• Smart Structures and Systems
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• 제30권5호
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• pp.433-446
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• 2022

Despite efforts to reduce unexpected accidents at confined construction sites, choking accidents continue to occur. Because of the poorly ventilated atmosphere, particularly in long, confined underground spaces, workers are subject to dangerous working conditions despite the use of artificial ventilation. Moreover, the traditional monitoring methods of using portable gas detectors place safety inspectors in direct contact with hazardous conditions. In this study, a long-range (LoRa)-based wireless safety monitoring system that features the network organization, fault-tolerant, power management, and a graphical user interface (GUI) was developed for underground construction sites. The LoRa wireless data communication system was adopted to detect hazardous gases and oxygen deficiency within a confined underground space with adjustable communication range and low power consumption. Fault tolerance based on the mapping information of the entire wireless sensor network was particularly implemented to ensure the reliable operation of the monitoring system. Moreover, a sleep mode was implemented for the efficient power management. The GUI was also developed to control the entire safety-monitoring system and to manage the measured data. The developed safety-monitoring system was validated in an indoor testing and at two full-scale water pipeline construction sites.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.719-724
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• 2006

본 논문에서는 Half-LO 주파수를 이용하는 새로운 방식의 double-conversion down mixer를 2.3 GHz 대역에서 설계하였다. 제안된 mixer에서는 Half-LO 주파수를 2개의 HEMT에 인가하여 두 HEMT에서의 변환 방식을 gate type과 resistive type으로 다르게 함으로서 IF 주파수를 얻게 된다. 기존의 sub-harmonic mixers와 같이 Half-LO 주파수를 사용하지만 제안된 mixer는 Half-LO의 second harmonic 성분을 이용하지 않고 Half-LO의 기본 주파수를 이용하여 주파수 변환을 하고 두 번째 HEMT에서 Resistive mixer type으로 IF 신호를 얻기 때문에 기존의 능동 mixer보다 향상된 선형성을 얻을 수 있다. 2.3 GHz 대역에서 설계 제작된 mixer는 Half-LO 전력 10 dBm을 이용하여 5dB의 변환 손실과 16.25dBm의 IIP3 특성을 얻을 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.753-759
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• 2005

본 논문에서는 표면 MEMS 기술을 이용하여 제작된 $180^{\circ}$ 하이브리드 결합기가 집적된 60 GHz 대역의 단일평형 혼합기를 설계$\cdot$제작하였다. 혼합기에 사용된 $180^{\circ}$ 하이브리드 결합기는 substrate에 의한 dielectric loss를 최소화하기 위하여 polyimide dielectric을 지지대로 사용하여 신호선이 공기 중에 떠 있는 형태의 마이크로스트립 라인을 이용하여 설계하였으며, 이때 지지대의 높이는 $10{\mu}m$이고 면적은 $20{\mu}m{\times}20{\mu}m$을 사용하였다. 제작된 혼합기 의 측정 결과, LO 주파수가 58 GHz에서 LO power가 7.2 dBm 57 GHz에서 RF power가 -15 dBm 일 때, 15.5 dB의 변환 손실과 -40 dB의 RF-LO isolation 특성을 얻었다. 본 논문에서 제안된 혼합기는 RF MEMS 수동 소자를 MMIC와 집적화 함으로써 칩 성능의 감소 없이 크기를 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.99-104
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• 2013

본 논문에서는 밀리미터파에의 응용을 위하여, 소형화된 다운컨버터 MMIC(monolithic microwave integrated circuit)를 제안하였다. 구체적으로는, RF(radio frequency) 및 LO(local oscilator) 신호의 격리특성을 위해 Lange 커플러가 삽입되었고, ${\lambda}$/4 전송선로를 연결하여 역위상 RF와 동위상 LO 신호가 믹서부분 FET(field effect transistor)의 게이트에 인가되었다. 또한, IF(intermediate frequency) 출력 신호의 역위상의 결합과 LO 누설신호 제거를 위하여 역위상 결합용 능동 벌룬이 출력 포트에 설치되었다. 측정 결과에 따르면, 제안된 다운컨버터 MMIC는 양호한 RF 특성을 보였다. 구체적으로, 63 GHz의 RF 주파수와 60.6 GHz의 LO 주파수에서 IF 출력 포트에서의 LO 누설 전력이 .25 dBc, RF와 LO의 격리특성은 18 dB를 보였으며, 변환 이득이 10.3 dB를 보였다. 따라서, SAW 필터와 같은 LO 제거용 off-chip 소자는 제안된 다운컨버터 MMIC에서는 필요하지 않게 되었다. 모든 능동소자와 수동소자가 GaAs MMIC 내부에 집적되었으며, 전체 사이즈는 $2.2{\times}1.4mm^2$ 로써 초소형 MMIC가 구현되었다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.1-14
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• 2010

최근 무선센서네트워크 환경에서는, 네트워크의 확장성 및 이동성을 제공하고 외부 인터넷망과 연동할 수 있는 기술이 큰 이슈가 되고 있다. 현재 IPv6 기반의 저전력 무선 센서네트워크 기술인 6LoWPAN (IPv6 over Low-power Wireless Personal Area Network) 기술이 IETF에서 표준화 되고 있다. 본 논문에서는 6LoWPAN 환경에서 사용하기 위한 라우팅 프로토콜서, LOAD를 기반으로 하여 Link Qualities 값에 따른 패킷 재전송률을 경로 비용으로 활용하여 경로를 결정함으로서 최소 패킷 재전송이 이루어지는 최소경로비용 라우팅 프로토콜(MCL; Minimum route Cost routing protocol for 6Lowpan)을 제안하였다. 제안한 기법은 LOAD와 AODV 비해 각각 평균적으로 약 13%, 약 16% 정도 에너지 소비가 적은 것으로 실험을 통해 확인하였고, 전체 네트워크의 에너지를 고르게 사용하여 에너지 효율성이 우수하고, 네트워크 라이프타임이 향상됨을 알 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제60차 하계학술대회논문집 27권2호
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• pp.103-104
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• 2019

최근 스마트시티 구축 사업에서 사물인터넷 기반 서비스 개발이 활발히 진행 중이다. 그 서비스들을 제공하기 위해 사용되어야 할 디바이스 수가 수백만 개까지 증가할 것으로 예상하고 있으며 수백만 개의 디바이스들을 수용하기 위해서는 Massive IoT 네트워크의 환경 구축을 필요로 하고 있다. 따라서 본 논문에서는 Massive IoT 네트워크 환경을 구축하기 위해 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 기술 중 LoRa(Long Range) 네트워크가 적용이 가능한지를 LoRaSim을 이용하여 시뮬레이션한다. 시뮬레이션한 결과 중 충돌 횟수를 통해 충동률을 구하고 그래프를 이용하여 신뢰성을 나타내며, Massive IoT 네트워크에 적합성에 대해 분석한다.

• 스마트미디어저널
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• 제13권1호
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• pp.45-51
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• 2024

Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) is a widely adopted Internet of Things (IoT) protocol due to its high range and lower energy consumption. LoRaWAN utilizes Adaptive Data Rate (ADR) for efficient resource (e.g., spreading factor and transmission power) management. The ADR manages these two resource parameters on the network server side and end device side. This paper focuses on analyzing the ADR and Gaussian ADR performance of LoRaWAN. We have performed NS3 simulation under a static scenario by varying the antenna height. The simulation results showed that antenna height has a significant impact on the packet delivery ratio. Higher antenna height (e.g., 50 m) has shown an improved packet success ratio when compared with lower antenna height (e.g., 10 m) in static and mobility scenarios. Based on the results, it is suggested to use the antenna at higher allevation for successful packet delivery.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제24권1호
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• pp.1-9
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• 2018

LoRa는 최대 30km정도의 넓은 커버리지를 가지고 있어 장거리 위치 측위가 가능하다. 하지만 현재 LoRa환경에서의 위치 오차는 500m를 상회하고 있다. 이로 인하여 LoRa 환경에서 실질적인 위치 서비스를 상용화하기에는 어려움이 따른다. 본 논문에서는 LoRa 환경에서 각 구역별 레퍼런스 노드를 활용하여 모바일 노드에서 게이트웨이로 신호를 보낼 시 정확하지 않은 시각 오차를 보정하여 위치 정확도를 향상시키는 방안을 제안한다. 실험은 MATLAB으로 시뮬레이션을 하였고 Hata 모델을 사용하여 고정적인 noise는 상쇄하고 환경적인 noise 값을 고려하여 실험하였다. 실험 결과 레퍼런스 노드가 많을수록, 모바일 노드에서 레퍼런스 노드가 가까울수록 오차범위가 줄어 든 것을 확인할 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.15-23
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• 2020

IoT 산업이 확대되면서 기기들의 위치정보를 측정하고 활용하는 다양한 응용서비스들이 많이 출시되고 있다. 이러한 위치정보를 전송하기 위해 Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee 등 여러 무선통신 기술들이 사용된다. 하지만 이 기술들은 제한된 커버리지를 가지고 있으며, 비교적 넓은 커버리지를 갖는 셀룰라 망은 이용비용을 지불해야하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 저전력 장거리 무선 통신 기술인 LoRa(Long Range)를 이용하여 자체적인 위치정보시스템을 구현하였다. 이 구현 시스템은 LoRa 기술을 활용하기 때문에 다른 무선통신 기술보다 비교적 넓은 커버리지를 가질 뿐만아니라 이용비용이 발생하지 않는다. 또한 위치정보시스템은 CoAP와 6LoWPAN을 사용하여 IPv6 형태로 패킷을 전송하기 때문에 기존 인터넷 환경에서 다수의 기기들과 연동이 가능하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.113-119
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• 2017

본 논문에서는 국내 RFID/USN 주파수 대역의 Duty Cycle 기술기준 하에서 광역 IoT 망의 하나인 LoRa 기기의 성능분석 결과를 제시하고, LoRa 기술의 활성화를 위해 기술기준 개정이 필요함을 제안한다. 무선기기는 국가별로 전파법 및 무선설비규칙을 준수하여야 하므로 나라별로 기술기준이 다를 경우 그 성능에 차이가 있을 수 있다. 따라서 향후 IoT 기술의 발전을 위해서는 국내 기술기준에 따른 LoRa 기술의 성능의 한계를 아는 것은 매우 중요하다. 분석 결과, 국내 RFID/USN 주파수 대역의 Duty cycle 기술기준인 0.4초 이내로 데이터 송신을 마치도록 한 규정에 따라 단일 LoRa 기기의 성능이 크게 제한됨을 알 수 있었다. 이에 따라 LoRa IoT 망의 활성화를 위해서는 EU와 유사하도록 국내 Duty Cycle 기술기준을 개정할 필요가 있다고 판단된다.