• 한국통신학회논문지
• /
• 제32권2B호
• /
• pp.133-142
• /
• 2007

WPAN은 비교적 좁은 영역에서 통신이 수행되고, PNC라 불리는 중앙 조정장치가 중심이 돼서 네트워크가 조직되고 운영된다. 그리고 주요 응용분야는 방범장치, 건강관리 장치 등이 있을 수 있다. 이런 네트워크는 실시간성을 보장하는 것이 중요한데, PNC가 더 이상 동작하지 못해서 통신이 끊어지면 심각한 문제가 발생할 수 있기 때문에 이런 상황에서 다음 PNC를 빠르게 선출하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 새로운 PNC를 선출할 때의 기준으로 QoS 보장가능정도와 주변 디바이스와의 연결성을 고려하여 기존의 PNC가 커버하던 영역을 최대한 보장하고 네트워크의 깨짐 및 분할 현상을 막고 QoS도 보장하는 분산적 PNC 선출방법을 제안한다. 저속 WPAN의 표준인 IEEE 802.15.4에 기반을 두는 시스템을 고려하였고, 모의실험결과 QoS와 주변 디바이스와의 연결성을 최대한 보장하면서 빠른 시간에 PNC를 선출할 수 있음을 알 수 있다.

• 정보처리학회논문지C
• /
• 제11C권1호
• /
• pp.135-140
• /
• 2004

홈 네트워킹 기술에 있어서 무선지향과 대역폭 확대 등의 문제를 해결하기 위해 WLAN과 WPAN, 기술이 제시되고 있지만, 블루투스의 문제와 마찬가지로 경제성과 표준화 등으로 아직까지 가정의 가전기기들에 내장시키기 어려운 것이 현실이다. 본 논문은 무선모뎀을 이용하여 다수의 기기들을 제어하기 위한 저속 무선 프로토콜을 제안하고 이를 실제 로봇에 구현하여 안정성을 확인함으로써 가전기기들을 구성하는 제어기나 처리장치의 낮은 처리능력과 제약성을 고려하고 제어용 정보의 정확성과 특성을 지원하고 있음을 확인할 수 있다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
• /
• 한국방송공학회 2006년도 학술대회
• /
• pp.179-183
• /
• 2006

현재 WPAN(Wireless Personal Area Network) 전송기술의 하나인 IEEE 802.15.4a의 저속형 UWB(Ultra Wide Band) 기술이 활발하게 연구되어지고 있다. 하지만 IEEE 802.15.4a에서 제시된 WPAN 전송채널의 경우에는 심각한 멀티패스 간섭성분이 존재하여 이에 대한 해결방안이 절실히 요구되어지고 있다. 따라서 본 논문에서는, WPAN환경에서 전송채널의 심각한 멀티패스 성분을 물리계층(Physical layer) 레벨에서 근원적으로 해결하여 높은 QoS(Quality of Service)를 확보하게 해줄 수 있는 단극형 ZCD(are Correlation Duration)확산코드 기반의 Chaotic-OOK (On-Off Keying) 무선통신기술을 제안하고 IEEE 802.15.4a 채널 환경하에서의 모의실험을 통한 성능평가를 통해 제안한 무선통신기술의 유용성을 입증하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제30권11A호
• /
• pp.1027-1034
• /
• 2005

수십 센터미터 이내의 오차를 만족시키는 거리/위치인식 기능 및 저속 데이터 송수신 기능 구현을 주목적으로 발족된 저속 WPAN(LR-WPAN: Low Rate Wireless Personal Area Network)의 표준화 그룹인 IEEE802.15.4a에서는 간단하고 경제적이며 전력 소모가 적은 송수신기 구조를 요구한다. 이에 본 논문에서는 PEWB(Parallel Energy Window Banks)를 이용한 독창적인 비동기 OOK(On-Off Keying) 방식 UWB(Ultra-Wide Band) 송수신기 구조를 제안한다. 또한 무선 다중경로 페이딩 채널 상황을 다소 극복할 수 있게 유연성 있는 운영이 가능한 송수신기 구조를 위해 펄스 및 비트 반복 기법을 사용한다. 제안된 송수신기 구조의 잡음 특성 분석을 위해 chi-square 분포가 적용되며, 반복적 계산을 통해 얻어진 최적임계값을 적용하며 비트오율 성능을 분석한다. 모의실험 결과, 10-5의 비트오율을 얻기 위한 신호대잡음비 및 수신에너지 적분시간은, LOS(Line-Of-Sight) 주거 환경의 경우 15.3dB, 32ns이고, NLOS(Non-Line-Of-Sight) 실외 환경의 경우 16.2dB, 72ns이다. 최소의 비트오율을 얻기 위한 적분에너지 대 전체 수신에너지 비는 약 $86\%$이다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제44권11호
• /
• pp.1-10
• /
• 2007

본 논문에서는 IEEE 802.15.TG4a에서 저속 데이터 전송률을 가지는 WPAN을 위한 표준안 중 하나로 제안한 LR-UWB 시스템을 위한 채널 추정 기법과, 송신 단에서 신호 변조 시 심볼 내 반복되는 펄스 신호들의 전력 레벨을 채널 상환에 따라 유동적으로 할당하는 방법을 제안한다. 채널 추정을 위해 사용된 Preamble은 한 개의 직교 코드가 아닌 두 개의 직교 코드를 사용하여 구성한다. 상관 특성이 좋은 코드 두 개를 사용함으로써 확산 이득을 통해 더욱 정확한 채널 추정이 가능하다는 장점이 있다. 추정된 채널 정보는 수신된 신호의 Burst 구간의 동기를 맞춰주고, 수신된 신호에서 Burst 신호의 채널 상황에 따라 변화되는 에너지 분포에 의해 결정되는 전력 할당 방법에 대한 정보를 송신 단에서 알아내어 Burst를 구성하는 반복 펄스들의 전력 레벨을 바꿔주게 된다. 모의실험을 통한 성능 분석은 IEEE 802.15.4a에서 제시하는 LR-WPAN을 위한 S-V 채널 상황에서 수신기의 방식에 따른 성능을 비교, 분석해 본다. 수신기는 Coherent 방식과 Non-Coherent 방식으로 동작되며, 모의실험 결과 수신기의 방식에 관계없이 LOS(Line-of-Sight) 채널보다 NLOS (Non-Line-of-Sight) 채널에서의 성능 향상이 크다는 특징이 있다는 것을 확인하였고, NLOS 상황에서도 신호의 지연 확산이 클수록 좀 더 큰 성능 향상을 보이는 것을 확인 하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제35권1B호
• /
• pp.95-105
• /
• 2010

IEEE 802.15.4는 물리 계층(PHY)과 매체 접근 계층(MAC)을 정의하는 표준으로서, 저속도 무선 개인 통신망(Low Rate Wireless Personal Area Networks, LR-WPANs)을 위한 표준 중 하나이다. IEEE 802.15.4 프로토콜은 장치간의 저가격, 저속도 유비쿼터스 통신을 지향하기 때문에 PHY/MAC의 구현에 있어서 고도화된 최적화가 중요한 요구사항이라 할 수 있다. 최근 IEEE 802.15.4 MAC 프로토콜의 성능 분석에 대한 많은 연구가 진행되었으며, 이를 반영하여 송수신기는 가격 및 성능의 장점이 있는 SoC로 구현되는 추세이다. 이러한 구현 과정에서 CSMA-CA 및 MAC 프레임의 처리와 같은 표준에서 명시한 MAC의 세부 기능들은 성능의 향상을 위해 하드웨어 지향의 Low-MAC과 이를 이용한 소프트웨어 기반의 상위 MAC으로 구현된다. 본 논문은 IEEE 802.15.4 LR-WPAN의 물리계층과 매체 접근 계층 간의 최적화를 위해 Hardwired Low-MAC (HL-MAC)과 상태 기계 (State Machine)를 통해 작은 코드 사이즈와 향상된 에너지 효율을 갖는 최적화 프로토콜을 구현방법을 제안하고자 한다.

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.53-60
• /
• 2014

IEEE 802.15.4의 물리계층은 저속, 저전력, 저가격 기반의 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network)의 물리계층으로 세계적으로 가장 많이 사용되고 있다. IEEE 802.15.4에 대한 기존의 많은 이론 연구들은 저전력 무선네트워크 환경에서의 에너지효율성, 전송처리율, 전송신뢰성에 대한 거시적 이해와 안목을 제공하는 중요한 결과들을 산출하고 있다. 이 논문에서는 이러한 이론연구에 실환경 요소를 보완하기 위해 MAC(Medium Access Control) 소프트웨어 구조부터 실제 네트워크 기반 성능분석에 이르는 실험연구를 수행한다. 연구에서는 수직분할 모델의 네트워킹 스택의 MAC 계층 기능으로 IEEE 802.15.4 MAC 스택을 구현하고 이를 네트워킹 스택에 통합하여 시험 분석을 수행한다. 이 연구에서 도출한 네트워크 소프트웨어 모델과 실험결과는 향후 IEEE 802.15.4 MAC 소프트웨어의 구현과 실용적인 네트워크 스택 환경에서의 성능에 참고자료로 활용될 수 있다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제31권5C호
• /
• pp.519-533
• /
• 2006

IEEE 802.15.4 저속 무선 개인망 표준에서 기술하고 있는 채널의 숫자는 같은 지역 내에서 많은 수의 개인망을 동시에 운용하기에는 매우 부족하다. 이러한 제한을 해결하기 위해서, 우리는 많은 개인망이 공존하는 경우 가용한 채널의 숫자를 늘릴 수 있는 가상 채널(Virtual Channel)이라는 개념을 소개한다. 기본적으로 가상 채널은 이미 다른 개인망에 의해 점유된 논리적 채널 속에의 비활성 구간 속에 슈퍼 프레임을 위치시키는 방법을 통해 새롭게 만들어 지는 채널을 가리킨다. 이러한 가상 채널을 사용하여 하나의 채널 내에 공존하는 개인망들의 공존능력을 최대화하기 위하여 이 논문에서는 충돌 수퍼프레임 스케줄러(Least Collision-Scheduler)와 복잡도가 줄어든 휴리스틱 알고리즘을 제안한다. 그리고 다수의 채널이 주어졌을 경우, 주어진 채널을 효율적으로 관리하는 가상채널 선택기(Virtual Channel Selector)를 제안한다. 부가적으로, 공존하는 많은 개인망들 간의 비동기화 문제를 해결하기 위한 간단하고 실제적인 동기화 기술을 고안한다. 우리는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 이러한 가상 채널 기법을 사용할 경우 개인망의 공존 능력에 있어 획기적인 개선을 이룰 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제31권9A호
• /
• pp.837-843
• /
• 2006

WPAN환경에서 고속 저속 네트워크를 위한 표준 IEEE 802.15.3과 IEEE 802.15.4이 설계되었다. 현재 WPAN 표준에서 제시하는 MAC 프로토콜의 다중 접근 방식은 CSMA방식과 TDMA방식을 분리하여 결합한 방식이다. TDMA부분에서는 PNC(Piconet Coordinator)에 의해 가변적인 길이의 timeslot이 각 station에 할당된다. 그리고 각 timeslot내에는 여러 개의 데이터 패킷이 전송 가능한 multi-frame TDMA구조를 이루고 있다. 하지만 표준에서 정의하는 다중 접근 방식은 VBR (Variable Bit Rate)과 같이 데이터 전송률의 변화가 빈번한 데이터 서비스를 효율적으로 지원하기 어렵다. 이러한 특성의 데이터 트래픽에서는 superframe 내에 많은 수의 idle timeslot을 발생시키므로 시스템의 throughput을 감소시키고 delay를 증가시키게 된다. 본 논문에서는 가상 슬롯 기반의 다중 접근 방식인 VSMA(Virtual Slot Multiple Access)를 제안한다. 제안하는 기법은 multi-frame TDMA의 환경에서 성능을 향상시킬 수 있는 기법으로서 가상 슬롯을 할당 받은 station은 높은 접근 우선 순위를 갖고 그 밖의 station은 낮은 접근 우선 순위를 갖게 하여 채널을 효과적으로 사용할 수 있는 기법이다. 다양한 환경에서의 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 기법이 효율적인 채널 사용을 통해서 향상된 성능을 보인다는 것을 증명하였다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.148-158
• /
• 2007

현재 WPAN(Wireless Personal Area Network) 전송기술의 하나인 IEEE 802.15.4a의 저속형 UWB(Ultra Wide Band) 기술이 활발하게 연구되어지고 있다. 하지만 IEEE 802.15.4a에서 제시된 WPAN 전송채널의 경우에는 심각한 멀티패스 간섭성분이 존재하여 이에 대한 해결방안이 절실히 요구되어지고 있다. 따라서 본 논문에서는, WPAN 환경에서 전송채널의 심각한 멀티패스 성분을 물리계층(Physical layer) 레벨에서 근원적으로 해결하여 높은 QoS(Quality of Service)를 확보하게 해줄 수 있는 단극형 ZCD(Zero Correlation Duration)확산코드 기반의 Chaotic-OOK (On-Off Keying) 무선통신기술을 제안하고 IEEE 802.15.4a 채널 환경하에서의 모의실험을 통한 성능평가와 핵심 모듈에 대한 하드웨어의 구현을 통해 제안한 무선통신기술의 유용성을 입증하였다.