[논문]지상 무기체계 환경에서 전술다대역다기능무전기의 성능 평가 및 분석

박준호; 장재민; 김용호; 이정훈; 이재현; 조길석

문제 정의

TMMR은 다수의 TMMR 간 일대다 통신 및 다중 홉 통신을 지원함에 따라 이를 반영한 시험을 수행하였다. 그러나 본 논문에서는 앞서 언급한 지상 무기체계의 연동 환경 및 지면 관계상 일대다 통신 시험 결과만을 논한다. 또한, TMMR은 차량용, 휴대용, 헬기 및 함정용이 존재하나, 본 통신 시험에서는 K-WNW 운용 모드를 지원하는 차량1형과 휴대2형을 사용하였다.
이러한 상황을 고려하여, 본 논문에서는 지상 무기체계 환경에서 TMMR의 성능 시험 및 분석을 수행한다. 성능 시험에서는 실제 TMMR을 기반으로 지휘통제체계와 무장통제장치 간의 무선 통신 환경을 모의 구성하여 성능 시험을 수행하고, 성능 시험 결과 분석을 통해 TMMR의 지상 무기체계 적용 가능성을 확인한다.

제안 방법

표 1은 본 성능시험에서 수행한 전송속도와 데이터크기 설정을 나타낸다. TMMR에서는 무전기의 전송속도를 설정하는 것이 가능하며, 표 1과 같이 전송속도를 설정한 후 Ping 테스트 기반 성능 시험을 수행하였다. 데이터 크기는 각 통제기와 모의기에서 1회당 전송한 버퍼 크기를 나타낸다.
TMMR의 통달거리는 최대 –Km(차량형, 군사 보안상상세 수치는 삭제)이며, 지휘통제체계와 무장통제장치는 통신 반경 내에서 이격되어 유니캐스트 형태로 통신을 수행함으로써 일대다 통신망이 구성된다. TMMR은 다수의 TMMR 간 일대다 통신 및 다중 홉 통신을 지원함에 따라 이를 반영한 시험을 수행하였다. 그러나 본 논문에서는 앞서 언급한 지상 무기체계의 연동 환경 및 지면 관계상 일대다 통신 시험 결과만을 논한다.
본 논문에서는 지상 무기체계의 연동 환경에 대해 분석한 후, 지상 무기체계와 유사한 환경에서 TMMR의 성능 시험 및 분석을 수행하였다. 성능 시험 결과, TMMR의 평균 지연시간은 전송속도와 데이터크기에 따라 약 194~366ms와 약 205~499ms, 최대 지연시간은 전송속도에 따라 479~837ms와 538~1333ms를 나타냈다.
데이터 크기는 각 통제기와 모의기에서 1회당 전송한 버퍼 크기를 나타낸다. 실제 체계 운용에서 통제기와 모의기의 최대 데이터 크기가 --바이트임을 고려할 때, 실제 환경보다 더욱 가혹한 환경 하에서 성능 시험을 수행하였다.

대상 데이터

그러나 본 논문에서는 앞서 언급한 지상 무기체계의 연동 환경 및 지면 관계상 일대다 통신 시험 결과만을 논한다. 또한, TMMR은 차량용, 휴대용, 헬기 및 함정용이 존재하나, 본 통신 시험에서는 K-WNW 운용 모드를 지원하는 차량1형과 휴대2형을 사용하였다. 본 장비에 연결되는 안테나 및 GPS 수신기를 제외한 처리장치는 단일 구성품으로서, 본 논문에서는 TMMR의 내부 구성도를 별도로 설명하지 않는다.

성능/효과

전송속도를 64K에서 256K, 그리고 256K에서 2M로 증가시킴에 따라 평균 지연시간은 각각 약 35~50%와 약 18~19% 향상되었다. 사격지휘통제기에서 다수의 무장모의기로의 1대다 통신과 다수의 무장모의기에서 사격지휘통제기로의 다대1 통신의 경우, 대체로 다대1통신의 지연시간이 증가하는 경향이 있었으나, 전송속도를 증가시킴에 따라 그 차이는 매우 작아짐으로써 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다. 실시간 작전 수행에 큰 영향을 미치는 요소는 통신 지연시간이다.
본 논문에서는 지상 무기체계의 연동 환경에 대해 분석한 후, 지상 무기체계와 유사한 환경에서 TMMR의 성능 시험 및 분석을 수행하였다. 성능 시험 결과, TMMR의 평균 지연시간은 전송속도와 데이터크기에 따라 약 194~366ms와 약 205~499ms, 최대 지연시간은 전송속도에 따라 479~837ms와 538~1333ms를 나타냈다. 이는 시간 임계적인 임무를 수행하지 않는 체계는 TMMR 적용이 가능할 것으로 분석되었으나, 발사 및 중지와 같이 시간 임계적 임무을 수행하는 체계에서는 TMMR의 적용이 부적합한 것으로 분석되었다.
이러한 상황을 고려하여, 본 논문에서는 지상 무기체계 환경에서 TMMR의 성능 시험 및 분석을 수행한다. 성능 시험에서는 실제 TMMR을 기반으로 지휘통제체계와 무장통제장치 간의 무선 통신 환경을 모의 구성하여 성능 시험을 수행하고, 성능 시험 결과 분석을 통해 TMMR의 지상 무기체계 적용 가능성을 확인한다.
표2-표7은 성능 시험 결과를 나타낸다. 시험 결과는 예상과 같이, TMMR의 전송속도의 증가함에 따라 데이터 지연시간은 감소하였고, 데이터크기가 증가함에 따라 지연시간은 증가하였다. 전송속도를 64K에서 256K, 그리고 256K에서 2M로 증가시킴에 따라 평균 지연시간은 각각 약 35~50%와 약 18~19% 향상되었다.
성능 시험 결과, TMMR의 평균 지연시간은 전송속도와 데이터크기에 따라 약 194~366ms와 약 205~499ms, 최대 지연시간은 전송속도에 따라 479~837ms와 538~1333ms를 나타냈다. 이는 시간 임계적인 임무를 수행하지 않는 체계는 TMMR 적용이 가능할 것으로 분석되었으나, 발사 및 중지와 같이 시간 임계적 임무을 수행하는 체계에서는 TMMR의 적용이 부적합한 것으로 분석되었다. 그러므로 시간 임계적 임무를 수행하는 체계 적용을 위해서는 TMMR외의 다른 통신망 구성을 고려하거나 연동통제규정 변경을 통한 데이터 크기 및 주기의 변경이나 혹은 운용 개념의 변경 등이 필요할 것으로 판단된다.
시험 결과는 예상과 같이, TMMR의 전송속도의 증가함에 따라 데이터 지연시간은 감소하였고, 데이터크기가 증가함에 따라 지연시간은 증가하였다. 전송속도를 64K에서 256K, 그리고 256K에서 2M로 증가시킴에 따라 평균 지연시간은 각각 약 35~50%와 약 18~19% 향상되었다. 사격지휘통제기에서 다수의 무장모의기로의 1대다 통신과 다수의 무장모의기에서 사격지휘통제기로의 다대1 통신의 경우, 대체로 다대1통신의 지연시간이 증가하는 경향이 있었으나, 전송속도를 증가시킴에 따라 그 차이는 매우 작아짐으로써 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다.
그러나, 50ms 이하의 실시간 응답시간을 요구하는 시간 임계적인 임무(발사 혹은 중지)를 수행하는 체계의 경우, 임무 수행은 불가능할 것으로 분석된다. 한편, 모든 시험에서 패킷 손실률은 0%로서, TMMR의 데이터 전송 안정성을 확인할 수 있었다.

후속연구

아울러, 기존 아날로그 기반의 음성중심 특성을 탈피해 고품질의 데이터 통신과 음성을 동시에 사용할 수 있다. 이러한 장점에 따라, 기존 무전기를 기반으로 네트워크를 구성하여 운용하는 다양한 무기체계에서 TMMR이 적용될 것으로 전망된다. 지상 무기체계도 예외는 아니다.
그러므로 시간 임계적 임무를 수행하는 체계 적용을 위해서는 TMMR외의 다른 통신망 구성을 고려하거나 연동통제규정 변경을 통한 데이터 크기 및 주기의 변경이나 혹은 운용 개념의 변경 등이 필요할 것으로 판단된다. 향후 연구로는 실 운용 프로그램을 기반으로 성능 평가 및 분석을 수행함으로써 성능 시험의 신뢰성을 향상시키는 것이다.

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