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UAV 네트워크 환경에 적합한 위치기반 라우팅 프로토콜의 성능 분석
Performance Analysis of Position Based Routing Protocol for UAV Networks 원문보기

한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 통신이론 및 시스템, v.37C no.2, 2012년, pp.188 - 195  

박영수 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) ,  정재일 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과)

초록
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네트워크 중심전의 실현을 위해 여러 체계들이 개발되고 있다. 그중에서 무인 항공기 체계는 군사적인 응용에서 가장 주목을 받고 있다. 일반적으로 무인 항공기들은 임의로 애드혹 네트워크를 형성할 수 있을 뿐만 아니라 소스 노드와 목적지 노드사이의 홉수도 많이 줄일 수 있다. 하지만 무인 항공기 네트워크 환경은 높은 이동성, 높은 데이터 전송률, 실시간 서비스를 제공해야 하는 특성이 있다. 이러한 무인 항공기 네트워크의 요구사항에 동적으로 적응할 수 있는 멀티홉 라우팅 프로토콜의 설계가 요구되고 있다. 본 논문에서는 소스 노드와 목적지 노드 사이의 제일 짧은 지리적 거리를 사용하여 효율적이고 신뢰적인 전송을 하는 Geographic Routing Protocol의 성능을 분석한다. Geographic Routing Protocol은 비디오 서비스를 제공하는 시나리오에서 TDMA 모델을 사용하여 시뮬레이션을 수행하여 평가하였다. 시뮬레이션 결과 Geographic Routing Protocol은 기존의 MANET 라우팅 프로토콜보다 패킷 수신율, 종단간 지연, 라우팅 트래픽 발생량 등 면에서 더 좋은 성능을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Many systems are developing for the realization of NCW(Network Centric Warfare). UAV(Unmanned Aerial Vehicle) Network is attracting attention in a lot of military applications. In general, UAVs have the potential to create an ad-hoc network and greatly reduce the hops from source to destination. How...

주제어

#UAV networks   #Video application   #Geographical routing   #Simulation   #Performance analysis  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 그중에서 무인 항공기에서 수집된 임무 영상 정보와 비행기의 상태정보를 지상 관제장비에 손실없이 전송시켜 필요한 정보를 획득하고, 지상 관제 장비에서는 무인 항공기로 전송된 정보들을 분석하고 그 정보들로부터 항공기의 상태를 체크하여 적절한 임무 수행 명령을 주어 무인 항공기를 적절히 운용하는 것에 그 목적이 있다.
  • 본 논문에서는 UAV 네트워크 환경에 적합한 위치기반 라우팅 프로토콜의 장단점을 살펴보았고 2가지 적용 가능한 위치기반 프로토콜을 소개하였다. 시뮬레이션 결과에서 GRP 위치 기반 라우팅 프로토콜은 패킷 수신율, 종단간 지연과 라우팅 트래픽량 측면에서 기존 MANET 라우팅 프로토콜인 AODV, DSR, OLSR보다 월등한 성능을 보여주었다.
  • 일반적으로 군용 장비에는 GPS 등 측위 장비들이 탑재되어서 노드의 실시간 위치 정보를 이용하여 목적지 노드까지의 경로를 찾는 위치기반 라우팅 프로토콜들을 많이 연구하고 있다. 본 논문에서는 UAV 통신환경에서 실시간 멀티홉 포워딩을 통해 메시지를 효율적이고 신뢰적으로 제한된 지연 시간 내에 전송하도록 보장하는 GRP(Geographic Routing Protocol) 대한 성능 분석을 한다.
  • 본 논문은 UAV를 이용하여 공중과 지상의 정보, 감시 및 정찰(ISR) 체계 간 네트워크 기반의 영상 정보용 공용데이터링크에 관한 것이다. 본 논문에서는 선진국 영상정보용 공용데이터링크의 시뮬레이터 환경으로 데이터 전송률을 0.
  • 위치기반 라우팅 프로토콜의 난제중의 하나가 목적지 노드와 주변 노드의 정확한 위치정보를 얻는 것이다. 목적지 노드와 주변 노드의 정확한 위치정보가 없으면 라우팅 패킷은 목적지 노드에 제대로 전달할 수 없다.

가설 설정

  • 위치 서비스는 이동 노드들의 위치 정보를 제공하는 서비스이다. 대부분 위치기반의 라우팅 프로토콜은 목적지 노드의 정확한 위치 정보를 알고 있다고 가정한다. 하지만 현실에서 위치정보를 제공하는 GPS 시스템은 여러 가지 영향 요인으로 인한 오차로 목적지 노드의 위치가 정확하지 않다.
  • 본 논문에서는 모든 노드들의 위치 벡터와 시간 동기화 정보를 GPS모듈을 통해 제공한다고 가정하고 또한 LOS에서 Free Space 경로손실만 고려한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무인 항공기 네트워크 환경의 특성은 무엇인가? 일반적으로 무인 항공기들은 임의로 애드혹 네트워크를 형성할 수 있을 뿐만 아니라 소스 노드와 목적지 노드사이의 홉수도 많이 줄일 수 있다. 하지만 무인 항공기 네트워크 환경은 높은 이동성, 높은 데이터 전송률, 실시간 서비스를 제공해야 하는 특성이 있다. 이러한 무인 항공기 네트워크의 요구사항에 동적으로 적응할 수 있는 멀티홉 라우팅 프로토콜의 설계가 요구되고 있다.
네트워크 중심전의 실현을 위해 개발된 체계 중 하나는 무엇인가? 네트워크 중심전의 실현을 위해 여러 체계들이 개발되고 있다. 그중에서 무인 항공기 체계는 군사적인 응용에서 가장 주목을 받고 있다. 일반적으로 무인 항공기들은 임의로 애드혹 네트워크를 형성할 수 있을 뿐만 아니라 소스 노드와 목적지 노드사이의 홉수도 많이 줄일 수 있다.
일반적인 무인 항공기의 특징은 무엇인가? 그중에서 무인 항공기 체계는 군사적인 응용에서 가장 주목을 받고 있다. 일반적으로 무인 항공기들은 임의로 애드혹 네트워크를 형성할 수 있을 뿐만 아니라 소스 노드와 목적지 노드사이의 홉수도 많이 줄일 수 있다. 하지만 무인 항공기 네트워크 환경은 높은 이동성, 높은 데이터 전송률, 실시간 서비스를 제공해야 하는 특성이 있다.
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참고문헌 (8)

  1. 정종문, 박규철, 원태연, 오의환, 고동철, 홍석준, 윤창배, 김호, 박의영, "영상정보용 공용데이터링크 표준화 발전방향" 한국통신학회지 제28권 제4호, pp.2-54, 3월 2011년. 

  2. A. Boukerche, "Performance Comparison and Analysis of Ad Hoc Routing Algorithms," IEEE Int'l Congress on Pastoral Care and Counselling, pp. 171-178, 2001. 

  3. J. Hightower and G. Borriello, "Location Systems for Ubiquitous Computing," IEEE Computer, vol. 8, no. 34, pp. 57-66, August 2001. 

  4. Karp, B. and Kung, H.T., "Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Networks", in Proceedings of the Sixth Annual ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking (MobiCom 2000), pp. 243-254., August, 2000. 

  5. OPNET 17.1, www.opnet.com 

  6. J.Li, J.Jannotti, D.De Couto, D. Karger, and R. Morris. "A scalable location service for geographic ad hoc routing", In Proceedings of the ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking (MOBICOM), pp.1377-1384, 1999. 

  7. T.Camp, J.Boleng, and L. Wilcox. "Location information services in mobile ad hoc networks", In Proceeding of the IEEE international Conference on Communications (ICC), pp.3318-3324, 2002. 

  8. 정종문, 김동구, 고동철, 안찬호, 김형찬, "영상 정보 수집 자산용 주파수 공유 통신망 표준화 방안", 방위사업청. 2008. 

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