무인기(드론) 비행을 20km까지 확장가능한 통신기술 개발 착수

- 433MHz 기반 무인기 응용 통신기술개발 및 실증사업 착수 -

□ 현재 저고도에서 통신상 이유로 1km 내외만 비행 가능한 드론을, 비가시권인 최대 20km까지 비행 가능할 수 있도록 저주파수(433MHz) 대역에 기반한 드론용 통신기술을 개발하는 사업이 본격적으로 추진된다.

□ 과학기술정보통신부(장관 임혜숙, 이하‘과기정통부’)는 433MHz 기반 드론 응용 통신기술개발 및 실증 사업(2021~2025년, 총사업비 189억원) 수행기관인 광운대학교 컨소시엄이 3월 3일 과제 착수 회의(온라인 영상회의)를 시작으로 사업을 본격 추진한다고 밝혔다.

  ㅇ 컨소시엄에는 주관연구기관인 광운대학교와 KAIST, 목포해양대학교, 한밭대학교 등 4개 대학과 빌리브마이크론, 쿼터니언, 에이넷솔루션, 실리콘알앤디, 쏠리드랩스, 케이에스티,  에이오비, 네드솔루션 등 8개 기업이 참여한다.

□ 드론은, 항공안전법 특별비행 안전기준에 따라 저고도 공역 및 비가시권 비행시 통신을 이중화(RF통신+4G‧5G 통신 기간망 등)해야 한다.

 ㅇ 통상 4·5세대(4G‧5G) 통신 기간망은 거리상 제약은 없지만, 기존 2.4/5GHz 대역의 RF통신은 통신거리가 1km 내외에 불과해 이보다 먼 거리의 드론 장거리 비행은 제한되어왔다.

 ㅇ 이에 과기정통부는 5세대(5G)+ 스펙트럼 플랜(2019.12월)을 발표하면서 최대 20km까지 통신이 가능한 433MHz 대역(RF통신) 공급을 검토하기로 하였다.

 ㅇ 따라서, 433MHz 대역 공급에 대비하여 국내 운용 드론에 적합한 433MHz(RF통신)+5G(기간망) 통신 및 이중화 기술 등 원천핵심기술과 이를 상용화하기 위한 플랫폼 등 개발을 추진한다.

□ 광운대학교 컨소시엄은 향후 5년간 433MHz 기반 통신기술 연구개발은 물론, 사업 완료 후 즉시 상용화가 가능하도록 433MHz 대역 통신을 위한 시스템온칩(SoC*)도 개발하며, 활용 분야 제시를 위해 해양관리, 방역, 물자수송, 비가시권 비행 등 장거리 비행을 실증할 계획이다.

   * System On Chip : 여러 가지 기능을 가진 시스템을 하나의 칩으로 구현한 반도체

  ㅇ 이를 위해 기존에 433MHz 대역을 이용 중인 아마추어 무선과 혼‧간섭이 발생하지 않도록 주파수 공동사용 기술을 개발하고, 무선설비 기술기준을 제시한다.

  ㅇ 그리고, 기간망인 5세대(5G)망과 연계하여 433MHz 통신을 보조채널(이중화)로 운영하기 위한 제어기 및 보안 기술 등을 개발한다.

  ㅇ 이를 통한 드론 운용거리의 획기적인 확장은 국방‧치안‧보안‧건설‧물류‧컨텐츠 등 다양한 분야에 적용됨으로써 공공 및 상용 드론 시장이 보다 활성화될 것으로 기대된다.

□ 과기정통부 이주원 융합기술과장은 “최근 물류 배송 등 드론을 이용한 서비스 분야가 확대되는 시점에 장거리 비행을 위한 통신기술은 매우 핵심적인 요소이다.”라며,

  ㅇ “광운대학교 컨소시엄을 통해 433MHz 대역을 이용한 드론 통신기술을 확보하여 드론 장거리 비행을 위한 발판을 마련함으로써 국내 드론 산업 육성은 물론, 세계 드론 통신시장으로 진출할 수 있도록 든든한 조력자의 역할을 다하겠다.”라고 밝혔다.

붙 임

433MHz기반 드론 응용 통신 기술 개발 및 실증 개요

□ 추진배경  

 ㅇ 드론의 저고도 공역(150m 이하) 및 비가시권 장거리(20km 이상) 비행에서 효율적이고 안전한 운용을 위해서는 드론의 통신 이중화* 필요 

   * 항공안전법 특별비행 안전기준에 따라 통신(RF 통신 및 LTE 통신 기간망 사용 등)을 이중화     ** 현재는 기간망(LTE/5G) + 2.4/5Ghz(RF) 주파수 대역활용으로 드론 통신거리가 1Km 내외에 불과

   - 이에 과기정통부 규제혁파 스펙트럼 플랜(‘19.12월)을 통해 통신 기간망 외에 이중화를 위한 저주파 대역(433MHz) 공급을 추진 중

  ⇒ 신규 주파수 공급에 대비하여 국내 운용에 적합한 통신기술을 확보할 수 있도록 드론용 5세대(5G)+433MHz 통신(최대 20km 통신)을 위한 핵심기술개발 및 이를 상용화하기 위한 플랫폼 등 구축

    * 해외 433MHz 통신용 단말기는 있으나, 혼‧간섭 회피 기술 미포함 등 주요 성능이 낮아 국내 주파수 실정(아마추어 무선국 공동사용) 등을 고려한 기술 개발 필요

□ 사업 개요

 ㅇ (목적) 저고도 비가시권 드론의 안정적 운영을 위해 저주파 대역(433MHz)의 혼·간섭 회피 기술 등을 포함한 통신기술 개발

 ㅇ (기간/예산) ‘21 ~’25 / 189억원(총사업비)  

 ㅇ (시행주체/방법) (관리기관)한국연구재단 / 출연

	< 컨소시엄 구성 >
• (총괄) 광운대학교(주관) 및 에이넷솔루션, 목포해양대학교 등 참여 • (원천기술) 빌리브마이크론(주관) 및 실리콘알앤디, 쏠리드, 한국과학기술원 등 참여 • (연계핵심기술) 쿼터니언(주관) 및 에이오비, 네드솔루션 등 참여

□ 세부내용    

 ① (사업관리 및 실증) 총괄 사업관리 및 본 사업을 통해 개발한 433MHz 통신 원천‧연계 기술을 이용하여 비가시권 장거리 비행 실증

• (1단계) 433MHz 인프라 구축 • (2단계) 무선설비 기준 제시를 위한 응용분야별 성능지표에 따른 실증

 ② (433MHz 통신 원천기술 개발) 433MHz 대역의 아마추어 무선과 혼·간섭 문제 방지를 위한 통신기술 개발 및 무선설비 기술기준 제시

• (1단계) 드론 통신 국제 표준화 진행 상황 및 표준 기술 분석 • (1단계) 통신 네트워크 프로토콜 등(MAC/Modem/RF IP) 개발 및 FPGA* 구현을 통한 기능 및 성능 검증 * Field Programmable Gate Array, 프로그램이 가능한 비메모리 반도체의 일종 • (1단계) 433MHz 무선설비 기술기준 제시 • (2단계) SoC(System on Chip) 개발 • (2단계) 433MHz 통신모듈 레퍼런스 보드 및 디바이스 드라이버 개발 • (2단계) 육상 기지국 개발

 ③ (433MHz 연계 핵심기술 개발) 5세대(5G)망과 연계하여 433MHz 통신을 보조채널(이중화)로 운영하기 위한 임무통제컨트롤러 등 개발

• (1단계) 433MHz/5G Datalink 이중화 관리를 위한 임무통제컨트롤러 개발 • (1단계) 통제/관제 시스템에 대한 네트워크 보안 기술 개발 • (1단계) 433MHz 대역에 대한 기존 통신 사용환경 분석 및 간섭 분석 검증 • (1단계) 433MHz/5G 광역지역 다수 드론 관제 시스템 개발 • (1단계) 433MHz/5G 광역지역 비가시권 드론 통제 범용 지상통제장치 개발 • (2단계) 드론 탑재용 통신 단말 개발 • (2단계) 433MHz 네트워크와 IP망 게이트웨이 및 433MHz 네트워크 서버 개발 • (2단계) 433MHz 및 5G 기반 이동식 드론 통합관제 시스템 구축