본 연구는 LTE-Cat.M1 모듈을 사용하여 Sounding Rocket LTE 통신 시험 결과를 소개한다. 개발된 LTE 데이터 송수신 시스템은 임무탑재장비와 지상관측장비로 구성되며, 10 Hz의 속도로 일정하게 임무탑재장비로부터 데이터를 송신하여 지상관측장비에서 수신 시 계측되는 데이터 사이 시간을 바탕으로 지연율을 확보하였다. 실제 비행시험의 정확도를 높이기 위하여 지상 네트워크 지연율 시험과 하드웨어 내부 지연율 시험, 지상 시험을 수행하였다. 비행 시험 결과 상승 단계에서 핸드오버에 실패하여 13초간 통신이 유실되었음을 확인하였고, 이후 낙하산이 전개되어 일정한 위치 변위를 가진 상황에서 통신이 다시 연결됨을 확인하였다. 최종적으로 LTE-Cat.M1 기술은 Sounding Rocket 임무 중 하강 단계 관측 임무나 데이터 백업에 사용할 수 있을 것으로 기대한다.
이동통신사 주도의 LPWA(Low Power Wide Area) 기반 IoT 기술은 NB-IoT와 LTE Cat.M1이 상용화되어 서비스되고 있다. LPWA 기반 IoT에 대한 서비스 요구사항이 증가되면서 이러한 서비스 가입자도 증가하고 있는 상황이다. 서비스 초기에는 NB-IoT 및 LTE Cat.M1을 수용하기 위한 기지국 용량에 이슈가 없었으나, 가입자 증가로 하나의 셀에서 수용하기 위한 용량이 부족해지는 문제가 발생하고 있다. 이러한 Active UE 용량 문제는 지속적인 증가로 인한 과부하와 일시적인 증가로 인한 과부하 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 기지국에서 NB-IoT 및 LTE Cat.M1 단말의 일시적인 증가로 인해 발생 하는 LTE 접속제어 채널인 RRC(Radio Resource Control) Active UE 용량 부족 및 기지국 과부하 문제를 해결하기 위한 방안을 제시한다. 제시한 방안은 이동통신의 셀 분할 및 추가 기지국 투자 없이 셀 용량을 증대 시킬 수 있는 방안을 제시함으로써, 증가하는 IoT 단말을 수용해 서비스 성능을 개선시킨다.
노후된 태양광 발전 설비를 진단하기 위한 센서 노드와 RTU (remote terminal unit)을 제안하였다. 센서 노드는 주위 온도, 인버터의 전류와 전압을 감시하고, RTU와 RS485로 통신한다. RTU는 여러 센서 노드들이 보내는 센싱 데이터를 모아서 에너지 관리 서버와 LTE CAT. M1으로 통신한다.
본 연구에서는 인명구조용 휴대형 IoT 단말기와 이를 기반으로 하는 웹서비스 프로토타입을 개발하고 그 기능을 평가하였다. 인명구조용 휴대형 IoT 단말기는 휴대가 용이하고, 저전력 광대역 IoT 통신기술인 LTE Cat.M1 모뎀을 사용하여 사용자 간 통신이 가능하여 긴급상황 발생 시 근접지 사용자의 우선 구조가 가능하고, GPS가 내장되어 정확한 위치 파악이 용이하도록 설계하였다. 향후 버튼 신호, 음성, 가속도 변화 등 다양한 방식으로 구조 요청도 가능하도록 개발할 계획이다.
사회기반 시설물의 노후화에 대응해 이상 징후를 파악하고 유지보수를 위한 최적의 의사결정을 내리기 위해선 디지털 기반 SOC 시설물 유지관리 시스템의 개발이 필수적인데, 디지털 SOC 시스템은 장기간 구조물 계측을 위한 IoT 센서 시스템과 축적 데이터 처리를 위한 클라우드 컴퓨팅 기술을 요구한다. 본 연구에서는 구조물의 다물리량을 장기간 측정할 수 있는 IoT센서와 클라우드 컴퓨팅을 위한 서버 시스템을 개발하였다. 개발 IoT센서는 총 3축 가속도 및 3채널의 변형률 측정이 가능하고 24비트의 높은 해상도로 정밀한 데이터 수집을 수행한다. 또한 저전력 LTE-CAT M1 통신을 통해 데이터를 실시간으로 서버에 전송하여 별도의 중계기가 필요 없는 장점이 있다. 개발된 클라우드 서버는 센서로부터 다물리량 데이터를 수신하고 가속도, 변형률 기반 변위 융합 알고리즘을 내장하여 센서에서의 연산 없이 고성능 연산을 수행한다. 제안 방법의 검증은 2개소의 실제 교량에서 변위계와의 계측 결과 비교, 장기간 운영 테스트를 통해 이뤄졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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