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수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법 및 시분할 다중접속 방법

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법 및 시분할 다중접속 방법

보유기관 및 연구자 : 최영철 책임 / 선박해양플랜트연구소 해양시스템연구본부

특허정보
수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법 (No : 10-1940635(한국) 06578455(일본) 16/072,643(미국)

다항식 보간법을 이용한 수중 네트워크 스케쥴링 방법 및 시스템 (No : 10-1966743)

수중 이동 네트워크 방법 (No : 10-2067527)

이동성 추적 기반의 시분할 다중 접속방법 (No : 10-1996971)
거래조건 : 별도 협의

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술 개요: • 왕복시간지연이 크고 물리 계층의 전송 속도가 낮은 수중음향 무선 이동 네트워크 환경에서채널 사용 효율 손실을 최소화하여 네트워크 수율을 향상시킬 수 있는 수중 네트워크 스케쥴링 및 시분할 다중접속 방법

기술개발배경: • 현재 사용하는 대부분의 수중 무선 네트워크 방식은 다수의 노드들이 정보를 싱크 노드에게전달하는 것을 주 트래픽으로 하는 중앙 집중 방식임
• 수중 무선 네트워크는 전자기파보다 20만배 느린 음파의 전달 속도에서 기인한 매우 큰 전파 지연과 물리 계층의 느린 데이터 전달 속도로 인해 발생하는 네트워크 효율성 저하를 극복하는 것이 중요함

비즈니스 아이디어: • 네트워크 범위 확장을 적극적으로 고려하고 있는 6G 무선 접속 수중 네트워크 기술로 활용
• 수상함, 잠수함, 무인잠수정, 어뢰 등 시간 지연에 매우 민감한 네트워크 중심 수중 전투체계의 통신 네트워크 프로토콜 기술로 활용
• 무인선, AUV 선단 및 ROV 등의 해양 로봇의 통신 네트워크 프로토콜 기술로 활용

시장동향: • 세계 수중 무선 통신 시장 규모는 2017년 7,180만 달러에서 연평균 성장률 18.5%로 성장해 2022년까지 1억 6,550만 달러(약 1,900억 원)에 달할 것으로 전망됨
• 장비별로는 무인로봇이 수심별로는 천해(shallow water)가 산업별로는 석유, 가스, 방위 부문이 가장 큰 비중을 차지할 것으로 전망됨
• 지역별로는 북미와 유럽이 해저 연구 활동과 석유, 가스 탐사에 힘입어 가장 큰 시장을 형성할 전망됨

특장점

기존기술 한계: • 전자기파의 전파 지연이 네트워크 프로토콜을 단순 적용하여 채널 사용 효율과 데이터의 실시간성이 저하됨
• 네트워크 범위가 증가하고 노드 밀집도가 증가할수록 성능이 크게 저하됨
• 노드가 서로 까가워지는 방향으로 움직이는 경우 패킷 충돌이 발생하며 노드의 이동에 따른 패킷 충돌 회피 방안이 미흡함
• 각 노드의 이동 속도 정보가 매 사이클 지속적으로 갱신되어야 하며 시간 동기화가 반드시 필요하다는 단점이 있음

개발기술 특성: • 싱크 노드의 채널 사용 효율을 최대 90%까지 줄일 수 있고, 데이터의 실시간성이 향상됨
• 노드의 이동에 따른 왕복시간지연을 사이클 단위로 추적하여 패킷 충돌을 회피하고 노드 밀집도가 증가할수록 수율이 향상됨
• 별도의 패킷교환이 불필요하여 시간 동기화가 필요한 기존의 방법에 비해 네트워크 수율이 향상됨
• 노드의 이동에 따른 왕복시간지연을 사이클 단위로 추적하여 매 사이클마다 시간 정보 확보 가능