실내 전파 음영 지역 해결을 위한 지능형 전파 환경 지도 구축 및 활용 연구

Abstract

4차 산업혁명 시대에 무선 통신 기술은 스마트 팩토리를 비롯한 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 담당하고 있다. 그러나 실내 환경에서는 복잡한 구조와 장애물로 인해 전파 음영 지역이 발생하여 통신 품질이 저하되는 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 지능형 전파환경지도 구축 및 활용 방안을 제안한다. 첫째, 모바일 로봇과 머신러닝 기법을 활용하여 실내 전파환경지도를 효과적으로 구축하는 방법을 제시하였다. 모바일 로봇으로 RSSI와 위치 데이터를 수집하고, 의사결정나무 회귀, 랜덤포레스트 회귀, 엑스트라 트리 회귀 등의 알고리즘을 적용하여 전파환경지도를 생성하였다. 다양한 평가 지표를 통해 엑스트라 트리 회귀 모델의 우수한 예측 성능을 확인하였다. 둘째, 실시간 전파환경 모니터링 시스템과 최적 중계기 배치 알고리즘을 제안하였다. 모니터링 시스템은 모바일 로봇, 호스트 PC, VPN 서버, 모니터링 서버로 구성되며, ROS2를 통해 데이터를 수집하고 웹 기반 대시보드로 사용자에게 정보를 제공한다. 수집된 데이터 분석을 통해 음영 지역을 파악하고 최적 중계기 위치를 결정한다. 실험을 통해 제안 시스템이 음영 지역 해소와 무선 네트워크 성능 개선에 효과적임을 입증하였다. 본 연구는 실내 전파 음영 문제 해결을 위해 전파환경지도 구축, 실시간 모니터링, 중계기 최적 배치 등 다양한 요소 기술을 통합한 솔루션을 제시한다는 데 의의가 있다. 향후 다양한 환경 적용을 통한 검증, 머신러닝 모델 고도화, 에너지 효율 향상, 모니터링 및 제어 기술 개선 등의 추가 연구를 통해 더욱 실용적인 음영 지역 해소 방안으로 발전할 수 있을 것으로 기대된다.