공공업무용(국가, 전력, 가스, 상하수도, 소방$\cdot$구급, 철도 등) 이동통신시스템의 디지털화가 (일본) 전기통신기술심의로부터의 답신(1993년 4월)을 받아 우정자령(동년 11월)으로 고시되었다. 이에 따라 미쓰비시전기에서는 시분할다원접속(Time Division Multiple Access : TDMA)방식의 공공업무용 디지털이동통신시스템을 개발하였다. 여기에 이 시스템의 개요와 서브시스템의 내용을 상세하게 소개하기로 한다. 제어국$\cdot$기지국은 표준규격보다 우수한 기능을 실현하였고, 차량탑재이동국은 소형경량화를 도모하였으며, 계속해서 주파수분할 다원접속(Frequency Division Multiple Access : FDMA) 방식의 시스템에 대한 개발도 시행하여 최적의 시스템을 구축할 수 있도록 하고 있다. 또한 다른 주파수대를 포함한 공공업무용 디지털통신시스템의 법 정비가 순차적으로 진전될 전망이어서, 공공기관을 중심으로 급속히 이 시스템의 보급이 도모될 것으로 생각된다.
위성항법시스템(GPS)을 이용하여 목적지까지의 최적경로를 보여주는 경로안내시스템은 이미 상용화 단계에 도달하였으며, 최근에는 차량에 내재된 모뎀을 통해 통신기지국과 접속하여 사고 시 즉시 응급기관에 연락이 가능하도록 하는 장치의 설치 등이 정보통신 기술의 발달로 가능하게 됨으로써 자동차는 이제 단순한 탈 것에서 위치이동시 일어날 수 있는 제반 상황에도 대처할 수 있는 움직이는 비즈니스 공간으로 탈바꿈하고 있다.(중략)
위성항법시스템(GPS)을 이용하여 목적지까지의 최적경로를 보여주는 경로안내시스템은 이미 상용화 단계에 도달하였으며, 최근에는 차량에 내재된 모뎀을 통해 통신기지국과 접속하여 사고 시 즉시 응급기관에 연락이 가능하도록 하는 장치의 설치 등이 정보통신기술의 발달로 가능하게 됨으로써 자동차는 이제 단순한 탈것에서 위치이동 시 일어날 수 있는 제반 상황에도 대처할 수 있는 움직이는 비즈니스 공간으로 탈바꿈하고 있다. (중략)
본 논문은 Ad-hoc 차량통신(Inter-Vehicle Communication)을 위한 자율분산 프레임 동기화 시스템을 제안하였으며, Ad-hoc 차량통신의 특징인 프레임 타이밍과 페이딩 환경에서의 차량위치, 차량대수 및 수신 전력이 시시각각 변화하는 시간변수에 적응할 수 있도록 고려하였다. 제안된 기법은 기지국간의 동기방식을 이용하여 동기를 획득하는 분산 동기화 시스템과 중앙 통제되는 개인통신시스템과는 차이가 있다. 이 시스템은 Ad-hoc 차량통신을 위한 자율분산 프레임 동기화 기법, 알고리즘의 고속화 및 네트워크에 새로 가입하는 차량을 위한 동기화 프로토콜 제안과 고속도로를 기반으로 프레임 타이밍 에러 개선을 위한 대역확산 차간거리 측정 방식을 포함하고 있다. 제안방식의 성능 평가를 시뮬레이션을 통하여 검증하였고, Ad-hoc 차량통신이 고속도로 환경에서 주위의 차량들에 대해서도 적용될 수 있다는 것을 확인하였다.
최근 자동차 시장은 기존의 기계 위주의 기술에서 차량 정보화 및 전자화 기술로 빠르게 패러다임 변화가 이루어지고 있다. 특히, 텔레매틱스 분야는 자동차 제조사 및 이동통신 업체 간의 긴밀한 협조체제를 구축하여 차량 정보화 서비스를 위한 기술 개발을 가속화하고 있다. 그러나 텔레매틱스 서비스는 기지국과 차량, 차량 대 차량 간에 무선통신에 의해 정보교환이 이루어지고 있으므로 전파 간섭에 의한 서비스 품질의 저하를 피할 수 없다. 이에 본 논문에서는 무선통신기반의 차량 네트워크 환경에서 차량과 무선 통신 상호간 간섭을 분석할 수 있는 장비를 설계 구현하고, 시뮬레이션과 실제 차량의 실측실험을 통하여 차량 내 외부에 발생하는 간섭을 감소시켜 통신 품질을 높일 수 있는 방법을 제시한다.
네트워크 중심전 수행을 위해서는 고속의 데이터 전송을 보장하는 전술통신망 구축이 필수적이다. 이에 군은 상용 Wireless BroadBand (Wibro) 장비를 활용한 전술이동통신체계(MSAP : Mobile Subscriber Access Point)를 개발하여 군 작전의 효율성을 높이는 방안에 대해 연구하고 있다. MSAP은 Wibro기반의 이동기지국 개념으로 기지국(Base Station)을 차량에 장착하여 이동성을 제공한다. 따라서 MSAP을 전장상황에 활용 시 고속의 데이터 전송을 통해 임무수행에 필요한 데이터들의 원활한 전송을 보장한다. 또한 MSAP은 차량화 되어 있어 전장 상황 변화 시 이에 맞추어 기동이 가능하다. 본 논문에서는 기계화부대, 전방 예비부대, 후방 예비부대, 지원부대, 포병 부대, 지휘소 등에 MSAP을 활용한 전술통신체계를 구축하여 작전 수행시에, 작전 부대들의 위치를 고려하여 이 부대들이 MSAP을 이용한 통신을 가능하게 하는 MSAP의 최적 위치 선정을 통해 최소의 MSAP장비로 작전지역에 고속의 통신환경을 구축하는 방안에 대해 제시한다. 이에 관한 수리적 모델을 제시한 후 이를 해결하기 위한 알고리즘을 제안하고 그 적용결과를 제시한다.
차량통신은 통신시스템과 차량산업을 융합하여 ITS (Intelligent Transport Systems)분야에서 다양한 서비스 제공을 위해 고려되어져 왔다. 일반적으로 차량통신은 WAVE (Wireless Access in Vehicular Environments)라고 알려져 있는 IEEE 802.11p/1609표준을 채택하여 차량간 통신 및 차량-노변기지국간 통신에 이용된다. WAVE 시스템은 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 5.9GHz대의 주파수를 사용하여 신호를 전송하는 시스템이다. 본 논문에서는 차량통신 영역 중 물리계층의 이슈들에 관하여 논의한다. 먼저 WAVE 표준의 물리계층과 5.9GHz대의 신호의 특성에 대해 살펴본 후 신뢰성 있는 통신링크 제공을 위해 물리계층에서 개선되어야할 점에 대해 논의한다.
이동통신 텔레트래픽 모델은 Network Traffic 모델과 Traffic Source 모델이라는 두 개의 하부모델로 구성된다. 본 논문에서는 기지국이 설치되어 있는 지역 특성을 고려한 traffic source 모델을 제시하고, 이동통신 트래픽 시뮬레이터인 MobCall을 구현하였다. MobCall은 사용자 이동성을 각 지역별 차량 평균 속도와 수송분담율을 적용하고 있다. 구현된 MobCall을 이용하여 서울 도심 주거지역과 상업지역에서의 누적 발생 호 수, 교통량에 따른 핸드오프 율, 고속도로에서의 핸드오프 율, 그리고 호 점유 시간 변화에 따른 핸드오프 율을 결과로 제시하였다. MobCall은 기지국에서 사용자 호 패턴에 따른 동적 핸드오프 버퍼링과 같은 기능적 요소를 설계 단계에서 고려할 수 있다.
차량 간 통신 네트워크 환경에서 차량 간 혹은 차량 대 기지국 간 통신 시 다양한 통신에 방해가 되는 장애 요소가 발생하거나 존재할 수 있다. 다양한 장애 요인들로 인하여 차량의 고장이나 긴급상황이 발생할 경우 정보 전송과정에서 통신 네트워크의 포화상태나 과도한 경쟁으로 인한 패킷의 손실 및 지연이 발생하게 된다. 이러한 결과 인적, 물적 피해와 더불어 지속적인 통신시도로 차량의 전원고갈 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 다양한 장애요인이 상존하는 도로 환경에서 종단간에 고속, 안정적일 뿐만 아니라 에너지 효율적인 프로토콜 개발이 요구된다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.3 WPAN을 기반으로 차량간 통신 시스템에서 에너지 효율적인 긴급 메세지 전송을 위한 MAC 프로토콜을 제안한다. 시뮬레이션 및 분석을 통하여 본 논문에서 제안하는 방법이 패킷충돌 및 경쟁으로 발생하는 전송지연을 감소시켰으며, 에너지 효율적인 프로토콜임을 확인하였다.
차량 환경의 통신에서 콘텐츠의 사전 캐싱은 사용자로부터 콘텐츠 서버까지의 지연시간을 감소시킬 수 있다. 하지만 어디에, 어느 량 만큼의 사전 캐싱을 해야하는 지에 대한 문제점은 아직도 해결되지 않고 있다. 본 논문에서는 차량의 이동 확률을 토대로 차량이 다음으로 이동하게 될 기지국 후보들에게 각각 최적화된 량만큼의 콘텐츠를 분산시켜 사전 캐싱하는 방안을 제시한다. 우선, 각 차량의 이동 확률은 Markov Chain을 이용하여 학습되었다. 그리고 분산하여 사전 캐싱할 콘텐츠의 량은 무선 환경을 기반으로 최적화되었다. NS-3를 기반으로 진행된 실험에서 제안방안은 기존 방안에 비하여 최소의 지연시간을 유지하며 트래픽을 가장 많이 절약한 결과가 도출되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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