후방산란 기술을 이용, 전력 효율 및 비용 절감 효과로 대규모 IoT에 기여 기대

 KAIST는 전기및전자공학부 김성민·이융 교수와 정진환 박사과정, 한국뉴욕주립대 류지훈 교수(컴퓨터과학과)가 참여한 공동 연구팀이 후방산란(Backscattering) 기술을 이용한 무전원 사물인터넷 게이트웨이 개발에 성공했다고 13일 밝혔다.
 

 후방산란 기술은 기기의 무선 신호를 직접 만들어내지 않고 공중에 존재하는 방사된 신호를 반사해 정보를 전달한다.
 

 무선 신호 생성에 전력을 소모하지 않아 초저전력으로 통신을 가능케 한다.
 

 김 교수 연구팀은 이 기술을 이용해 사물인터넷 기기들이 방사하는 무선 사물인터넷 신호가 와이파이(WiFi) 신호로 공중에서 변조되도록 설계했다.
 

 후방산란 기술 기반의 무전원 게이트웨이를 이용하면 사물인터넷 기기를 와이파이 네트워크에 쉽게 연결할 수 있기 때문에 인터넷 연결성의 범위가 크게 확장된다.
 

 5G 네트워크의 핵심 구성요소 중 하나인 사물인터넷은 각종 사물인터넷 기기들이 인터넷에 연결돼야만 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
 

 사물인터넷 기기들을 인터넷에 연결하기 위해서는 사물인터넷 게이트웨이라는 다수의 무선 송수신 장치를 장착하고 있는 기기가 꼭 필요하다.
 

 사물인터넷 게이트웨이는 다수의 무선 송수신 장치에서 발생하는 전력 소모량이 크기 때문에 유선 전원공급 장치가 필요했다.
 

 연구팀이 개발한 무전원 사물인터넷 게이트웨이 기술은 후방산란 기술을 활용해 에너지 수확(Energy harvesting)을 통해 무전원으로 동작할 수 있어 설치비용과 유지·보수 비용을 크게 줄일 수 있다.
 

 또 후방산란의 특성상 공중에 방사된 무선 신호를 반사하면서 물리적으로 변조하므로 동일한 통신 규격을 사용하는 모든 사물인터넷 기기에 보편적으로 적용할 수 있다는 장점이 있다.
 

 연구팀은 저전력 통신 규격인 지그비와 BLE 신호를 무전원 사물인터넷 게이트웨이를 통해 와이파이 신호로 변조해 상용 노트북에서 수신됨을 확인했다.
 

 이번 연구는 지난 달 캐나다 토론토에서 열린 모바일 컴퓨팅 분야의 최고 권위 학술대회 'ACM 모비시스(ACM MobiSys) 2020'에서 발표됐다. /대전=이한영기자
 

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