- 분야
- 전자/전기
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동적 채널 할당을 통한 무선데이터 송수신 기술
보유기관 및 연구자 : 국방과학연구소 박청훈 연구원
- 개발상태
- 8/9
기술완성도
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TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
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TRL08
시작품 인증/
표준화- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
- 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
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TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
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TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
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TRL05
시제품 제작/
성능평가- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
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TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
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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
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TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
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TRL01
기초 이론/
실험- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
기술개요
• 본 특허는 반복적인 데이터 전송에 의한 동적 채널 할당 방식을 사용하여 데이터를 송수신하는 기술임
적용분야
• 본 특허는 데이터를 안정적으로 송수신할 수 있는 원격측정시스템으로 특정 시점의 데이터를 반복적으로 송신하여 데이터 송수신 오류를 줄여야 하는 분야에 적용 가능함
∨야생 동물 이동 위치 데이터 송수신 장치∨해양 무인이동체 및 목표 탐지 기술의 충돌회피 기술
∨소나 수중 정밀 매핑 기술
기술 차별성
• 원활한 통신링크 확보를 위해 여러 개의 안테나를 공간적으로 떨어지게 위치하는 경우 널링(Nulling)과 페이딩(Fading)영향으로 신호 대 잡음비가 급격히 작아지는 구간이 발생하여 이를 해결할 수 있는 기술 개발이 필요함
• 동적 채널 할당 방식을 활용한 원격 측정 시스템을 활용하면 송신 오류가 발생하여도 안정적으로 데이터를 송수신할 수 있음
구현방법
• 본 특허의 원격 측정 시스템은 송신단(데이터 원격 전송 장치)과 수신단 (무인항공기 등의 비행체)을 포함하고 있으며, 송신단은 제1 서브 시스템, 제2 서브 시스템, 제3 서브 시스템, 원격 측정 프레임 구성부 및 송신부를 포함함
• 각 서브 시스템은 각종 센서를 통해 송신단의 내부 상태 및 비행 정보를 측정하고 데이터를 각각 원격 측정 프레임 구성부에 출력하며, 원격 프레임 구성부에서는 무선 통신 및 복원을 위한 동기 패턴, 프레임 번호, 서프 프레임 ID, 에러 검사 채널 등을 추가하여 원격 측정 프레임을 생성함
• 송신단의 상태에 따라 유효하지 않은 데이터 발생 시 동적 가용 채널 중 사용하지 않는 채널에 특정 시점의 데이터를 반복적으로 출력하고, 원격 측정 프레임을 수신단에 출력함으로써 수신단은 송신단의 내부 상태 및 비행 정보를 사용자에게 출력할 수 있음
• 또한, 본 특허는 복수개의 채널 중 활용하지 않는 채널을 탐색하는 단계와, 활용되지 않는 제1 채널에 대해 제1 시점의 데이터를 할당함으로써 원격 측정 프레임을 구성하는 단계와 원격 측정 프레임을 송신하는 단계 및 서브 시스템으로부터 데이터를 수신하는 단계의 프로세스로 구성됨
기술동향
• 원격측정시스템 기술은 다양한 센서에서 발생한 신호를 원격지에서 수신하여 시험 대상물의 상태를 파악하도록 고안한 장비 기술임
• 최근 전자통신 기술이 발전함에 따라 고해상도 동영상 전송이나 대용량 데이터 전송, 무인항공기 임무수행을 위해 효율적 변조와 전송방식을 확장하는 방향으로 개발되고 있음
• 또한 고속 인터넷 네트워크와 연계하여 항공기와 인공위성, 로켓과 같은 비행체 내부 장치들도 네트워크 기반으로 변화되고 있으며, 효율적인 주파수스펙트럼 활용을 위해 다양한 주파수 대역 전송기술도 개발되고 있음
• 주요 기업으로는 미국의 Emerson Electric Co.와 독일의 Siemens AG, 스위스의 ABB Ltd 기업이 있으며, Emerson Electric Co.는 원격 모니터링, 측정 등의 제품을 주요 개발하고 있으며, Siemens AG는 기계, 라인 및 전체 설비를 모니터하는 공정 제어
시스템과 자동화 시스템을 개발하고 있음
시장동향
• 전 세계 원격 모니터링 및 제어 시장은 2017년 208억 5,000만 달러에서 연평균 성장률 4.47%로 증가하여, 2023년에는 271억 1,000만 달러에 이를 것으로 전망됨
• 원격 모니터링 및 제어 기술은 석유 및 가스 산업, 발전 산업, 화학 산업, 상하수 처리 산업, 펄프 및 제지 산업, 금속 및 채광 산업, 식품 및 음료 산업 등과 같은 다양한 산업의 프로세스에 광범위하게 사용되며, 전 세계 원격 모니터링 및 제어 시장을 지역별로 살펴보면, 2016년을 기준으로 북미 지역이 29.67%로 가장 높은 점유율을 나타내고 있음
• 원격 모니터링 및 제어 기술은 석유 및 가스 산업, 발전 산업, 화학 산업, 상하수 처리 산업, 펄프 및 제지 산업, 금속 및 채광 산업, 식품과 음료 산업 등과 같이 다양한 산업의 프로세스에 사용되며, 연평균 4.47%의 성장률을 기록하고 있음
• 기술개발이 완료된 원격 모니터링 제어기술을 활용할 경우 지속적인 모니터링 기능을 통한 다양한 산업분야와 통신환경의 제약이 많은 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대됨