[논문]항공기내 무선통신 연구 동향 및 군통신에의 응용

방인규; 박판근; 반태원; 정방철; 장우혁; 전상운; 성단근

항공기내 무선통신 연구 동향 및 군통신에의 응용 원문보기

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.33 no.11, 2016년, pp.50 - 57

방인규 (한국과학기술원) , 박판근 (충남대학교) , 반태원 (경상대학교) , 정방철 (충남대학교) , 장우혁 (국방과학연구소) , 전상운 (안동대학교) , 성단근 (한국과학기술원)

초록
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본고에서는 차세대 항공시스템의 핵심요소 중 하나인 항공기내 무선통신 (WAIC: Wireless Avionics Intra-Communication) 시스템의 연구동향과 이를 군용기내 무선통신 시스템에서 응용하는 방안에 대해 알아본다. 먼저 항공기 내 유선 통신네트워크 기술 동향을 살펴본 뒤, 항공기내 무선통신 시스템에 사용할 수 있는 무선 표준 기술로써 IEEE 802.11, Bluetooth, IEEE 802.15.4 등의 무선통신 기술을 소개한다. 이후 현재 논의되고 있는 항공기내 무선통신 시스템을 위한 주파수 대역과 트래픽 모델을 소개한다. 또한 현재 논의되고 있는 항공기내 무선통신 시스템을 군용으로 응용할 때 고려해야 하는 점을 소개한다.

AI 본문요약
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문제 정의

Ⅳ장에는 항공기내 무선통신 시스템을 위한 주파수 현황과 트래픽 모델 등을 살펴본다. Ⅴ장에서는 항공기내 무선통신 시스템을 군용으로 활용하는 것에 대해 살펴본다. 마지막으로 Ⅵ장에서는 본고의 결론을 맺는다.
또한 현재 표준화에서 논의되고 있는 항공기내 무선통신 시스템을 위한 주파수 대역과 해당 대역에서 채널 및 트래픽 모델을 살펴보았다. 마지막으로 항공기내 무선통신 시스템을 군용으로 응용할 때 고려해야 하는 네트워크 신뢰성을 살펴보았다. 앞으로 군용기내 무선통신 시스템 적용에 관한 연구는 군용 통신 연구의 새로운 발전 방향이 될 것으로 기대된다.
본 장에서는 국내외의 항공 주파수 동향을 살펴보고 현재까지 연구된 무선채널 모델과 트래픽 모델을 소개한다.
본고에서는 차세대 항공시스템의 핵심요소 중 하나인 항공기내 무선통신 (WAIC: Wireless Avionics IntraCommunication) 시스템의 연구동향과 이를 군용기내 무선통신 시스템에서 응용하기 위해 필요한 시스템 신뢰성 요구사항을 살펴보았다. 항공기내 무선통신 표준화 동향을 통해 항공기 내에 무선통신 시스템을 도입하려는 세계적인 흐름을 확인하였다.
본고에서는 항공기내 무선통신 시스템의 연구동향과 이를 군용기내 무선통신 시스템에서 응용하는 방안에 대해 살펴보고자 한다. 본고의 Ⅱ장에서는 먼저 항공기내 유선 통신네트워크 기술 동향을 살펴본다.
2283은 세계전파회의의 요청에 따라 항공기내 무선통신 시스템의 기술적 특성과 주파수 대역의 요구 사항에 대한 정보를 제공한다[10]. 이 문서는 항공기내 다양한 응용 시스템의 트래픽 요구 사항 및 이에 따른 주파수 대역의 요구 사항을 분석한다. 문서 M.

제안 방법

4 등의 무선통신 기술을 살펴보았고 각 기술의 장단점을 파악하였다. 또한 현재 표준화에서 논의되고 있는 항공기내 무선통신 시스템을 위한 주파수 대역과 해당 대역에서 채널 및 트래픽 모델을 살펴보았다. 마지막으로 항공기내 무선통신 시스템을 군용으로 응용할 때 고려해야 하는 네트워크 신뢰성을 살펴보았다.
본 장에서는 지금까지 살펴본 항공기내 무선통신이 군용기에 적용되기 위해 필요한 신뢰성 요구사항을 분석한다. 항공기의 항공전자 시스템은 항공기의 종류와 용도에 따라 다양한 신뢰성 요구조건을 갖고 있다.
본 장에서는 항공기내 유선 네트워크의 기술인 MIL-STD-1553B과 ARINC (Aeronautical Radio, Incorporated) 429 그리고 AFDX (Avionics Full-Duplex Switched Ethernet)에 대한 내용을 소개한다. <표 1>은 각 기술의 특징을 간략히 정리한 것이다.
2197은 항공기내 무선통신 시스템의 기술적인 특성과 사용 목적에 관한 정보를 제공한다[9]. 이 문서는 항공기내 무선통신 시스템을 사용할 수 있는 민간 항공기내 다양한 응용 서비스를 노드의 위치 및 트랙픽에 따라 분류하고 있다. 문서 M.
또한 항공기내 유선 통신네트워크 기술을 살펴봄으로 무선 통신 네트워크가 도입 되었을 때 대체해야 할 요구사항을 확인해 볼 수 있었다. 항공기내 무선통신 시스템에 사용할 수 있는 무선 표준 기술로써 IEEE 802.11, Bluetooth, IEEE 802.15.4 등의 무선통신 기술을 살펴보았고 각 기술의 장단점을 파악하였다. 또한 현재 표준화에서 논의되고 있는 항공기내 무선통신 시스템을 위한 주파수 대역과 해당 대역에서 채널 및 트래픽 모델을 살펴보았다.

이론/모형

11ac 등으로 진화 발전하였다. IEEE 802.11g 이상에서는 기본적으로 물리계층 기술로 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM: Orthogonal frequency-division multiplexing)을 사용한다. 20MHz을 기본 주파수 대역폭으로 사용하며 무선채널 상황에 따라 다양한 변조 (modulation) 방식을 제공한다.

성능/효과

2319는 항공기 전파 통신 서비스내 무선 통신망과 기존의 시스템 사이의 간접 현상 및 주파수 적합성에 관한 연구 결과를 제시한다[11]. 이 문서는 사용 가능한 주파수 대역에서 실험을 통하여 간섭 현상을 분석한 결과, 기존의 전파고도계 용도로 사용하던 4,200~4,400MHz가 항공기내 무선통신 시스템에 가장 적합하다는 결과를 제시하고 있다. 실제로 국제민간항공기구는 2009년 11월 태국에서 개최된 항공 통신패널 (ACP: Aeronautical Communication Panel) 회의에서 기존의 전파고도계 용도로 사용하던 4,200~4,400MHz 을 항공기내 무선통신 시스템 전용 대역으로 지정하였다.

후속연구

마지막으로 항공기내 무선통신 시스템을 군용으로 응용할 때 고려해야 하는 네트워크 신뢰성을 살펴보았다. 앞으로 군용기내 무선통신 시스템 적용에 관한 연구는 군용 통신 연구의 새로운 발전 방향이 될 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Mark 33의 장점은 무엇이 있는가?	Mark 33은 단방향 데이터 버스이므로 항공기 내에 존재하는 모든 전자장비들은 트위스트 페어 (Twisted-Pair) 케이블로 연결되어 있으며, 버스 당 통신 가능 거리는 최대 90m 이다. 모든 전자장비들이 케이블로 연결되어 있기 때문에 버스의 데이터 흐름을 제어하는 별도의 버스 컨트롤러가 필요하지 않으며, 데이터 전송에 대한 높은 신뢰성을 제공한다. 하나의 ARINC 429 송신기는 하나의 데이터 버스를 이용하여 최대 20개의 수신기에게 데이터를 전송할 수 있다.
	MIL-STD-1553B란 무엇인가?	] MIL-STD-1553B는 미국의 해군 및 공군에서 사용하는 데이터 버스의 통신 방식 및 전자적 인터페이스에 관한 데이터 버스 표준으로, 1973년에 개발된 기존의 MIL-STD-1553 표준을 개량한 것이다. 높은 신뢰성을 요구하는 군용 시스템에 적용된 MIL-STD-1553B는 현재 군용은 물론 산업 및 우주용 데이터 버스 규격으로 널리 사용되고 있다.
	ARINC 429의 단점은 무엇인가?	하나의 ARINC 429 송신기는 하나의 데이터 버스를 이용하여 최대 20개의 수신기에게 데이터를 전송할 수 있다. ARINC 429 는 단방향 통신을 사용하기 때문에 네트워크에 새로운 장치가 추가되는 경우 케이블의 양이 급격히 증가하는 단점을 가진 다. ARINC 429의 데이터 전송속도는 최소 12.

참고문헌 (23)

D. Winter, "Cyber physical systems - an aerospace industry perspective," [Online]. Available: http://www2.ee.washington.edu/research/nsl/aar-cps/winterrev4.pdf, 2008.
M. Pantiz, et al, "The opportunities and challenges associated with wireless interconnects in aircraft," Proceedings of the institution of mechanical engineers part G-Journal of aerospace engineering, 224(4), pp.459-470. 2010.

상세보기
D. K. Dang, A. Mifdaoui, and T. Gayraud, "Fly-bywireless for next generation aircraft: Challenges and potential solutions", in Wireless Days (WD), IFIP, pp.1-8. 2012.
N. E. Safwat, M. A. El-Dakroury, A. Zekry, "The evolution of aircraft data networks," International Journal of Computer Applications, 94(11), pp.27-32. 2014.
A. Aglargoz, H. Spangenberg, "Safety and reliability analysis of wireless data communication concepts for flight control systems," in Digital Avionics Systems Conference (DASC), IEEE/AIAA 33rd, pp.2E2-1-2E2-12. 2014.
Issa Jacob, A Study of a Reconnaissance Surveillance Vehicle, NPS041003, 2012.
조문제, 정방철, 박판근, 장우혁, 반태원, "항공기내 무선 네트워크에서 백홀 트래픽 감소 기법," 한국정보통신학회논문지, Vo. 20, No. 9, pp. 1704-1709, Sep. 2016.

원문보기 상세보기
Office of the Secretary of Defense, Unmanned Aerial Vehicle Reliability Study, 2003.
ITU-R, Technical characteristics and operational objectives for wireless avionics intra-communications (WAIC), Report ITU-R M.2197, 2010.
ITU-R, Compatibility analysis between wireless avionic intra-communication systems and systems in the existing services in the frequency band 4200-4400 MHz, Report ITU-R M.2319, 2014.
ITU-R, Technical characteristics and spectrum requirements of Wireless Avionics Intra-Communications systems to support their safe operation, Report ITU-R M.2283, 2013.
Condor Engineering, MIL-STD-1553 Tutorial, 2000.
Data Device Corporation, MIL-STD-1553 Designer's Guide Sixth Edition, 2003.
Condor Engineering, ARINC Protocol Tutorial, 2000.
C. M. Fuchs, "The Evolution of avionics net-works from ARINC 429 to AFDX," The Seminars Fu-ture Internet (FI), Innovative Internet Technolo-gies and Mobile Communication (IITM) and Aero-space Networks (AN), pp.65-76, 2012.
Condor Engineering, AFDX Tutorial, 2005.
Creative Electronic Systems S.A., CES White Paper on AFDX, 2003.
Wireless LAN Working Group. IEEE Standard Part 11: Wireless lan medium access control (mac) and physical layer (phy) specifications. IEEE Std 802.11-2012 (Revision of IEEE Std 802.11-2007), March 2012
Wi-Fi Alliance, [Online]. Available: https://www.wi-fi.org/
Bluetooth technology, [Online]. Available: https://www.bluetooth.com/
Institute of Electrical and Electronic Engineers, Inc., "IEEE Std. 802.15.4-2003, IEEE Standard for Information Technology - Telecommunications and Information Exchange between Systems - Local and Metropolitan Area Networks - Specific Requirements - Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs)", New York: IEEE Press, October 2003.
The ZigBee Alliance, [Online]. Available: http://www.zigbee.org/
곽영길, 항공주파수 대역 확보 및 활용 효율화 방안 연구, 국토해양부, 2012.

저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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