• 제목/요약/키워드: 근접 무선 통신

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칼만필터를 적용한 UWB 센서기반 제조업 조립공정작업의 실시간 위치추적 시스템 개발 (Development of a Real-Time Position Tracking System for a Manufacturing Process Based on a UWB Sensor Using a Kalman Filter)

  • 정승현;최득성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.627-633
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    • 2020
  • 일반적인 기계나 자동차 등의 제조업 조립공정은 공정별 흐름에 근접센서, 바코더, RFID, ZigBee, Bluetooth, 무선 센서 네트워크 등의 유무선 정보 수집 장치를 활용하여 실시간으로 공정 진행 정보를 네트워크를 통하여 상위의 제조 실행 시스템 MES(Manufacturing Execution System) 서버로 수집하는 방식으로서 공정의 흐름을 파악하고 생산량을 점검하기에 적합하나 개별 작업자의 해당 작업장 내에서의 작업 누락이나 동선 파악을 위한 실시간 위치 추적은 어려운 실정이다. 이를 극복하기 위하여, 작업자 공구의 실시간 위치 추적시스템 도입을 통해 공구의 위치 및 궤적을 실시간으로 분석하여 작업자에게 일관된 작업 순서를 지시하고 작업의 누락 및 가감을 체크한다면, 비숙련공이나 실수에 의해서 조립공정에서 발생할 수 있는 조립불량을 작업자에게 실시간으로 알려주거나 사전에 차단하여 생산성 및 품질향상을 이룰 수 있다. 이를 위하여, 전동공구의 기계적인 진동 및 무선통신 노이즈를 제거하고 측정신호의 정밀도 향상을 위하여 칼만필터를 적용한 UWB(Ultra Wide Band) 삼변측량 기반의 실시간 공구 위치 추적 센서시스템을 개발하였고 이동평균필터에 비해 약 21%의 무선측정 성능개선을 통하여 그 효용성을 증명하였다.

테라헤르츠 대역 주파수에서 근거리 무선 통신 응용을 위한 채널 모델 및 무선 링크 성능 분석 (Channel Model and Wireless Link Performance Analysis for Short-Range Wireless Communication Applications in the Terahertz Frequency)

  • 정태진
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.868-882
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    • 2009
  • 본 논문에서는 현재 주목을 받고 있는 테라헤르츠 대역의 주파수에서 근거리 무선 통신 응용을 위한 채널 모델과 무선 링크의 성능 분석에 대하여 서술한다. 10 Gbps 이상의 전송 속도를 실현하기 위해서는 주파수 대역폭이 기존의 밀리미터파에서 사용하는 주파수 대역폭보다 더 넓은 대역폭이 필요하며, 이 대역폭을 얻기 위해서는 테라헤르츠 주파수 대역으로 자연적으로 옮겨가지 않을 수 없다. ITU-R P.676-7 모델을 이용하여 테라헤르츠 대역의 대기 전파 감쇠 특성 분석 결과, 중심 주파수 220, 300, 350 GHz에서 약 68, 48, 45 GHz의 주파수 대역폭이 가용하며, 스펙트럼 효율이 1 이하인 변조 방식으로도 10 Gbps 이상의 데이터 속도를 얻을 수 있음을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 간략화 PDP 모델을 이용하여 실내 공간의 건물 재질에 따른 지연 특성을 분석하였다. 실내 공간의 크기 $6\;m(L){\times}5\;m(W){\times}2.5\;m(H)$에서 콘크리트 벽의 경우 TE 편파에서 RMS 지연 확산은 9.23 ns였다. 이 결과는 참고문헌의 Ray-Tracing 시뮬레이션에서 얻은 10 ns 이내에 근접한다. 옥내 무선 링크 성능 분석 결과, 수신기의 감도는 BPSK 변조 방식을 사용하는 경우 대역폭 $5{\sim}50\;GHz$에 대하여 $-56{\sim}-46\;dBm$이고, 안테나 이득은 10 m 링크에서 $26.6{\sim}31.6\;dBi$였다. AWGN 채널과 LOS 환경을 가정할 때 송신기 출력 -15dBm에서 캐리어 주파수 220, 300, 350 GHz일 때 최대 달성 가능한 데이터 속도는 각각 30, 16, 12 Gbps였다. 이 결과는 BPSK 변조 방식을 사용하여 1 m 링크에서 얻은 결과이다. BER은 $10^{-12}$으로 가정하였고, 송신기 출력을 증가시키면 더욱 높은 데이터 속도를 얻을 수 있다.

무선통신기반 열차제어에 의한 무인운전기술에 대한 연구 (A Study on the Drive-less Operating Technology using Communication Based Train Control)

  • 정락교;김백현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.67-72
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    • 2010
  • 본 논문에서는 기존의 궤도회로(Track Circuit)를 이용하는 FBS의 설비측면에서 단락감도 및 선로변 설비(지상설비)의 규모에 따른 유지보수의 증가 등의 문제점을 극복하고, 차량간 간격을 근접시키기 위한 열차제어 개념인 MBS의 구현에 따른 무인운전기술의 가능성을 검증하였다. MBS에 의한 열차 운전은 중앙국에서 열차의 위치를 실시간으로 알 수 있어 선행열차의 정보를 후속열차에 직접 전달할 수 있으므로 시격(Headway)단축이 가능해지고 그에 따라 수송수요 증대와 불필요한 가.감속을 방지할 수 있다. 이와 더불어 지상설비를 대폭적으로 감소시킬 수 있으며, 승객서비스 향상 및 승차감 향상 등의 이점을 제공한다.

관광지에서의 iBeacon 도입에 대한 동태적 분석 (A Dynamic Investigation of iBeacon Adoption at Tourism Destination)

  • 뗀진 최된;이영찬
    • 산업융합연구
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    • 제16권2호
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    • pp.1-14
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    • 2018
  • 모든 사물들이 연결되고 있으며 계속 확장되고 있다. 예를 들어, BLE (Bluetooth low energy) 비콘은 인접한 수신기에 식별 신호를 보내고 근접 마케팅부터 실내형 위치기반서비스에 이르는 다양한 응용프로그램을 개발할 수 있는 무선통신기술이다. 스마트 관광 분야의 최신 기술 중 하나인 iBeacon은 관광지에서의 방문 경험을 향상시키는 데 매우 유용한 것으로 알려져 있으나 이와 관련한 학술연구는 많지 않다. 본 연구는 관광지에서 iBeacon이 채택되는 과정을 분석하기 위해 주요 영향요인의 상호 관계 및 피드백 구조를 조사하였다. 연구목적을 달성하기 위해 본 연구는 시스템 다이내믹스 방법을 이용하여 관광지에서 iBeacon 채택의 동태적 모형을 개발하였다. 분석 결과, '사회적 영향'의 개념이 관광객의 iBeacon 수용의도에 대한 중요한 예측 요인 중 하나이며, 구전효과, 주관적 규범, 프라이버시 그리고 인지된 유용성이 iBeacon 채택에 영향을 미치는 핵심 요소인 것으로 나타났다.

산불 방지를 위한 산악기상관측시스템 구축방안 (A Study on Establishment of the Optimum Mountain Meteorological Observation Network System for Forest Fire Prevention)

  • 이시영;정일웅;김상국
    • 한국농림기상학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.36-44
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    • 2006
  • 본 연구에서는 강원 영동 및 경북 동부지역의 산악기상관측시스템 구축을 위한 AWS 위치선정, 네트워크 구성(관측시스템, 통신시스템, 자료처리시스템)과 특히, 산불방지를 위해 산림청과 지방자치단체가 기 설치한 산불무인감시카메라, 무선중계탑의 산악기상관측망과의 연계 구축방안과 산악기상관측망의 관리방안을 제시하였으며, 본 연구를 통해 얻어진 사항은 다음과 같다. 산지가 많은 강원도에서는 산악지형에 따른 악기상이 자주 발생하여 강원지방기상청에서는 관측망을 유지관리 하는데 고초를 겪고 있으며 강풍, 뇌전현상 등으로 장비피해를 많이 입어, 보다 피해를 최소화할 수 있는 여러 가지 방안들을 강구하여 왔다 따라서 산악지형에 관측망을 구성하기 위해서는 장비의 견고성을 최우선적으로 반영해야 한다. 전원시설은 가능한 태양전원을 권장하지만 일조량이 적은 깊은 계곡과 같은 지역에 설치가 이루어질 경우 상용전원을 사용할 수밖에 없으며 대부분 산악에서의 전원시설은 열악하여 전원 백업시설 설치를 강구해야 한다. 전원 백업시설의 효율성을 유지하기 위해서는 소비전력이 적은 시스템을 선택하여 관측자료의 손실을 최대한 방지해야만 한다. 또한 태양전원을 이용할 경우 충전과 소모량을 사전에 면밀히 검토해야 한다. 산악은 뇌전현상이 근접하고 잦기 때문에 뇌전으로부터 장비 보호시설 설치를 강구하기 위해 피뢰접지 및 장비접지 시설에 투자를 아껴서도 안 될 것이다. 뇌전으로부터의 장비 보호시설을 강구하는 것도 중요 하지만 써지에 강한 제품을 채택하는 것이 보다 중요하다고 하겠다. 자료수집에 있어서는 전원 및 통신환경을 감안하여야 하며 전체 통신망을 단일화하는 것도 간결하지만 단일 통신망만을 채택할 경우에는 한계성이 있으므로, 다양한 통신망을 이용하는 것이 자료수집의 한계를 극복할 수 있는 방법이다. 따라서 수집 통신망을 통한 기상 관측 자료를 인근 1차 수집기관을 거쳐 최종 메인 수집장치로 내부망을 따라 수집하는 것이 최선의 망 운영방법이다. 자동관측시스템(AWS) 설치 시 기존의 무인감시카메라와 무선중계탑을 최대한 활용하되 무인감시카메라 설치위치$(70\siml,245m)$와 무선중계탑의 설치위치 $(299\sim1,573m)$가 산불위험지역에 포함되어 있는지의 면밀한 검토가 요구된다. 산불 등 각종 산림재난 방지와 관련한 정보를 얻을 수 있는 자동기상관측시스템(AWS)의 설치 위치는 산불발생확률모형에서 산정된 위험지역 내에 설치하는 것이 산불발생 위험지역을 판정하는데 매우 효과적일 것으로 판단된다. 기상청과 지자체가 보유하고 있는 기상관측 장비들은 대부분 도시를 중심으로 설치 운영되고 있어 산림 또는 산악에 설치된 기상관측 장비의 수는 적은 편이다. 따라서 산림과 산악에 기상관측 장비의 보강은 필수적이다. 관측망 구성은 기상청의 관측 표준(안)을 준수하며, 설치 지점의 특성에 따라 가장 경제적인 방법을 선택하는 것이 바람직하며, 특히 장비구매 설치 시 다양한 종류의 제품을 선택하는 것은 차후 장비 관리에 어려움을 겪을 소지가 있어 가능한 우수한 제품을 선택하되 동일 제품 사용을 권장한다. 따라서 위의 망구축이 이루어져 현재 기상청이 설치 운영하고 있는 측정 장비에 의해 취득한 기상자료를 공동 활용하여 표출하면 더욱 상세한 자료의 획득과 활용이 기대되어 진다. 또한, 금번 논문에서는 산불위험지역의 격자점(15km)내에 최소한 1대의 AWS 설치방안을 제시하였지만, 금후에는 15km내에서도 능선, 계곡 등 구체적인 위치확정을 위한 선행연구가 실시되어야할 것으로 판단된다.

이기종 네트워크를 위한 다중 셀 검출 기법 (Multi-Cell Search Scheme for Heterogeneous Networks)

  • 조용호;고학림;임태호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권4호
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    • pp.395-403
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    • 2016
  • 본 논문은 이기종 네트워크(heterogeneous networks: HetNet)를 위한 다중 셀 검출 방안을 제안한다. 이기종 네트워크에서 여러 셀을 동시에 검출 시 모든 셀로부터의 채널 정보를 획득하는 것은 어렵기 때문에 채널 정보를 필요로 하지 않는 비동기(non-coherent) 검출 방식이 선호된다. 본 논문에서는 가중치 벡터를 사용하는 비동기 기반 단일 셀 검출 기법을 제안하고, 이를 이용한 순차적 간섭 제거 기반 다중 셀 방안을 고안한다. 셀 검출 능력 향상을 위해 가중치 벡터는 무선 채널이 갖는 일반적 성질을 반영하여 설계되었다. 또한 제안된 단일 셀 검출 방안의 성능이 각 채널 환경별 최적 가중치 벡터 근처에서 둔감하게 변하는 성질을 바탕으로 다양한 채널 환경 및 신호 대 잡음비 영역에서 최적 성능에 근접한 universal 가중치 벡터도 제안되었다. 모의실험 결과 제안된 다중 셀 검출 방안은 향상된 단일 셀 검출 능력을 통해 기존 방식 대비 좀 더 정확히 셀을 검출할 수 있고, 검출된 셀로부터의 신호를 수신 신호에서 제거함으로써 나머지 셀을 효과적으로 검출할 수 있음을 확인하였다.

ICT 융합기술을 활용한 암반특성 예측기능을 가진 유압 브레이커 개발에 관한 연구 (Research of Hydraulic Breaker with Rock Properties Predictability Using the ICT)

  • 윤복중;이길수;임훈;이호연;이명규;권혁진;김갑태;주진무
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권7호
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    • pp.683-689
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    • 2017
  • 고유가, 환경규제 등의 국제무역환경 변화에 따라 수출주력상품인 유압 브레이커의 고부가가치화를 위하여 지능형 전자제어유압시스템 분야인 ICT 융합기술을 활용하여 암반특성을 예측하고 최적모드(다단형)로 구동하는 지능형 파쇄기술 및 에너지 효율을 극대화할 수 있는 유압 브레이커 개발에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 암반의 강도에 따라 최적의 타격력을 제공하기 위해 근접센서를 이용해 암반 타격 시 피스톤의 하강 깊이를 측정하고 이를 통해 암반의 특성을 판별하여 타격력을 결정하는 피스톤 스트로크의 길이를 솔레노이드 밸브를 이용해 제어하였다. 다단 타격시스템을 위해 컨트롤러와 디스플레이/조작장치를 개발하였고, 무선통신을 이용하여 상호 정보교환이 가능하도록 하였다. 최종적으로 암반 강도에 따라 3단으로 타격할 수 있는 제어시스템을 개발하였고, 실차실험을 통해 이를 검증하였다.

제한된 궤환정보를 이용한 다중사용자 BIC-OFDM (Multiuser Bit-Interleaved Coded OFDM with Limited Feedback Infonnation)

  • 성창경;김지훈;이인규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권2A호
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    • pp.107-114
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    • 2008
  • 무선 접속 시스템에서는 주파수 선택적 페이딩 환경에서 직교 주파수 분할 다중화 기법 (OFDM)의 성능을 향상시키기 위한 연구가 많이 진행되었다. 시불변 채널을 송수신단 모두 알고 있는 경우, 워터 필링 (water-filling) 기법을 이용한 적응변조 기법이 최적이라고 증명되었다. 하지만, OFDM 시스템에서는 워터 필링 기법은 모든 부채널에 대한 채널정보를 송신단으로 보내기 위한 방대한 양의 오버헤드를 필요로 하게 된다. 본 논문에서는 제한된 궤환정보를 이용한 하항링크 적응변조 및 부호화 기법에 대해 제안하고자 한다. 궤환정보의 양을 최소화하기 위해서 각 부채널에 대한 채널정보 대신 하나의 OFDM 심볼을 기준으로 한 적응변조 방법을 적용한다. 궤환정보의 양이 대폭 감소되었지만, 성능열화 정도는 2dB 보다 적게 나타남을 모의실험을 통해 확인하고자 한다. 또한, OFDM 시스템에서는 부채널들을 그룹화하여 다중사용자 환경에서 사용될 수 있다. 이러한 다중사용자 환경에서는 본 논문에서 제안하는 기법의 전송률이 부채널 그룹이 증가할수록, 그리고 사용자가 많아질수록 채널용량에 근접함을 보여주고자 한다.

다양한 유틸리티 태그를 활용한 컨벤션 서비스 시스템 적용 사례: 2013 오송 화장품·뷰티 세계박람회를 중심으로 (An Application Case of Utility Tag-based Convention Service System: Cosmetics and Beauty Expo, Osong Korea 2013)

  • 최명희;전정호;강희구;이경전
    • 경영정보학연구
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    • 제15권3호
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    • pp.111-128
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    • 2013
  • 컨벤션은 기업의 효율적인 마케팅 도구로서의 역할을 수행하는데, 이는 기업은 전시회에 참가함으로써, 해당 산업의 시장 변화를 용이하게 파악할 수 있고, 새로운 시장 개척 및 잠재 고객의 발굴, 전략적 네트워크 구축 및 강화와 같은 기회를 획득할 수 있기 때문이다. 이러한 컨벤션 분야에서 관람객의 효과적 관람을 지원하기 위해 유비쿼터스 컴퓨팅 기술이 도입되고 있는 가운데, 본 연구는 다양한 유틸리티 태그를 활용하여 컨벤션을 지원하는 서비스 시스템을 구현하고, 2013 오송 화장품 뷰티 세계박람회에 적용한 사례를 소개한다. 본 연구에서 소개하는 유틸리티 태그를 활용한 컨벤션 서비스 시스템은 관람객이 자신의 스마트폰으로 전시회의 다양한 공간 및 사물에 부착되어 있는 유틸리티 태그를 효율적으로 제공 및 관리할 수 있도록 하는 태그 관리 시스템, 참여 기업이 관람객에게 제공하고자 하는 기업 및 상품 정보를 시스템을 통해 직접 입력할 수 있는 정보 제공 시스템, 관람객의 효과적인 관람을 위한 다양한 유틸리티 태그 등으로 구성되어 있다. 본 연구는 먼저 컨벤션 분야에서 유비쿼터스 기술의 도입과 관련된 기존 연구를 검토하고, 다양한 유틸리티를 활용한 컨벤션 서비스 시스템의 적용 사례를 소개한다. 또한 시스템을 통해 수집된 관람객 터치 데이터 분석 및 연관 관계분석을 수행하며, 이를 통해 유틸리티 태그를 활용한 컨벤션 서비스 시스템의 향후 다양한 컨벤션 분야에 적용 가능성을 제시한다.

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호흡 및 심박수 측정을 위한 비접촉 방식의 CW 바이오 레이더 시스템의 잡음 분석 및 측정 (Noise Analysis and Measurement for a CW Bio-Radar System for Non-Contact Measurement of Heart and Respiration Rate)

  • 장병준;육종관;나원;이문규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.1010-1019
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    • 2008
  • 본 논문에서는 호흡 및 심박수 측정을 위한 CW 바이오 레이더 시스템의 잡음을 분석하고, 이 중 위상 잡음에 대한 측정 결과를 제시하였다. 바이오 레이더 시스템은 기존의 무선 통신 방식이나 RFID 시스템과 달리, 수신신호의 주파수 및 반송파 주파수간의 차가 수 Hz에 불과하며, 수신 신호의 레벨 역시 매우 작으므로 위상 잡음을 포함한 모든 잡음원의 영향을 분석하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 CW 방식의 바이오 레이더 시스템의 잡음을 시스템의 SNR 측면에서 그 영향을 정량적으로 분석하였고, 분석 결과로부터 송신 안테나와 수신안테나 사이의 누설 전력량에 의한 위상 잡음이 가장 큰 잡음원이 됨을 확인하였으며, 이는 위상 잡음의 거리상관 효과의 함수임을 확인하였다. 따라서 거리 상관 효과에 따른 위상 잡음을 측정하고 이론과 비교하였다. 측정 결과, 본 논문에서 제안한 위상 잡음 측정 방식이 반송파 주파수에 근접한 위상 잡음을 측정할 수 있음을 확인하였다. 이를 통해 50 cm의 인식 거리를 가지며 1 mW의 저출력에서 동작하는 2.4 GHz에서 바이오 레이더 시스템을 PLL 회로 없이 체계적으로 설계할 수 있었다.