전자기장(電磁氣場, Electromagnetic field)을 이용하는 무선전력 전송기술은 오래전부터 관련 연구가 시작되었다. 최근 스마트폰의 새로운 시장발굴을 위한 산업체의 노력과 새롭고 편리한 기능을 요구하는 소비자의 욕구를 충족시키는 해법 중 하나로 무선전력 전송기술을 이용한 무선충전 기술이 관심을 받기 시작하면서 다양한 스마트기기에 적용되고 있다. 또한, 무선충전 기술이 적용 가능한 웨어러블 기기와 IoT 기기, 그리고 전기자동차 시장의 확대가 기대되고 있어 수년 내 무선충전 기술은 현재보다 빨리 높은 수준에 도달할 것이며, 산업체의 시장선점과 표준화 경쟁이 치열할 것으로 예상된다. 본고에서는 이러한 무선충전 기술의 발전 동향과 표준화 동향을 소개하고, 향후 무선충전 기술의 발전 방향에 대해 논하고자 한다.
차세데 홈네트워크 환경하에서는 다양한 데이터 통신 무선기기들이 홈/오피스에서 공존할 것이다. 예를들어 무선랜, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 무선 USB, UWB(Ultra Wideband) 등이 함께 주파수를 공유하게 될 것이며, 특히 ISM 대역은 서비스, 산업, 의료용 등으로 다양한 응용이 가느하기 때문에 전파 간섭이 예상된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11b 무선랜(WLAN)과 IEEE 802.15.4 저전력 저속 무선팬(WPAN) 무선기기에 대하여 간섭실험을 하였으며 두 무선기기가 상호 공존할 수 있는 공유 조건에 대해 분석하였다. 무선랜(WLAN)과 무선팬(WPAN)의 주파수 대역이 완전히 오버랩된 경우 간섭 레벨과 무선팬의 패킷 전송 횟수를 변화 시켜 상호간의 간섭 영향 저도를 측정하고 상호 무선기기간의 간섭 결과를 바탕으로 상호 무선기기간의 주파수 공유 조건을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 FHSS 방식의 소출력 무선기기와 DSSS 방식의 소출력 무선기기가 동일 주파수 대역에 존재하는 경우 업무간 간섭을 분석하였다. 분석 방법은 몬테 카를로 방법을 이용하여 DSSS 방식의 소출력 무선기기의 불요 방사가 FHSS 방식의 소출력 무선기기에 미치는 영향을 간섭 확률 측면에서 계산하였다. 간섭 시뮬레이션은 DSSS 방식의 소출력 무선기기의 대역폭과 충격 계수에 따른 간섭량을 계산하였고, 전파 모델은 자유 공간으로 가정하였다. 그리고 간섭원과 피간섭원 사이의 거리에 따른 영향을 수신기에서의 BER 측면에서 분석하였다. 간섭 분석 결과, 간섭원의 대역폭보다는 충격 계수가 시스템 양립성에 많은 영향을 주는 것을 확인할 수 있었고, 단일 간섭원과 다중 간섭원이 존재하는 경우 BER 기준을 만족하는 이격 거리를 확인할 수 있었다.
무선통신 기술이 급속도로 발전하는 가운데 Mobile 기기들의 연결을 위한 근거리 무선 통신 기술이 필요하게 되었으며, 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 국내 무선국에서는 Bluetooth와 WLAN을 국내 근거리 무선 통신기술의 표준으로 제정한바 있다. 따라서 본 논문에서는 근거리 무선 통신 기술인 WLAN에 적용한 보안 모니터링 기법을 제안함으로써 무선이라는 통신 환경에서 Mobile 기기들의 여러 가지 취약 요소들에 대한 주기적인 감시를 통해 안전한 통신이 가능하는 보안 모니터링 기법을 제안하고자 한다.
최근 ITU-R에서는 전파혼신과 밀접한 관계가 있는 무선기기의 RF 항목(주파수허용편차, 점유주파수대역폭, 불요발사 등)에 대한 권고안 SM.1045, SM.328, SM.853, SM.329, SM.1539 등을 제정하거나 개정하였다. 이와 관련하여 본 논문에서는 국내 무선설비규칙의 전파 질 허용치 및 측정방법과 연계하여 ITU-R RF 성능 권고(안)의 핵심내용에 대한 분석결과를 제시하였다. 본 논문의 내용은 무선기기의 인증 및 무선국 검사에 적용되는 국내 무선설비 기술기준치를 이해하는 데 참고자료로 활용될 것으로 기대된다.
무선 애드혹 통신망은 고정된 기간망 없이 이동 기기들이 모여서 형성하는 임시 무선 시스템이다. 무선 애드혹 통신망에서는 이동 기기들이 모여서 통신망을 형성하므로 개개의 이동 기기의 수명이 통신망 자체의 수명을 결정짓는 중요한 요소가 된다. 망의 구조에 따라서 어떠한 경우는 단지 하나의 이동 기기가 자신의 배터리를 모두 소모하고 동작을 멈추었을 뿐인데, 이것이 통신망의 분할(partition)을 가져올 수도 있다. 이처럼 이동 기기의 수명은 각 이동 기기가 가지고 있는 배터리에 의존하므로 될 수 있는 한 소모하는 에너지량을 줄여 모든 이동 기기들이 골고루 오래 살수 있도록 하는 것이 전체 통신망의 수명을 늘릴 수 있는 방안이 된다. 본 연구에서는 모든 이동 기기들이 오랫동안 함께 살 수 있도록 최적의 경로를 선택하여 통신을 하도록 하는 전력 인식 동적 소스 라우팅(Power-Aware Dynamic Source Routing: PADSR) 프로토콜을 제안한다. PADSR에서는 송신 기기가 패킷(packet) 전송을 위한 경로를 선택할 때 어떤 특정 이동 기기의가 에너지를 많이 소모하지 않도록 하기 위하여 경로 선택 시에 경로에 포함되어 있는 이동 기기들의 남아있는 배터리량과 패킷을 전달하는데 소모하게 되는 송신 에너지량을 고려한다. 따라서 PADSR을 사용하게 되면 통신망의 수명이 연장된다.
인구 고령화와 복지증진에 따라 인체 삽입형 의료기기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 더 다양한 기능을 제공하는 제품들이 출시되고 있다. 반면, 이러한 다양한 기능의 요구로 인해 인체 삽입형 의료기기의 전력소모가 커지고 있어 일차전지만으로는 충분한 기능을 제공하지 못하거나 한정된 사용시간으로 말미암아 환자들이 삽입형 의료기기의 전원공급만을 위해서 추가적인 비용과 고통을 감수하고 있는 현실이다. 본고에서는 무선 전력 전송 기술을 활용하여 인체 삽입용 의료기기로 전력을 무선으로 전송하고 재충전이 가능한 인체 삽입용 의료기기의 기능과 사용 시간의 확대를 가능하게 하는 무선 충전 전원 모듈 기술의 동향과 전망을 살펴봄으로써 관련 국내 산업계가 기술 전환기를 대비하는데 필요한 기초 정보를 제공하고자 한다.
가정의 정보가전기기의 소형화, 네트워크화에 따라 사용자에게 네트워크의 유연성, 이동성, 사용의 편리성을 제공해 주는 무선 홈네트워크에 대한 요구가 증대되고 있다. 이러한 홈네트워크 시스템에서 기기들간의 양방향 인증이 필요하며 관련 연구가 진행되고 있지만 사용성면에서 문제점이 지적되고 있다. 본 논문에서는 무선 홈네트워크 환경에서 홈로봇을 이용한 양방향 기기 인증 메커니즘을 제안하고 이를 설계 및 구현한다.
가정내 가전기기들은 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 전환되고 있으며, 이로 인해 디저털 가전기기들간의 네트워크 환경 구축이 새로운 패러다임으로 굳혀지고 있다. 하지만 가정내 네트워크 관련기술은 유 무선과 같은 다양한 방식으로 발전되고 있으며, 이를 효과적으로 상호 인터페이스하기 위한 소프트웨어 관련 기술이 요구되고 있다. 본 논문에서는 유 무선 환경을 고려한 디지털 가전기기나 정보가전기 기들간의 상호 인터페이스와 실행환경을 구성하기 위해 지능형 홈웨어를 구현하였다. 지능형 홈웨어는 다양한 플랫폼을 가진 디지털 가전기기나 정보가전기기에 탑재되어지며 무선 센서 네트워크 환경과 전력선 통신을 사용하여 글로벌 네트워크 환경으로의 연결을 가능하게 하는 유선네트워크 환경을 기반으로 한다. 이들 유선과 무선 환경의 상호 인터페이스를 통해서 가정내 생활환경을 조절할 수 있는 홈 오토메이션 기능을 위한 실행환경을 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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