settop-box PCI PAL MAC BB RF RF Card Bus PAL MAC BB RF RF 1394 Link 1394 PHY Bridge PAL MAC BB RF RF 21

22 UWB 기반무선 1394 홈네트워크 400Mbps 이상의전송속도를사용하는기존의유선장치를무선장치로대치할수있는유일한고속무선전송기술 IEEE1394 프린터 PC 작은방 IEEE1394 디지털카메라 노트북 인터넷에어콘 Home Theater 거실 프로젝터무선 1394 브리지 무선 1394 브리지 IEEE1394 오디오 안방 무선 1394 브리지 홈게이트웨이 xdsl, Fiber Wireless, 위성 Access Network DTV VCR 노트북 22

<3034B1E2B9DD32302DBAB8B0EDBCAD2D524150412DC0FCC6C4C0DABFF8303528BAB0C3A53420C8A8B3D7C6AEBFF6C5A9292E687770>

<3034B1E2B9DD32302DBAB8B0EDBCAD2D524150412DC0FCC6C4C0DABFF8303528BAB0C3A53420C8A8B3D7C6AEBFF6C5A9292E687770> 2004년 12월 31일 주관연구기관 : 한국전파진흥협회 연구 책임자 : 정 신 교 참여 연구원 : 정 성 진 안 준 오 우 현 주 김 선 영 이 영 란 서 지 영 High Data Rate WPAN 기술 UWB / W1394 PDA 지능형에이젼트기술 방범 전력검침 RF ZigBee 수도검침 802.15.3 Web PAD UWB/무선1394