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유비쿼터스 컴퓨팅과 UWB

유비쿼터스 컴퓨팅과 UWB . 2002. 11. 15 UWB 기술세미나. I. 유비쿼터스 컴퓨팅의 개요. 유비쿼터스 컴퓨팅이란 ?. 유비쿼터스 (Ubiquitous) 란 라틴어에서 유래한 것으로 언제 어디서나 동시에 존재한다는 뜻을 나타내며 물이나 공기처럼 우리 주변환경에 내재되어 모든 사물 및 사람이 보이지 않는 네트워크로 연결된 새로운 공간을 의미

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유비쿼터스 컴퓨팅과 UWB

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Presentation Transcript

  1. 유비쿼터스 컴퓨팅과 UWB 2002. 11. 15 UWB 기술세미나 R&BD

  2. I. 유비쿼터스 컴퓨팅의 개요 R&BD

  3. 유비쿼터스 컴퓨팅이란? • 유비쿼터스(Ubiquitous)란 라틴어에서 유래한 것으로 언제 어디서나 동시에 존재한다는 뜻을 나타내며 물이나 공기처럼 우리 주변환경에 내재되어 모든 사물 및 사람이 보이지 않는 네트워크로 연결된 새로운 공간을 의미 • 미국 Xerox사 PARC(Palo Alto Research Center)의 Mark Weiser는 유비쿼터스 컴퓨팅을 유선과 무선 사이에 단절 없는 통신망이 실현됨으로써 누구든지 언제 어디서나 네트워크에 접속된 컴퓨터를 사용하여 네트워크로부터 자신이 필요한 정보를 얻을 수 있는 환경으로 정의 • IBM사는 퍼베이시브(Pervasive) 컴퓨팅이란 용어를 사용 R&BD

  4. 유비쿼터스 컴퓨팅의 전제조건 • Mark Weiser는 유비쿼터스 컴퓨팅을 구현하기 위해서는 가시성(visibility), 복잡성(complexity), 간결성(abstraction), 연결성(connection), 비가시성(invisibilty)에 대한 연구가 필요하다고 주장 • 유비쿼터스 시대의 컴퓨터 시스템 모습을 구체화(가시성) • 유비쿼터스 시대에 적합한 네트워크 기반의 응용을 제시(복잡성) • 구현될 유비쿼터스 컴퓨터는 고성능·고기능·고집적도를 이룩함(간결성) • 유비쿼터스 네트워크는 고속화·안정성·효율성의 확보로 보다 큰 스케일로 확장(연결성) • 인간중심의 사용자 인터페이스를 구현(비가시성). R&BD

  5. 유비쿼터스 컴퓨팅의 패러다임 IBM사에 의한 4가지 패러다임은 • 분산화(Decentralization): 다양한 작은 기기들 사이에 분산됨 • 다양성(Diversification): 특정 목적을 위한 특정 그룹 사용자들의 요구 사항들에 가장 잘 부합하는 다양한 기기들 • 연결성(Connectivity): IT 세계에 단절 없이 통합된 다양한 기기들 • 간결성(Simplicity): 복잡한 기술은 친숙한 사용자 인터페이스 뒤에 숨겨짐 R&BD

  6. 유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심요소 • Devices: information access devices (handheld PC, smart phones), identification devices (smart labels, smart cards), embedded controls (sensors) • Software: Java, OS (Palm OS, Windowes CE), middleware (JavaPhone APIs, OpenCard Framework), security • Networks: Internet protocoles (HTTP, XML, WAP) communications (Bluetooth, Cellular), service discovery (Jini, uPnP) • Back-end Sever Infrastructures: gateways, application servers • New Services (Business Models): u-Commerce (Silent Commerce) R&BD

  7. 유비쿼터스 네트워크 고도의 인증 및 보안으로 프라이버시 가 보호됨으로써 다양한 서비스를 누 구나 안심하고 이용 아이에서부터 고령자까지 손쉽게 사용할 수 있도록, 기기의 높은 조작성 및 소형성을 실현 소유권을 명확히 함으로써 매력있는 컨텐츠를 자유롭게 유통 및 이용 유비퀴비스 플렉시블 광대역 다양한 미디어로 초고속 망을 이용할 수 있고 스트레스 없는 유연한 통신 환경을 실현 주변의 기기가 통신을 하게 됨 에 따라 자율적으로 정보를 수집 및 관리 언제나 원하는 정보를 실시간에 이용자의 니즈에 따른 형태로 향유할 수 있으며, OS/서비스도 자유롭게 선택 및 이용 어디에 있더라도 어떤 단말로도 망에 언제나 연결되도록 함으로써 생활공 간을 자유롭게 만들수 있다 R&BD

  8. II. 유비쿼터스 무선기술로써의UWB R&BD

  9. Wireless Microsensor Networks(WMNs) • 핵심 유비쿼터스 무선 네트워크: WMNs는 유비쿼터스 컴퓨팅의 오감, 신경망, 판단 기능 • 지능형 빌딩내의 환경 컨트롤, 생산공정 자동제어, 창고 물류관리, 병원에서의 물품/정보 관리 및 환자상태 • 원격감지, 지능형 교통시스템, 텔레메틱스 등 그 응용범위가 광범위함 R&BD

  10. WMNs의 기술적 과제(1) • 소형화 기술:MEMS (MicroElectroMechinicalSystem) 나노기술 UCLA에서 개발된 MEMS 자계센서를 1센트 동전크기와 비교한 것으로 지하 30 미터 아래의 미세한 물체의 움직임도 감지 할 수 있다. R&BD

  11. X WMNs의 기술적 과제(2) • 저 전력 소비(평규전력 < 100 μW) 기술: HW/SW의 혁신적 시스템 Cache Dedicated HW InterfaceController FPGA EmbeddeduP FPGA Memory Controller Memory Silicon Backplane • UC 버클리 대학의 PicoRadio • Sub-sampling RF • Direct Conversion • Reconfigurable software • radio Parameterizable DataPaths Dedicated DataPath PowerAmplifier D/A R&BD

  12. WMNs의 기술적 과제(3) • 저전력소비 네트워킹 기술: 다중도약(Multihop) 네트웍킹 기술은 전파 전송 도중의 에너지 감쇄가 거리의 지수승(거리n, n=2~5)에 비래한다는 원리를 이용, 하나의 긴 거리 전송경로를 이용하기보다는 여러 짧은 경로를 이용하여 전송한다는 개념 R&BD

  13. WMNs의 기술적 과제(4) • 극한 환경에서 작동: 공공안전 및 재난구조 통신에 응용 -PSPP(Public Safety Partnership Project): MESA(Mobility for Emergency & Safety Application) project R&BD

  14. WMNs의 기술적 과제(5) • 위치추적기술: 실내/외에서의 정확한 위치추적(< 1m) 코카콜라에서 출하 되는 모든 병에 RFID 태그를 부착 공장 출하에서 소비자에 이르기 까지 근거리 및 이동통신을 통하여 추적 운송간에 물건이 없어지거나 물건이 상점에서 품절되는 것을 방지: The Internet of Things R&BD

  15. UWB, WMNs의 핵심기술?(1) • UWB 기술의 포트폴리오 1. 시스템이 간단하다; All CMOS single chip integrated with MEMs Aetherwire & Location Inc. R&BD

  16. UWB, WMNs의 핵심기술?(2) 2. RF 캐리어를 사용치 않아 저전력소비라디오 시스템 구현; UC Berkeley’s Wireless Research Center의 연구 R&BD

  17. UWB, WMNs의 핵심기술?(3) 3. 다중 경로 페이딩의 영향을 거의 받지 않는다; No deep fading nulls-reduced pass loss(거리n n=2, 일반적으로는 n=4) - 매우 짧은 펄스(수십 pico S)를 이용하기 때문에 직접파와 반사파의 경로 차가 조금만 차이가 나도 두 신호는 서로 구분될 수 있다. R&BD

  18. UWB, WMNs의 핵심기술?(4) 4. Operation within/through buildings, urban areas, forests • FCC part15 subpart F, Imaging system operation • GPR: 매장된 물체를 탐지하기 위해 지면에 접촉 혹은 근접하여 발사, 960 MHz 이하 또는 3.1 ~ 10.6 GHz • Through-wall Imaging system: 벽 속에 혹은 벽 반대편에 있는 물체를 탐지, 960 MHz 이하 혹은 3.1~10.6 GHz • Wall imaging system: 벽 속의 물체 확인, 다리교각 내부의 결함을 탐지, 960 MHz 이하 혹은 3.1~10.6 GHz • 감시 시스템: 감시 범위 내에서 물체의 움직임을 탐지하는 정지 radar system, 1.99~10.6 GHz • 의료용 영상 시스템: 생체 내부 물체의 위치 및 움직임 탐지, 3.1~10.6 GHz R&BD

  19. UWB, WMNs의 핵심기술?(5) 5. 정밀한 거리와 위치 측정; Multispectral Solutions 사의 TDOA (Time Difference of Arrival) 실험 • 최대 거리 76 - 91 m (commercial building) >600 m (outdoors, line-of-sight) • 정확도 15 – 91 cm (indoors) <15 cm (outdoors) R&BD

  20. UWB, WMNs의 핵심기술?(6) 6. 매우 높은 전송률; 100 Mbps in commercial market (Xtreme Spectrum, Time Domain), target up to 500 Mbps R&BD

  21. UWB, WMNs의 핵심기술? 대답은 Yes! + 낮은 가격; 시장에서 성공할 확률이 매우 높음 - 그러나, Bluetooth의 교훈을 명심 R&BD

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