본 논문에서는 ARM 칩인 AT91SAM7S256, UHF RFID R/W 모듈인 WJ7090 및 무선 랜(IEEE 802.11.a/b)을 이용하여 UHF RFID R/W 전용 단말기를 개발하고 그 성능을 개선하였다. 또한 AT91SAM7S2S6에서 UHF R/W 모듈인 WJ7090으로 보내지는 송수신패킷을 개발하였다. 본 논문에서 개발한 무선랜(IEEE 802.11.a/b) 기반의 UHF RFID R/W 전용 단말기의 유용성을 평가하기 위해 성능 테스트를 실시하였다. 본 논문에서 개발한 UHF RFID R/W 전용 단말기는 RFID Tag값을 Tagging하고 그 값을 무선 랜(IEEE 802.11.a/b)을 통해서 서버로 전송하고, 그 결과를 단말기에 표시하였고, 성능실험을 통해 개발한 단말기의 우수성 및 송수신패킷에 대한 실험 결과를 나타내었다.
IEEE 802.11b는 무선으로 근거리 단말들을 연결하는 통신 기술로, 높은 데이터 전송률을 제공할 수 있다. IEEE 80211b의 구성은 보통 하나의 분배 시스템을 기반으로 AP와 하나 이상의 단말 기기가 BSS를 구성하는데 AP에서 거리가 멀리 떨어진 단말은 신호의 세기가 약해지므로 고속데이터 전송률의 보장을 반을 수 없는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 무선 단말중 일부를 리피터로 이용함으로써 그룹화를 통한 원거리 고속데이터 전송을 가능하게 하는 방법을 제안하고, 시뮬레이션을 통해 무선 단말의 그룹화를 위한 알고리즘을 분석하였다. 그 결과 제안된 그룹화 알고리즘이 원거리 고속 데이터 전송을 위한 효과적인 방법임을 보였다.
본 논문에서는 Windows CE 기반의 무선 인터넷 서비스를 이용한 감시 시스템을 구현하였다. 원격지 카메라를 이용하여 압축한 데이터를 802.11b (Wi-Fi) 무선 랜망을 사용하여 전송하였다. 그리고, 고속 데이터 버스를 이용하여 전송된 영상 데이터를 웨이블릿 디코더를 이용하여 압축을 풀고 화면에 디스플레이 하였다. Geode GXI프로세서 기반의 Windows CE 서버 시스템을 구현하였고, FPGA를 이용하여 레이블릿 디코더를 제어하여 영상 데이터를 실시간 디스플레이가 가능하도록 하였다. 그리고, Windows CE 기반의 디바이스 드라이버 및 응용 소프트웨어를 작성하였다.
본 논문은 차량 네트워크에 적용되는 IEEE 802.11p MAC 프로토콜에서의 브로드캐스팅 동작을 모델링하였다. 도로상의 안전 서비스 구현에 필요한 beacon 메시지는 브로드캐스팅 방식으로 교환되는데 최적의 안전 서비스 구축을 위해 브로드캐스팅 동작의 해석적 모델링이 필요하다. 모델링에 반영된 IEEE 802.11p 고유의 특성은, CCH(Control Channel)와 SCH(Service Channel) 간의 채널 스위칭 동작과 이로 인해 beacon 메시지를 교환하는 CCH 구간이 시간적 제한을 갖는다는 점, 그리고 재전송이 없다는 점이다. 이러한 고유 특성이 반영된 모델링 설계에서 본 논문은 beacon 메시지의 발생 패턴에 대한 제한을 두지 않았다. 즉, CCH 구간 내 분산된 발생 및 브로드캐스팅을 모델링하였다. 시뮬레이션 결과와의 비교를 통해 본 논문에서 제안한 모델링의 정확성을 확인하였다. 또한, beacon 메시지 발생 및 브로드캐스팅을 분산시킴으로써 전달률, 전송 지연 및 지연의 변동성 등 모든 성능지표가 개선되는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 2.4GHz 마그네트론을 이용하는 RF 전구에 대하여 동 대역을 사용하는IEEE 802.11b 기반의 무선랜과 전파간섭을 분석하였다. RF 전구가 무선랜에 미치는 전파간섭을 분석한 결과, LOS 환경(무선랜 수신전력 -63dBm/MHz)에서는 무선랜 채널 9, 10에 약 1~2Mbps의 전송속도 저하를 유발하였으며, Non-LOS 환경(무선랜 수신전력 -78dBm/MHz)에서는 무선랜 채널 6-11번에 통화절단 현상을 야기하였다. 그러나, RF 전구 수에 따른 간섭전력의 누적효과는 없는 것으로 나타났다.
무선 랜 기술을 방송 분야에 응용하기 위해서는 IEEE 802.11 방송 패킷에 대한 이해가 필요하다. 현재 IEEE 802.11 방송 패킷 전송 기술은 Unicast 패킷 전송 기술에 비해 컨텐츠 전달의 신뢰성을 보장 할 수 없다는 단점이 있다. 이러한 무선 랜 방송 기술의 손실률 제어를 위한 기법으로 FEC가 주로 사용되고 있다. 무선 랜 방송 기술에 FEC 기법을 활용함에 있어서 핵심은 복구를 위한 여분의 패킷 양을 결정하는 것이다. 이에 본 논문은 먼저 다중 무선 랜 전송률-(1-54Mbps) 이 지원되는 방송 테스트베드를 구성하였다. 그리고 방송 패킷의 길이, 무선랜 전송률, 주변 환경에 따른 손실률을 구하고 손실률을 최소화 할 수 있는 인자들의 값을 도출 하였다. 나아가 구해진 손실률을 이용하여 FEC 여분 패킷 양을 결정하였다.
본 논문에서는 이동 통신 단말기에 적합한 소형 광대역 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 프린트된 사각형 모노폴 형태와 그라운드 면에 얇은 미앤더 선로로 연결된 기생 소자로 구성되며, 실제 단말기 환경에 맞춰서 45 mm${\times}$90 mm 크기를 갖는 두께 0.8 mm이고, 유전율 4.4인 FR-4 기판을 이용하여 시스템 기판을 이용하여 설계하였다. 실제 제작한 안테나의 크기는 10.5 mm${\times}$12.5 mm${\times}$0.8 mm이며, 반사 손실 -10 dB 대역폭은 2,200~6,000 MHz, 이득은 2.86~4.01 dBi을 가짐을 측정을 통해 확인하였다. 따라서 제안된 안테나는 국내 WiBro 서비스 대역(2,300~2,380 MHz)과 WLAN 대역(IEEE 802.11b/g/n: 2,400~2,480 MHz, IEEE 802.11a: 5,150~5,825 MHz) 그리고 국외 mobile WiMAX 대역(IEEE 802.16e: 2,500~2,690 MHz, 3,400~3,600 MHz)을 지원하는 단말기 안테나로 적합하다.
본 논문에서는 IEEE 802.11 링크 계층의 핸드오버 성능을 증가시킬 수 있는 메커니즘을 제시한다. 본 메커니즘은 GPS에 기반한 AP 맵을 참조하여 스캐닝할 채널 수를 줄인다. 또한 모바일 노드와 주변 AP들의 SNR값들을 모니터링 함으로써 주어진 경계 값보다 높은 SNR값을 유지하도록 핸드오버한다. 실험 결과, 본 메커니즘은 6.7%의 통신 단절률을 가지며 평균 16.8 dB의 SNR값을 가진다. 이는 기존의 MadWifi가 사용하는 핸드오버 방식에 비해서는 4.1% 낮은 통신 단절률이며, 26% 높은 평균 SNR값이다.
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 연구에서는 IEEE 802.11a 표준 무선랜 단말기에 활용 가능한 SPDT Tx/Rx 스위치 MMICs를 설계 및 제작하였다. 이를 위하여 먼저 핵심이 되는 pHEMT 스위치 소자의 에피구조를 설계하였으며, 한국전자통신연구원(ETRI의 $0.5{\mu}m$ pHEMT 스위치 공정을 이용하였다. 제작된 SPDT형 Tx/Rx 스위치 MMIC는 주파수 5.8 GHz, 동작전압 0/-3V에서 삽입손실 0.68 dB, 격리도 35.64 dB, 그리고 반사손실 13.4dB의 특성을 보였으며, 전력전송능력인 P1dB는 약 25dBm, 그리고 선헝성의 척도인 IIP3는 42 dBm 이상으로 평가되었다. 제작된 스위치 회로의 성능은 상용제품과 비교 분석한 결과 반사손실은 약간 부족하였으나 삽입손실은 비슷한 수준이며, 특히 격리도는 동작전압 ${\pm}$ 3V/0Vv, 주파수 5.8GHz에서 약 8 dB 이상 우수하였다. 이와 같은 여러 가지의 스위치 회로의 성능은 본연구에서 개발된 pHEMT SPDT 스위치는 IEEE802.11a 표준 5GHz 대역 무선랜에 충분히 할용할수 있을 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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