본 논문은 무선을 통해 전송하고자 하는 데이터의 양이 점점 늘어나면서 기존 20MHz의 무선랜(WLAN) 채널을 두 개 결합해 사용하는 802.11n에 대한 관심 및 적용이 늘어나고 있는 추세이다. 802.11n은 2.4GHz 대역과 5.8GHz의 듀얼밴드를 사용하여 기존의 2GHz 인근 대역의 무선 통신에 의한 간섭 회피 효과가 있어 대용량 무선 전송 방식으로 기대되고 있다. 이러한 802.11n 무선방식을 사용하여 정보를 전송하므로 주변의 전파환경에 영향을 받을 수밖에 없다. 특히 실내 환경과 실외 환경은 서로 다른 모델링으로 정의될 만큼 무선 통신에 미치는 영향이 다르다고 할 수 있다. 본 논문에서는 실내와 실외환경에서의 802.11n RF 특성 및 Network 특성 비교를 통해 이러한 실내외 환경의 차이가 802.11n의 RF 특성에 미치는 영향을 비교하고 아울러 RF 특성과 Network 특성간의 상호 관계를 규명하고자 한다.
본 논문에서는 무선 홈네트워킹 시스템으로 대두되고 있는 Wireless LAN(802.11b), HomeRF, Bluetooth 성능을 간섭이 고려되지 않는 경우의 실내 무선 환경하에서 시스템의 변조 방식만을 비교 분석하였다. 무선 홈네트워킹 시스템의 채널 수 및 주파수 대역은 동일하며 실내 무선 환경을 라이시안 페이딩 환경으로 고려하였을 경우, 직접파 대 반사파 전력비(K)가 6[dB]인 라이시안 페이딩 환경하에서 오율 $10^{-3}$을 기준으로 비교하여 보면, DPSK 방식이 4FSK와 GFSK 보다 4[dB], DQPSK와는 11[dB] 그리고 2FSK 보다 28[dB] 정도 우수하였다. 또한 GFSK와 4FSK가 0.4[dB] 차이를 두고 일정하게 분포함을 알 수 있었다.
본 고에서는 현재 IEEE 802.15.7 TG VLC에서 본격적으로 논의되고 있는 가시광 무선통신의 응용 서비스 모델 중에서 LED(Light Emitting Diode) 조명과 통신이 융합된 응용 서비스 모델을 중심으로 알아본다. LED를 이용한 통신 기술은 광 케이블을 이용한 유선 광통신에서 이미 시작된 기술이나 LD를 이용하여 더 우수한 성능을 보이면서 잊혀져가던 기술중하나이다. 이러한 광통신 기술은 LED의 성능이 급격하게 증가하면서 다시금 주목을 받게 되었고, 특히 LED를 이용한 조명기술이 발전하면서 무선통신으로 다시금 주목받고 있는 기술이다. 실내 환경에서 LED 조명 고유의 기능을 그대로 유지하면서 무선통신을 가능하게 하고, 항공기 혹은 병원내에서와 같이 기존의 RF무선통신에 제약을 받는 환경에서도 무선통신이 가능하게 하며, 실내 LED 조명을 이용함으로써 국부지역에 특정 서비스 제공이 가능해 졌다. 따라서 가시광 무선통신은 조명산업과의 융합을 통해 통신뿐만 아니라 기존의 조명과 디스플레이 분야에서 새로운 가치를 창출 할 수 있는 그린 IT융합 기술이다. 본 고에서는 LED조명의 등장배경, 위치 정보 제공 서비스, 국부 방송 서비스, 항공기내 무선통신 서비스 등 LED 조명 기술과 통신기술이 융합된 가시광 무선통신의 응용 서비스 모델에 대하여 설명한다.
실내 무선 통신 환경에 적합한 심볼 간섭을 최소화 하는 가중치를 적용한 시역전 필터를 제안한다. 실내 무선 통신 환경에서는 delay spread로 인한 심볼 간 간섭으로 인해 심각한 성능열화가 초래되며 이를 해결하기 위해 현존하는 기법들은 복잡한 수신기법을 통해 성능을 개선하였다. 본 논문에서는 수신기의 복잡한 구조를 단순하게 하면서도 간섭을 줄이는 시역전 필터의 계수에 가중치를 부여하여 심볼 간 간섭을 최소화하면서도 수신신호의 peak 파워를 일정 수준이상으로 유지하는 가중치 시역전 필터를 제안한다. 이를 통해 잡음 및 간섭에 강인하면서도 심볼 간 간섭을 줄이며 간단한 수신기를 구성할 수 있는 이점을 얻는다. 실험결과에서는 가중치 시역전 필터가 기존 시역전 필터에 비해 성능이 개선되었음을 볼 수 있다.
본 논문에서는 채널의 진폭 특성만을 고려한 실내 무선 페이딩 환경에서 PPM 변조된 UWB 통신 시스템의 채널 성능을 분석하였다. 페이딩 채널은 기존에 발표되었던 UWB 전파 실험을 통한 데이터를 바탕으로 Nakagami-m분포 모델을 이용하여 페이딩 지수 m에 따른 다양한 채널 환경을 고려하였다. 또한, 채널 성능을 평가하기 위해 신호대 잡음비, 페이딩 지수 m, 그리고 시스템 성능 파라미터인 펄스반복개수(Ns)를 이용하여 다양한 페이딩 환경에서의 UWB 시스템 성능을 분석하였다.
본 연구에서는 산업현장에서 직접적으로 활용할 수 있는 시스템에 중심을 둔다. 따라서 본 논문은 산업 실내 환경에 적합한 무선 기반의 원격 측정 시스템 설계에 관한 기초 연구로서 비교적 간단한 실내 온도 측정 시스템을 설계하고 제작하였다. 또한 실내 환경에서의 응용 가능성을 검토하기 위해 측정거리에 따른 특성 분석과 안테나 변경에 따른 성능 차이에 대해 논한다.
최근 유비쿼터스 사회로 진화해 가면서 위치정보의 중요성이 높아짐에 따라 실외를 대상으로 하는 서비스 뿐 아니라 실내를 중심으로 하는 위치기반서비스에 관심이 집중되고 있다. 실내에서 사용자나 사물의 위치를 정확히 파악하기 위한 기술이 요구됨에 따라 다양한 측정수단과 방식으로 연구가 진행되고 있다. 특히, 실내에 설치된 AP를 활용하는 것이 가능하여 무선 랜 환경을 이용한 연구가 주로 진행되고 있지만, 기존의 연구는 주로 정해진 환경이나 전용AP를 활용하고 있어 위치측정 장소의 변경 등 환경적 요인이 변경되면 시스템을 재구축해야 하는 경우가 발생하고, 기존의 AP를 활용하기에는 많은 어려움이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 특정한 위치측정 장소에 의존하지 않고 이미 실내에 설치된 AP를 활용하기 위한 방안을 제시하여 사용자의 위치를 효과적으로 측정하고 모니터링하기 위한 실내위치측정시스템의 구축절차, 고려해야할 사항 및 위치측정방법에 관하여 연구를 진행한다. 본 연구결과를 활용할 경우, 무선 랜 환경을 효과적으로 활용한 실내위치측정시스템의 구축이 용이할 것으로 기대된다.
실내 위치인식 기술은 유비쿼터스 구현의 기반이 되는 중요기술요소 중 하나이다. 특히 병원의 환자 관리, 실버타운의 노인관리, 스마트 홈의 구현을 위해서는 실외의 광역범위보다는 실내에서의 사용자 위치인식에 대한 기술이 필요하다. 본 논문에서는 무선랜기기 및 통신기술을 이용한 실내 위치 인식 시스템의 설계 및 구현에 관해 기술하고자한다. 사용자 위치인식을 위한 기반기술로 무선랜의 전파신호강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 이용한 삼변측량 기법을 이용하였다. 구현될 시스템은 무선랜기기와 지형 맵핑서버, Access Point(AP)로 구성되며, 시스템의 개발 및 실제 환경에 서의 테스트를 통하여 실생활 응용에 대한 가능성을 확인할 수 있었다.
과거 사무실과 같은 실내 환경에서 무선을 이용하여 네트워크 접속을 위해 개발된 무선랜 기술이 최근 실외 공중망 서비스와 연계되며 미국을 비롯하여 유럽 등지에서 신규 통신서비스 개발이 활발히 사용되고 있다. 이러한 이동환경에 적합한 선불과금 방안은 선불제 요금제도의 필요성이 대두되면서 중요한 연구과제가 되고 있다. 본 논문에서는 무선랜 이동환경에 적합한 선불과금 모델을 제안하고 검증한다. 제안된 과금 모델은 차세대 이동통신의 이동환경에서 적용이 가능한 인터넷 IP 과금 방안을 연구하는데 기반 기술로 이용될 것이다.
본 논문은 WLAN 환경에서 웨이블릿과 신경망을 사용한 실내 위치인식 방법을 제안한다. 제안한 방법의 기본적인 아이디어는 경제적이면서 효율적인 방법으로써 실내에 설치된 무선 AP들로부터 수신된 신호들의 수신세기로부터 비교적 정확하게 위치를 추정하는 연구이다. 일반적으로 무선 신호는 주위 환경 및 건물 구조적 요인에 의해 수신세기가 더해지거나 감해지는 현상이 발생함으로써 수신된 각 신호세기로부터 신호 잡음과 오류에 강인하고 시간과 주파수 도메인의 정보 표현이 가능하며 각 신호세기들간의 구별성을 갖는 특징값 획득이 필요하다. 제안 방법에서는 웨이블릿 변환을 이용하여 수신된 신호로부터 중복 데이터와 잡음에 민감하게 반응하지 않는 특징값을 획득하고, 수신신호 전역 및 지역적 특징의 표현이 가능한 신경망을 사용하여 실내위치인식 방법은 제안한다. 실험 결과 실내위치 인식률이 94 % 이상 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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