4차 산업혁명으로 인해 정보통신기술의 융합이 중요해지는 상황에서, IoT(Internet of Things) 기술은 통신 기능을 지원하지 않던 사물에 통신 기능을 부여하여 실시간 무선 접속을 가능하게 함으로써 사물의 정보를 실시간으로 관찰할 수 있고 나아가 사물을 원격 제어할 수 있게 하고 있으며, IoT 기술을 지원하는 장비 숫자의 증가는 Massive IoT 무선 접속 기술의 발전을 요구하고 있다. 5세대 이동통신시스템을 위한 대표적 인 3가지 서비스 시나리오 중 하나인 Massive IoT를 보다 효율적으로 구현하기 위해서는 비면허 주파수 대역 IoT 기술과의 결합이 필요하고 이것을 이용하여 Massive IoT를 지원하기 위해서는 몇 가지 문제를 해결해야 한다. 대표적인 문제점은 적은 주파수 자원, 낮은 전송속도, 낮은 매체 이용 효율, 다중 채널 활용방 안의 부재 및 공간 다중화의 어려움과 취약한 네트워크 구조이다. 본 고에서는 이를 해결하기 위한 요소 기술들을 정리하고 핵심 기술들에 대해 논의하고자 한다. I. 서론 4차 산업혁명(Fourth Industrial Revolution: 4IR)은 정보통신기술(Information and Communication Technology: ICT)의 융합으로 이루어지는 차세대 산업혁명으로, 모든 것 이 연결되는 초연결사회를 기반으로 인공지능, 빅데이터를 활용한 초지능화를 목표로 한다[1]. IoT는 1999년 미국 MIT(Massachusetts Institute of Technology)에서 처음 사용하였으 며 현재는 모든 사람, 사물을 유무선 네트워크로 연결하여 사람, 사물의 정보를 실시간으로 모니터링하고 공유하여 다양한 지능형 서비스를 제공하는 초연결 네트워크 환경을 의미한다. 5G 이동통신의 중요한 세 가지 시나리오는 초고속 대용량(Enhanced Mobile Broadband), * 본 내용은 김동현 연구원(☎ 051-510-3941, dhkim1106@pusan.ac.kr)에게 문의하시기 바랍니다. ** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다. 비면허대역 Massive IoT 무선 접속 핵심기술 동향 Chapter 01 기획시리즈-지능형 IoT 정보통신기획평가원 3 저지연 및 고신뢰(Low latency & Ultra-high reliability) 그리고 초 다수 장치 연결(Massive IoT)이다. 특히, 초 다수 장치 연결 시나리오인 Massive IoT는 ITU-R(International Telecommunication Union-Radiocommunication Sector)의 5G 비전 요구사항에서 1㎢ 당 100만 개 즉 1㎡ 당 1개의 장치가 연결되는 구조를 의미하며 약 500억 개의 사물 장치 수용을 목표로 한다[2],[3]. 5G, 6G와 같은 초고속 이동통신망의 기술 발전은 모든 것이 연결되는 초연결사회를 앞당 기고 있지만, 안정적이고 유현한 초연결사회를 구현하기 위해서는 면허 대역을 사용하는 5G, 6G 기술과 LPWA(Low Power Wide Area)와 같은 비면허대역 IoT 기술의 상호 보완 이 필요하다. 특히, 스마트시티, 차세대 물류 시스템, 해양관측, 스마트공장과 같은 영역에서 기기 간의 초연결을 실현하기 위해서는 비면허대역 Massive IoT 무선 접속 기술이 필요하다. 본 고에서는 비면허대역 Massive IoT 실현을 위한 제한사항을 살펴보고 이를 해결하기 위한 요소기술을 설명한 후, 국내외 지식재산권 현황을 알아보고자 한다. 우선 Massive IoT 의 정의 및 응용 분야에 대해 살펴보고, 비면허대역 Massive IoT 실현을 위한 제한사항으로 적은 주파수 자원, 낮은 전송속도, 낮은 매체 이용 효율, 다중 채널 활용방안의 부재 및 공간 다중화의 어려움과 취약한 네트워크 구조를 설명한다. 그리고 이를 극복하기 위한 요소기술 들을 설명한 후 현재 Massive IoT를 위한 국내외 지식재산권에 대한 동향을 분석하고자 한다. II. 비면허 Massive IoT란 Massive IoT는 5G 이동통신시스템을 위한 대표적인 3가지 서비스 시나리오 중 하나로 시작되었다. ITU-R의 5G Vision 요구사항에 의하면 Massive IoT는 1㎢ 당 100만 개 즉 1㎡ 당 1개의 장치가 연결되는 구조를 의미하며 서비스 영역으로는 스마트시티가 대표적이 다. [그림 1]은 Massive IoT 기술을 기반으로 한 스마트시티의 다양한 서비스를 보여주고 있다. 대표적인 서비스로는 스마트주차, V2I(Vehicle-to-Infrastructure), 자율주행, 스마 트 신호체계 및 교통관리와 같은 교통 분야가 있고, 수질 및 수량관리 서비스, 대기오염 예측 서비스, 폐기물 관리 서비스, 친환경 수자원 이용 및 관리와 같은 환경 분야가 있다. 그리고 사고 및 범죄 긴급구난, 재해 재난 예측 및 대응, 시설물 통합관리와 같은 공공 안전 분야