• 한국통신학회논문지
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• 제40권12호
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• pp.2520-2527
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• 2015

작전을 수행하는 군 환경에서 위치 정보는 매우 중요하다. 군 환경에서 위치 정보 획득은 일반적으로 GPS에 의해 이루어진다. 하지만 GPS는 수신 신호의 세기가 매우 약해 전파교란에 취약하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 상대항법은 전술데이터링크 표준인 JTIDS(Joint Tactical Information Distribution System)에서 정의된 GPS 보조항법이다. GPS 전파교란 환경에서 상대항법의 정확한 운용을 위해서는 지상에서 공중노드의 참조노드 역할을 수행하는 GRU(Ground Reference Unit)가 보장되어야한다. 하지만 상대항법을 운용하는데 있어서 GRU를 항상 보장하는 것은 쉬운 일이 아니다. GRU 부재 환경에서 상대항법 운용중인 공중노드는 관성항법장치에 의존하여 측위한다. 하지만 관성항법장치에 의존하는 측위는 시간이 지남에 따라 누적 오차 발생을 야기하며 누적 오차에 의해 공중노드는 정확한 측위를 할 수 없다. 본 논문에서는 상대항법에서 GRU 부재 시 관성항법장치 의존으로 인한 공중노드의 위치 오차를 줄이기 위한 대처 방안을 제시한다. 또한 대체 방안의 성능이 기존의 성능에 비하여 우수하다는 것을 모의실험을 통해 증명한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권3호
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• pp.243-257
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• 2010

Rapid developments in wireless sensor networks have extended many applications, hence, many studies have developed wireless sensor network positioning systems for indoor environments. Among those systems, the Global Position System (GPS) is unsuitable for indoor environments due to Line-Of-Sight (LOS) limitations, while the wireless sensor network is more suitable, given its advantages of low cost, easy installation, and low energy consumption. Due to the complex settings of indoor environments and the high demands for precision, the implementation of an indoor positioning system is difficult to construct. This study adopts a low-cost positioning method that does not require additional hardware, and uses the received signal strength (RSS) values from the receiver node to estimate the distance between the test objects. Since many objects in indoor environments would attenuate the radio signals and cause errors in estimation distances, knowing the path loss exponent (PLE) in an environment is crucial. However, most studies preset a fixed PLE, and then substitute it into a radio propagation loss model to estimate the distance between the test points; such method would lead to serious errors. To address this problem, this study proposes a Path Loss Exponent Estimation Algorithm, which uses only four beacon nodes to construct a radio propagation loss model for an indoor environment, and is able to provide enhanced positioning precision, accurate positioning services, low cost, and high efficiency.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권5호
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• pp.433-440
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• 2010

무선 센서 네트워크에서 에너지 효율성, 전송 지연 그리고 확장성은 중요한 요구사항이며, 특히 다수의 노드로 구성된 무선 센서 네트워크의 경우 네트워크 라이프타임 연장을 위해 제한된 배터리 전력 내에서 각 노드의 에너지 소비를 최소화 시켜야한다. 또한 전송률을 향상시키기 위해서는 각 센서 노드의 에너지 소비를 최소화하기 위한 효율적인 알고리즘과 에너지 관리 기술이 요구된다. 본 논문은 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 데이터 전송을 위해 경로의 겹침이 없는 다중경로 프로토콜을 제안한다. 제안한 방법은 다중경로를 검색하고 라우팅 테이블에 다중경로를 추가시켜 센서 데이터 전송의 감소를 통해 네트워크 오버헤드를 최소화 시킨다. 제안한 라우팅 프로토콜은 각 노드의 에너지 소비를 최소화하고, 싱크 노드가 수신 강도 범위 내, 외부에 위치하더라도 센서 네트워크의 생명주기를 연장할 수 있다. 실제 데이터를 이용하여 현실 모델에 맞게 센서 네트워크를 구축하고 제안 기법의 타당성을 검증하며, 전체 에너지의 소비량을 평가한다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제47권6호
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• pp.113-123
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• 2010

본 논문에서는 근거리 저속 무선 기술인 IEEE 802.15.4 표준을 이용한 무선 센서 네트워크 환경에서 노드의 이동성을 고려한 효율적 네트워크 구성 방법을 제안하였다. 제안된 MSBS 방법은 BOP 구간을 이용하여 이동 노드의 네트워크 가입 시 보다 향상된 처리 속도로 가입절차를 수행하며, 이웃 노드들의 Depth, RSSI, 트래픽량을 고려하여 효율적으로 네트워크 구성을 한다. MSBS 방법은 트래픽이 집중되어 있는 노드를 통한 네트워크 가입을 방지하고, RSSI가 높은 노드를 통하여 네트워크 가입 절차를 수행하므로 통신 품질을 향상시킨다. 제안된 방법의 효용성을 증명하기 위하여 MSBS 방법을 적용한 IEEE 802.15.4 시뮬레이션 모델을 구현하여 이동 노드의 경로에 따라서 효율적으로 네트워크 구성함을 보였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.558-563
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• 2015

최근 실내 위치측위 기술을 이용하여 다양한 서비스가 이루어지고 있다. 실내 위치측위 방식에는 대표적으로 fingerprinting 방식과 삼변측량 방식이 있으나 활용의 제한성 및 위치추정 오차 등의 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 측위 방식인 AOA, TOA, TDOA 등의 측위 기술을 응용한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 실내 환경에서 RSSI 차이를 이용한 AOA 기반 위치 추정 알고리즘에 대해 연구한다. 4개의 안테나를 가지는 하나의 AP를 가정하여 연구를 진행하며, RSSI를 기반으로 도래각을 추정 후 AOA 알고리즘에 적용한다. RSSI의 보정을 위해 재귀식 평균 필터를 이용하며, 도래각 추정을 위해 보정된 RSSI와 피타고라스 정리를 이용한다. 실험 결과 좁은 간격으로 배치된 4개의 무지향성 안테나의 방사 패턴으로 인하여 18%의 오차율을 보였으며, 지향성 안테나를 이용할 경우 실내 환경에서 AOA 알고리즘을 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권7호
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• pp.528-537
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• 2014

조선 산업과 IT의 융합으로 인해 선박에서의 데이터 사용량이 계속적으로 증가할 것으로 예상됨에 따라, 많은 양의 데이터를 처리하기 위한 여러 무선통신 기술들이 논의되고 있다. 특히 다중 안테나 시스템은 높은 수율을 제공할 것으로 기대되는 기술 중 하나이다. 본 논문에서는 공간 다중화 해양 통신 시스템에서 채널 특성과 기지국의 빔 전송 각도를 고려하여 기지국이 서비스 할 선박을 선택하는 알고리듬을 제안한다. 무선 채널의 클러스터링 특성을 이용하여 선박이 수신 받는 신호를 최대화하는 방식으로 시스템의 수율을 증가시켰다. 또한 빔 간섭이 큰 선박을 제외하고 선택하는 방식으로 선박 선택에 걸리는 시간을 단축시켰다. 제안하는 알고리듬의 성능 분석을 위해 모의실험 한 결과, 제안하는 알고리듬의 수율은 전수조사 알고리듬과 근사하지만 연산의 복잡성은 크게 줄어드는 것을 확인할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권4호
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• pp.371-377
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• 2013

5톤 이상의 어선에는 VHF(Very High Frequency) 대역의 DSC(Digital Selective Calling)가 어선법과 선박안전법에 의무화되어 있다. 어선의 무선설비 관련 규정에는 안전운항을 확보하고 해양사고 발생시 신속하게 대응하기 위하여 선박의 소유자는 국토해양부장관의 고시에 따라 어선위치 자동발신 장치를 갖추도록 규정하고 있다. 따라서 어업정보통신국은 2012년 동해를 시작으로 남해와 서해에 연차적으로 VHF 해안국을 설치하고, 웹기반으로 리모트 콘트롤 및 모니터링에 의하여 DSC를 원격으로 운용하는 연안 VMS(Vessel Monitoring System) 구축사업이 추진중에 있다. 모든 어선의 VHF DSC는 GPS와 연동되며 DSC의 호출에 의하여 자동으로 위치정보를 중계소에 전송하게 된다. 본 논문에서는 동해권의 VHF DSC 해안국을 대상으로 통신해역 설정과 운용 그리고 등록선박의 항해에 따른 권역별 로밍서비스를 실현하는 항적추적과 RSSI (Received Signal Strength Indication) 기법을 병행하는 알고리즘을 연구하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권5호
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• pp.837-845
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• 2016

Providing a customer with tailored location-based services (LBSs) is a fundamental problem. For location-estimation techniques with radio-based measurements, LBS applications are widely available for mobile devices (MDs), such as smartphones, enabling users to run multi-task applications. LBS information not only enables obtaining the current location of an MD but also provides real-time push-pull communication service. For indoor environments, localization technologies based on radio frequency (RF) pattern-matching approaches are accurate and commonly used. However, to survey radio information for pattern-matching approaches, a considerable amount of time and work is spent in indoor environments. Consequently, in order to reduce the system-deployment cost and computing complexity, this article proposes an indoor positioning approach, which involves using Asus Xtion to facilitate capturing RF signals during an offline site survey. The depth information obtained using Asus Xtion is utilized to estimate the locations and predict the received signal strength (RF information) at uncertain locations. The proposed approach effectively reduces not only the time and work costs but also the computing complexity involved in determining the orientation and RF during the online positioning phase by estimating the user's location by using a smartphone. The experimental results demonstrated that more than 78% of time was saved, and the number of samples acquired using the proposed method during the offline phase was twice as much as that acquired using the conventional method. For the online phase, the location estimates have error distances of less than 2.67 m. Therefore, the proposed approach is beneficial for use in various LBS applications.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권6호
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• pp.807-816
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• 2015

최근 주목 받고 있는 사물인터넷(Internet of Things)환경에서는 와이파이와 블루투스 같은 다양한 무선 표준들이 공존한다. 이러한 사물인터넷(IoT) 환경에서는 이종 무선 통신망 간의 핸드오버를 통하여 보다 안정적이고 효율적인 패킷 전송이 가능하다. 이에 본 논문에서는 사물인터넷 환경에서 다양한 무선표준과 통신프로토콜을 지원하는 IoT 브로커를 이용하여 와이파이와 블루투스 사이의 이종망 간 수직 핸드오버(Vertical handover) 시스템을 구현하였다. 핸드오버 시점 결정을 위하여 블루투스 프로토콜 스택(BlueZ)에서 제공하는 함수를 이용한 LQ(Link Quality)및 RSSI(Received Signal Strength Indication)측정 실험과 리눅스에서 제공하는 네트워크 정보를 활용한 사용자의 실시간 트래픽 측정 실험을 통해 최적의 Threshold값을 선정하였다. 실제 하드웨어를 사용한 실험을 통해 제안 방법이 에너지 효율을 향상시키고 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있음을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권7호
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• pp.2414-2434
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• 2015

Among numerous localization schemes proposed specifically for Wireless Sensor Network (WSN), the range-free localization algorithms based on the received signal strength indication (RSSI) have attracted considerable research interest for their simplicity and low cost. As a typical range-free algorithm, Approximate Point In Triangulation test (APIT) suffers from significant estimation errors due to its theoretical defects and RSSI inaccuracy. To address these problems, a novel localization method called FIAPIT, which is a combination of an improved APIT (IAPIT) and a fuzzy logic system, is proposed. The proposed IAPIT addresses the theoretical defects of APIT in near (it's defined as a point adjacent to a sensor is closer to three vertexes of a triangle area where the sensor resides simultaneously) and far (the opposite case of the near case) cases partly. To compensate for negative effects of RSSI inaccuracy, a fuzzy system, whose logic inference is based on IAPIT, is applied. Finally, the sensor's coordinates are estimated as the weighted average of centers of gravity (COGs) of triangles' intersection areas. Each COG has a different weight inferred by FIAPIT. Numerical simulations were performed to compare four algorithms with varying system parameters. The results show that IAPIT corrects the defects of APIT when adjacent nodes are enough, and FIAPIT is better than others when RSSI is inaccuracy.