본 논문에서는 일본 후쿠시마 원전 사태와 같은 지진, 해일 등 극한 자연재해 상황 하에서 원자력발전소 등 산업시설의 기존 유·무선 통신망이 파괴되었을 때, 기존 통신망과는 별개로 통신 비전문가인 산업시설의 운용자가 장비운반 및 설치 시간을 포함해 수십분 이내에 구축할 수 있는 신속성, 편리성, 휴대성, 신뢰성, 안전성을 모두 갖춘 유·무선 통합 통신망 및 음성/데이터 서비스 자율구축 기술을 제안한다. 또한 연구 결과로 개발된 PoC (Proof of Concept) 시스템과 기능 검증 및 시험 결과를 소개한다.
본 논문에서는 유 무선 네트워 킹을 지원하는 TRS 중계기의 전체적인 RF 시스템들을 디지털 방식으로 제어 할 수 있는 고성능 병렬 제어 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 순 역방향 LPA(Linear Power Amplifier), 순 역방향 LNA(Low Noise Amplifier), 채널카드, 직렬통신(RS-232), 유 무선 TCP/IP 통신의 제어를 담당하는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 칩과 전체 시스템의 제어를 관장하는 마스터(Master) 마이크로프로세서, 순 역방향 스펙트럼 분석기(Spectrum Analyzer, SA)를 내장하여 현재 통신되고 있는 채널의 주파수 스펙트럼을 5KHz 단위의 해상도로 관찰할 수 있도록 하는 슬레이브 마이크로프로세서, 각각의 채널카드들을 개별적으로 감시하고 채널카드내의 주파수 합성기(Frequency Synthesizer)를 프로그래밍하기 위한 10개의 채널카드용 마이크로프로세서, 그리고 그 밖의 몇 가지 주변기기들과 회로들로 구성된다. 전체 시스템은 동작의 효율성과 병렬성을 비롯하여 구현의 적합성과 비용을 고려하여 H/W(Hardware) 및 S/W(Software) 부분으로 나누었고, H/W도 FPGA과 마이크로프로세서로 나누어서 최적화를 이루고자 노력하였다.
고고도 전자기 펄스(HEMP)의 상황은 고고도 핵폭발로 인해 발생한다. HEMP상황은 위협 레벨 조사(TLI)를 통해 HEMP 상황을 시뮬레이션 할 수 있다. 본 논문에서는 전술기동무선통신체계의 안테나 종류에 따른 유도 전압을 위협 레벨 조사로 측정 및 분석 하였다. HEMP의 영향을 받으면 전자 장비가 마비되거나 손상 될 수 있다. HEMP 방호 필터는 전원선 및 신호선용으로 상용화되어 있다. 그러나 안테나용 HEMP 필터는 상용화가 부족한 편이며 존재하더라도 낙뢰보호용으로 제작되어 있다. 안테나의 주파수와 종류에 따라 적절한 HEMP 방호 필터를 만들기 위해 유도 전압을 측정하고 외삽법을 통해 최대 유도 전압을 분석하였다. 측정 결과 HF, VHF, UHF 대역과 같이 주파수가 증가할수록 측정된 유도전압은 감소하는 것으로 나타났다.
정보통신과 RFID/USN의 발전으로 인하여 유/무선망의 통합이 일반화되어가고 있다. 이러한 시점에서 무선환경에서 데이터 통신을 위한 프로토콜로서 WAP이 사용되고 있다. 이러한 WAP에서 안전한 통신을 위하여 개발된 WTLS는 인터넷 프로토콜인 TCP/IP에서 사용되는 TLS를 무선환경에 맞도록 최적화한 것이다. 그러나 WTLS는 WAP 보안문제, 종간 문제, 소비전력등의 문제점을 가지고 있다. 그러므로 본 논문에서는 WTLS의 단점들을 없애고자 WTLS에 사용되는 암호알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 단일형태가 아닌 혼합형 알고리즘을 사용하기 때문에 계산상의 복잡도를 줄여 소비전력 및 보안문제를 해결할 수 있다.
무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)는 차세대 IT 기술로서 소형, 저가, 저전력을 필요로 하며, 외부환경의 모니터링과 제어기능을 수행할 수 있다. 이것은 소형 장치 안에 마이크로프로세서, 각종 센서, 액추에이터, 유 무선 통신 장치를 내장하는 수백 혹은 수천 개의 센서 노드로 구성된다. 본 논문에서는 이러한 센서 네트워크를 이용하여 기상의 악천 후 속에서 차량 및 도로 상황 정보를 실시간으로 미리 획득하고 분석하여 운전자에게 미리 도로의 안전속도를 통보할 수 있는 실시간 차량 안전속도 서비스 시스템을 설계하고 구현된 결과를 보여 주고자 한다. 본 시스템은 노면의 종류 및 기상 상태 등에 대한 정보를 수집하여 이를 바탕으로 운전자에게 안전 속도를 알려줌으로써 교통사고를 효과적으로 예방할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
본 논문에서는 기존의 유선 인터넷 환경에 모바일을 이용한 무선 인터넷 환경을 접목하여 작업자가 언제 어디서든지 자신의 모바일 기기를 이용하여 자신이 관리하는 장비에 대한 이상 유ㆍ무를 파악하고 고장 발생시 개인의 모바일을 이용하여 응급조처를 취할 수 있는 기능을 제공하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 각 단위공장의 설비로부터 출력되는 고장신호를 RF 무선전송 방식을 이용해 각 단위공장에 설치된 로컬서버의 시리얼 포트를 통해 전송한다. 또한 각각의 로컬서버에 수집된 고장정보는 TCP/IP 통신 프로토콜을 이용해 메인 호스트 서버로 전송되게 했다. 또한 현장에 설치된 네트웍 카메라를 통해서 현장 장비에 대한 영상을 메인서버의 웹 화면상으로 전송되도록 하여 원격 모니터링이 가능하게 했다. 메인서버는 모바일 기기를 이용해 외부와 인터페이스가 가능하다.
최근 무선 인터넷 시장이 급속히 성장함에 따라 다양한 무선 인터넷 컨텐츠 개발에 대한 수요가 급증하고 있다. 또한 다양한 인터넷 단말기와 플랫폼을 유연하게 지원할 수 있는 확장성이 추가된 XHTML이 세계적인 표준 마크업 언어로 자리잡고 있다 이러한 XHTML은 HTML4에 XML 1.0을 적용시켜 재정의 함으로써, 기존의 유무선 인터넷 컨텐츠 통합과 상호 운용성의 증진을 위한 핵심 기술로 인식되고 있다. 이에 본 논문에서는 XHTML을 기반으로 한 무선 인터넷 언어인 XHTML Basic 문서를 편집 할 수 있는 문서 편집기를 설계하고 구현한다. 구현한 무선 인터넷 문서 편집기는 XHTML Basic 문서를 원하는 형태로 표현 가능하도록 CSS 생성 기능을 제공하고, 문서를 쉽게 작성할 수 있도록 WYSIWYG 방식의 편집을 지원한다.
TCP에서의 혼잡제어는 패킷 손실이 발생하면 이를 네트워크의 혼잡상황으로 판단해서 전송률을 줄인다. 무선 네트워크에서는 채널 에러로 인해 패킷 손실이 발생하는데, 기존의 유선환경에서의 TCP는 이를 혼잡으로 인한 손실로 착각하여 성능을 떨어뜨리는 결과를 초래한다. 그러므로 유 무선 통합네트워크에서의 TCP 성능 저하를 막기 위해 혼잡손실과 무선손실을 구별하는 연구가 진행되고 있다. 기존의 무선 TCP에 대한 연구는 주로 패킷이 전달되는 시간의 변화를 통해 네트워크의 혼잡상황을 유추해서 패킷 손실 시 혼잡손실과 무선손실을 예측하지만, 패킷의 전송시간은 여러 가지 다른 요인에 영향을 받기 때문에 정확한 손실구분은 불가능하다. 그러므로 본 논문에서는 IEEE 802.11 MAC에서 정의하고 있는 MIB(Management Information Base)의 무선손실 정보를 이용하여 유선손실과 무선손실을 구별하는 알고리즘을 제안한다. MAC 계층의 MIB를 수집하여 사용하는 제안된 알고리즘과 패킷의 지연 시간을 이용하는 기존의 알고리즘을 시뮬레이션을 통하여 비교하고 분석한 결과 무선 채널에서의 에러율이 10%인 경우에, Spike 알고리즘에 비해 12%, mBiaz 알고리즘에 비해 32%의 성능 향상을 보였다.
국내의 초고속인터넷 기반 성숙과 디지털 정보가전 기술의 발전은 가정에서의 홈네트워킹 도입 필요성을 증가시키고 있다. 홈네트워킹 분야에서는 시장에서 보편적으로 사용되어지고 있고 기술발전이 유망한 다수의 유·무선 네트워킹 기술들이 혼재되어 복합적으로 사용될 것으로 예상되고 있다. 기존의 네트워킹 장비는 개별 인터페이스와 서비스 위주로 시험되었으나 홈네트워킹 분야의 장비는 복수의 인터페이스 기술간의 상호 운용성과 VOD, VoIP 등의 다매체, 다기능 서비스에 대한 시험이 함께 고려되어야 한다. 본 고에서는 홈네트워킹 시장에서 주도적으로 사용되는 대표적인 네트워킹 기술과 서비스 위주로 홈네트워킹 분야의 기술 요구사항과 시험 방안에 대해 고찰하였으며 아울러, TTA에서 제공중인 홈네트워킹 분야의 인증시험 기술을 소개하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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