해상교통관제는 RADAR, AIS, CCTV 등 수많은 장비로부터 얻을 수 있는 정보들을 관찰, 판단, 해석하는 상황인식 과정을 거쳐 이를 바탕으로 선박 안전운항에 필요한 '정보제공, 조언 권고, 지시'를 무선통신기기(VHF무선전화)를 통해 전달하는 일련의 과정이다. 선박과의 최종적인 정보교환체계인 무선통신기술은 과학기술의 발전에 힘입어 꾸준히 발전되고 개선돼 오고 있지만, 여전히 많은 한계점들을 내재하고 있다. 이 글을 통해 VHF를 통한 해상교통관제의 한계점들에 대해 알아봄으로써 관제사들의 VHF에 대한 특성 및 한계점에 대한 이해를 돕고 이를 극복하기 위한 방안들을 제시하고자 한다.
무선 이동 통신 환경에서 이동 단말기를 위한 CORBA 서비스를 제공하기 위한 방법으로 WAP(Wireless Application Protocol)을 이용하여 CORBA 클라이언트와 서버간의 통신을 하는 방법이 있다. 본 논문에서는 CORBA의 최소 구현 버전인 ORBit과 무선 인터넷에 적합한 WAP 스택을 구현한 Kannel WAP 게이트웨이를 이용하여 무선 이동 통신에 알맞은 환경을 제안한다. 이 환경은 ORBit을 사용하여 리소스의 크기가 작은 이동 단말기에 적합하다. 또한 WAP을 사용하여 TCP가 무선 환경에서 갑작스런 연결 종료와 전송지연에 대처하지 못하는 단점을 극복하고, CORBA 클라이언트와 서버간의 통신을 원활하게 한다.
본 논문에서는 무선 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 접속망에서 무선링크를 통한 랜덤 ATM 데이터의 전송시 ATM 셀손실율을 정량적으로 분석하였으며 유선 ATM환경보다 무선 ATMghksurd에서 셀손실율이 더 높다는 것을 확인하였다. 무선 ATM접속망에서 ATM기술을 무선링크에 적용하는 경우에 Rayleigh 및 Rician 페이딩 채널특성, 전력제한, 단일 및 버스트 에러로 인해 유선링크에서 보다 상당한 전송성능 열화가 발생하는 것은 필연적이며 이를 보상하기 위한 방안들이 강구되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 무선채널의 전송성능 열화현상을 극복하기 위한 에러제어구조를 제시한 후 랜덤 트래픽에 적합한 FEC (Forward Error Correcting) 기법들의 적용방안을 검토한 후, 셀 손실율측면에서 성능을 비교분석하였다.
WAP(Wireless Telephony Application)을 이용한 무선 인터넷 서비스는 한정된 장소와 PC라는 제한된 장비를 사용하여 인터넷에 접속하는 것을 모바일로 이동시켜 시간과 공간, 장비의 제약을 극복한 기술이다. 최근 무선 인터넷 시장은 급속히 발전하고 있으며 컨텐츠와 모바일 서비스에 대한 사용자들의 다양한 요구가 증가되고 있는 추세이다. 이에 따라 무선 이동 통신 사업자들은 기존 전화 서비스와 무선 인터넷의 통합을 추진하고 있다. 본 논문은 WAP 표준에 준거한 WTA(Wireless Telephony Application)서버의 설계와 구현에 대하여 기술한다.
옥내 무선 통신에서 심한 각도 퍼짐으로 인해 생기는 옥내 페이딩 영향을 극복하기 위해 수신기에 다중 안테나를 사용한 단일입력 다중출력의 옥내 무선 시스템 구조를 생각한다. 옥내 무선 통신의 성능 향상 방법으로 평균 주사 벡터 개념을 제안하고, PC와 무선 통신시스템 알고리즘을 사용한 검증 시스템을 제작하고, 알고리즘 성능을 분석한다. 또한, 전체 옥내 무선 시스템에 대한 검증 시스템의 동작 순서와 구조도 알아보고, 성능 분석을 통해 구현된 각 알고리즘들의 수행시간을 알아본다.
현재에 있어서 무선네트워크의 중요성은 갈수록 높아지고만 있고 데이터를 처리함에 있어서 유선이 아닌 무선을 이용함으로써 사용자들의 간편성 및 신속성이 보장되어지고 있다. 하지만 현재 제안되고 있는 일반적인 무선네트워크인 ZigBee를 이용한 무선네트워크는 데이터 전송에 있어서 영상 등의 대용량의 데이터를 전송 할 경우 유선에 비해 디바이스 간 데이터 처리속도가 매우 낮다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해 ZigBee와 WiMedia의 결합을 통해 기존 무선 네트워크인 ZigBee를 이용하면서 디바이스간의 통신 방법 개선 및 통신속도향상 그리고 채널 상황에 능동적으로 대처할 수 있는 Distributed MAC프로토콜 기반의 릴레이 협력통신 방안을 제안한다.
적외선 무선 통신을 이용한 가전기기의 무선 제어는 신호를 증폭하거나 장거리로 제어 신호를 전송할 수 없고, 제어신호가 물리적인 장벽을 투과하지 못하므로 사용자의 이용에 많은 제한이 있다. 또한 무선 주파수(Radio Frequency)를 이용하여 제어 신호를 전송하면 적외선이 가지는 이러한 단점을 해결할 수 있으나 서로 다른 주파수 대역을 사용하므로 호환성과 확장성이 부족하다. 이러한 점을 극복하기 위하여 단거리 무선통신 규약인 블루투스를 이용한 가전기기 원격 제어 시스템을 제안한다. 본 논문에서는 가택이나 사무실에서 쉽게 접할 수 있는 가전기기(오디오)를 대상으로 제어용 클라이언트(Wall plate)와 이로부터 제어신호를 수신하여 가전기기를 제어하는 메인 컨트롤러의 무선 제어 시스템을 제안하고 그 구현을 소개한다.
최근 지중 시설물은 공간적 제약에 의하여 관리가 쉽지 않기 때문에 무선 통신 센서 네트워크를 도입하려는 시도가 이루어지고 있다. 수백 MHz ~ 수 GHz 대역의 전자기파를 이용한 통신을 사용할 경우 불균질한 물질에서의 통신 성능의 급격한 변화로 인하여 원활한 통신이 어려운 상황이다. 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하기 위하여 자기장을 이용한 통신 시스템을 구축하였다. 3m 토압 및 물의 침투를 막을 수 있는 시설물을 제작하여 무선 통신 센서 네트워크 시스템를 설치하였다. 3m 깊이로 땅을 파서 시설물을 매립한 뒤 통신 성능 테스트를 진행하였다. 그 결과 흙, 돌, 물 등이 불균일하게 분포되어 있는 지중에서도 무선 통신이 원활하게 이루어짐을 확인하였다. 따라서 자기장을 이용한 통신 시스템은 지중 시설물 및 연약 지반 관리, 환경 오염 관리 등에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
전술 무선통신은 네트워크 토폴로지의 가변성과 열악한 통신 환경으로 인하여 채널 간섭 및 통신단절 등의 통신장애 문제들이 종종 발생한다. 따라서 열악한 전술 환경에서 발생하는 무선통신망의 통신장애 문제를 효과적으로 극복하고, 생존성을 향상 시키는 것은 매우 중요한 과제라 할 수 있다. 본 논문은 사용자의 개입 없이 통신 장애의 상황을 특정하여 구분 짓고 보다 효과적인 솔루션을 수행하기 위한 이동통신 장비의 자동 제어 방법론에 대하여 기술 하였다.
5세대 이동통신 시스템은 100Gbps급의 용량 증대를 목표로 하고 있으며, 이를 지원하기 위해서 무선 백홀에서 10GHz 이상 대역을 활용하는 연구가 시도되고 있다. 또한, 사용자를 지원하기 위한 무선 접속망에서는 고용량의 용량 증대 달성을 위해서 massive MIMO 등의 기술들이 활용될 수 있다. 하지만 5GHz 이하의 대역에서 많은 안테나를 활용하기 위해서는 공간상의 제약이 발생하기 때문에 이를 극복하기 위해서 집적화된 안테나에 대한 연구가 필요하다. 집적화된 안테나의 방사패턴에 따른 채널 특성은 기존 채널 특성과는 많은 차이가 있으며 이론적인 연구에는 한계가 발생할 수밖에 없어서 실제 검증 시스템의 구현을 통해서 측정을 통한 분석 연구가 필요하다. 이에 따라 본 논문에서는 집적화된 안테나를 기반으로 하는 무선 접속망의 설계를 위해서 SDR 기술인 GNURadio와 USRP 보드를 활용한 시스템을 설계하고 성능 분석한 결과를 제시한다. 본 연구를 통해서 집적화된 안테나 기반의 용량에 대한 성능이 동일한 수신 SNR 관점에서는 기존 MIMO의 성능과 비교해서 큰 차이가 없음을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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