전투제대급 정보교환 특성을 고려한 Tactical-EDCA/CSMA 알고리즘

Abstract

전투제대의 전투 무선장비는 아날로그 음성통신에서 ALL IP 기술을 활용하여 디지털 음성통화와 데이터 통신을 할 수 있는 네트워크 환경으로 진화하고 있다. 디지털 기술을 활용한 전투 무선장비는 실시간으로 신속한 전투 무선망 네트워크 구성이 가능하여 전투제대의 기동 간 지휘 통제 능력을 향상하게 한다. 디지털 통신이 가능한 전투 무선장비는 IP을 기초로 데이터 전송과 자동중계 기능을 보유하여 전송 지연이 개선되고 간단없는 통신 지원으로 전투 무선망 네트워크 효율성을 극대화할 것이다. 이러한 전투 무선망 네트워크 구성은 적시적인 전장 가시화와 올바른 전장 상항 인식을 통해 지휘 통제 능력을 향상하여 네트워크 중심 환경 하 전투부대의 작전 범위를 확대하고 작전 수행 속도를 증대시키게 될 것이다. 전투 무선장비의 효율적인 운용을 위한 디지털 통신능력을 확보하기 위해서는 일정한 전송 대역폭이 보장되어야 하나 제한된 주파수 통신자원과 다수의 망 가입자, 전투제대의 다양한 전술통신환경은 상당한 제한사항으로 작용하게 된다. 따라서 제한된 통신자원 조건에서 네트워크 중심 환경 하 전투부대의 임무수행 지원 능력을 보유한 전투 무선장비의 통신 지원 능력을 확보하기 위해서는 군사작전 간 발생하는 정보교환 요구량 예측을 통한 통신장비 설계와 전투 무선 네트워크 구성이 필요하다. 또한, 한정된 통신자원에 따른 제한된 전송 대역폭에서 효율적인 운용을 위한 알고리즘에 대한 기술 확보가 필수적이다. 본 논문에서는 전투제대의 네트워크 중심의 작전환경의 변화에 따른 작전개념의 발전 내용을 살펴보고 이에 따른 전투 무선장비에 대한 요구 능력의 변화와 전투 무선망 네트워크 구조에 대해 고찰하고자 한다. 이를 위해 과학화 전투지휘훈련 자료를 분석하여 전투제대의 군사작전 간 소요되는 정보교환 요구량을 예측하였으며 예측된 정보교환 요구량을 기반으로 제한된 통신자원에 따른 전송 대역폭에서 디지털 음성통화 서비스 품질을 향상하고 정보 속성별 우선순위를 고려한 정보 전송으로 전투 무선장비 효율성을 극대화 할 수 있는 Tactical-EDCA 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이터 도구인 Opnet을 활용하여 전투제대의 기동 환경과 유사한 시뮬레이션 시나리오를 구성한 후 과학화 전투지휘훈련 자료를 통해 예측된 정보교환 요구량을 기초로 한 모의실험으로 차별화된 성능을 확인하였고 결과에 대한 신뢰성을 확보하였다.