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전력선 통신 시스템의 구내 네트워크 데이터 처리량 연구
장호덕(Ho-Deok Jang) 한국정보전자통신기술학회 2021 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.14 No.1
본 논문에서는 전력선 통신 (PLC: Power Line Communication) 시스템의 네트워크 데이터 처리량(throughput)을 구내 (In-building) 환경에서 연구하였다. 전력선 채널은 주파수 선택적 페이딩 주파수 응답을 가지므로 감쇠 및 잡음의 영향을 최소화하기 위해서 adaptive bit loading 방식을 적용한 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 방식을 사용하였다. 구내 네트워크의 게이트웨이/CPE (Customer Premise Equipment) 전력선 통신 모뎀 사이의 전력선 통신 구간에서 처리할 수 있는 최대 데이터 처리량을 측정하기 위해 iperf 네트워크 성능 측정 툴을 이용하였고, TCP (Transmission Control Protocol) 윈도우 사이즈별 throughput을 분석하였다. This paper investigates the network throughput of PLC (Power Line Communication) system in the in-building network. The OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation format and adaptive bit loading algorithm is used to minimize the effect of signal loss and noise on transmission performance in the power line channel characterized by frequency selective fading. The network throughput of the PLC system which consists of gateway and CPE(Customer Premise Equipment) PLC modem in the in-building network is measured by network performance measurement tool, iperf and analyzed according to the TCP (Transmission Control Protocol) window size.
IoT 서비스 구현을 위한 에너지 하베스팅 Smart Sensor 설계 방안 연구
장호덕(Ho-Deok Jang) 한국정보전자통신기술학회 2018 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.11 No.1
본 논문에서는 IoT (Internet of Things) 서비스 구현을 위한 스마트센서의 설계 방안을 연구하였다. 지속적인 데이터 수집을 위한 센서의 전원 공급부는 에너지 하베스팅 (Energy Harvesting) 기술을 적용하였으며, 주변 환경으로부터 영향을 줄일 수 있는 압전소자 (piezoelectric transducer)를 선택하여 전원 공급부를 설계하였다. 데이터 전송을 위한 무선통신 인터페이스는 BLE (Bluetooth Low Energy) 기술을 적용하여 설계하였다. BLE는 저전력 단거리 무선 통신에 적합하며, 주요 응용분야인 BLE 비콘 (beacon)은 O2O (Online to Offline) 서비스, 실내 측위 기반의 내비게이터, 도난/미아 방지 서비스에서 모바일 게임 등으로 활용 범위가 확대되고 있다. BLE 무선통신의 짧은 전송 거리를 보완하기 위해 무선 커버리지를 확대할 수 있는 방안을 연구하였으며, 네트워크 구축이 용이하고 무선 커버리지 확대할 수 있는 CATV 망을 활용한 BLE 센서 네트워크 구축 방안을 제안하였다. This paper investigated the design method of the smart sensor for implementing IoT (Internet of Things) service. The power supply of sensor consistently acquisting data is based on the energy harvesting technology and designed with piezoelectric transducer not affected by surrounding circumstances. The wireless communication interface for the transmission of data is designed with BLE (Bluetooth Low Energy). BLE is highly adequate wireless communication technology for low power consumption and short distance wireless communication. The main application of BLE is beacon whose usage range is extended from O2O (Online to Offline) service, navigator based on indoor positioning technology, and anti-theft/lost child prevention service to mobile game. This paper studied the method to extend wireless coverage for complementing the short wireless transmission distance of BLE. The wireless sensor network based on CATV network is proposed for the easy construction of BLE sensor network and extended wireless coverage.
위치 기반 지능형 사물인터넷 서비스를 위한 BLE 측위 방법에 관한 연구
장호덕(Ho-Deok Jang) 한국정보전자통신기술학회 2024 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.17 No.1
지능형 사물인터넷 (AIoT)의 핵심 응용 분야인 스마트시티는 안전, 보안, 의료 분야에서 위치 추적 및 위치 기반의 다양한 서비스를 제공한다. 위치 기반 서비스를 구현하기 위해서 실내 측위 시스템 (IPS)이 필요하며, WiFi, UWB, BLE 등의 무선통신 기술이 적용되고 있다. 저전력으로 데이터 송수신이 가능한 BLE는 저비용으로 센서, 비콘 등의 다양한 사물인터넷 소형 장치에 적용될 수 있어서 실내 측위를 위한 가장 적합한 무선통신 기술 중 하나이다. BLE는 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 거리를 추정하는데, 다중 경로 페이딩(fading)의 영향으로 인한 신호 강도 변화로 인해서 수 미터 수준의 오차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 근접 서비스를 제공하기 위한 BLE 실내 측위 시스템에 적용할 수 있는 경로 손실 모델을 연구하고, 자유공간 경로손실 계수의 최적화로 송·수신 장치 사이의 거리 오차를 줄일 수 있다는 것을 확인하였다. Smart City, a key application area of the AIoT (Artificial Intelligence of Things), provides various services in safety, security, and healthcare sectors through location tracking and location-based services. an IPS (Indoor Positioning System) is required to implement location-based services, and wireless communication technologies such as WiFi, UWB (Ultra-wideband), and BLE (Bluetooth Low Energy) are being applied. BLE, which enables data transmission and reception with low power consumption, can be applied to various IoT devices such as sensors and beacons at a low cost, making it one of the most suitable wireless communication technologies for indoor positioning. BLE utilizes the RSSI (Received Signal Strength Indicator) to estimate the distance, but due to the influence of multipath fading, which causes variations in signal strength, it results in an error of several meters. In this paper, we conducted research on a path loss model that can be applied to BLE IPS for proximity services, and confirmed that optimizing the free space propagation loss coefficient can reduce the distance error between the Tx and Rx devices.