초록 ▼

□ 연구개요
해양 사물 인터넷 (해상/해저 IoT)에서의 무선통신을 위한 해양환경에서의 다양한 hybrid channel 환경에서의 수학적 접근 방법에 의한 채널 모델링을 정립하고 이를 기반으로 송수신 시스템의 성능을 극대화할 수 있는 hybrid 시스템 고도화를 위한 송수신 알고리즘/네트워크 설계 및 testbed를 통한 성능을 검증함

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 연구목표:
■ SDR platform 기반 WOC 단방향 무선 채널 testbed platform 구축
■ 해양 채널 모사 환경 구

□ 연구개요
해양 사물 인터넷 (해상/해저 IoT)에서의 무선통신을 위한 해양환경에서의 다양한 hybrid channel 환경에서의 수학적 접근 방법에 의한 채널 모델링을 정립하고 이를 기반으로 송수신 시스템의 성능을 극대화할 수 있는 hybrid 시스템 고도화를 위한 송수신 알고리즘/네트워크 설계 및 testbed를 통한 성능을 검증함

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 연구목표:
■ SDR platform 기반 WOC 단방향 무선 채널 testbed platform 구축
■ 해양 채널 모사 환경 구축 및 WOC/RF기반 이미지 송수신용 testbed platform 구축 및 성능 분석
■ 다양한 해양 채널 모사 환경에서 다양한 송수신 알고리즘 적용 가능한 testbed platform 송수신단과 시뮬레이터 구축 및 다양한 해양 채널 환경데이터 및 송수신 채널 데이터 수집을 위한 시스템 구축 및 수집된 데이터 분석이 가능한 simulator 구축, 그리고 이를 바탕으로 알고리즘 제안 및 성능분석
2. 연구결과
■ SDR platform 기반 WOC 단방향 무선 채널 testbed 송신 단을 RF 대역을 위한 SDR platform을 바탕으로 전기적 신호를 광신호로 변환하는 장치를 연결하여 송신단 testbed를 구축 및 실제 무선 광통신 실험을 통해 수신된 신호의 스펙트럼분석을 통해 송수신 시스템의 정상 작동을 검증하고 추가로 이미지 데이터 전송실험을 통하여 구축된 시스템의 동작이 제대로 이루어지는지 검증
■ 송수신 성능에 영향을 주는 주요 환경데이터를 조정하여 다양한 해양 채널 환경에 따른 채널정보 수집/분석이 가능한 해양 채널 모사 환경을 구축하고, 해양 채널 모사 환경에서 사용할 WOC/RF기반 이미지 송수신용 testbed를 구축 후, 이미지 송수신 테스트 통해 시스템의 정상 작동을 검증하였으며 simulator를 통하여 송수신 신호를 분석
■ 해양 채널 모사 환경 및 WOC/RF기반 이미지 송수신용 testbed platform를 확장하여 다양한 해양 채널 환경 내 안정적 동작을 위한 레이저 프론트엔드, SDR baseband platform 및 채널특성 파악을 위한 기본신호 송수신, 이미지 파일 송수신, 비디오 스트리밍 등 다양한 송수신 알고리즘을 적용 가능한 testbed platform 송수신단 및 simulator를 구축
■ 구축된 testbed platform 및 시뮬레이터를 바탕으로 다양한 해양 채널 환경에 따른 환경데이터 및 송수신 채널 데이터 수집을 위한 시스템 구축 및 수집된 데이터 분석이 가능한 시뮬레이터 구축
■ 해외 공동연구팀 해양 채널 모사 환경에서 계측기/장비를 기반으로 구축된 무선광통신 송수신 testbed를 통하여 수집된 데이터를 통계적으로 분석후 해양환경에서 모바일 platform간 무선 광통신 송수신 채널의 통계적 특성을 분석하고 이 결과를 바탕으로 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 알고리즘을 제안하고 알고리즘을 적용하였을 때의 송수신단간 채널의 통계적 특성을 최종 분석 후 이를 바탕으로 다양한 환경에서의 송수신단간 성능을 분석
■ 사우디 KAUST에 구축되어 있는 실내/야외 testbed에서의 측정의 경우 코로나로 인하여 연구기간내에 방문이 불가하여 구축된 testbed를 현재 KAUST측에 동일하게 구축하고 있으며 이를 바탕으로 추후 데이터를 측정할 예정임

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
■ 구축된 해양 채널 모사 환경 testbed platform 및 다양한 송수신 알고리즘을 적용 가능한 testbed platform 송수신단과 시뮬레이터를 바탕으로 다양한 환경에서 성능향상을 위한 알고리즘 개발 및 개발된 알고리즘 성능분석에 적용 가능
■ 다양한 해양 채널 환경에 따른 환경데이터 및 송수신 채널 데이터 수집을 위한 시스템 및 수집된 데이터 분석이 가능한 simulator를 기반으로 다양한 송수신환경에서 수집된 환경 및 송수신 데이터를 바탕으로 AI알고리즘을 기반으로 채널의 특성을 분석하고 이를 기반으로 환경 및 송수신 알고리즘에 따른 채널 모델 개발에 적용 가능
■ 구축된 testbed platform 송수신단 및 시뮬레이터를 추후 stand-alone 형태의 송수신 시스템으로 확장하고 환경데이터 및 송수신 채널 데이터 수집을 위한 시스템 및 수집된 데이터 분석이 가능한 simulator와 연동하여 실험실기반 testbed에서의 측정이 아닌 실제 실외 송수신 환경에서 다양한 송수신 알고리즘에 따른 송수신 채널의 데이터를 수집하고 이를 바탕으로 채널의 통계적인 모델 개발에 적용 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 목표 및 내용 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 1차년도 ... 6
• 2) 2차년도 ... 6
• 3）3차년도 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 13
• 끝페이지 ... 26