IoT를 이용한 센서 기반의 자동차 후미등 상태 감지 시스템 설계 및 구현

이지선 부산외국어대학교 일반대학원 2018 국내석사

현대 사회에서 자동차는 사람과 화물 등을 수송하는 중요 운송수단으로서 그 필요성에 따라 자동차의 수 또한 꾸준히 증가하고 있다. 자동차의 등화장치는 기능에 따라 약 20종이 장착되어 있으며 크게 두 가지로 분류를 할 수 있는데, 첫째는 야간 및 시야 확보가 어려운 경우 사용되는 조명기능과 둘째는 마주 오는 자동차 및 도로 이용자에게 상태를 알려주는 신호기능이다. 그러나 최근 들어 야간 운전 시 전조등과 후미등을 켜지않고 운전하는 차량이 심야 교통사고의 주범으로 지목되고 있다. 후미등의 경우 고장 발생 시 별도의 고장 경고장치가 부착되어 있지 않아 운전자는 고장 여부를 알지 못한 채 운전을 하게 된다. IoT 기술이 발전하면서 자동차와 IoT 기술이 융합하여 차량 내부의 센서 및 각종 전자제어장치(ECU)의 데이터를 네트워크를 통해 자동차의 위치 추적 및 원격 차량 진단, 사고 감지 등의 서비스를 제공하는 차세대 자동차가 출시되었지만 아직 완벽한 실시간 감지 서비스를 제공하고 있지는 않다. 본 논문는 후미등의 상태를 실시간으로 감지하며 양측 모두 고장 발생 시 야간 사고 방지를 위하여 비상등을 강제 점등하며, Wi-fi soft AP 접속을 통하여 후미등의 상태를 실시간으로 스마트폰을 이용하여 확인할 수 있는 시스템을 구현한 연구이다. 후미등의 상태를 감지하기 위하여 자동차 등화장치의 신호를 제어하는 Arduino 기반의 shield module의 MCU를 이용하여 등화장치 구현 회로의 신호를 수집한다. 후미등의 상태는 lamp로 흐르는 전압을 10W 10Ω의 shunt 저항을 사용하여 강하되는 전압을 측정하여 전류로 상태를 검출한다. 운전 중 미등이 켜진 상태에서 후미등 양쪽이 고장이 났을 경우 방향지시등 출력 신호를 제어하여 비상등을 강제 점등하게 된다. 강제 점등 모드에서도 기존의 방향지시등 기능 또한 정상적으로 동작하여 시스템 운용의 효율성을 높였다. MCU를 통해 측정한 값은 shield module와 연결된 esp8266 Wi-fi module을 통해 웹서버로 전송하게 된다. Wi-fi module은 무선 Access Point(AP)를 구성하여 차량 내 무선 네트워크망을 생성하며, 스마트폰으로 무선 AP에 접속할 시 후미등의 전류 상태를 20sec 주기로 실시간 확인이 가능하다. The number of automobiles has been increasing steadily according to the necessity as an important way of transportation that transport people and freight in modern society. Approximately 20 types of vehicle lighting system are installed according to the function and can be classified into two types. The first is a lighting function that is being used at night and when it is difficult to secure clear view and the second is a signaling function that informs condition to oncoming cars and road users. However, vehicles that do not turn the headlight and taillight when driving at night time are being pointed out as the culprit of traffic accidents in the middle of the night. People drive without knowing the failure in taillight because a separate hazard warning device is not attached. Next-generation cars that provide services as location tracking, vehicle remote diagnosis, and accident detection through sensor inside the vehicle and data of various electronic control units(ECU) with the convergence of automobile and IoT technology, but there are still no perfect detection services. This study implemented a system that forcibly turns on the emergency light to prevent accidents at night when taillight failure occurs on both sides by detecting condition of taillight in real time, and implemented a system that can check the condition of taillight in real time using smartphone through Wi-fi soft AP access. It collects the signal of implementation circuit of lighting system using MCU of Arduino-based shield module that controls the signal of vehicle lighting system to detect the condition of taillight. The condition of taillight gets detected with current by measuring voltage drop using 10W 10Ω shunt resistance that flows into the lamp. Emergency light is forced to get turned on by controlling output signals as a turn signal when both taillights are broken down when taillights are turned on while driving. Forced lighting mode raised the efficiency of system operation by normally operating the existing turn signal. The measured value through MCU gets transmitted to a web server through esp8266 Wi-fi module connected to the shield module. Wi-fi module generates in-vehicle wireless network by configurating wireless Access Point(AP), and can check the current state of taillight when getting connected to the wireless AP with a smart phone.

Bluetooth를 이용한 PAN 어플리케이션 및 안테나 설계에 관한 연구

설규환 全南大學校 2005 국내박사

최근 근거리 무선 통신 기술로 각광받고 있는 Bluetooth를 이용하여 무선 PAN(Personal Area Network)환경 구축과 이를 응용한 어플리케이션에 대한 관심이 고조되고 있다. 본 논문에서는 Bluetooth Serial Port Profile과 Headset Profile 기반위에 CSR Bluetooth 환경과 MCU를 이용하여 다중 제어 시스템과 headset 어플리케이션을 구현해 보았다. Bluetooth Profile의 요건을 만족하고 향후 개선해야 되는 부분을 분석해 봄으로써 새로운 어플리케이션을 개발하는데 기여하고자 하였다. Bluetooth 어플리케이션의 여러 요소 중에서 RF 특성을 좌우하는 안테나의 특성을 개선함으로써 결과적으로 어플리케이션의 성능을 향상시킬 수 있는 연구를 진행하였다. 무선 PAN 환경의 인터페이스로써 RF 성능을 향상시키기 위하여 본 논문에서는 블루투스 주파수 대역인 2.4GHz부근 뿐만 아니라 향후 서비스될 5GHz ISM 대역까지 만족하도록 이중대역 및 광대역 특성을 갖도록 하였다. 설계된 안테나는 CPW 급전 구조를 이용하여 MMIC 및 LTCC 등의 집적화에 유리하도록 하였다. 본 논문에서는 준정전 근사법(Quasi Static Approximation )을 이용하여 CPW 구조의 특성 임피던스 라인을 계산하고 분석하였다. 유전체 접지면의 크기가 무한하다고 가정하는 이상적인 구조에 비해 실제적으로는 유전체 접지면의 크기는 유한할 뿐만 아니라 도체 층의 두께와 공정 가능한 선폭과 슬롯의 크기도 설계할 때 고려대상이 된다. 따라서 주파수 및 유전체 기판에 따른 신호 전송선로의 설계 방법이 중요하다. CPW 급전부와 방사체의 접합에 의한 정합특성의 해석은 기존의 CPW 급전방법을 이용한 많은 연구 논문에서도 명료하지 못한 바 본 연구에서는 안테나 설계에서 CPW 급전부와 방사체의 접합에 의한 정합 특성을 해석하고 특성 임피던스 값에 근접하도록 구조를 제시하고 설계하였다. 제안된 안테나는 현재의 블루투스 대역과 5GHz ISM 대역을 포함하고 있어 다양한 어플리케이션에 적용이 가능하다. Our concern regarding wireless PAN(Personal Area Network) and its application by using Bluetooth has increased significantly in recent years. Based on Bluetooth Serial Port Profile and Headset Profile, the multi control system and headset application are implemented by using CSR Bluetooth environment and MCU. Being satisfied with the requirements for Bluetooth specification, the procedure for a novel application is introduced. There are diverse factors which affect the RF characteristics of Bluetooth application, accordingly the research which can advance a performance of application by improving peculiarities of the antenna is carried out. In order to advance a RF performance as an interface of wireless PAN environment, a novel antenna is proposed to operate at both 2.45 GHz and 5.8 GHz and provide sufficient bandwidths for lower ISM band in which Bluetooth operates, Wibro band and upper ISM band which will be served in the future. The proposed antenna is advantageous for MMIC and LTCC using CPW feeding method. In this paper, the characteristic impedance line of CPW structure is calculated and analyzed using Quasi-Static Approximation. Compared with the ideal structure assumed that the size of the ground plane is infinite, the practical size of the ground plane is limited. In addition to that, the thickness of conductor , the line width and the size of slot should also be considered. Therefore, the design method of the signal transmission line by frequency and the dielectric substrate is important. For the interpretation of the matching characteristic by junction of the CPW feeding line and the radiation element is not clear for many papers using the existing CPW feeding method, the matching characteristic by junction of the CPW line and radiation element is analyzed so that characteristic impedance value may be approached, and a novel structure is presented. The proposed antenna includes the present Bluetooth band and 5GHz ISM band , for that reason it can be applied to various applications.

멀티미디어 무선 망에서 서비스 품질 및 공평 대역폭을 보장하는 호 수락 제어방식

이광일 충남대학교 2001 국내박사

Next generation wireless networks are expected to support multi-rate multimedia services including wideband services and to have smaller cell structures like micro/pico cells. Smaller cells increase the handoff traffics drastically and wideband services cause severe network fluctuations with their frequent handoffs. As a result, it is a challenge to provide stable QoS in the wireless networks. In addition, some wideband services suffer from poor QoS under the congestion, where wideband services have less chances to get enough resources compare to narrowband services. In this paper, we introduce a region, a logical cell, defined as minimal set of cells, which enables stable call control in the wireless traffic conditions. Then, we propose two-level Call Admission Control(CAC) mechanism, in which CAC is performed in a region as well as in a cell. The differentiated resource management method is also used so as to guarantee service fairness and QoS for the hetergogeneous multimedia services. The simulation results show that the proposed CAC mechanism not only guarantees the QoS at any traffic conditions but also improves the QoS. As well, the CAC achieves the service fairness by reducing the QoS differences among the services.

e-Navigation을 위한 LTE 기반 초고속 해상무선통신 시스템

정낙주 배재대학교 2018 국내박사

The maritime wireless communication technology that provides safety navigation and navigation information to sailors has been developed for a long time. After the early analog radio approach, a variety of digital devices are using to offer vessel security. Most of the maritime wireless communication services manage port arrival and departure schedules and continuously communicate with control tower to ensure safety. The existing maritime wireless communication technologies can only provide the basic information about ships at a low-speed, and it's difficult to offer the safety navigation services via various information technologies. Recently, many products that utilize real-time data to analyze and understand the situation in a case of emergency have been introduced. And the police department and the fire department have already incorporated these newly-developed technologies to ensure national safety. However, we currently do not have an efficient, quick, and safe protocol to follow in a case of emergency out on the sea due to lack of a reliable, high-performance maritime communications service. Wireless communications technologies such as WiBro, WiMax, WAVE, and Wi-Fi have been tested in an effort to develop reliable communications, however none has been successful. The International Maritime Organization(IMO) has established an e-Navigation standard to apply the latest information and communications technologies(ICT) to maritime services building on the efforts of various countries in the world which work for applying information and communications technology to maritime safety. Due to South Korea’s unique characteristics of having many islands all throughout the peninsula and having a large number of small-sized fishing ships, South Korea’s Ministry of Oceans and Fisheries has restructured and modified IMO’s e-Navigation standards and is promoting Korean e-Navigation. Korean e-Navigation is promoting the development of LTE-Maritime technology which using LTE communication method for maritime wireless communication. LTE communication equipment is simple and the cost is lower than satellite communication, so, the high speed wireless communication services are more suitable even for small ships. In this paper, I propose a development direction of marine router system which used for the high-speed maritime wireless communications. Equipping the router with high gain antenna has allowed it to have as close as 100km of communications distance. The LTE communication is implemented at a relatively low cost by equipping the routers with commercial LTE modems and it is equipped with GPS functions to enable real-time location-tracking when needed. In addition, we also proposed a system that integrates LTE communication and satellite communication including the function to automatically select satellite communications or LTE communications for vessels when they navigate out of the LTE communications range. Through field-testing with this proposed router system, we have confirmed its reliability and performance for up to 100km and its real-time location data were accurate. Also, being equipped with both LTE and satellite-based communications technology, the router was also able to switch from one mode to another automatically according to its distance. The router system developed in this study enabled that the high speed maritime communications services can be used even in small vessels, and provided a foundation technology for the development of technologies required for small vessel accident prevention. Router system for the high-speed maritime wireless communications aims to prevent the various accidents what may occur in the marine environment, develop services for safe navigation, and provide a basis help for the maritime nationals to resolve the informative differentiation by providing internet services on board. 선박들의 안전한 항해와 선원들에게 항해 정보를 제공하기 위한 해상무선통신 기술은 오랫동안 발전을 거듭해 왔다. 초기의 아날로그 무전 방식을 거쳐 현재는 다양한 디지털 장비를 활용한 선박 안전 서비스를 제공하고 있다. 선박에서 사용하는 대부분의 해상무선통신 서비스들은 선박의 안전한 항해를 위해 입출항을 관리하고 항해 상태정보 전달을 위해 사용되고 있다. 기존의 해상무선통신 기술들은 저속의 서비스로 선박에 대한 매우 기본적인 정보만을 제공할 수 있었으며, 선박의 안전한 항해를 위해 다양한 정보기술을 이용한 서비스 제공에는 어려움이 있었다. 최근 국민안전 관련 분야에 멀티미디어와 실시간 정보를 활용한 상황 분석을 통해 재난 상황에 신속하게 대응하는 기술 적용이 빠르게 확산되고 있다. 소방 및 경찰 분야에서는 이미 많은 멀티미디어 정보들을 국민안전을 위해 활용하고 있다. 해상에서도 멀티미디어와 실시간 정보 서비스를 제공하여 재난 상황을 예방하고 신속히 대처하려는 노력들이 추진되고 있으나 충분한 통신 성능을 보장하는 통신기술의 부재로 서비스 제공에 어려움을 겪고 있다. 해상에서 고속무선통신 제공을 위해서 기존 통신 서비스인 WiBro, WiMax, WAVE, Wi-Fi와 같은 무선통신 기술을 해상 서비스에 적용하려는 노력이 지속적으로 시도되었지만 아직까지 성공적인 서비스로 이어지지 못하고 있다. 해양안전에 정보통신기술을 적용하고자 하는 세계 각국의 다양한 노력을 바탕으로 국제해사기구(IMO : International Maritime Organization)에서는 최신 정보통신기술을 해양 서비스에 적용하기 위해 e-Navigation 기준을 제정하였다. 해양수산부에서는 소형 선박과 섬이 많은 국내 특성을 고려하여 국제해사기구의 e-Navigation 서비스를 개선한 한국형 e-Navigation을 추진하고 있다. 한국형 e-Navigation에서는 해상무선통신으로 LTE 통신 방식을 사용하는 초고속 해상무선통신망(LTE-Maritime) 기술개발을 추진하고 있다. LTE 통신은 위성 통신에 비해 장비가 간단하고 적용 비용이 낮아서 소형 선박에서도 초고속 무선통신 서비스를 이용하기에 적합하다. 본 논문에서는 초고속 해상무선통신 서비스를 이용하는 LTE 기반 선박용 라우터 시스템의 개발 방향을 제시한다. 공공안전통신망을 위해 할당된 LTE 주파수를 이용하여 해상에서 100㎞에 이르는 통신 거리를 확보할 수 있도록 고이득 안테나를 선박용 라우터에 적용하였다. 상용 LTE 통신 모뎀을 사용하여 저비용으로 통신 기능을 구현하였으며, 사고 시 선박의 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 정밀한 위치정보 기능을 위한 GPS 기능을 라우터에 포함하였다. 또한 LTE 통신 가능 거리를 넘어서 항해하는 선박들을 위해 자동으로 위성 통신과 LTE 통신을 선택할 수 있는 기능을 포함하는 LTE 통신과 위성통신 기능을 결합한 시스템을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 라우터 시스템을 이용하여 해상에서 100㎞ 거리까지 통신이 가능함을 실험을 통하여 확인할 수 있었으며, 라우터에 포함된 GPS 기능을 이용하여 선박의 위치를 실시간으로 파악할 수 있었다. LTE 통신과 위성통신 결합 단말을 이용하여 LTE 통신과 위성통신 사이의 자동 절체를 통한 라우터의 통신 방식 선택을 자동화할 수 있음을 실험을 통해 확인하였다. 본 논문에서 개발한 선박용 라우터 시스템은 소형 선박에서도 초고속 해상무선통신 서비스 이용을 가능하도록 하여 소형선박의 사고 예방에 필요한 기술 개발을 위한 기반 기술을 제공할 수 있을 것이다. 초고속 해상무선통신용 라우터 시스템은 해상에서 발생할 수 있는 다양한 사고를 예방하고, 안전한 항해를 가능하게 하는 서비스 개발과 선박에서의 인터넷 서비스 제공을 통한 바다 국민의 정보 격차 해소를 위한 기반을 제공할 것으로 기대된다.

무선통신기반 도시철도 차상제어장치 구현 및 시뮬레이션

김종기 광운대학교 2006 국내석사

In this paper, it is urgent for us to secure the technology for realizing our urban transit signalling system, when considering the increasing volume of traffic for several years. All the signalling systems currently used in Korea are Track Circuit-based train control systems, which train movability and safety, for the recent previous 100 years, are only considered on. When it comes to the recent abroad trend, studies for Radio Communication-based train control system, which arises new paradigm in the field of high-density control, have been promoted. Considering the urgent necessity to develop the above mentioned technology, we would like to propose the introduction of Radio Communication based control system, by considering the possibility of localization for radio communication based train control system, and the present domestic and foreign statuses of on-board control device technology development. In this paper, therefore, we limit the range of study to 'design of on-board control devices', which is the key construction of train control systems, and 'verification through simulators of control data generation'. For its implementation, before everything, we understand the level and situation of the technology by reviewing the concept, structure, performance, and characteristics of the on-board control systems used in Korea, and referring to the domestic and foreign literatures. Furthermore, we verify functions and performance requirements necessary for the urban transit train control systems, by designing and realizing the localization of on-board control device, which is the key technology of radio communication based train control systems that is not yet operated in Korea. 본 논문에서는 도시철도 운영효율을 향상시킬 수 있는 무선통신에 기반을 둔 신호기술에 관하여 연구하였다. 지난 수년간 우리나라 교통량 증가를 고려할 때 그 수요에 부응하기 위한 도시철도 신선 건설은 많은 비용과 오랜 건설기간이 소요된다. 이러한 상황을 극복하기 위한 열차의 고밀도 운행에 필요한 독자적인 도시철도 신호시스템의 구현기술 확보가 필요하다. 현재 우리나라에서 사용하고 있는 신호시스템은 모두 궤도회로기반 열차제어시스템으로서 근 100여년동안 열차의 이동성과 안전성을 고려하여 사용한 기술이다. 최근 열차간격 고밀도 제어분야에서 새로운 패러다임으로 떠오르고 있는 무선통신기반 열차제어시스템의 연구개발이 추진되고 있다. 우리나라도 이에 대한 기술 확보가 시급히 필요하며, 이에 따른 무선통신기반 열차제어시스템의 국산화 가능성에 관하여 검토하였다. 본 논문에서는 열차제어시스템의 구성 중 가장 핵심이 되는 차상제어장치를 설계하고 이를 검증하고자 한다. 이를 위해 먼저 우리나라에서 사용하고 있는 도시철도의 기존 차상제어장치의 개념과 구조, 성능 그리고 특성 등을 검토하여 그 기술을 분석하고, 열차제어시스템 기술의 현재수준과 미래의 발전추이에 관하여 분석하였다. 그리고 무선통신기반 열차제어시스템 중에서 가장 핵심인 차상제어장치를 설계하고 구현하였으며, 시뮬레이션을 통하여 자동운전모드에서의 정위치정차제어 등 무선통신기반 차상제어장치의 기능 및 성능요구사항을 검증하였다.

초광대역 무선 통신 시스템에서의 전송 기술 및 성능 향상 기법 연구

박현진 세종대학교 대학원 2003 국내석사

초광대역 무선 통신 시스템은 한동안 국방의 응용분야에서만 사용되어왔다. 그러나, 2002년 2월 14일 미국 연방 통신 위원회(FCC : Federal Communications Commission)가 초광대역 무선 통신 기술의 새로운 상품 시장을 허용함으로써 이러한 상황은 바뀌게 되었다. 초광대역 무선 통신 시스템은 대역폭이 중심 주파수의 20%가 넘을 때 (여기서 중심 주파수는 몇 MHz ~ 몇 GHz) 혹은 5MHz일 때로 정의하고 있다. 보통 초광대역 무선 통신 시스템은 의무 주기(Duty Cycle)가 작은 펄스 트레인(Pulse Train)으로 되어 있으며, 이 짧은 펄스로 인해 넓은 주파수 대역을 쓰기 때문에 고속 전송을 할 수 있다는 장점이 있다. 이뿐만이 아니라, 초광대역 무선 통신 시스템은 기존의 무선 시스템과는 달리 무선 반송파를 사용하지 않고 기저대역에서 통신이 이루어지므로 송수신기의 구조가 간단해짐으로써 가격이 저렴하다. 또한, 다중 경로(Multipath)에 강하고, 저전력으로도 사용이 가능하기 때문에 차세대 무선 통신 시스템으로 급부상하고 있다. 멀티미디어 시대를 맞이하여 대용량의 데이터를 고속으로 전송해야 하는 필요성이 증대되고 있기 때문에, 높은 데이터 전송과 함께 신뢰적인 통신이 이루어져야 한다. 신뢰적인 통신을 위한 방법으로는 요즘 차세대 무선 이동 통신에 각광을 받고 있는 LDPC(Low Density Parity Check)와 다중 송수신 안테나를 사용하는 다중화 기법인 STC(Space Time Code), 그리고 성능 향상을 위한 레이크(Rake Receiver) 수신기 등이 있으며, 전송률을 높이기 위한 방법으로는 벨 연구소에서 제안한 V-BLAST(Vertical Bell Labs Layered Space Time)가 효과적으로 전송률을 증가시킬 수 있다. 본 논문에서는 초광대역 무선 통신 시스템에서의 전송 기술과 성능 향상 기법을 비교 분석 하였다. 첫째로 초광대역 무선 통신 시스템의 개요에 대하여 간략하게 설명하였으며, 모의 실험을 위해 초광대역 무선 통신 시스템의 채널을 모델링 하였다. 두 번째로 여러 가지 변조 기법들 중 펄스 위치 변조 기법, 위상 편이 변조 기법, 펄스 진폭 변조 기법, 직접 순서 코드 변조 기법, 직교 주파수 분할 다중 기법, 펄스 위치-위상 변조 기법, 펄스 진폭-위상 변조 기법 등에 대해서 좀 더 세부적으로 논의하였다. 본 논문에서 제시된 결과로 간섭이 없는 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널에는 펄스 진폭 변조 기법이 좋았으며, 간섭이 있는 AWGN과 페이딩 채널에서는 직교 주파수 분할 다중 기법이 다른 변조 기법들보다도 우수한 성능이 있음을 보여준다. 마지막으로 본 논문에서는 초광대역 무선 통신 채널에서의 다중 경로 전송에 의한 왜곡과 간섭의 오류를 적절히 극복하기 위하여, 시스템의 신뢰도를 높이기 위한 방법과 전송률을 높이기 위한 방법을 적용한 시스템 구조를 제안한다. 본 논문에서는 다중 경로의 영향을 줄이는 레이크 수신기와 안테나 다이버시티 기법을 이용하여 대역폭의 손실이 없이 부호화 이득을 줄일 수 있는 방법으로 STC 방식을 적용한 시스템 구조를 제안한다. 또한 전송률을 높이는 방안으로 안테나의 멀티플렉싱 기법을 이용한 V-BLAST을 적용하였다. 또한 터보코드보다 우수한 성능, 낮은 복호 복잡도, 병렬처리로 고속처리가 가능하기 때문에 4세대 이동 통신 시스템에 적합한 LDPC 코딩을 적용하여 오류 정정 능력을 향상시킬 수 있음을 보였다. Ultra wide bandwidth(UWB) technology has been used for military applications for some time. This situation will be changed since February 14, 2002, when the Federal Communications Commission(FCC) annouced that it had adopted a rule that would permit the marketing and operation of certain new types of products incorporating UWB technology. UWB short pulses by definition possess bandwidths which exceed 25 percent of their center frequency and are typically of the order of several hundred MHz to a few GHz. Commonly, UWB radios Communnicate with tranins of short duration pulses with a low duty cycle, and thus spread the energy of the radio signal very thinly over a wide range of frequencies. The ponential strength of the UWB radio technique lies in its use of extremely wide transmission bandwidts, which results in desirable capabilities including accurate position location and ranging, lack of significant fading, multiple access, covert communications, and possible easier material penetration. UWB technology is currently investigated as one viable solution for high capacity short range indoor systems, because of its robustness in dense multipath environment, low cost and low power implementation, and the high bit rates achievable. In this thesis, we propose various transmission techniques and performance improvements. First, we modeled UWB channel. Second, we addressed about various transmission techniques. In these transmission techniques, we confirm that orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) is better than the other methods in AWGN channel with interference and fading channel. Finally, we propose the performance improvements techniques in chapter 4. In 4-1, we addressed about rake receiver. We can know that the more increasing the number of fingers, the more improve the performance. We can know that the number of fingers must be two at in direct sequence code(DSC) transmission technique at least. A multiple antennas system is attractive because of its potential capacity increase. In 4-2, we proposed space time code in UWB system to reduce the probability of error. We can know that the performance is improved when space time code is used. Also, we propose VBLAST to increase the bit rate through using multiple antenna in 4-3. We simulated in 2×2, 4×4, 8×8(transmission antenna × receive antenna). In that result, though the probability of error comes to be increased, bit rate getting high. In 4-4, we proposed the low density parity check(LDPC) in UWB system which is suitable to next generation. In that result, we know that the LDPC coded system is better than common UWB system without effect of complexity.

NFC 기술이 적용된 모바일 환경에서의 취약점을 이용한 피싱 공격 연구

김형준 세종대학교 대학원 2013 국내석사

The development and spread of smart phones has built a mobile ecosystem and created various services. Recently, by applying the short-haul wireless communication technology, various services like electronic payment and data exchange are becoming commercialized. Although these services provide users a more convenient environment, the risk of private information exposure from attacks of abusing the technology has been increasing as well. Smart phones contain sensitive information like personal and financial information, creating the risk of disclosure or manipulation of that information from the attack of using the vulnerability of wireless communication technology. The short-haul communication technology providers and smart phone manufactures have been providing security protocol, which protects the users’ data from the attacks of misusing the wireless communication technology. Near Field Communication (NFC) technology, which allows two-way communication, was created in 2002 and as smart phones became more prevalent after 2010, this technology has been on the spotlight for its short-haul wireless communication. Hence, most smart phones these days include NFC and are provided with an application for basic NFC functionality. In addition, Application Programming Interface (API), a platform for development of NFC related software, is provided. However, despite the fact that NFC fundamentally provides high security functions like Diffie-Helman and Advanced Encryption Standard (AES), the defect of the technology can be detected when used in a real situation as the implementation of the technology is still in the development stage. In this paper, we will examine the NFC technology as a whole and the domestic and international trend of its standardization. We will also analyze the NFC communication protocol and security protocol. On top of that, we will study the technology which the NFC technology has been applied and construct a scenario based on the analysis of the vulnerability of the NFC service provided by Android. In the basis of the scenario, we will show the possibility of attacking by practicing the mobile phishing attack test, using the phishing tag and virulent application within Android. 모바일 스마트 기기의 발전과 보급은 모바일 생태계를 구축하며 다양한 서비스를 창출하고 있다.최근에는 단거리 무선 통신 기술을 접목하여 전자 결제, 데이터 교환과 같은 다양한 서비스들이 상용화되고 있다. 이런 서비스들은 사용자에게 보다 편리한 환경을 제공하지만, 이를 이용한 공격 노출 위험성 역시 증가하고 있다. 모바일 스마트 기기는 개인정보, 금융정보 등 민감한 정보를 저장하고 있으므로, 무선 통신 기술의 취약점을 이용한 공격으로 인해 민감한 정보가 노출당하거나 변조될 위험성을 가지고 있다. 단거리 통신 기술 제공자와 모바일 기기 제조사는 무선 통신 기술을 이용한 공격으로부터 사용자의 데이터를 보호하는 보안 프로토콜을 제공하고 있다. 양방향 통신이 가능한 NFC 기술은 2002년에 개발되었다. 2010년 이후 모바일 스마트 기기가 활성화 되면서, 단거리 무선 통신을 위한 기술로 각광받고 있다. 따라서 최근 출시되는 모바일 스마트 기기에는 대부분 NFC 기술이 탑재되고 있으며, 기본적인 NFC 기능을 수행하기 위한 앱을 제공한다. 또한 플랫폼에서도 NFC 관련 소프트웨어 개발을 위한 API를 제공하고 있다. 이는 NFC가 Wi-Fi처럼 스마트폰의 기본 기능으로 자리잡고 있음을 나타낸다. NFC는 기본적으로 Diffie-Hellman과 AES같은 높은 보안 기능을 제공하지만, 이를 활용한 응용 기술은 아직 발전중인 단계로서, 실제 사용 환경에서는 취약점이 나타나고 있다. 본 논문에서는 NFC 기술에 대한 전반적인 내용과 국내외 표준화 동향을 알아보고 NFC 통신 프로토콜 및 보안 프로토콜을 분석한다. 또한 NFC 기술을 활용한 응용 기술을 알아보고 안드로이드에서 제공되는 NFC 서비스에 대한 취약점 분석을 통해 이를 기반으로 공격 시나리오를 구상한다. 공격 시나리오를 바탕으로 안드로이드 내에서 피싱 태그와 악성 애플리케이션을 이용한 모바일 피싱 공격 실험을 실행하여 공격 가능성을 보인다.

무선 ATM에서의 멀티미디어 서비스 제공방안

김철수 강원대학교 산업대학원 1997 국내석사

This paper discusses the proposals for multimedia service over wireless ATM Because ATM-based transport technology is needed to service the wide range wireless multimedia, ATM network(B-ISDN) is necessary. At present, PCS and FPLMTS raise interest as ATM-based wireless multimedia systems. This article presents that wireless interface should be evolved into the concept of ATM cell, and CDMA technoloay should be selected from wireless multimedia access technologies, for high-speed broadband service, variable bit rate, and Quality of Service and so on. This paper also presents protocols and system architectures of next generation PCS and FPLMTS.

긴급차량 우선신호(preemption) 제어 적용성 평가에 관한 연구

양륜호 아주대학교 일반대학원 2008 국내석사

현재 우리나라 신호교차로는 Signal Preemption 제어전략이 적용되지 않아 긴급차량 의 진입 및 통과여부와 관계없이 일반적인 신호로 운영되고 있다. 이러한 교통시스템 운영과 교통 혼잡의 증가로 촌각을 다투는 긴급차량의 이동 및 안전, 인명구호에 제약 을 받고 있으나 기존 신호운영체계로는 적절하게 해결하기 위한 대안이 없는 실정이 다. 따라서, 신호교차로의 차량 및 보행자 사고를 예방하고 인접교차로의 지체를 최소 화하며, 목적지 도착시간 단축을 통한 인명 구호율을 높이기 위해서는 긴급차량 진입 시 교차로에 접근하는 교통류를 고려한 신호체계인 “긴급차량 우선신호(Preemption) 제어"(이하 긴급차량 Preemption 제어) 전략이 구축될 필요가 있다. 국내의 경우 도로교통법에서 긴급차량 우선통행을 규정하고 있으나 도로교통법이 정 하는 모든 의무규정을 배제하는 것이 아니므로 국내 긴급차량의 운영의 효율성 및 안 전성 확보를 위하여 국내 긴급차량 우선신호(Preemption) 제어 전략을 통한 국내 적용 성 평가에 대한 연구가 요구되어진다고 할 수 있겠다. 본 연구에서는 긴급차량 Preemption 제어의 국내 적용을 위하여 기존 검지 기술 및 통신 기술을 검토하였다. 검토결과 다양한 검지 기술 및 통신 기술이 있으나 국내 긴 급차량 Preemption 제어를 위한 검지 및 통신 방식으로는 현재 가장 많이 사용되는 거 시적 수집 자료인 루프 검지기나 영상검지기 등으로는 특정 차량인 긴급차량을 검지하 는데 한계가 있기 때문에 광학 발사체(emitter)나 사이렌과 같은 음파를 이용한 무선 통신 기술이 적정하다고 분석되었다. 또한 긴급차량은 특별 이벤트로서 언제 발생할지 모르기 때문에 긴급차량 검지 및 통신을 위해서는 기후나 도심부의 건물들에 의해 통신이 제약을 받지 않아야 하며, 다 른 전파나 파형과의 간섭이 발생하지 않아야 한다. 따라서, 이러한 여건을 고려하여 국내 적용시 무선통신 장치에 대한 적극적인 검토가 필요하며, ITS 교통정보 센터나 향후 운영될 U-city 교통정보센터와의 송/수신 장치 및 GPS 기능을 활용한다면, 긴급 차량의 경로를 예측하여 제공하고 타 이동류에게 특별 이벤트에 대한 정보를 지속적으 로 제공할 수 있으므로 긴급차량 Preemption 제어로 인한 파급효과는 최소화 할 수 있 으며, 긴급차량 운영 효과는 더욱 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 국외 사례를 바탕으로 긴급차량 Preemption 제어 전략을 5단계로 나누어 수립하였으며, 이를 통해 국내 도시부 간선도로의 특성을 고려하여 교통상황에 따른 긴급차량 Preemption 제어 적용 효과를 분석하였다. 분석결과 Preemption 제어 운영 시에 긴급차량의 지체 개선효과가 교통량이 적을 경 우 최대 95.58%의 개선율을 나타냈으며, 교통량이 증가 할 경우에도 지체 감소 효과는 나타났으나 개선폭은 점차 감소하는 것으로 분석되었다. 일반차량의 경우도 긴급차량 과 동일한 방향의 경우 25% 이상의 지체감소 효과를 나타냈으나 교통량에 따라 크게 영향을 받지 않는 것으로 분석되었다. 타 이동류에 대한 분석결과 주도로와 부도로의 지체 증가는 교통량에 따라 크게 영향을 받는 요인은 아니었으나 전체 네트워크 평균 지체가 교통량이 증가 할수록 함께 증가함에 따라 긴급차량 Preemption 제어가 다른 이동류에 미치는 영향이 점점 커짐을 알 수 있었다. 교통상황에 따른 긴급차량 Preemption 제어 적용 시 링크별 속도를 비교 분석한 결 과 긴급차량의 연속주행이 확보되어 통행속도가 증가하였으나 지체와 동일하게 교통량 이 증가할 수골 통행속도 개선폭은 점차 감소하는 것으로 분석되었다. 반면에, 긴급차 량 주행방향의 일반차량들의 경우 다소 적은 증가율을 나타냈으며, 주도로 긴급차량 주행과 반대편 방향인 서에서 동으로 이동하는 일반차량들의 통행속도는 조금 감소하 였으나 큰 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. 긴급차량 Preemption 제어 적용에 따른 통과 교통량을 비교 분석한 결과 교통량이 적을 경우 주도로의 통과 교통량에 미치는 영향은 적었으나 교통량이 증가 할수록 긴 급차량 주행방향과 반대 방향의 통과 교통량에 많은 영향을 주어 교통량이 감소하는 것으로 분석되었다. 또한, 부도로의 경우 과포화시 주요 간선도로가 교차하는 2번 교 차로의 통과교통량 감소가 상대적으로 크게 나타났으나 네트워크 전체 평균적으로 통 과 교통량 감소폭은 그리 크지 않은 것으로 분석되었다. 긴급차량 Preemption 제어의 국내 적용성 평가를 위하여 시뮬레이션 환경과 유사한 지점에 대해 현장 적용성 평가를 실시하였다. 평가결과 시뮬레이션 분석결과와 유사한 결과를 도출함을 알 수 있었다. 긴급차량 주행방향인 동→서 방향의 경우 97.23초/대에서 26.47초/대로 72.78% 개선 효과를 나타났으며, 동일한 방향으로 이동하는 일반차량들 역시 92.96초/대에서 71.46 초/대로 23.13% 지체 감소효과를 나타내었다. 부도로의 경우 역시 대부분의 접근로의 지체 증가폭은 시뮬레이션과 비슷한 수준이 었으나 일부 구간에서 신호시간의 불균형으로 인한 지체 및 속도가 크게 증가하여 향 후 전이방법 및 교통량에 따른 실시간 Preemption 제어 등의 전략 연구가 필요할 것으 로 사료된다.

TV 유휴대역을 위한 다중대역 저잡음 증폭기 설계

장경철 동아대학교 대학원 2017 국내석사

근거리 무선 통신(IEEE 802.15 - WPAN)에는 Bluetooth, Zigbee 등과 같은 여러 협대역 통신 시스템이 존재하며 차세대 통신 서비스는 다기능의 차세대 시장을 목표로 점차 고속의 데이터, 패킷, 영상 등 멀티미디어 통신을 지원하는 종합적이고 다양한 서비스로 발전하고 있다. 이러한 통신기술 동향을 살펴 볼 때 다양한 서비스를 제공하기 위한 통신 시스템으로써 TV 유휴대역이 대두되고 있으며, 이는 2012년 12월 Analog Broadcasting이 종료되면서 TV 유휴대역의 DTV 중점 방송대역인 470-698MHz (ch. 14-51)사이에서 WPAN Channel로 사용이 가능하도록 허가 되었다. 이러한 기술 동향을 살펴 볼 때 DTV 방송이 사용하지 않는 일부 주파수 대역에서 TV방송에 영향을 주지 않는 제한조건 하, WPAN, Wi-Fi, 이동통신 등의 무선통신 시스템들의 사용이 가능하고 저대역 주파수를 이용하여 전파의 도달거리가 길고 투과성이 우수하다는 장점을 갖고 있다. TV 유휴대역중 WPAN 채널의 대역폭은 6MHz이며, 전체 주파수 대역에서 실제 통신은 14~51채널 중 TV 방송이 사용하지 않는 채널을 사용하기 때문에 470~698 MHz 대역을 전부 커버할 수 있는 멀티밴드의 특성을 반드시 확보해야 한다. 본 논문에서는 TV 유휴대역 중 470MHz~698 MHz 대역을 사용하는 다중대역 저잡음 증폭기를 제안한다. 제안하는 멀티밴드 저잡음 증폭기는 전압 이득과 낮은 잡음 지수를 얻기 위해 캐스코드 공통-소스 회로구조를 사용하였으며, 입력단과 출력단의 다중대역에서의 성능 최적화를 위해 입력단과 출력 부하단에 다중 커패시터 어레이를 이용하여 여러 주파수 대역에서 최적의 특성을 갖도록 하였다. 또한 제안한 저잡음 증폭기는 CMOS 0.18 ㎛ 공정으로 제작되었으며, 1.8 V 공급 전원에 5.7 mA 를 소모한다.