| 초록 |
□ 연구개요 본 연구에서는 무선 주파수 부족현상을 완화시키는 동시에 사물인터넷(IoT)망의 관리 및 제어 기능을 강화시킬 수 있는 미래 사물 인터넷 망으로서, 에지 컴퓨팅기반의 계층화구조를 갖는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN: Software Defined Networking:) 구조와 무선인지기술이 결합된 “무선인지 사물인터넷망”을 고려하고 이를 위한 네트워크 아키텍처 및 무선자원 할당 프레임에 관한 연구를 수행하였다. 이와 더불어, 제안된 무선인지기반 사물인터넷망에 실현가능한 스펙트럼 센싱 및 분산 무선 자원 관리 기법을 ADMM(Alternating Direction Method of Multipliers)를 포함한 분산 최적화(optimization)이론, Actor-Critic 알고리즘 및 개입게임(Intervention Game)이론, POMDP(partially observable Markov decision process)를 포함한 기계학습이론, 딥러닝과 머신러닝의 접목기법 등을 활용하여 도출하였다. 또한 에너지 하비스팅 및 보안에 대한 관심이 증가함에 따라 에너지 효율성이 고려된 보안(도청자, 재밍 그리고 악의적인 2차 사용자 등등)에 강인한 분산 스펙트럼 센싱 및 무선자원관리기법을 개발하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 o 본 연구 과제의 연구 목표를 성공적으로 달성하기 위해 3년에 걸쳐 본 연구 과제를 수행하였다. o 1차년에서는 계층적 구조 및 에지 컴퓨팅에 기반을 둔 무선인지기반 사물인터넷 아키텍처 연구 및 자원관리 프레임워크 개발을 수행하였다. o 2차년도 연구에서는 1차년도에서 연구된 무선인지기반 사물인터넷 아키텍처 및 무선자원 할당 프레임에서 스펙트럼 센싱 및 분산 자원 관리(Distributed Resource Allocation) 기법을 수행하였다. o 3차년도 연구에서는 기술 보완 및 최적화 연구 단계로써 최근 에너지 하비스팅 및 보안에 대한 관심이 증가함에 따라 에너지 효율성이 고려된 보안(도청자, 재밍 그리고 악의적인2차 사용자등)에 강인한 분산 스펙트럼 센싱 및 무선자원관리기법을 2차년도에서 도출된 기법들을 개선∘발전하여 도출하였다. o 최종적으로 3년 동안 수행된 연구결과내용을 정리하여, SCI급 논문 40편, 국외 학술대회 논문 8편, NRF급 논문 1편을 게재하였다. 또한 박사과정 6명 석사과정 1명을 배출하였다. 이는 제안서에서 제시된 정량적 연구 성과 목표치인 초과달성한 것이다. o 각 단계에서의 문제해결을 위한 주요 적용 기술들은 선행 기초연구에서 수행된 스펙트럼 공격자의 검출 알고리즘 활용 및 응용, 물리계층보안기술, 최적화이론, Fuzzy 이론, semi-definite relaxation programming (SDR) 알고리즘, 부분관찰 마코프 의사결정 과정(POMDP)을 포함 인공지능알고리즘 등을 활용하였다. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ▪늘어나는 무선 단말기와 IoT(Internet of Things)를 비롯한 향후 5G 통신 시스템으로 인해 주파수 자원의 부족현상은 더 심해질 것으로 전망되며, 해당 연구 결과들은 무선 주파수 부족현상을 완화하는데 활용될 수 있다. ▪국내외적으로 연구 초기 단계에 있는 에지 컴퓨팅기반의 계층화구조를 갖는 소프트웨어 정의 네트워크기반 무선 인지 사물간통신망에서의 핵심기술 및 지적재산권을 선도적으로 확보할 수 있을 뿐만 아니라 특허권 사용료 지급 부담을 줄이며, 해외기술의 수입비용 절감 및 고급 일자리 창출 효과를 가질 수 있다. 또한 해당분야의 이론적 정립 및 국제적인 학술 연구 수준과의 차이를 극복하는데 기여할 수 있다. ▪개발될 연구결과물은 인지기반 사물인터넷망에서 유용하게 사용될 수 있을 뿐만 아니라 국방통신시스템에서도 유용하게 활용될 수 있다. 또한 스마트 그리드, 지능형 교통망, 해양 IT 인프라 구축 등 산업간 융복합을 통한 새로운 형태의 저비용 신규 무선 생태계 구축하는데 활용 될 수 있으며, 새로운 고부가 산업 기반의 신규 무선 통신망 창출에 활용 될 수 있다. ▪본 연구결과는 삼성전자, LG 전자, 에릭슨, 화웨이, 및 퀄컴과 같은 주요 기업에서 무선인지 및 사물인터넷기반의 차세대 무선망 설계에 활용될 있으며 연구책임자 및 연구원들이 관련 산업 및 연구기관에 진출하기 위한 핵심 능력 배양의 기회로 활용될 수 있다. 특히 연구 과제를 통해 교육된 연구원들이 관련 산업 및 연구기관에 진출하기 위한 전문 능력 배양으로서의 의미를 갖는다. ▪본 연구과제의 연구결과는 저널논문 및 학회 발표를 통해 무선통신 연구 그룹에 공개되어 무선망 개발에 활용될 수 있을 뿐만 아니라 미래 산업 표준화에 영향을 미칠 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
