비면허 대역 드론 운용에 따른 드론과 Wi-Fi의 공존 분석 연구

Abstract

오늘날 드론은 군사적 목적뿐만 아니라 도심 속에서 배달, 영상 촬영, 추적 및 감시, 건물 안전 진단 등 다양한 민간 서비스에서 폭넓게 사용되고 있다. 주어진 임무 수행을 위해 드론을 제어하고 촬영한 영상과 수집한 데이터를 전송하기 위해 많은 드론 제조업체는 표준화된 또는 독자적인 RF 무선 통신 기술을 사용하여 비면허 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역에서 작동한다. 드론이 도심과 거주지 주변에서 다양한 민간 서비스에 활용되는 점을 고려할 때, 비면허 대역을 이용한 드론 운용을 위해 사용되는 제어 및 데이터 송수신용 RF 무선 통신 기술을 이해하고, 드론 운용으로 인해 발생할 수 있는 잠재적인 비면허 대역상 무선 간섭에 대해 명확한 분석이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 다양한 시나리오의 실측 실험을 통해 드론용 통신이 ISM 대역에 사용 중인 주변 Wi-Fi 성능에 미치는 영향을 측정하였다. 또한, 드론이 Wi-Fi으로의 성능 영향도를 분석하기 위한 분석 모델을 제안하고, 대표적인 드론용 무선 통신 기술인 주파수 호핑 확산 스펙트럼(FHSS) 기반의 드론 제어 기술을 시뮬레이터에 구현을 하고, Wi-Fi 기기로부터의 거리, 프레임 크기, 간섭 세기 등의 다양한 요소들에 따라 드론 운영이 Wi-Fi사용에 미치는 간섭 정도를 분석하였다. 다양한 시나리오의 실험과 시뮬레이션을 통해 드론의 비행이 Wi-Fi에 현저한 성능 저하를 유발한다는 사실을 확인하였다.