초록 ▼

ㅇ 연구개요
본 연구의 목표는 해양 사고 발생 시 사고 지역에 신속하게 해상 자가 재난통신망을 운용할 수 있는 기술을 제공하는 것이다. 재난통신망은 각종 해사안전정보를 방송하여 선박에서 자동으로 수신되도록 함으로 안전 항해를 도모한다. 기존 해상 무선 통신은 협대역 장거리 통신으로 저속의 폐쇄적인 상용통신망을 사용한다. 그 결과, 트래픽 폭주로 인한 기지국 장애 및 음영 지역 발생으로 구조 및 수색 작업이 원활히 진행될 수 없는 한계를 가진다. 또한 기존 통신 설비는 조난 경보 및 해사안전정보 송수신에 초점을 맞추고 있어 수색

ㅇ 연구개요
본 연구의 목표는 해양 사고 발생 시 사고 지역에 신속하게 해상 자가 재난통신망을 운용할 수 있는 기술을 제공하는 것이다. 재난통신망은 각종 해사안전정보를 방송하여 선박에서 자동으로 수신되도록 함으로 안전 항해를 도모한다. 기존 해상 무선 통신은 협대역 장거리 통신으로 저속의 폐쇄적인 상용통신망을 사용한다. 그 결과, 트래픽 폭주로 인한 기지국 장애 및 음영 지역 발생으로 구조 및 수색 작업이 원활히 진행될 수 없는 한계를 가진다. 또한 기존 통신 설비는 조난 경보 및 해사안전정보 송수신에 초점을 맞추고 있어 수색 구조 및 상황 전파를 위한 대용량 멀티미디어 정보 전송에 어려움이 존재한다. 따라서 본 연구는 신속하게 해양 사고 지역을 커버하는 독자적 자가망을 구축할 수 있는 신뢰적 네트워킹 기술과 한계 상황(거센 바람, 높은 파고)를 고려한 통신 기술, 즉각적인 수색 및 효과적 구조 활동을 위한 대용량 멀티미디어 전송 기술, 다양한 통신 설비를 통합할 수 있는 융합형 서비스 제공에 초점을 맞춘다.

ㅇ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 최근들어 발생하는 다양한 선박관련 사고, 사건 사항을 빠르게 전파할 수 있는 자가망을 구축하는 것이다. 1차년도 연구 목표는 해상 무선 실험망 구축 및 실험과 선체운동에 따른 무선 링크 안정화 기술 개발하는 것이다. 이를 위해 오륙도-해양대 간 장거리 무선랜 테스트 베드를 만들어 장기적으로 운용하였으며 실험망 내에서 데이터 습득을 위한 하드웨어/소프트웨어 설계 및 구현을 완료하였다. 테스트베드에서 습득한 빅데이터로부터 무선 메쉬망의 서비스 커버리지를 클러스터링을 통하여 도출하였다. 2차년도 연구의 목표는 빠른 경로 탐색을 위한 선박 간 메쉬 라우팅 프로토콜을 제안하는 것이다. 해상 사고 및 사건의 경우 선박탐지 및 긴급 메시지 전송이 필수로 갖추어져야한다. 이를 위해 Reliable broadcast 기술이 필요하며, 다중 홉 환경에서 기회적(Oppurtunistic) 플루딩 기법을 제안하였다. 또한 기여도 기반 기회적 플루딩 기법은 효율성과 신뢰도 측면에서 향상된 성능으로 추후 해상 상황의 긴급메시지를 전달할 수 있는 기반이 되었다. 3차년도 연구의 주 목표는 선박통신을 위한 경로 손실 모델을 추정하는 것이다. 본 연구에서는 해상 환경의 특수 상황을 가정하기 위하여 대형 선박의 내부 통신 품질에 집중하였다. 무선랜 기술은 직진성이 강해 넓은 실내 환경을 커버하기 적절하지 않아 LoRa (Long Range) 기술을 도입하였으며, 다양한 벽의 재질과 격벽수에 따른 신호 감쇄 특성을 도출하였다. 이를 위해 다중 노드와 다중 통신 인자를 고려한 실험 하드웨어/소프트웨어를 구현 개발하였다.

ㅇ 연구개발결과의 중요성
본 연구결과를 통하여 장기적으로 운용할 수 있는 해상 테스트베드를 구축하고 이를 이용하여 부유상태의 선체 운동에 대한 무선 링크 안정화 연구를 진행하였다. 그리고 해상 재난 상황을 가정하여 긴급 메시지 전송을 위한 신뢰성있는 broadcasting 메시지 전송 방법을 제안하고 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 마지막으로 “선박”이라는 특수성을 고려하여 LoRa 통신 기술을 도입하였으며 내부 격실의 환경에 따른 실내 경로 손실 모델을 제안하였다. 종합적으로 부분 연구들을 취합하여 해상이라는 특수성을 가진 환경에서 자가 운용할 수 있는 재난망의 핵심 기술요소를 연구하였다.


(출처 : 연구결과 요약문 3P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1) 해상 무선 네트워크 환경 분석을 위한 실험망 구성 ... 5
• 2) 실험망 구성을 위한 하드웨어/소프트웨어 프로토타입 설계 및 분석 도구 개발 ... 8
• 3) 실증적 연구에 기반한 선체운동에 따른 무선 링크 특성 분석 및 안정화 알고리즘 개발 ... 12
• 4) 안정적인 해상 수색 및 구조 서비스 확대를 위한 Reliable broadcast 기술 ... 14
• 5) 장/단거리 실/내외 장거리 통신 실험 시스템 구현 개발 ... 16
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 19
• 4. 참고문헌 ... 20
• 5. 연구성과 ... 21
• 대표적 연구실적 ... 26
• 끝페이지 ... 34