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전술 센서 네트워크를 위한 모바일 싱크 중심 클러스터링 및 데이터 전송기법

초록/요약

미래의 전쟁은 Sensor-to-Shooter System이 상호 유기적으로 연결되어 시너지 효과를 창출하고 결과적으로는 작전의 효과성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 NCW(Network Centric Warfare) 개념의 전쟁을 수행한다. 한국육군도 소부대 전장인식체계로 센서 기반의 감시체계 구축을 목표로 하고 있으며 실제로 육군 00사단사령부를 대상으로 기존 상용 센서 네트워크 기술을 부대 감시경계 업무에 시범 적용하는 U-Army 실험사업을 추진하였다. 무선 센서 네트워크 기술을 군 감시분야에 적용하기 위해서는 적이 설치된 센서 네트워크 영역 내로 침입하였을 경우 100% 탐지, 바람, 나뭇잎, 새, 동물 또는 센서의 오동작에 의한 오경보율 최소화, 전력소모 최소화, 탐지된 표적정보의 다중 홉 전송, 멀티미디어 데이터 전송, 탐지정보의 제한된 시간 내 군 지휘통제소 전달 등의 요구사항을 만족하여야 한다. 본 논문에서는 모바일 싱크를 이용하면서 에너지 효율적이면서도 탐지된 이벤트 등의 긴급 정보는 좀 더 신속하게 싱크를 경유하여 군 지휘통제소로 전달이 가능한 클러스터링 기법을 제안하고 이를 기반으로 한 효율적인 데이터 전송방안을 제안한다. 또한 미래의 지휘관은 이미지, 비디오와 같은 멀티미디어 데이터를 요구한다. 그러나 기존 무선 센서 네트워크 통신기술을 이용할 경우 대용량 이미지 데이터 전달은 빈번한 전송 지연 등의 문제가 심각하게 대두된다. 이에 자원을 예약하여 네트워크 상황에 적합한 이미지를 전송할 수 있도록 센서 노드 시스템, 자원예약 메시지/포멧 정의, 자원예약 절차, 자원할당 및 인터페이스 선택 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 통하여 제안기법의 우수함을 증명하였다. 본 논문은 모바일 싱크가 사전 정해진 경로를 이동하면서 데이터를 수집하는 것으로 가정한다. 따라서 모바일 싱크의 이동경로 이탈에 대비한 연구와 좀 더 실질적인 무선 환경을 고려한 가용 대역폭 판단에 대하여 추가 연구가 필요하다.

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목차

감사의 글 ⅰ
국문 요약 ⅱ
제목 차례 ⅲ
그림 차례 ⅴ
표 차례 ⅶ
약어 목록 ⅷ

제1장 서론 1
제1절 연구 동기 1
제2절 연구 범위 및 방법 3
제3절 논문의 기여도 6
제2장 연구배경 7
제1절 미래전 개념 및 한국군 동향 7
제1항 네트워크 중심전(NCW) 7
제2항 한국군 지상전장운영체계 9
제2절 무선 센서 네트워크 고찰 10
제1항 무선 센서 네트워크 구조 10
제2항 무선 센서 네트워크 유형/분류 14
제3항 무선 센서 네트워크 응용시스템 16
제4항 무선 센서 네트워크 통신 및 라우팅 17
제3절 군 센서기반 감시체계 23
제1항 국내·외 적용사례 및 연구 23
제2항 특성 및 요구사항/고려요소 26
제4절 소결론 29
제3장 서비스 기반 정보수집을 위한 클러스터링 및 데이터 전송기법 31
제1절 관련연구 32
제1항 클러스터링 기법 32
제2항 데이터 수집 기법 35
제2절 제안기법 37
제1항 클러스터 구성 및 라우팅 경로 생성 38
제2항 브리지 노드 선정 43
제3항 데이터별 전송경로 구성 및 기법 44
제4항 클러스터 재구성 및 헤더 재선출 46
제3절 성능분석 및 평가 47
제4절 소결론 56
제4장 자원예약 기반 이미지 데이터 전송기법 57
제1절 관련연구 58
제1항 자원예약 기법 58
제2항 무선 센서 네트워크 이미지 데이터 전송 63
제2절 감시체계 센서 노드 시스템 및 네트워크 모델 65
제1항 감시체계 센서 노드 시스템 모델 65
제2항 감시체계 센서 네트워크 모델 67
제3절 제안기법 68
제1항 자원예약 메시지 및 포맷 정의 68
제2항 자원 예약 절차 70
제3항 자원할당 및 인터페이스 선택 알고리즘 76
제4절 성능분석 및 평가 79
제5절 소결론 85
제5장 결론 및 향후연구 87
참 고 문 헌 90
Abstract 95

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