R&D연구결과보고서

(1)

방송통신산업기술개발사업

(대형통합) 초연결 스마트 서비스를 위한 5G 이동통신 핵심기술 개발

(Development of 5G Mobile Communication Technologies for Hyper-connected smart services)

한국전자통신연구원

정보통신기술진흥센터

(2)

보고 서식 제 호

연차보고서

사업명 방송통신산업기술개발사업 과제번호

과제명

국문 대형통합 초연결 스마트 서비스를 위한 이동통신 핵심기술 개발 영문

주관기관 한국전자통신연구원 총괄책임자 정 현 규

참여기관 책임자

조동호 서울도시철도공사 김동하 텔레콤 조성호

회명정보통신 소민섭 아트웨어 조현상 이명식 단국대학교 최학근 이엠따블유 이상수 서울대학교 이용환 고려대학교 강충구 모비안 김태규 네스랩 송봉섭 전자부품연구원 안광호 코프 강병탁

이노와이어리스 지승환 이노텍 안정욱 네스원 정영균

총수행기간 년

협약기간 년

해당년도

수행기간 개월

협약기간 총사업비 천원

정 부 출연금

민 간 부담금

현금

계 현물

해당연도 사업비 천원

정 부 출연금

민 간 부담금

현금

계 현물

키워드

개 이동통신 용량증대 저지연 이동셀 근접통신 소형셀 기지국 정보통신 방송 연구개발 관리규정 제 조에 의거하여 연차보고서를 제출합니다

(3)

해당 연도 추진 현황

기술개발 추진 일정

기술선도형 추진 일정

계획 실적

차년도 년도 일련

번호 개발내용

추진 일정 달성도

용 량 증 대

무선 전송 기술 하이브리드 빔포밍 및 가상화 기술 상세설계

파일럿 및 피드백 상세설계

시스템 레벨 시뮬레이션 검증

비면허 대역 셀룰러 기술

고도화 주파수관리 데이터 간섭관리 설계

집성 협력 설계

송수신기 구현 및 응용 기술

송수신 기능 검증 플랫폼 구현

구현 플랫폼 참조 시스템 솔루션 개발

4 초광역 무선 백홀망 전송 접속 변혁기술 개선 / 및 실용적 알고리즘 개발

4.1 초광역 무선 백홀망 전송 접속 변혁기술 개선 / 방안 도출

4.2 초광역 무선 백홀망 전송 접속 변혁기술 / 개선방안의 성능 검증

4.3 초광역 무선 백홀망 전송 접속 변혁기술 / 시뮬레이터 개선

4.4 시뮬레이터를 이용한 전송 접속 변혁기술 /

개선방안 성능검증

(4)

차년도 년도 4.5 초광역 무선 백홀망 실험시제품 무선 백홀 (

스위치 액세스 포인트 개념 설계 / ) 5 UDN 기반 무선전송기술

5.1 고밀도 다중점 기반 MIMO 원천기술 설계 및 이론적 분석

저 지 연

20 저지연 Infra 를 위한 무선액세스 기술

20.1 1ms 저지연 기능시연을 위한 무선규격 프레임 및 구조 설계

20.2 1ms 저지연 기능시연을 위한 Short TTI 기반 물리채널 및 무선 제어

20.3 Fast Uplink Access 기술

저지연 차량 통신 기술

차량 환경에서 기반 성능 분석

차량 환경에서 기반 성능 검증

기반 전송 및 자원관리 기술 개발

시나리오 및 요구사항 연구

고신뢰 차량 통신 기술

이동 환경에서 링크 성능 및 신뢰성 향상 기술 개발

대 규 모 연

대규모 연결성 접속 제어 기술

산발적 데이터 특성 기반 및

완화 기술 개발

산발적 데이터 특성 기반 및

완화 기술 성능 분석 및 보완

(5)

차년도 년도 무선 자원 할당 시그널링 오버헤드 시나리오

및 요구 사항 정의

네트워크 연결 해지 시그널링 오버헤드 경감 기술 연구

충돌 검출 기술과 충돌 확률 낮추는 기술 연구 무선자원 과부하 네트워크 혼잡제어를 막기 위한 다수디바이스 모니터링 기술 연구

시그널링 경감 기술 성능 분석 및 보완

대규모 연결성 무선전송 기술

커버리지 및 에너지 효율 향상을 위한 저전력 저비용 전송방식

저속데이터 전송에 적합한 협대역 전송방식

저전력 저비용 무선전송 성능분석 및 보완

통신 기술 연구

이동셀 네트워크 용량 증대 기술 연구 대규모 디바이스 연결 및 고신뢰 디바이스 간 통신 기술 연구

다중홉을 통한 대규모 디바이스 연결 및 디바이스간 통신 신뢰성 향상 기술 연구

기반의 초 다수 디바이스 수용을 위한 무선접속 기술 연구

대규모 무선 접속을 위한 고효율 무선 자원 할당 기술 연구

기술 검증을 위한 개발

기술 검증용 설계 제작 및 기능 검증

테 스 트 베 드

40 5G 통합 검증 테스트베드 개발

40.1 저지연 Infra 무선전송 접속 규격 설계 /

(6)

시장지향형 추진 일정 소형셀

차년도 년도

40.3 테스트베드 L2/L3 HW 플랫폼 설계 및 제작

40.4 저지연 Infra 무선전송 접속기술 / L2/L3 상세 설계

40.5 저지연 Infra 무선전송 접속기술 기지국 모뎀 / 상세 설계

40.6 저지연 Infra 무선전송 접속기술 단말 모뎀 / 상세 설계

표 준

화 50 표준화

일련 번호 개발 내용 추진 일정 개월 ( ) 달성도

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (%)

1 Rel.10 L2/L3+ SW

통합시험 100%

2 Rel.10 L2/L3+ SW 추가기능 개발 (CA, 핸드오버 ) 100%

3 Rel.10 L2/L3 (Single UE 호시험 상용단말 ) - 100%

4 Rel.10 L2/L3 상용단말 Multi

기능 시험 100%

5 Rel.10 L2/L3 상용단말 Multi

트래픽 성능 시험 100%

6 RRM/SON 알고리즘 연구 개발 / 100%

7 Rel.10 HW 및 SW Framework 기능 검증

공동연구기관

( ) 100%

8 Rel.10 SW 제품확인 시험

공동연구기관

( ) 100%

(7)

개발내용 추진실적 결과물 진도 추진 실적 월

안테나 코딩 알고리즘 구현

¡ 기반

구 현 및 시험

보고서 정상

¡ 적응형 가상회전 수신

방식 설계 및 구현 설계서

¡ 안테나 코딩 시험용 개

방형 플랫폼 개발 정상

상용 무선 시스 템 빔포밍 응용 실 험 시작품 개발

¡ 상용 무선 시스템 인터 페이스 개발 및 연동 시험

인터페이스 설계서 정상

¡ 실시간 빔포밍 알고리 즘 구현 및 통합 시험

빔포밍 알고리즘 정상

안테나 구현 연구

¡ 고집적 배치 설계 및 성능 분석

고집적 안테나 구조 성능분석서

해석보고서

정상

¡ 리액턴스 제어 및 동적 임피던스 매칭 회로 설 계 및 구현

임피던스 매칭회로 구조분석서

정상

안테나 실험 실 시작품 개발

¡ 안테

나 실험실 시작품 개발 및 성능 평가

시작품 설계서 측정보고서

정상

¡ 자성소재 나노 입자화 를 통한 특성 개선 연 구

측정보고서 정상

안테나 장착 둔감화 기술 연구

¡ 안테나 주변 회로 영향

최소화 연구 측정보고서 정상

¡ 안테나 그라운드 크기 및 장착 위치에 따른 최적화 연구

측정보고서 정상

상용칩 기반 빔 포밍 알고리즘 개발 환경 구축

¡ 개발 및 시험환경

구축 정상

상용칩 기반 테 스트 플랫폼 개발

¡ 빔포밍 모듈 시험용 상 용칩 기반 테스트 플랫 폼 개발

상용칩 기반

테스트 플랫폼 정상

¡ 빔포밍 안테나 및 블록의 성능시험을 위

한 테스트 펌웨어

테스트용

펌웨어 정상

(8)

<Zing>

일련

번호 개발 내용 추진 일정 개월 달성도

요구사항 정의

통신 규격 개발

모뎀 상위 상세 설계

모뎀 구현

모뎀 시험

모뎀

통합시험 통합 개발

검증 보드 개발 시험 환경 구축

시제품 프로토타입 개발

초고속근접통신 국제표준화

<MHN>

일련

번호 개발 내용 추진 일정 개월 달성도

모뎀 및 플랫폼 보완

시험주파수 획득 추진

(9)

수행계획서상에 없었으나 중간에 추가 지하철 호선 테스트베드

준비 및 시연 표준화

(10)

해당 연도 추진 실적

기술선도형 실적

항목 계획 실적 달성도

(%)

1. Massive MIMO 무선전송

기술

o 3D 하이브리드 빔포밍 및 가상화 기술 상세설계

o 안테나 가상화 방식 설계 완료

하이브리드 빔포밍 기반 논리적 가상화 방식 설계 o 2D AAS를 위한 파일럿 참조신호 상세 설계 완료/

다수 CSI-RS 전송 방식 설계

CSI-RS 자원 확장 방식 설계

SRS 자원 확장 방식 설계 o 단계 빔형성 알고리즘 개선 연구2

JSDM 기반 단계 빔포밍을 위한 단계 빔포밍 최적화 연구2 1 o 3GPP Release-13 FD-MIMO SI/WI 기고 및 표준화 활동 수행 o 관련실적:

국내특허 출원 건 국제특허 출원 건5 , 1

표준 기고서 17건 (3GPP RAN1)

논문 건1 (SCI 1 )건

기술문서 건1 (FD-MIMO 상세설계서)

100

o 파일럿 및 CSI 피드백 상세설계

o 3D 빔포밍을 위한 채널상태정보 피드백 상세 설계 완료

Beam index 피드백 방식 설계 o 2D 코드북 설계 완료

Rank 2-8 2D 코드북 설계 o INR 피드백 개선 연구

코드북 서브샘플링 기술과 INR 피드백 절감 기술 제안 o 3GPP Release-13 FD-MIMO SI/WI 기고 및 표준화 활동 수행 o 관련실적:

국내특허 출원 건3

표준 기고서 21건 (3GPP RAN1)

100

o 시스템 레벨 시뮬레이션 검증

o 3D 채널 모델 구현 및 검증 완료 o MU-MIMO 시스템 레벨 성능 분석

o Massive MIMO 시스템의 10 bps/Hz/cell 성능 달성 결과 제시

100

비면허 2.

대역 셀룰러

기술

셀룰러 제어 비면허 대역 하향링크 설계 고도화 및 검증

o 셀룰러 제어 비면허 하향링크 고도화 설계 완료

비연속 전송 방식 설계

RRM 측정 및 보고 방식 설계

CSI 측정 및 보고 방식 설계

DL 스케쥴링 및 HARQ 설계

LAA 셀 전송 제어 방식 설계

o 셀룰러 제어 비면허 하향링크 성능 검증 완료

시스템 수준 시뮬레이터 개발 및 성능 검증

셀룰러 제어 비면허 대역 무선 셀 평균 용량(bps/Hz/Cell) 배 증가

1.5

o 3GPP Release-13 LAA SI/WI 기고 및 표준화 활동 수행 o 관련실적:

국내 특허 출원 건 국제 특허 건 출원4 , 4

표준 기고서 42건 (3GPP RAN1, RAN2)

논문 건2 (SCI 1 ,건 국내 건1 )

기술문서 건 하향링크 고도화 설계서1 ( )

100

(11)

설계서 건1 )

3.IFD (In-band

Full Duplex) 송수신기

구현 및 응용 기술

송수신 기능검증 플랫폼 o IFD

구현 및 SIC 기능 검증

o IFD 송수신 기능검증 플랫폼 구현 및 시연

IFD 검증 플랫폼 요구사항 정의

IFD 검증 플랫폼 상세 설계 및 구축 (NI FlexRio HW 및 기반

IEEE 802.11g )

RF SIC 보드 설계 및 제작

적응 임펄스응답 추정 기반 SIC 기술의 FPGA 구현

적응 Gradient 아날로그 SIC 기술 발굴 및 구현

Analog/Digital SIC 기능 및 성능 시험

플랫폼 성능튜닝용 시뮬레이터 설계 o 관련 실적

IFD 송수신 기능 검증 플랫폼 (HW&SW)

IFD 송수신기의 RF 및 BB 모뎀 구현 상세 설계서 건1

IFD 플랫폼 시험 절차서 및 결과서 건1

IFD 기술 시연 회 한국전자전2 ( (10 ,월 킨텍스), 5G 기술개발 시연회 (12 , ETRI))월

100

구현 플랫폼 참조 시스템 o

솔루션 개발

o 구현 플랫폼 참조 시스템 솔루션 개발

RF/Analog SIC 기술 개발

Baseband Digital SIC 기술 개발

IEEE 802.11 기반 IFD MAC기술 개발 o 관련 실적

구현참조 IFD 시스템 솔루션 제안서

100

초광역 무선4.

백홀망전송 접속/ 변혁기술개선 및 실용적알고리즘 개발

초광역 무선 백홀망 o

전송 접속 변혁기술 개선 방안/ 도출

o 적응적 세밀 빔포밍 변혁기술 개선 완료

이동 AP 위치 정보에 기반하여 빔을 할당하는 고정 세밀 빔포밍 방법 제안

3D 빔포밍에 적합한 안테나 구조 제안

o 아날로그 빔포밍 기반 세밀빔 하향링크 주파수 효율 극대화 변혁기술 개선 완료

다중 안테나의 복잡도를 개선하고 이동 액세스 포인트 간 간섭을 제거하기 위한 단계 빔포밍 알고리즘을 개발3 o 아날로그 빔포밍 기반 세밀빔 상향링크 주파수 효율 극대화

변혁기술 개선 완료

차원 안테나 배열 구조에 따른 상향링크 채널 모델 및2 단계 수신 빔포밍 시스템을 정립

3

이동 액세스 포인트의 위치 및 이동성을 고려한 송수신 빔포밍 알고리즘 개발

o In-band full duplex의 주파수 효율 극대화 변혁기술 개선 완료

실내 및 실외 환경에서 세 가지 기본 동작 시나리오 정의

성능 분석을 위한 시스템 레벨 시뮬레이터 설계

사용자 위치정보를 이용한 스케줄링 알고리즘 개발 o 세밀빔 기반 무선 백홀 스위치의 스케줄링 및 자원관리 기반

간섭 회피 변혁기술 개선 완료

낮은 복잡도를 가지고 네트워크 처리량을 극대화 시키는 스케줄링 및 자원관리 알고리즘 개발

o 세밀빔 기반 scale-free 및 QoE 보장 초광역 무선 백홀망 구조 변혁기술 개선 완료

서브 백홀망 구성을 위하여, multiple-source multiple sink 을 설정

maximum flow problem

서브 백홀망을 이용한 scale-free 및 QoE 보장 초광역 무선 백홀망 시뮬레이션 구현

o 무선 백홀 스위치의 이동성 지원 변혁기술 개선 완료

이동 액세스 포인트 트래픽 밀도 기반 가변 세밀빔 알고리즘 개발

100

전송 접속 변혁기술/ 개선방안의 성능 검증

o 적응적 세밀 빔포밍 변혁기술 성능 검증 완료

변혁기술 시뮬레이터에 세밀 빔포밍 방법을 적용 및 성능 검증

o 아날로그 빔포밍 기반 세밀빔 하향링크 주파수 효율 극대화 변혁기술 성능 검증 완료

시뮬레이션을 통한 단계 빔포밍 알고리즘 검증3

o 아날로그 빔포밍 기반 세밀빔 상향링크 주파수 효율 극대화 변혁기술 성능 검증 완료

100

(12)

o In-band full duplex의 주파수 효율 극대화 변혁기술 성능 검증 완료

시스템 레벨 시뮬레이터를 통해 개발 알고리즘 검증 o 세밀빔 기반 무선 백홀 스위치의 스케줄링 및 자원관리 기반

간섭 회피 변혁기술 성능 검증 완료

선행 알고리즘들과 비교 및 시뮬레이션을 통해 검증 o 세밀빔 기반 scale-free 및 QoE 보장 초광역 무선 백홀망 구조

변혁기술 성능 검증 완료

서브 백홀망 시뮬레이션을 통한 multiple-source multiple 해결

sink maximum flow problem

o 무선 백홀 스위치의 이동성 지원 변혁기술 성능 검증 완료

이동 액세스 포인트의 이동성으로 인한 비대칭 트래픽 문제를 해결

o 관련 실적

국내 특허 출원 건6

국제 논문 건8

국내 논문 건2

전송 접속 변혁기술/ 시뮬레이터 개선

o Ray-tracing tool 활용 초광역 무선 백홀망 채널 모델링 완료

초광역 무선 백홀망 환경 고려한 채널 모델링 방법 제안 o 초광역 무선 백홀망 변혁기술 시뮬레이터 개선 완료

차년도 초광역 무선 백홀망 환경 적용 및 채널 모델링2 적용 완료

차년도 적응적 세밀 빔포밍 기술 적용 완료2

100

시뮬레이터를 이용한 o

전송 접속 변혁기술 개선방안/ 성능검증

o Ray-tracing tool 활용 초광역 무선 백홀망 채널 모델링 검증

실측 결과 및 3GPP 표준 결과 비교 통한 제안 방법 검증 o 초광역 무선 백홀망 변혁기술 시뮬레이터 성능 검증 완료

차년도 시뮬레이터 정량적 목표치 달성 검증2 o 관련 실적

국내 논문 건3

100

실험시제품 무선 백홀( 스위치 액세스 포인트 개념/ ) 설계

o 무선 백홀 스위치 실험시제품 개념 설계 완료

상용 LTE 시스템을 이용 3-stage beamforming을 대비한 무선 백홀 실험 시제품 개념 설계

o 고정 액세스 포인트 실험 시제품 개념 설계 완료

상용 LTE 시스템을 이용 3-stage beamforming을 대비한 고정 액세스 포인트 시제품 개념 설계

100

5. UDN 기반 무선전송기

술

o 고밀도 다중점 기반 MIMO 원천기술 설계 및 이론적 분석

o 고밀도 다중점 기반 MIMO 원천기술 설계

다중점 간섭 피드백 기술 설계

다중사용자 MIMO 단말 피드백 기술 설계 o 전송방식의 이론적 성능분석

단말의 스케줄링 정보 부재로 인한 채널품질 오류가 성능에 미치는 영향 분석

채널 송신상관이 시스템 성능에 미치는 영향 분석

시뮬레이션을 통한 이론적 분석 검증 o 관련실적:

국제 특허 출원 건1

논문 국제 비( CSI) 1건 발표예정 (`16.3)

100

저지연 20.

를 Infra

o 1ms 저지연 기능시연을 위한 무선규격 프레임 및 구조 설계

저지연 무선규격 프레임 및 구조 설계 완료 o 1ms

저지연 무선액세스 프레임웍 설계

Backward-compatible 프레임 기반 1ms저지연 프레임

2-symbol TTI 단위 및 구현관점 1ms 달성 방법

저지연 물리채널 전송채널 및 채널간 매핑을 통한 저지연 무선 액세/ 스 구조

100

(13)

물리계층 채널 및 절차 (TS36.211~TS36.214)

PHY DL 동기 방송 프레임제어/ / /HARQ 피드백 채널 (sPSS, sSSS, sPBCH, sPCFICH, sPHICH)

PHY DL 물리제어 트래픽 채널/ (sPDCCH, sPDSCH)

PHY UL 물리제어 트래픽 채널/ (sPUCCH, sPUSCH)

PHY UL 경쟁채널 설계 (sPRACH)

저지연 무선접속 액세스 성능분석 완료 o 1ms

DL 링크레벨 시뮬레이터 (sPDCCH, sPDSCH) 개발

UL 링크레벨 시뮬레이터 (sPUCCH, sPUSCH)개발

DL/UL 채널의 링크레벨 성능분석 관련 실적

o

1ms 저지연 무선접속 규격서 종6

1ms 저지연 무선접속 성능분석서 종1

국내 특허 출원 10 ,건 국제 특허 출원 건2

국내 비SCI 논문 건2

o Fast Uplink Access 기술

기술 개발 o Fast Uplink Access

Pre-scheduling 기반 공유 트래픽 채널 이용 랜덤 접속 및 응답

상향링크 비동기 전송

핸드오버 단절 시간 감소 기술 개발 o

Pre-TA (Timing Advance) 기반 핸드오버

Low Latency HO-DRX 기술 향상 기술의 선행기술 동향 o Reliability

시장지향형 실적 소형셀

개발 목표 및 내용 추진실적 결과물 달성 정도

1. Rel.10 L2/L3+

통합시험 SW

소형셀 기지국

- SW

시험 절차서 작성

환경에서 자체 - PC

통합시험 (Small Cell World Summit 2015 에 전시)

소형셀 기지국 시험절차서

[ SW ]

대항목 개로 분류 인터페이스 프로

- 6 : , L2/L3

토콜 , RRM, SON/OAM, 성능 , HW/SW 플랫 폼

기지국 최대 성능

- DL 110Mbps/UL

호 접속율 이상등의 항목을

30Mbps, 99%

포함한 105 개 소항목 정의

소형셀 자체시험환경

[ SW Small Cell World 영국 런던 전시

Summit 2015( , ) ]

소형셀 기지국 와 소형셀 개발 시험

- SW SW /

환경을 전시

소형셀 개발 시험환경은 기반

- SW / Windows

으로 HW 와 관계없이 SW 기능 시험을 가능하 게 함

100%

(18)

추가기능 개발 SW 핸드오버 (CA, )

위한 상세 설계 - Handover 기능을

위한 상세 설계

설계서 20종의 문서를 V2.0로 Upgrade, RRM 간섭제어 설계서 핸드오버설계서 종, 2 ]

소형셀 기지국 핸드오버 설계서 흐름도 예

< >

를 위한 구조

< Rel.10 CA L2 >

(19)

호시험 (Single UE ) - 상용단말

시 DL

1 3 0 M b p s / U L 달성 40Mbps

서버에서 를 통한 최대

- iPerf 1UE Downlink 성능 140Mbps 이상 전송시 130Mbps 이상의 성능 확인

소형셀 기지국 진단장치를 통한 최대 성

- DL

능 확인

상용단말 접속후 최대성능 검증

[ 1IE UL ]

상용단말에서 을 수행하여

- iPerf APP 40Mbps

를 송신하여 1UE Uplink 최대 성능 검증 상용단말 및 소형셀 기지국 진단장치를 통한 -

최대 성능 확인

UL

(20)

상용단말 Multi

기능 시험

해제 반복 시험 성공 (~8UE, 99%

률)

반복 시험 --> 99% 성공]

상용단말 호 접속 해제를 위한 시험망 구성도

< >

소형셀 기지국 에서 접속한 단말수 명

< GUI ; 8 >

멀티단말 에서 호 접속율 시험 이상

< DM 99% >

(21)

상용단말 Multi

트래픽 성능 시험 DL 125Mbps/UL 달성 40Mbps

상용단말 대의 접속후 최

[ Multi-UE (8 UE) DL 대성능 검증]

소형셀 기지국 최대성능검증을 위한 시험환경

< >

상용단말 접속 최대 성능 화면

< 8UE :

DL140Mbps>

상용단말 접속 최대성능화면

< 8UE : UL 40Mbps

이상>

(22)

즘 연구 개발 /

즘 설계

- SON API　 구축 Framework - R R M / S O N

환경 구 Simulation

축

템 설계서 작성 : Hybrid SON 구조 정의 및 SON 알고리즘 중 MLB(Mobility Load Balance), MRO

알고리즘 설계 (Mobility Robust Optimization)　

구조

< Hybrid SON >

서버와 기지국 간 개발 구조

< SON >

및 정의 예

< MLB Flow IN/OUT Paramter >

및 7.Rel.10 HW SW

기능 검 Framework

증 공동연구기관

( )

- 소형셀 기지국 HW 및 SW 를 이용한 시 험

- 소형셀 기지국 HW 제작 이노와이어리스 ( )

소형셀 기지국

< HW>

소형셀 기지국 설계서

- SW Framework 2.0 멀티코어 환경에서 프로토콜 스택간의 메모리

*

복사없이 데이터를 전달하는 구조 사용에 의한 메

100%

(23)

제품확인 시험 공동연구기관

( ) 인수시험 절차서 작

성

절차서 작성 V0.1 : 소혀셀 기지국 Multi-UE 최대 성능 기본호 접속 해제 반복시험 , , VoLTE 시험 핸 , 드오버 시험 등 주이 Key Feature 들로만 구성된 인 수시험 절차서 결과서 작성 /

시험환경 9. Rel.10

구축 검증 공동연구기 / ( 관)

- 여러 UE 접속 시험 을 위한 Multi-DM 환경 구축

- 공동연구기관과 ETRI 와의 10 회 회의 진행으로 시 험환경 소형셀 기지국 , HW 관련 사항 협의 - 주 이노와이어리스에서 ( ) Multi-DM 시험환경 제

공 및 Multi-DM 교육 실시

이노와이어리스 회의록 예

< -ETRI >

- 여러대의 상용단말 시험을 위한 Multi-DM 구축 및 (Diagnostic Monotor) 3SET EPC

구축 기능 포함 Emulator 5SET (IMS )

소형셀 기지국 시험 환경 구축

< SW >

100%

(24)

OAM Agent/HeMS 서버 개발 시험 공동 / (

연구기관) 서버 설계 및 시험

기능 설계 진행 Management)

모듈 아키텍처

< OAM >

모듈 클래스 다이어그램

< OAM >

(25)

서버 하드웨어

< HeMS >

기능 시험 네트워크 구조

< OAM / HeMS >

소형셀 간섭제어

11. 알고리즘 연구 - 소형셀 기지국 간섭 제어 알고리즘 설계

소형셀 기지국 간섭제어 설계서 작성 및 구

- eICIC

현

소형셀 기지국 간섭제어에 의한 성능이득

- 30%

이상 달성 소형셀 클러스터 기반의 간섭제어 및 자 ; 원 할당 방법 알고리즘을 제안하여 30% 이상의 선

능 향상 확인 100%

(26)

본 연구과제는 기생소자를 사용하여 단일 체인 및 단일 능동안테나를 사용하여 기 존 대비 이하 공간 선형 배치 기준 에서 성능을 얻을 수 있는 빔포밍 응용 제 품 상용화 개발 및 다중화이득 안테나코딩 원천 기술개발을 수행하며 이를 달성하기 위한 개발 목표 및 내용 정량적 목표 및 달성 계획은 다음과 같다

평가 항목

주요성능 단위

전체 항목 에서 차지하는

비중

세계최고 수준 보유국 보유기업

연구개발 전 국내수준

개발 목표치

평가 방법 성능수준 성능수준

차 년도

년

차 년도

년

차 년도

년

안테나 집적도 파장

λ 그리스 달성 달성 자체평가

그리스 달성 달성 자체평가

빔포밍 모듈 성능 규격

세부목표 성능 규격 만족 여부

수요기업

제품 신뢰성 시험 규격

신뢰성 시험 합격 여부

한국생활 환경시험 연구원

표 정량적 목표 항목. 개발 목표

안테나 시작품 개발 및 환경 둔감화 기술개발

다중화이득 집적도 λ 안테나 개발

개방형 플랫폼 기반 안테나코딩 및 제어회로 구현 빔포밍 모듈 시험용 상용칩 기반 테스트 플랫폼 제작

개발 내용

안테나 시작품 개발 및 성능 평가 안테나 코딩 기술 연구 빔포밍 모듈 구현 및 통합 시험 빔포밍 모듈 시험용 상용칩 기반 테스트 플랫폼 개발

결과물 집적도 λ 안테나 및 제어회로

시험용 상용칩 기반 테스트 플랫폼 표. 2차년도 개발 목표 및 내용

(27)

계획 추진실적 달성도

요구사항 정의

사용자 요구사항 정의

시스템 요구사항 정의

기능적 요구사항 정의

비기능적 요구사항 정의

성능 요구사항 정의

요구 사항 검증 방법 정의 산출물 요구사항 정의서

통신 규격 개발

Modulation and coding scheme 설계

HRCP-OOK PHY frame format 설계

Scrambling 방법 설계

Forward Error Correction 방법 설계

Spreading 방법 설계

Blocks 및 pilot 심볼 정의

Mapper and baseband waveform generation 방법 설계

PHY layer timing 방법 설계

프레임 구조 통신 규격 개발

MAC 프레임 포맷

Association and disassociation 절차

Channel access 방법

Aggregation 방법

Acknowledgement and retransmission 방법

Power Management 방법

(28)

계획 추진실적 달성도

산출물

통신 규격서

모뎀 상위 상세 설 계

모뎀 상위 상세 설계

Bit-intensive 동작의 타이밍 제어를 수행하는 제어 시퀀서를 통해 데이 터패스 전달 지연 최소화

파이프라인 및 병렬 연산 구조적용을 통한 연산부의 데이터 처리 속도 향상

구성 모듈에 대한 적극적 클럭 제어를 통한 전력 소모 최소화

Tx/Rx 버퍼 메모리 공유를 통한 메모리 최소화 설계

모뎀 구조도

모뎀 상위 상세 설계

MAC H/W 외부 interface 설계

IEEE802.15.3e 기반 Channel access 기능 설계

IEEE802.15.3e 기반 Aggregation 기능 설계

IEEE802.15.3e 기반 Stack-Ack 기능 설계

모뎀 구조도

모뎀 상위 상세 설계 리더

상위계층 인터페이스 기능 블록 설계

(29)

계획 추진실적 달성도

리더 디바이스 상위 구조도 모뎀 상위 상세 설계 태그

BOT/UASP device service discovery 및 기능

Mass Storage Class(MSC) Gadget driver

802.15.3e MAC management 기능

802.15.3e Frame control 기능

태그 구조도

산출물

베이스밴드 모뎀 상위 설계서 베이스밴드 상세 설계서

상세 설계서

리더 설계서

태그 설계서

모뎀 구현

패킷 에러 정정 및 데이터 전송을 위한 채널코딩 모듈 구현

CRC codec, Spreader, Scrambler, RS codec (shortend RS 포함 )

MAC H/W 및 SerDes 인터페이스 구현

동작 클럭 : 110 MHz

(30)

계획 추진실적 달성도

모뎀 구조도

모뎀 구현

MAC H/W 외부 interface 구현

IEEE802.15.3e 기반 Channel access 기능 구현

IEEE802.15.3e 기반 Aggregation 기능 구현

IEEE802.15.3e 기반 Stack-Ack 기능 구현

구조도

산출물 모뎀 코드

모뎀 구현

모뎀 구현 리더

Zing 리더 디바이스 드라이버 디버그 메시지 표시 및 사용자 인터페이 스 GUI 기능 함수 리눅스 gcc SW

리눅스 드라이버 네트워크 프로토콜 스택 기능 함수 리눅스 gcc SW

BB 모뎀 HW 와의 인터페이스 기능 함수 리눅스 gcc SW

MAC 프레임 절차 및 생성 기능 함수 리눅스 gcc SW

(31)

계획 추진실적 달성도

리더 디바이스 드라이버 화면

모뎀 구현 태그

Management, Applicaton Control frame sequence 구현

BOT/SCSI command/data sequence 구현

SD card 및 모뎀 HW interface 구현

태그 데이터 시퀀스 및

산출물 모뎀 코드 리더 태그

모뎀 시험

Register access 기능 시험

데이터 송신 기능 시험

데이터 수신 기능 시험 산출물

시스템 시험 계획서 시스템 시험 절차서

모뎀 통합시험

데이터 송 수신 기능 시험 /

데이터 프레임 길이에 따른 송 수신 성능 시험 /

데이터 프레임 인코딩 방법에 따른 송 수신 성능 시험 /

거리에 따른 송 수신 성능 시험 /

(32)

계획 추진실적 달성도

커넥션 접속 끊김 시험 / 산출물

시스템 시험 계획서 시스템 시험 절차서

통합 개발

송신기 개발

길버트 셀 기반의 OOK modulator

14.5 mW 전력 소모시 ~800 mVp-p 출력

I ² C interface, fast On/Off 모드 지원

1 x 0.7 mm ² 면적 패드 포함 ( )

회로 왼쪽 와 레이아웃 오른쪽 수신기 개발

트랜트포머 피드백 고이득 (>20dB) 저잡음 증폭기 IP 구현

-55 dBm 높은 수신감도를 가지는 차동 디모듈레이터 IP 구현

높은 이득과 3.67 GHz 광대역 주파수 특성을 가지는 베이스밴드 IP 구 현

18.2 mW 전력소모를 가지는 RFIC 수신기 구현

A1 A2 A3 A4 A5

LPF

LPF LPF

M11 M12 M13 M14

RL1 RL1

VDD

M51 M52 M53 M54

RL5 RL5

VDD Vin+

Vin-

Vout+

Vout-

Vin+ Vin-

Vout1- Vout1+

Vin5+ Vin5-

Vout- Vout+

VG5

VCS1 VCS5

A1 A5

M21

Vin2+ Vin2-

M22

M23 M24

M25 M26

Rf21 Rf22

RL22 RL21

RL24 RL23

Vout2- Vout2+

LA Block

(33)

계획 추진실적 달성도

32 비트 직병렬 처리를 위한 저전력 Serializer 및 Deserializer 구현

클럭 복원을 위한 CDR Locking Time: 130ns

소모전력 : 14.49 mW

Data Rate: 3.52 Gbps

코어 크기 : 550um x 575um

레이아웃 패드포함 개발

30-GHz 발진기와 주파수 체배기를 통한 60-GHz 신호 발생

전하펌프 방식의 분수형 주파수 합성기 구조 채택

-10dBm 출력 , 58~68GHz 주파수범위 , 35mW 전력소모 @ 1.0V 전원

Injection-locked frequency divider 를 통한 저전력 특성

구조도

통합 차 구현

1 Fab-in 차 내용

: SerDes+RF_TRX, SerDes, RF_TRX, PLL, LNA, Modulator, receiver

TSMC 65 nm 1P9M 공정 사용

전체 면적 : 3 x 4 mm ²

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계획 추진실적 달성도

차 배치

통합 차 구현

2 Fab-in 차 내용

: SerDes+RF_TRX(VCO), RF_TRX(VCO), RF_TRX(PLL), SerDes, PLL, LNA, Modulator

TSMC 65 nm 1P9M 공정 사용

전체 면적 : 3.5 x 4 mm ²

차 배치

(35)

계획 추진실적 달성도

검증 보드 개발 시험 환경 구축

리더용 검증 보드 제작

USB3.0 인터페이스를 이용한 초고속 호스트 인터페이스

Zing MAC/PHY HW 실시간 검증

리더용 검증 보드

태그용 검증 보드 제작

2 개의 SD Card RAID 를 로 구성하여 메모리 액세스 속도 개선

Zing 을 통한 무선 메모리 모드 및 USB 를 이용한 유선 메모리 모드

태그용 검증 보드

안테나 개발

다양한 어플리케이션에 다양한 특성의 안테나 제작

광대역 60GHz 안테나 제작 및 특성 측정

다양한 안테나 시제품

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계획 추진실적 달성도

통합 검증 보드 제작

BB(SerDes) + RF ASIC 칩을 실장한 검증 보드

32bit/110MHz 병렬 인터페이스를 통한 모뎀보드와 연결

BB(SerDes)+RF 검증보드 산출물

리더용 검증 보드

태그용 검증 보드

통합 검증 보드

시제품 프로토타입 개 발

리더 시제품 프로토타입 개발

USB3.0(5Gbps) 을 이용한 고속 호스트인터페이스

무전원 태그를 위한 무선 전력 송신 기능포함

리더패드 시제품

태그 시제품 프로토타입 개발

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