기술정보
기술정보
기술명 버스 공공와이파이 제공을 위한 밀리미터파 Moving Network 기술
기술명(영문) mmWave moving network technology for BUS Wi-Fi services
활용분야 버스 공공와이파이 서비스 Enhanced C-ITS
기술번호 TI2019-01329
기술성숙도
#기술성숙도
개발전 3단계:연구실 규모의 기본성능 검증
개발후 4단계:연구실 규모의 무품/시스쳄 핵심 성능평가
외부기술요소 개발목표시기 2020-12-31
결과물 형태
검증방법
시장성
시장성
시장성 내용
□ 국내외 시장동향 및 전망
 
○ 국내시장 동향 및 전망
▷ 현재 국내에서는 대부분의 지역에서 버스 와이파이 서비스는 제공되지 않고 있으며 일부지역에서 제공되는 버스와이파이 서비스는 LTE/LTE-A 셀룰라 시스템의 일부를 버스와이파이용 백홀로 사용하고 있음. 향후 LTE/LTE-A 셀룰라 시스템 혹은 5G 셀룰라 시스템의 용량 일부를 백홀로 이용한 버스 와이파이 서비스가 점차 확대될 것으로 전망함
 
○ 해외시장 동향 및 전망
▷ 해외에서도 대부분의 국가에서 버스 와이파이 서비스는 제공되지 않고 있으며 몇몇 국가의 일부 지역에서 제공되는 버스와이파이 서비스는 LTE/LTE-A 셀룰라 시스템의 일부를 버스와이파이용 백홀로 사용하고 있음. 향후 외국에서도 LTE/LTE-A 셀룰라 시스템 혹은 5G 셀룰라 시스템의 용량 일부를 백홀로 이용한 버스 와이파이 서비스가 점차 확대될 것으로 전망함
 
○ 제품화 및 활용가능 분야
활용분야(제품/서비스) 제품 및 활용분야 세부내용
1 버스 공공와이파이 서비스 버스당 1 Gbps 지원하는 버스 공공와이파이 시스템
2 Enhanced C-ITS 전송용량이 매우 작은 기존의 C-ITS 대비 대용량 전송 가능한 Enhanced C-ITS
 
□ 기대효과
 
○ 기술도입으로 인한 경제적 효과
- 관련 중소/중견기업의 기술력 증대를 통한 국내 및 국외 사업화 지원 가능
- 밀리미터파 RF, 안테나, 모뎀 등의 5G 관련 부품 산업 활성화에 기여
- 시내버스, 고속버스 등 대중교통수단에 무료 초고속와이파이 서비스를 통한 서민 통신비 절감
○ 기술사업화로 인한 파급효과
- 향후 버스 공공와이파이 뿐만 아니라 화물차, C-ITS, 자율주행 등 미래 커넥티드카의 다양한 서비스를 위한 인프라로 활용 가능
- 밀리미터파 기반 대용량 V2X 시스템을 활용한 새로운 비즈니스 모델 창출
 
시장성 -제품화 및 활용분야
시장성 -제품화 및 활용분야
활용분야(제품/서비스) 제품 및 활용분야 세부내용
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버스 공공와이파이 서비스
버스당 1 Gbps 지원하는 버스 공공와이파이 시스템
Enhanced C-ITS
전송용량이 매우 작은 기존의 C-ITS 대비 대용량 전송 가능한 Enhanced C-ITS
기술개요(영문)
기술개요(영문)
기술개요(영문) 내용

Title
mmWave moving network technology for BUS Wi-Fi services

Concept

•Support high rate (1 Gbps) Wi-Fi services on BUS
•mmWave is used for the backhaul link between BUS and Basestation
•Users can access high speed free Wi-Fi with their own smart-phone in BUS

Service Offering
● High level deion document for Modem
● Modem IP
● Development/Verification Software

Comparative Advantage
● Very high rate data service: 1 Gbps per BUS
● High Mobility : support seamless handover on high vehicle speed(@100
                   km/hr)
● Performance (load capacity): over 10 Gbps/km

Patents(Domestics)
Application( TBD ) Registration( TBD )
Patents(International)
Application( TBD ) Registration( TBD )
 
기술개요 및 개념도
기술개요 및 개념도
기술개요 및 개념도 내용
□ 기술의 개념 및 내용

  ○ 기술의 개념
   o 대도시 혼잡한 시내도로에서도 버스당 평균 1 Gbps 공공와이파이 서비스 제공
     가능한 이동네트워크 (Moving Network) 시스템
      - 과학기술정보통신부에서 4차 산업혁명을 위한 주파수 공급의 일환으로 ‘18.1월 신규 할당한 초
        고주파 용도자유대역(22~23.6 GHz)을 활용한 기지국과 차량 간 초고속 데이터 링크를 제공하
        는 이동무선백홀 시스템
     - 차량(버스) 내부에서는 Giga 급 와이파이 AP를 통해 탑승자에게 일반 스마트폰으로
     초고속 와이파이 서비스 제공
   - 도로변에 설치된 RU(Radio Unit)당 다수의 버스에 대하여 초고속 와이파이 서비스 지
     원 (P2MP)
   - 고속 핸드오버기능을 제공하여 버스 승객에게 끊김 없는 초고속 인터넷 서비스 제공
   - 시내버스환경의 NLOS 극복을 위한 차량간(버스간) 멀티홉 Relaying 기능 지원
   - 사용 주파수
    · 차량외부: 용도자유대역(22~23.6 GHz) 주파수 활용
    · 차량내부: 와이파이 주파수(2.4 GHz, 5GHz)

 o End Product (TRL 6~7)
   - 버스 공공와이파이 지원을 위한 MN 시스템(HW, SW)

 o 주요 성능치
   - 버스 이동환경에서 버스당 1 Gbps 지원
   - Latency: U-plane 4 ms, C-plane 10 ms 이내
   - Handover Latency: 2 ms 이내
   - Relay 링크 용량: 1 Gbps
  
 
<기술개념도>
  ○ 기술의 상세내용 및 사업화 제약사항
    ▷ 기술의 상세내용

  - 밀리미터파 기반 점대 다(Point-to-Multipoint) 이동무선백홀 기술
 ․ 도로를 따라 설치될 기지국에서 다수의 버스를 지원하는 다중접속 기술
 ․ 도로상의 다수의 버스를 지원하기 위한 대용량 네트워크 가상화 기술
 ․ 차량 단말의 채널 환경과 서비스 요구조건에 최적화되며, 특히 차량 단말 간 자원할당 공정성을 고려한 자원할당/스케줄링 기술
 ․ 점대다 통신환경에서 높은 신뢰성(Reliability) 및 효율적인 간섭제어를 위한 상향링크 전력제어 기술

  - 고속 빔 스위칭 Baseband/RF 및 안테나
 ․ 하드웨어 추가없이  고속 빔스위칭을 가능 하게 하는 Baseband 및 RF 구조
 ․ 40m 이상의 도로폭과 곡선도로를 효율적으로 커버하도록 차량 단말에서 제공할 수 있는 스위칭 빔 채널측정(Measurement) 알고리즘 기술
 ․ 도로환경 및 차량(버스) 구조물에 최적화되며 용도자유대역 (22~23.6GHz)을 사용하는 광대역 HW 플랫폼, RF/안테나

   - 버스 이동경로에 최적화된 도로환경 고속 핸드오버 기술
 ․ 도로환경에 최적화된 효율적인 핸드오버 알고리즘
 ․ Zero Handover Interruption Time을 제공하는 Make-Before-Break 핸드오버 기술
 ․ Synchronous 기지국 구조를 활용한 단일연결(Single-Connectivity) 구조 기반의 단말 핸드오버 절차 기술
 ․ 차량단말의 스위칭 빔 구조와 결합한 효율적인 이웃(Approaching)셀 탐색 알고리즘
 ․ 핸드오버 시그널링 프로토콜 SW 개발

   - 고속 이동성 (Fast Mobility) 지원 C-RAN 최적화 기술

   - 시내환경의 NLOS (non Line Of Sight) 극복을 위한 Relay 기술
 ․ V2I 링크와 Relay 링크 호환성 제공  무선전송/무선접속 핵심 원천 기술
 ․ 멀티홉 환경에서 인접한 Hop 간 주파수 효율을 최대로 늘리기 위한 효율적인 Duplexing 기술
 ․ 멀티홉 환경에서 최적의 Mobility control을 위한 Relay 링크 동기채널 구조설계, Relay 링크 탐색 및 Synchronization 알고리즘

    ▷ 기술이전 범위
      - 밀리미터파 기반 점대 다(Point-to-Multipoint) 이동무선백홀 시스템 기술
     ․ 백홀 기지국 및 차량단말 모뎀 IP 및 관련 설계 문서
     ․ 백홀 기지국 및 차량단말 L2/L3 SW 및 관련 설계 문서

    ▷ 사업화 제약사항
      - 본 과제에서는 모뎀의 경우 FPGA로 구현하여 Feild에서 feasibility 검증하고, 향후 사업화를 위해서는 기술이전 업체가 자체 ASIC 화 필요

 □ 국내외 기술동향 및 경쟁력

  ○ 국내기술 동향
    ▷ 현재 국내에서는 대부분의 지역에서 버스 와이파이 서비스는 제공되지 않고 있으며 일부지역에서 제공되는 버스와이파이 서비스는 LTE/LTE-A 셀룰라 시스템의 일부를 버스와이파이용 백홀로 사용하고 있음
      - LTE/LTE-A 셀룰라 망을 일반 이동통신가입자와 버스 Wi-Fi용 백홀로 나누어서 사용하므로 Wi-Fi 서비스 용량 제한으로 인해 실제 버스에서는 서비스 품질이 좋지 않음

  ○ 해외기술 동향
    ▷ 해외에서도 아직 버스에서 와이파이를 제공하는 경우는 흔치 않음. 있다고 하더라도 국내에서와 같이 LTE/LTE-A 셀룰라 망을 백홀로 사용하는 서비스라서 용량 제한이 있음

  ○ 표준화 동향
    ▷ 3GPP에서는 5G NR 표준화가 진행 되고 있음
      - 5G NR는 6 GHz 이하의 주파수 및 mmWave 주파수 (국내의 경우 28 GHz)대역을 사용할 수 있도록 표준화가 진행 중. 6GHz 이하의 경우 전국망, 반면 mmWave의 경우 도심지 Hotspot 셀 혹은 실내 소형셀을 위한 액세스 링크를 위해 사용할 것으로 전망

  ○ 기술의 경쟁력(우수성 및 차별성)
경쟁기술 본 기술의 우수성 및 차별성
LTE 기반 백홀 본 기술은 22~23.6 GHz (총 대역폭 1.6 GHz)를 버스 공공와이파이를 위한 이동무선백홀로 사용하므로 버스당 Gbps 급의 대용량 전송이 가능함
5G NR 5G NR 중 6 GHz 이하 대역은 본 기술에 비해 대역폭이 매우 작아서 버스당 1 Gbps 백홀로 사용하기에는 역부족. 5G NR 중 mmWave 대역(국내의 경우 28 GHz 대역)은 주로 도심지 hotspot 혹은 실내 소형셀을 위한 액세스 링크로 사용될 것으로 전망. 반면 본 기술은 상기 용도자유대역 (22~23.6 GHz)을 도로상의 이동무선백홀 전용으로 사용하여 버스당 Gbps 급의 대용량 전송이 가능함

 
첨부파일
본과제 정보
본과제 정보
과제명(한글) [사회문제] 통신비 부담 경감을 위한 대중교통수단에서의공공와이파이 체감 품질 개선기술개발
과제명(영문) [Social issue] QoE improvement of open Wi-Fi on public transportation for the reduction of communication expense
색인어 (한글) 공공와이파이  / 대용량 이동 네트워크  / 점대다 통신  / 이동 멀티홉 릴레이  / 대용량 V2X
색인어 (영문) PublicWiFi  / Broadband Moving Network  / Point to Multi Point Communications  / Mobile Multi-hop Relay  / Broadband V2X
과제번호 2018-0-00792-002 해당연도 2019
기술분류
권리성 특허, HW-IP, SW-IP, SW
총연구기간 2018-07-01 ~ 2022-12-31 총예산 미공개
기간(당해연도) 2019-01-01 ~ 2019-12-31 예산(당해연도) 미공개
참여기관 미공개
주관기관 한국전자통신연구원 과제책임자 김일규
연락처
연락처
tel : 미공개
cp : 미공개
E-Mail 미공개
개발중인 기술(기술예고)
개발중인 기술(기술예고)
기술번호 기술명 목표시기
TI2019-0132900001 버스 공공와이파이 제공을 위한 밀리미터파 Moving Network 기술 2020-12-31
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