• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.411-417
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• 2023

무인 항공기(UAV) 지원 중계는 분포가 쉽고 통신 채널이 양호하며, 이동성이 뛰어나 기존 지상 중계에 비해 높은 무선 연결성을 가질 수 있다. 본 논문에서는 무선 주파수(RF) 대역을 활용하여 소스로부터 에너지를 수확하고 테라헤르츠(THz) 대역을 활용하여 2차 송신기와 해당 수신기 간에 정보를 전송할 수 있는 UAV 지원 중계 네트워크를 설계한다. 그 후, 릴레이 채널 용량을 최대화하는 UAV의 최적 위치를 결정하기 위한 최적화 문제의 해를 유도하고, 유도된 해를 활용하여 두 가지 UAV 궤적(직선 궤적과 타원 궤적)을 설계하는 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 결과, 제안된 알고리즘은 UAV 직선 궤도가 수확된 에너지 및 채널 용량 측면에서 더 나은 시스템 성능을 제공할 수 있음을 보여준다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권2호
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• pp.711-732
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• 2019

Many unmanned aerial vehicle (UAV) applications have been employed for performing data collection in facilitating tasks such as surveillance and monitoring objectives in remote and dangerous environments. In light of the fact that most of the existing UAV relaying applications operate in conventional half-duplex (HD) mode, a full-duplex (FD) based UAV relay aided wireless network is investigated, in which the UAV relay helps forwarding information from the source (S) node to the destination (D). Since the activated UAV relays are always floating and flying in the air, its channel state information (CSI) as well as channel capacity is a time-variant parameter. Considering decode-and-forward (DF) relaying protocol in UAV relays, the cooperative relaying channel capacity is constrained by the relatively weaker one (i.e. in terms of signal-to-noise ratio (SNR) or signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR)) between S-to-relay and relay-to-D links. The channel capacity can be optimized by adaptively optimizing the transmit power of S and/or UAV relay. Furthermore, a hybrid HD/FD mode is enabled in the proposed UAV relays for adaptively optimizing the channel utilization subject to the instantaneous CSI and/or remaining self-interference (SI) levels. Numerical results show that the channel capacity of the proposed UAV relay aided wireless networks can be maximized by adaptively responding to the influence of various real-time factors.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.62-68
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• 2023

무인항공기 또는 드론(UAV or Drone)을 활용한 공중 통신중계기는 재난피해 지역, 군 작전 지역, 응급상황 발생 시 등의 임시 통신 서비스 지원에 활용되고 있다. 무인항공기를 활용한 공중 통신중계기는 원격 사용자 또는 임무 수행자에게 안정적인 통신 서비스를 제공하는 것을 목표로 하므로 최소 성능 요구사항을 보장하는 빠른 무인항공기의 배치가 중요하다. 무인항공기를 통신 시스템에서 활용하는 연구에서는 통신 성능을 극대화하는 무인항공기의 최적위치를 찾는 연구가 대부분이나, 위급상황 시에는 최적 위치보다는 무인항공기 배치 가능 영역을 빠르게 도출하고 통신 지원을 위한 빠른 배치가 더 중요하다. 본 논문에서는 무인항공기를 공중 통신중계기로 활용 시 각 상황에 따라 요구되는 통신 성능을 보장하는 무인항공기 배치 가능 영역을 도출하고, 이론적 분석을 통해 얻은 결과를 시뮬레이션 완전 탐색을 통해 검증하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1639-1645
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• 2020

본 논문에서는 2개의 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)를 중계기로 활용하는 데이터 페리 기반의 가상 전이중 중계전송 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 2개의 UAV의 높은 이동성을 활용하여 데이터 페리 기반으로 통신하고자하는 대상과의 거리를 좁힌 후 송수신을 진행한다. 또한, 제안하는 기법은 가상 전이중 중계전송을 통해 반이중 중계전송의 성능 제약 및 전이중 중계전송의 구현 제약을 극복할 수 있다. 또한, IRI(Inter-Relay Interference)에 의한 성능 제약을 완화하기 위해 2개의 UAV에 대한 이동경로의 중심점을 조절하는 알고리즘도 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 중심점 조절 알고리즘에 의한 중심점 이동 결과를 보인다. 제안하는 기법의 성능 평가를 진행한 결과, 기존의 고정된 중계기를 활용한 중계전송 방식에 비해 제안하는 중계전송 기법에서 더 높은 시스템 종단 간 평균 SE(Spectral Efficiency) 성능이 나타났다.

• 정보과학회지
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• 제30권9호
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• pp.105-111
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• 2012

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.901-906
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• 2019

무인항공기는 오락산업을 비롯하여 민간 및 국방 분야 등의 다양한 분야에서 널리 적용되고 있다. 무인항공기를 통신시스템에 적용하는 기술 또한 주요한 응용분야 중 하나이다. 중계기는 통신성능향상 및 통신거리 확장의 장점으로 인해 통신시스템에서 많은 관심을 받아왔다. 본 논문에서는 중계기로의 무인항공기에 대한 연구동향을 물리계층에 초점을 맞추어 알아본다. 먼저 현재 무인항공기를 중계기로 적용하여 연구된 사항을 소개하고 무인항공기를 이용한 중계네트워크의 기본적인 성능을 듀얼홉 통신시스템에서 복조 후 전송 프로토콜을 적용하여 분석한다. 성능은 심벌오류율로 나타내며 무인항공기 채널은 비대칭 환경을 가정하여 적용한다. 마지막으로 성능분석을 기반으로 하여 물리계층에서 성능향상을 위해 필요한 사항에 대해 논의한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권8호
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• pp.2666-2687
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• 2022

As a new alternative communication scheme in 5G, unmanned aerial vehicle (UAV) is used as a relay in the remote base station (BS) for assistant communication. In order to ameliorate the quality of the backhaul link, a UAV backhaul transmission scheme based on improved Nash equilibrium (NE) strategy is proposed. First, the capacity of air-to-ground (A2G) channel by the link preprocess is maximized. Then, the maximum utility function of each UAV is used as the basis of obtaining NE point according to the backhaul channel and the backhaul congestion. Finally, the improved NE strategy is applied in multiple iterations until maximum utility functions of all the UAVs are reached, and the UAVs which are rejected by air-to-air (A2A) link during the process would participate in the source recovery process to construct a multi-hop backhaul network. Simulation results show that average effective backhaul rate, minimum effective backhaul rate increases by 10%, 28.5% respectively in ideal A2G channel, and 11.8%, 42.3% respectively in fading channel, comparing to pure NE strategy. And the average number of iterations is decreased by 5%.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권3호
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• pp.1-7
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• 2024

UAV (Unmanned Aerial Vehicle)는 물류, 산업, 운송 등 다양한 산업에서 그 활용처가 확대되고 있다. 하지만 다수의 UAV를 운용하기 위해서는 안전하고 효율적인 UAV 자가구성 통신망을 계획하는 것이 우선적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서는 보로노이 다이어그램을 활용하여 안전하고 효율적인 UAV 자가구성 통신망을 계획하는 방법을 다음 3가지 단계로 제시한다: 1)장애물들을 이용한 보로노이 다이어그램 생성, 2)경로를 생성하기 위해 고려해야 할 장애물 선별, 3)최적 경로 계획 및 경로 출력. 본 연구에서 제시한 방법은 실제 운용 시 UAV들의 최적 통신경로를 계획하는 것이 실시간으로 가능한 것을 실험을 통해 검증하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제24권4호
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• pp.35-43
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• 2016

UAV has been promoted for practical use in the field of civilian and military. Recently, UAV is required high-specification performance such as long-term flight and precision observation. Among these UAVs, High Altitude Long Endurance UAV(HALE UAV) has been developed for the purpose to replace some of the functions of the satellite such as meteorological observation, communications and internet relay while flying a long period in the stratosphere. In order to fly a long period in harsh environment of the stratosphere, aircraft needs high Lift-Drag-Ratio and weight reduction of the structure. This paper performed the structural analysis for fuselage and empennage of HALE UAV. Critical loading conditions for structural analysis are acquired from flight load analysis and finally the results of structural sizing for weight reduction is presented.

• 산업공학
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• 제24권4호
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• pp.304-313
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• 2011

An Unmanned Aerial Vehicle(UAV) is a powered pilotless aircraft, which is controlled remotely or autonomously. UAVs are currently employed in many military missions(surveillance, reconnaissance, communication relay, targeting, strike etc.) and a number of civilian applications(communication service, broadcast service, traffic control support, monitoring, measurement etc.). For accomplishing the UAV's missions, guarantee of survivability should be preceded. The main objective of this study is the path planning to maximize survivability for UAV based on 3-dimensional environment. A mathematical programming model is suggested by using MRPP(Most Reliable Path Problem) and solved by transforming MRPP into SPP(Shortest Path Problem). This study also suggests a $A^*PS$ algorithm based on 3-dimensional environment to UAV's path planning. According to comparison result of the suggested algorithm and SPP algorithms (Dijkstra, $A^*$ algorithm), the suggested algorithm gives better solution than SPP algorithms.