무선인터넷의 열풍이 21세기 들어 전세계 IT 시장을 뜨겁게 달구고 있다. '정보'와 '이동성'이 결합된 무선인터넷은 '유선에서 무선으로', '음성에서 데이터로' 급변하는 정보통신시장의 정점에 서서, 중국, 러시아와 서남아시아를 거쳐 유럽과 아프리카까지 연결하는 Korea발 $\ulcorner$CDMA 실크로드$\lrcorner$ 건설의 최첨병으로 성장하고 있다. 세계최초의 CDMA 상용국가 Korea가 세계최초 CDMA 2000 1X와 CDMA EVDO 등으로 그려낼 무선인터넷의 다양한 멀티미디어 서비스와 M-Commerce의 무한한 가능성이야말로 21세기의 $\ulcorner$Mobile Korea.를 이끌어 줄 미래를 위한 선택이다. 이를 위해 정보통신부는 2000.6월부터 무선인터넷 활성화 정책을 수립하여 이를 적극 추진 중에 있으며, 이에 따라 국내의 무선인터넷 시장도 1조원을 돌파하는 등 본격적인 활성화를 목전에 두고 있다.
위치인식 연구에서 가장 일반적으로 사용하는 방법은 GPS 기반의 위치인식 방법이다. 하지만, 이 방법은 위성 신호의 제약으로 인해 실내나 건물 밀집 지역 등에서는 제 역할을 수행할 수 없는 문제가 발생한다. 따라서, 이를 해결하기 위해 본 논문은 WLAN 환경을 이용하여 웨이블릿과 신경망을 사용한 실내 위치인식 방법을 제안한다. 제안한 방법의 기본적인 아이디어는 경제적이면서 효율적인 방법으로 실내에 설치된 Access point들로 부터 수신된 무선 신호의 수신세기를 이용하여 비교적 정확하게 위치를 추정하는 것이다. 일반적으로 무선 신호는 주위 환경 및 건물 구조적 요인에 의해 수신세기가 더해지거나 감해지는 현상이 발생함으로써 수신된 각 신호세기들로부터 신호 잡음과 오류에 강인하고 시간과 주파수 도메인의 정보 표현이 가능하며 각 무선 신호 세기들 간의 구별성을 갖는 특징값이 필요하다. 제안 방법에서는 수신된 무선 신호 세기 값으로부터 중복 데이터와 잡음에 민감하게 반응한 수신 신호값을 제거하고 수신신호 전역 및 지역적 특징을 잘 표현이 가능한 웨이블릿 계수 값을 특징값으로 사용한다. 그리고, 이 값을 입력으로 하는 신경망을 이용하여 실내 위치를 추정한다. 제안한 방법을 실내 위치인식 시스템에 적용한 결과 높은 정확성을 가지며 각 신호 세기들 간의 구분이 보다 뛰어남을 알 수 있다.
사용자의 위치를 파악하는 것은 위치기반서비스 시스템 개발에 필수 요소이다. 본 논문은 액세스 포인트의 신호의 세기를 참조하여 사용자의 위치를 파악하는 방법을 소개한다. 기존의 위치 파악 시스템은 옥외용과 옥내용으로 분류되고, 옥내용은 실내의 일정 영역에 적외선 센서를 부착하거나, 천정에 초음파와 RF 신호 발생기를 부착하는 등 특수한 환경을 꾸며주는 것이 필수적이다. 옥외용으로는 GPS가 대표적으로 사용되는데 옥내에서는 GPS 데이터를 수신할 수 없다는 단점이 있다. 근래에 들어 무선 랜이 흔히 설치됨에 따라 본 논문은 무선 랜에 이미 설치된 액세스 포인트의 신호 세기를 이용한 측위 방법을 제안한다. 이 방법은 무선 랜이 설치된 곳이라면 옥내나 옥외에서도 적용이 가능한 장점이 있다.
MPEG에서 진행 중인 MPEG Media Transport(MMT) 표준화는 IP기반 방송통신융합망에서 효과적인 멀티미디어 전송을 목적으로 하고 있다. 본 고에서는 MMT 제안 기술로서, 유선망에 비해 채널의 변화가 많은 무선망에서 효과적인 멀티미디어 전송을 위해 제안된 크로스레이어 디자인(Cross Layer Design-CLD)에서의 신호세기(signal strength information) 활용 방법을 소개한다. 무선환경에서 신호세기를 활용하면 매우 효율적인 멀티미디어 전송이 가능함은 관련 연구 논문[1]-[5]을 통해 증명되었다. 하지만, 무선채널의 특성상 서로 다른 신호세기의 범위를 사용함으로써 신호세기 정보의 유용성에도 불구하고 레이트 어댑테이션 애플리케이션에서 활용하는데 제한이 있어왔다. 따라서 본 논문에서는 MMT 표준화 기술 기고로 제안된 무선채널 신호세기 정보의 범위를 표준화된 형식으로 활용하는 방법에 대하여 기술한다.
인지무선네트워크에서 기 사용자(primary user)의 위치를 정확하게 파악하는 것은 2차 사용자(secondary user)들의 스펙트럼 이용 효율 향상 및 적절한 전력제어를 통한 기 사용자에 대한 간섭을 야기하는 것을 회피하는데 사용될 수 있기 때문에 인지무선네트워크에서 매우 중요한 연구 주제이다. 노드의 위치를 추정하는 다양한 기법들 중, 수신신호세기(RSS) 기반의 위치 추정 기법은 추가적인 하드웨어 자원 없이 쉽게 구현할 수 있어 일반적으로 가장 많이 사용되는 기법으로 인지무선네트워크에서도 사용될 수 있다. 하지만, 수신신호세기 기반의 위치 추정에서 노드간 거리 측정은 수신된 신호 세기를 기반으로 이루어져 무선 채널 환경의 페이딩, 쉐도잉 그리고 장애물 등으로 인해서 거리 추정의 오차가 생긴다. 따라서 본 논문에서는 수신신호세기 기반으로 기 사용자의 위치 측정의 정확도를 향상시키기 위하여 전송 손실 지수(path loss exponent) 추정기반의 기 사용자 위치 검출 기법을 제안한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 방식이 기존 방식보다 기 사용자 위치 측정의 오차를 줄어 기 사용자에 대한 간섭률을 더 줄일 수 있음을 보였다.
핸드폰, PDA, Laptop이 보편화 되면서 이를 이용한 위치 인식 기술의 중요성이 높아지고 있다. 이러한 위치기반 서비스(LBS : Location Based Service)는 GPS를 이용한 실외 서비스와 WLAN, Zigbee, UWB 등을 이용한 실내 서비스로 나눌 수 있다. 본 논문에서는 이미 많은 수의 기반시설(AP : Access Point)가 구축되어 있는 무선랜 기반의 효과적인 위치 측정 기법에 관한 연구를 모색 해보고자 한다. 각 AP에서 받은 신호세기(SS : Signal Strength)를 데이터 베이스에 저장한 후, 이동단말기(MU : Mobile Unit)의 위치가 요구되는 장소에서 다시 신호세기를 측정하여 데이터 베이스와 비교하여 가장 적합한 위치 데이터 정보를 리턴하는 핑거프린트(Fingerprint) 방식을 소개한다. 그리고 불안정한 신호 세기 데이터를 판별하기 위하여 단일 클래스 SVM 기법인 SVDD(Support Vector Data Description)을 이용하였다.
무선 패킷 망에서 무선 자원과 무선 단말의 전력을 얼마나 효율적으로 사용할 수 있는가 하는 것은 무선 패킷 망 보급을 위한 기본 해결 과제이다. 이에 단말의 전력 소모를 줄이면서 무선 망 용량 (capacity)을 증가시키는 기법으로 전송 파워 조절 기법이 주목받고 있다. 무선 패킷 망에 전송 파워 조절 기법을 적용할 때 전송 파워의 세기에 따라 공평한 전송성능을 보장하지 못하고 기아상태에 이르는 전송 불공평성 문제가 지금까지 깊이 연구되지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 전송 파워의 세기에 따른 성능 불공평성을 경쟁자 수의 차이에 의한 불공평한 매체 접근 기회에 있음을 분석을 통해 보이고 불공평성을 해결하기 위한 간단한 물리-맥 (PHY-MAC) 계층 간 접근법을 제안한다.
무선센서네트워크 기술은 환자의 생체신호를 측정하고 전송할 수 있도록 도와 다양한 메디컬과 헬스케어 솔루션을 제공한다. 그러나 무선센서네트워크 기반의 데이터 신뢰성은 센서노드의 하드웨어 리소스 제약으로 인해서 헬스케어 라우팅 프로토콜에 상당한 영향 미칠 수 있다. 이러한 이유 때문에 본 연구에서는 무선센서네트워크 환경에서 헬스케어 시스템에 적용 가능한 모바일 헬스케어 라우팅 프로토콜에 성능향상을 시킬 목적으로 RF 세기, 배터리 상태, 배치 상태 등의 조건을 이용하여 다양한 통신실험을 수행하였다. 이 실험은 노드 간 거리와 수신율의 관점에서 몇몇 중요한 파라멘트를 획득하기 위해서 수행하였다. 배터리 상태와 RF 세기와의 관계, 노드 배치 상태와 RF 세기와의 관계 등에 따라 최적 통신 거리를 평가하고, 또한 노드 간 배치 상태와 RF 세기 따른 패킷 수신율 평가하였다. 이 실험결과를 바탕으로 본 연구에서 개발한 모바일 헬스케어 라우팅 프로토콜의 최적 노드 전력제어 및 배치 방법을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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