• 정보과학회 논문지
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• 제44권7호
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• pp.733-741
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• 2017

LPWAN(Low Power Wide Area Network) 기술은 사물인터넷을 위한 M2M(Machine to Machine) 네트워킹 기술이다. 이 기술의 목적은 저전력, 장거리, 저속 통신을 지원하는 것이며 대표적으로 LoRaWAN(Long Range Wide Area Network)가 있다. LoRaWAN를 이용하여 사물들 간의 정보를 교환하기 위해서는 다양한 환경에 대하여 링크의 성능을 알아야 하는데 실증적인 환경을 기반으로 한 성능 분석 연구는 활발하게 진행되고 있지 않다. 따라서 본 논문은 실내, 실외 환경에서 링크 품질에 영향을 끼칠 수 있는 다양한 변수에 대하여 LoRaWAN의 물리적 통신 기술인 LoRa(Long Range) 링크의 성능을 실증적으로 평가한다. 이를 위해 물리적인 성능 모니터링 시스템을 설계하고 구현하였으며, 이후 통신 실험 환경을 실내, 실외 기반으로 구성하였으며 설정 파라미터 및 거리에 따른 SNR(Signal to Noise Ratio), RSSI(Received Signal Strength Indication), PDR(Packet Delivery Ratio)의 성능을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.359-366
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• 2018

국내 고도성장기 이후 본격 건설되기 시작한 사회 기반 시설물은 노후화가 빠르게 진행되고 있다. 특히 사고 발생 시 대량 인명 피해로 직결될 수 있는 교량, 터널 등의 대형 구조물들에 대한 안전성 평가가 필요하다. 하지만, 기존의 유선 센서 기반의 SHM을 개선한 무선 스마트 센서네트워크는 짧은 신호도달거리로 인해 경제적이고 효율적인 시스템 구축이 힘들다. 따라서 LoRa LPWAN시스템은 사물인터넷의 확산과 더불어 저전력 장거리통신이 각광을 받고 있으며, 이를 구조건전성 모니터링에 응용함으로써 경제적이면서도 효율적인 SHM 구축이 가능하다. 본 연구에서는 LoRa LPWAN의 구조건전성 모니터링에 적용 가능성을 검토하고 비면허 통신 대역을 사용함으로 인해 발생하는 채널간의 충돌을 해결하면서 대역폭을 효율적으로 활용할 수 있는 채널 기반의 LoRa 네트워크 운영방법을 제안한다.

• ETRI Journal
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• 제43권2호
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• pp.173-183
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• 2021

As low-power wide-area network (LPWAN) end devices (EDs) are deployed in massive scale, their economic and environmental costs of operation are becoming too significant to ignore and too difficult to estimate. While LPWAN architectures and protocols are designed to primarily save energy, this study shows that energy saving does not necessarily lead to lower cost or environmental footprint of the network. Accordingly, a theoretical framework is proposed to estimate the operational expenditure (OpEx) and environmental footprint of LPWAN EDs. An extended constrained optimization model is provided for the ED link assignment to gateways (GWs) based on heterogeneous ED configurations and hardware specifications. Based on the models, a simulation framework is developed which demonstrates that OpEx, energy consumption, and environmental footprint can be in conflict with each other as constrained optimization objectives. We demonstrate different ways to achieve compromises in each dimension for overall improved network performance.

• KNOM Review
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• 제22권2호
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• pp.29-38
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• 2019

4차 산업혁명의 핵심 기술 중의 하나로서 사물인터넷 (Internet of Things)은 무선 네트워크, 통신모듈 및 센서, 스마트 단말 등의 기술 발전 및 보급 확산으로 그 영향력이 의료, 교통, 제조, 유통, 교육 등의 산업분야를 넘어 과학기술 및 공공분야로까지 확대되고 있다. 특히 과학기술 분야에서도 점차 IoT 기술 연구 및 활용 연구가 증가하고 있으며, 이를 통해 기존의 이론 및 실험 중심의 연구에서 데이터 중심의 연구로의 연구 패러다임이 변환되고 있다. 이와 같이 다양한 데이터를 수집하는 인프라스트럭처 환경 구축의 필요성이 커지고 있으며, 수집된 데이터의 전송·처리·분석을 위한 유·무선 통합 네트워크 환경을 위해 국가과학기술연구망 (KREONET)에서는 저전력 장거리 통신기술 LPWAN (Low Power Wide Area Network) 기반의 국가과학기술무선사물인터넷연구망 (ScienceLoRa) 프로젝트를 시작하였다. ScienceLoRa는 기존의 백본망 위주의 유선망인 KREONET를 활용하여 LoRa/LoRaWAN 기술을 활용한 무선망을 구축함으로써 과학기술 및 공공분야에서 다양한 센서들로부터 데이터를 수집하여 이를 전송, 활용 및 분석에 이용하고자 한다. 본 논문에서는 ScienceLoRa 소개, 현재 진행상황, 활용 및 발전 가능성에 대하여 살펴보기로 한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제62차 하계학술대회논문집 28권2호
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• pp.139-142
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• 2020

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things) is an emerging LPWAN(Low Power Wide Area Network) radio technology. NB-IoT has many advantages like low power, low cost, and high coverage. However low bandwidth and low sampling rates also lead to poor positioning accuracy. This paper proposed a solution to optimize positioning accuracy under the OTDOA(Observed Time Difference of Arrival) approach by utilizing MLR(Multiple Linear Regression) models. Through the MLR model to predict the influence degree of weather(temperature, humidity, light intensity and air pressure) on the arrival time of signal transmission to improve the measurement accuracy. The improvement of measurement accuracy can greatly improve IoT applications based on NB-IoT.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1105-1112
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• 2022

신재생에너지 발전, 스마트팜 통합관제 등 현장데이터의 모니터링 시스템은 PC, 서버 기반에서 모바일 퍼스트 중심으로 발전하고 있으며, IoT 기술의 발전으로 다양한 무선통신 및 응용 서비스들이 출현하였다. 저전력 광역통신망은 저전력, 저용량, 저속 데이터 전송에 최적화된 서비스로 현장에서 수집된 데이터는 지정 저장 서버나 클라우드 기반 데이터 플랫폼으로 전송되며, 이를 통해 데이터 모니터링이 가능하다. 본 논문에서는 단일 디바이스로 현장 데이터를 수집하고 저전력 광역통신망을 이용하여 무선통신 사업자 클라우드 데이터 플랫폼으로 전송하는 IoT 중계기와 이를 활용한 현장 모니터링 앱을 설계 및 구현하였다. 이를 활용하면 보다 모니터링 시스템 구성이 간단하고, 구축 및 운영 비용이 저렴하며 효과적인 데이터 축적이 가능하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.49-56
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• 2023

기술의 발전에 따라 전 세계적으로 교량은 대형화되고 있으며, 또한 노후 교량의 수도 급격히 증가하고 있다. 이들 대형, 노후 교량에 대한 구조건전성 모니터링은 대형 사고 예방을 위해 필수적이다. 본 연구에서는 LoRa LPWAN 기반 무선계측시스템의 적용에 대한 연구를 수행하였으며, 전남 신안군에 위치한 천사대교의 사장교 구간에 LoRa 무선계측시스템을 구축하였다. 교량의 주탑, 케이블, 보강거더에 대하여 계측시스템을 구축하여 기구축되어 운영 중인 유선기반 모니터링 시스템과 성능 및 경제성을 비교하여 LoRa LPWAN 기반 무선 모니터링 시스템의 대형 교량에서의 적용성을 검토하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1654-1661
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• 2020

사물인터넷 기술은 통신을 지원하지 않는 장비에 소형 통신 장치를 부착하여 장비의 정보를 원격에서 수집, 제어할 수 있다. 사물인터넷 기술을 지원하기 위해서 저전력, 장거리 통신 기술인 LPWAN이 제안되었고 대표적으로 LoRa가 있다. 네트워크 장비를 포함한 다양한 시스템들은 원격 접속을 통해 장비의 상태를 실시간 모니터링 할 수 있다. 그러나 네트워크 장애가 발생하면 원격 접속 및 상태 모니터링은 별도의 부가 네트워크가 있지 않은 한 불가능하다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 본 논문에서는 장비에 쉽게 부착할 수 있고 독립적인 네트워크를 이용해 원격에서 장비를 모니터링 및 제어하는 독립형 원격 장비 관리시스템을 제안한다. 제안한 시스템을 설계 및 구현하여 실용성을 보이겠다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.55-61
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• 2020

국내 고도성장기 이후 본격 건설되기 시작한 사회 기반 시설물은 노후화가 빠르게 진행되고 있다. 특히 사고 발생 시 대량 인명 피해로 직결될 수 있는 교량, 터널 등의 대형 구조물에 대한 안전성 평가가 필요하다. 하지만 기존의 유선 센서 기반의 Structural Health Monitoring(SHM)을 개선한 무선 스마트 센서 네트워크는 짧은 신호 도달거리로 인해 경제적이고 효율적인 시스템 구축이 힘들다. 따라서 LoRa LPWAN 시스템은 사물인터넷의 확산과 더불어 저전력 장거리 통신이 각광을 받고 있으며, 이를 구조 건전성 모니터링에 응용함으로써 경제적이면서도 효율적인 모니터링 시스템 구축이 가능하다. 본 연구에서는 LoRa LPWAN 기반의 무선 계측센서 기술동향을 조사하였으며, LoRa LPWAN 기반의 무선 계측센서 설치 및 유지관리 방안을 제안한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제60차 하계학술대회논문집 27권2호
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• pp.103-104
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• 2019

최근 스마트시티 구축 사업에서 사물인터넷 기반 서비스 개발이 활발히 진행 중이다. 그 서비스들을 제공하기 위해 사용되어야 할 디바이스 수가 수백만 개까지 증가할 것으로 예상하고 있으며 수백만 개의 디바이스들을 수용하기 위해서는 Massive IoT 네트워크의 환경 구축을 필요로 하고 있다. 따라서 본 논문에서는 Massive IoT 네트워크 환경을 구축하기 위해 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 기술 중 LoRa(Long Range) 네트워크가 적용이 가능한지를 LoRaSim을 이용하여 시뮬레이션한다. 시뮬레이션한 결과 중 충돌 횟수를 통해 충동률을 구하고 그래프를 이용하여 신뢰성을 나타내며, Massive IoT 네트워크에 적합성에 대해 분석한다.