Thuraya 정지궤도 위성을 이용한 선박용 IoT 단말 장치 설계 및 구현

장원창 ( Won-chang Jang ) , 이명의 ( Myung-eui Lee )  한국항행학회, 한국항행학회논문지 [2020] 제24권 제2호, 67~72페이지(총6페이지)

위성통신은 이동통신처럼 많은 사람이 사용하지는 않으나 군사용, 재난용, 원격 교육용 및 의료용, 도서 지역, 인프라 취약 지역에서의 인터넷 제공 등 공공성, 통신서비스를 위하여 꼭 필요한 기술이다. 하지만 선박이나 항공기에서는 기지국이 필요한 휴대용 이동통신들은 사용 불가능 하거나 사용에 제한을 받는다. 본 논문에서는 본 논문에서는 단말 장치의 제어기로 라즈베리 파이를 사용하여 위성 모뎀과 PPP 프로토콜을 통한 네트워크 통신을 하였으며 모뎀의 문자 메시지 기능을 이용하여 양방향 데이터 링크를 구현하여 Thraya 정지궤도위성 네트워크망에 접속하였다. 그리고 단말장치의 제어기에 I/O 장치들을 이에 연결하여 통신 시설이 갖춰지지 않은 곳에서 제어 대상 시스템에 원격으로 접속하여 I/O들을 제어하고 각종 센서를 통하여 계측한 데이터를 전송할 수 있는 선...

TAG Thuraya, Geo-stationary orbit, PPP protocol, IoT, Raspberry Pi

eVTOL PAV 유형별 항속거리 및 항속시간 분석

이봉술 ( Bong-sul Lee ) , 윤주열 ( Ju-yeol Yun ) , 황호연 ( Ho-yon Hwang )  한국항행학회, 한국항행학회논문지 [2020] 제24권 제2호, 73~84페이지(총12페이지)

자동차 대수의 증가로 인한 지상 교통의 혼잡을 극복하기 위해 많은 회사들이 새로운 방식의 운송 수단인 미래형 개인항공기(PAV)를 제안하였다. 미래형 개인항공기 중에서도 전기를 동력으로 사용하고 수직 이착륙이 가능한 전기수직이착륙(eVTOL)항공기가 주목을 받고 있으며 그러한 항공기들의 형상은 멀티콥터형에서 틸트 덕티드팬까지 다양하다. 본 연구에서는 eVTOL 유형별 장단점 등 특성을 분석하였다. 틸트날개형, 복합형, 멀티콥터형의 대표적인 eVTOL PAV인 바하나, 오로라, 볼로콥터에 대해 구성성분 합계 방식을 사용하여 유해항력을 구하였으며, 항공기 설계 및 공력 해석 프로그램인 OpenVSP와 XFLR5 프로그램을 사용하여 표면적과 유도항력을 구하였다. eVTOL PAV에 사용되는 배터리는 테슬라 2170 배터리로 가정하고 항속거리를 계산하였다. 또...

TAG eVTOL, PAV, Aircraft design, Range, Flight time

멀티모드 레이다 신호처리를 위한 저복잡도 FFT 프로세서 설계

박예림 ( Yerim Park ) , 정용철 ( Yongchul Jung ) , 정윤호 ( Yunho Jung )  한국항행학회, 한국항행학회논문지 [2020] 제24권 제2호, 85~91페이지(총7페이지)

최근 다양한 환경에서 무인기를 효율적으로 운용하기 위한 목적으로 멀티모드 레이다 시스템이 고안되었으며, 이는 PD (pulse Doppler) 방식과 FMCW (frequency modulated continuous wave) 방식을 통합하여 활용할 수 있다는 장점을 가진다. 멀티모드 레이다 시스템의 하드웨어 구조의 경우 FFT (fast Fourier transform) 프로세서와 IFFT (inverse fast Fourier transform) 프로세서가 필수적이지만, FFT 프로세서는 큰 복잡도를 갖는 구조 중 하나로 FFT 프로세서의 복잡도를 감소시키는 방향으로의 구조 설계가 필요하다. 또한, 다양한 거리 해상도를 요구하는 레이다 응용 환경을 고려했을 때, FFT 프로세서는 가변 ...

TAG FFT processor, Frequency modulated continuous wave radar, Pulse Doppler radar, Radar signal processor

SBAS 보강항법 초기 위치 결정 시간 단축을 위한 A-SGNSS 운용 방안

이주현 ( Ju Hyun Lee ) , 김일규 ( Il Kyu Kim ) , 서흥석 ( Hung Seok Seo )  한국항행학회, 한국항행학회논문지 [2020] 제24권 제2호, 92~100페이지(총9페이지)

SBAS는 정지 궤도 위성을 이용하여 보정 정보와 GNSS 위성의 고장 유무 등을 메시지 형태로 전송하여 GNSS 항법 사용자의 정확성과 무결성, 가용성, 연속성을 보강하는 시스템이다. SBAS가 제공하는 보정 정보는 250 bps의 통신 속도로 제공되며, 의사거리 오차, 위성 궤도 오차, 위성 시계 오차, 이온층 지연 오차 등의 다수의 메시지 수신이 필요하다. 따라서 SBAS가 적용된 초기 위치 결정에는 기존 GNSS에 비해 많은 시간이 소요되며, 수신기 동작 초기부터 SBAS 보강 항법의 활용에는 어려움이 있다. 본 논문에서는 SBAS 초기 위치 결정 시간의 단축을 위한 A-SGNSS 운용 개념을 제안한다. 그리고 제안한 A-SGNSS의 효용성 검토 및 운용시 필요한 최소 메시지 정보를 정리하였으며, 제안한 방안을 적용한 SB...

TAG Global navigation satellite system, Satellite-based argumentation systems, MTSAT satellite based argumentation system, Assisted SBAS global navigation system, SBAS time to first fix

속도 추정 알고리즘을 이용한 유도전동기 제어 시스템 특성

황락훈 ( Lark-hoon Hwang ) , 나승권 ( Seung-kwon Na ) , 강진희 ( Jin-hee Kang )  한국항행학회, 한국항행학회논문지 [2020] 제24권 제2호, 101~107페이지(총7페이지)

유도전동기의 속도 제어를 원활하게 수행하기 위해서는 필요한 회전자 속도 정보를 얻어야 한다. 속도 정보를 얻으려면 센서를 사용하여 얻어야 하지만, 센서를 사용하지 않고 적절한 알고리즘을 이용하여 얻을 수도 있다. 속도 정보를 얻기 위해서 모델 기준 적응 시스템(MARS; model reference adaptive system)을 사용하여 시스템을 설계 하였고, 유도전동기의 속도 제어 방식 중에 하나인 간접 벡터 제어 방식으로 전동기의 전류와 회전자 파라미터 값으로부터 연산된 슬립 주파수를 회전자 속도와 합하여 자속의 위치 정보를 얻어내는 방식을 사용하였다. 실제 자속 정보 없이도 넓은 속도 영역에서 간단하게 순시 전류 제어를 행할 수 있으며 제어기의 구조가 간단하다는 장점을 가질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 간접 벡터 제...

TAG Induction motor, Speed estimation algorithm, Motor speed control

2.45 GHz ISM대역 고효율 스위칭모드 E급 전력증폭기 및 송신부 설계

고석현 ( Seok-hyeon Go ) , 구경헌 ( Kyung-heon Koo )  한국항행학회, 한국항행학회논문지 [2020] 제24권 제2호, 107~114페이지(총8페이지)

2.4 GHz ISM대역 전력증폭기를 설계하고 송신 시스템을 구현하였다. 고효율 증폭기는 E급이나 F급 증폭기로 구현 가능하다. 본 연구에서는 회로 구조가 간단한 E급으로 20 W 급 고효율 증폭기를 설계하여 ISM 대역 응용에 적용하도록 하였다. E급 회로 설계이론 및 회로 시뮬레이션을 통해 임피던스 정합회로를 설계하였으며 2.45 GHz에서 출력전력 44.2 dBm 및 전력부가효율 69%를 얻었다. 설계된 전력증폭기에 30 dBm의 입력전력을 인가하기 위하여 앞단에 전압제어발진기와 구동증폭기를 제작하여 입력전력 공급회로를 구현하였고, 제작한 전력증폭기는 43.2 dBm 출력 및 65%의 전력부가효율 특성을 나타내었다. 본 연구결과는 무선전력전송, 전파차단장치, 고출력 송신장치 등 다양한 무선통신시스템용 출력 전력증폭기 설계에 활용될 ...

TAG Class E, High efficiency, Microwave, Power amplifier, Wireless communication

재난안전통신망의 현황과 미래

홍성화 ( Sung-hwa Hong ) , 이성렬 ( Seong-real Lee )  한국항행학회, 한국항행학회논문지 [2020] 제24권 제2호, 115~120페이지(총6페이지)

차세대 재난망 기술로서 언급되고 있는 PS-LTE는 LTE 기술을 근간으로 공공안전 통신에 필요한 단말 간 통신, 그룹통신 등을 지원하는 통신기술이다. 현재 우리나라는 구축계획을 수립하여 PS-LTE 시스템을 설치하고 있으며, 국제적으로도 PS-LTE를 활용한 재난망 시스템 구축에 많은 노력을 하고 있다. 그러나, 관련자만 접속할 수 있는 폐쇄망의 특성상 기존 상용망과 별도 구축이 필요하며 많은 기간과 비용의 소요가 예상된다. 효율적으로 재난안전통신망을 구축하기 위해서는 무조건적인 신규 구축보다는 기존 LTE망에 보안 및 접속우선권 등의 문제를 보완하여 신규 구축하는 PS-LTE망의 연동을 고려해야 할 것이며 이를 위한 사전검토가 매우 필요하다.

TAG PS-LTE, Disaster safety communication network, LTE, LTE-M, LTE-R

광대역 스펙트럼 인지 무선망에서 동적 스펙트럼홀 그룹핑에 의한 자원이용률 향상

이진이 ( Jin-yi Lee )  한국항행학회, 한국항행학회논문지 [2020] 제24권 제2호, 121~127페이지(총7페이지)

본 논문에서는 광대역 스펙트럼 인지 무선망에서 인지사용자의 요구자원의 크기에 따라 스펙트럼 홀의 그룹핑 범위를 변화시키는 동적 스펙트럼 홀 그룹핑 방식을 제안하고, 광대역 인지사용자의 서비스를 위한 채널할당에 적용한다. 제안한 동적 스펙트럼 홀 그룹핑 방식은 인지사용자의 요구자원의 크기를 예측하여 필요한 양 만큼 주사용자의 스펙트럼 홀을 그룹핑함으로써 기존의 정적스펙트럼 홀 그룹핑에 의해 발생 할 수 있는 스펙트럼 자원의 낭비를 개선 할 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 동적 스펙트럼 홀 그룹핑 방식과 기존의 정적 스펙트럼 홀 그룹핑 방식에 의한 채널할당의 자원사용률을 비교하여, 허용할 수 있는 인지사용자의 서비스 성능에서 자원이용률을 크게 향상시킬 수 있음을 보인다.

TAG Resources utilization, Dynamic spectrum hole grouping, Channel allocation, Wideband spectrum cognitive wireless networks

반복선형회귀를 이용한 수신 신호 세기와 이동성 정보에 기반한 1차원 위치 추정

이동준 ( Dong-jun Lee ) , 김다영 ( Da-yeong Kim ) , 이은혜 ( Eun-hye Lee )  한국항행학회, 한국항행학회논문지 [2020] 제24권 제2호, 128~133페이지(총6페이지)

본 연구에서는 위치추정을 하는 경우 선형회귀법을 반복적으로 적용하여 신호의 경로 손실을 추정하는 방법을 제안한다. 제안한 방식에서는 단말이 이동하면서 여러 위치에서 측정한 수신신호세기와 가속도계로 구한 측정 위치들 사이의 거리 정보를 이용하여 전송 비콘부터의 경로 손실을 선형회귀를 이용하여 추정한다. 전송 비콘과 특정 위치사이의 거리에 대하여 여러 잠정값들을 가정하고, 각 잠정값에 대하여 선형회귀식을 구한다. 이 선형회귀식들 중에서, 기준 수신 세기에 가장 가까운 식을 이용하여 송신 비콘와 목표 위치사이 거리를 구한다. 테스트 결과, 제안 방식은 단순 경로 손실 모델보다 훨씬 더 높은 정확도를 보인다.

TAG Dead reckoning, Positioning, Linear Regression, Path Loss Model, Received signal strength

ARIA 암호 알고리즘을 이용한 원격측정 시스템 암호화 기법

최석훈 ( Seok-hun Choi ) , 이남식 ( Nam-sik Lee ) , 김복기 ( Bok-ki Kim )  한국항행학회, 한국항행학회논문지 [2020] 제24권 제2호, 134~141페이지(총8페이지)

원격측정 시스템은 무인기, 위성 발사체 등의 비행체 개발과정에서 비행 데이터 수집과 모니터링을 위해 비행체 내 다양한 신호를 계측하여 지상으로 전송하는 통신시스템이다. 최근 무선통신 기술의 발전으로 비행 데이터의 전송 과정에서 일어날 수 있는 보안 위협에 대응하기 위해 원격측정 시스템의 암호화 기술 적용은 중요해지고 있다. 따라서 본 논문에서는 원격측정 시스템의 암호화 적용을 위해 국가 표준 암호 알고리즘인 ARIA-256의 적용 방법을 제안하고 구현하였다. 블록 오류 확산과 원격측정 프레임의 특성을 고려하여 CTR (counter) 모드를 응용하고, 위성통신 표준화 기구(CCSDS)에서 권장하는 리드솔로몬 코드를 적용할 수 있도록 프레임을 구성하여 암호화하였다. ARIA-256 알고리즘과 암호 프레임은 FPGA(filed programmable gate a...

TAG Telemetry system, ARIA-256, Frame encryption, CTR mode

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