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필터뱅크 다중반송파 기법을 위한 사용자간 간섭 제거 방법

2019.08.28.(수)

『 2019학년도 제2회 지식재산경영위원회 심화인터뷰』

Contents

Ⅰ. 연구개발능력

Ⅱ. 기술 특성 및 권리성

Ⅲ. 시장성 및 사업성

Session 연구개발능력Ⅰ

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• 발명자의 연구능력

– KIPRIS 기준 : 국내 특허 등록: 27건

– KIPRIS 기준 : 국제 특허 등록: 11건 (미국: 7건, 유럽, 일본, PCT:

4건)

–기술 이전 실적 : 2건 (스마트폰을 이용한 위치 추적 모듈 개발,

안전이어폰)

– SCI 논문: 47편

–보유 연구 인력

박사: 2명

박사 과정: 1명

석사 과정: 1명

학부 연구원: 4명


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• 발명자의 연구능력

–시제품 실험 기자재 :

1) 70MHz ~ 6GHz 대역의 무선통신 실험용 Software defied

radio (SDR) 장비 2대

2) 2.4GHz ~ 5.85GHz 대역의 무선통신 실험용 SDR 장비 1대

3) 전산 실험용 고성능 워크스테이션 5대

그림 1. SDR 장비를 이용한 실제 채널에서의 성능 검증 환경


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• 국제 협업

–현재, 터키의 Cankaya 대학의 전자통신 공학부의 연구실과

사물인터넷(IoT) 통신 개발을 위한 공동연구사업을 추진

중(과학기술정보통신부 주관).

–본 연구 팀은 알고리즘 개발 및 무선 신호 생성 부분은

담당하고, 터키측은 VHDL 프로그램 언어 기반 FPGA 장비를

이용한 하드웨어 프로토타입 제작을 담당함.

그림 2. FPGA 장비를 이용한 하드웨어 구현 환경

Session 기술 특성 및 권리성Ⅱ

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1. 기술 개요

기술개요 • IoT의 유력한 통신 기술 후보인 필터뱅크 다중반송파(FBMC)

기법에서 인접한 사용자간에 발생할 수 있는 간섭을 제거하

는 기술을 제안함.

• 제안된 기술은 간섭을 제거하기 위해 추가적인 가드 부반송

파를 요구하지 않으므로 주파수 효율을 극대화하는 특성이

있음.

도면

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각 사용자의 송신기

수신기(Base station)

기존의 송, 수신기에 추가된 블록


2. 기술 특장점

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• 특허청구범위의 강도

본 특허는 상향링크 FBMC의 근본적인 문제를 해결하는 기술이므로

FBMC를 이용하는 모든 통신 모듈에 적용될 수 있음.

향후 FBMC 기반 IoT 통신 모듈에 채택될 경우, 청구항의 범위는 모

든 FBMC 기반의 IoT 통신 모듈을 포함할 수 있음.


2. 기술 특장점

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그림 3. 송신기에 추가된 블록의 신호 처리 과정

• 본 특허의 차별성(독창성)

1)추가적인 가드 반송파를 사용하지

않고 사용자간 간섭을 제거함.

2)사용자간 간섭 제거를 위해 송신

기에 추가된 과정의 연산량이 매

우 미미함.

3)최소한의 신호 대 잡음비 (SNR)

loss 만으로 간섭 제거 효과를 극

대화 시킴.


2. 기술 특장점

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그림 4. 일반적인 필터뱅크 다중반송파 기법과제안하는 기법의 성능 비교

• 본 특허의 차별성(독창성)

1)추가적인 가드 반송파를 사용하지

않고 사용자간 간섭을 제거함.

2)사용자간 간섭 제거를 위해 송신

기에 추가된 과정의 연산량이 매

우 미미함.

3)최소한의 신호 대 잡음비 (SNR)

loss 만으로 간섭 제거 효과를 극

대화 시킴.


3. 기술 개발 현황

기술 개발 완료 단계 : 알고리즘 구현이 완료되었고, 국제 표준단체

(ITU-R)의 채널 환경 모델 적용 및 성능 실험을 통해 실용성을 검증

함.

실험에 대한 성능 분석 결과가 국제저명학술지(IF 상위 20%)에 게재

됨.

본 특허의 기법이 실제 환경에서 실용성이 있는지 검증하기 위해,

Software defied radio (SDR) 장비를 이용한 실제 무선 채널에서의

성능 실험이 진행 중.

FBMC는 IoT 통신 시스템의 표준으로 채택될 가능성이 높은 통신 방

식이므로 본 원천 특허의 국제 진출이 절실함.

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특허신청/등록

기술 개발진행 중

아이디어창안

[TRL1] [TRL2] [TRL3] [TRL4] [TRL7]

실용화단계

[TRL6][TRL5]

시장개척단계

시제품단계

기술개발완료

Session 시장성 및 사업성

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1. IoT 모듈 시장

• IoT 모듈 시장의 규모

– 2018년 기준, 세계 판매량이 5억

개를 돌파 함.

– 향후 3년 내에 10억 개를 넘어설

것으로 전망됨.

• FBMC 기반 IoT 모듈의 수요 가능성

– 현재, SIMComm과 Quectel 등 비

교적 저렴한 2, 3세대 통신 모듈

이 높은 점유율을 차지.

– 앞으로는 4, 5세대 통신 모듈의

비중이 증가하고, NB-IoT(협대협

사물인터넷) 기술이 확산될 것으

로 전망됨.

그림 5. IoT 모듈 시장 관련 기사


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1. IoT 모듈 시장

• 타켓 제품 및 기술적용 제품 경쟁력

– 기존의 간섭 억제 기술에 비해 복잡성 측면에서 유리함.

– OFDM(4G 및 5G의 변조 방식)을 포함한 다른 방식들에 비해 대

역밖(OOB)전력이 현저히 작은 장점을 가지므로 빈 주파수 슬

롯을 잘 활용할 수 있고(전송 용량 증가), NB-IoT에 적합함.

출처 :

IEEE Communications Magazine

Year: 2016, Volume: 54, Issue: 11

OFDM

FBMC


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2. IoT 모듈 산업의 특성

• 부가가치 측면

– 본 특허는 실시함에 있어 추가적인 장치나 요건이 필요 없음.

– 알고리즘 수정에 대한 비용에 비해 얻을 수 있는 부가가치가 높

음.

• 수출 측면

– 세계적으로 폭발적인 증가를 보이는 IoT 시장에 필요한 통신

기술이므로 수출 가능성이 높음.

• 진입장벽 측면

– IoT 통신 산업은 국가간 이동(로밍)이 없는 특성상 독자적 기술

개발을 수행할 여지가 큼.

– 세계 표준만 인정되는 모바일 통신 산업에 비해 진입 장벽이 낮

음.


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2. 사업화 가능성 및 계획

• 사업화 가능성

– 미래창조과학부는 ‘사물인터넷 기본계획’에 따라 2020년까지

IoT 시장 규모 30조원 달성을 목표로 중소 및 중견기업을 육성

중.

– 효율적인 차세대 IoT 통신 모듈의 수요가 커질 것으로 예상됨.

• BM(Business Model) 및 사업화 계획

– 기술 이전 : 프로토타입을 이용한 성능 검증 후 국내 IoT 모듈

개발 업체와 접촉하여 추진.

– 특허 : 빠른 기술 선점을 위해 국제 특허 출원 추진.

Q&A

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