[청년AIBigData아카데미] AIoT 강좌 1,2,3장 (10/17,월) by POSTECH 인공지능연구원

(예시) A3 홍길동

kimhyojin2 — 2022-10-07 06:38:51 UTC

1. 배운점
- LAN, WLAN의 정의, 특징 및 차이점에 대해 자세하게 알 수 있었습니다.
- ....................

2. 질문 (궁금한 점이 있는 경우 게시)

이경민

2022-10-11 12:14:17 UTC

1장
- IoT, AIoT의 정의, IoT의 기본요소 및 AIoT의 Edge, Clould Computing에 대해 알 수 있었습니다.

2장
- 유 무선 인터넷의 개념과 프로토콜의 목적 및 정의에 대해 자세히 알 수 있었습니다.
- OSI 7 계층 및 TCP/IP Model 4계층 구조의 전송 방식에 대해 자세하게 알 수 있었습니다.

3장
- Cellular 시스템의 작동 방식 및 장점에 대해 자세히 알 수 있었습니다.
- Cellular Generations(1G~5G)의 세대별 특징과 차이점에 대해 알 수 있었습니다.

B1 오수민

2022-10-13 04:37:15 UTC

1장.

< IoT >

[데이터의 이동]

센서 측정된 데이터>Gateway>Cloud/Server>모바일앱

[IoT가 인기있어진 이유]

-백업 기술
-Ubiquitous 연결 가능.

-센서의 소형화

-클라우드 인프라 발전

[IoT 필수요소]

-스마트 기기와 센서

-연결성(통신망)+Gateway

-클라우드

-분석기술

-유저 interface

< AIoT : Artificial Intelligence of Things >

-정의 : IoT의 인공지능

-데이터는 클라우드랑 edge에 저장

-local data-informed decision-making

2장.

-통신을 위한 규약 : TCP/IP

[인터넷 연결 방법]

1.모든 노드에 연결 : n(n-1)/2번 연결

2.global ISP를 두어 연결: ISP 회사간 경쟁, IXP 필요.

[네트워크 연결 방법] wired vs wireless

[네트워크의 분류]

- WPAN / WLAN / WMAN / WWAN

< Protocols >

-문제가 많음: 하드웨어 실수, 네트워크 혼동, 딜레이와 손실 등

-여러 layer로 나눠서 통신용 소프트웨어를 만듬. (=reference model)

-ISO/OSI reference model : Host layer(Application, Presentation, Session, Transport) + Media Layers(Network, Data Link, Physical)

-TCP/IP model : application, transport, internet, network access(data link, physical)

3장.

-Cellular system: 넓은 지역을 커버, 구독기반, Licensed bands.

-Wireless lan system : 로컬 커버, Unlicensed bands.

[ Cellular concept ]

-cell(기지국과 단말기가 연결가능한 영역)을 이용함.

-기지국은 유선으로 연결됨.

-인접한 기지국은 주파수를 다르게 하여 사용함.

-frequency re-use

[Cell Structure]

-작은 Cell 여러 개 / 큰 Cell 한 개

-Cell이 더 작을 수록 더 많은 사람 support.

[HandOff]

-통신 중 한 기지국으로부터 다른 기지국의 서비스를 받는 쪽으로 이동하는 것

-Soft handoff : break-before-make

-Hard handoff : make-before-break

-Handoff 시점 : 신호세기에 의존해서 하는 handoff는 X,

[Cellular system]

-1G

-2G : TDMA(GSM) CDMA(IS-95)

-2.5G : GPRS(2.5G), EDGE(2.75G)

-3G : 3GPP(HSPA, HSPA+(MIMO, Beam-forming), LTE(3.9G)), 3GPP2

-4G : LTE-A(Advanced), Advanced MIMO

-Relaying : RN(relay node) 두어 커버 범위 확장+속도 확장

-Femto cell : 유선전화망으로 core network까지 연결.

-5G : 1Gbps보다 속도 증가

A1 장승국

2022-10-13 17:24:21 UTC

1장
-IoT의 구성, AIoT의 구성, 개념
IoT, AIoT의 차이점
IoT와 AIoT의 탄생배경
cloud computing, cloud storage에 대해서 알 수 있었습니다.

2장.
Internet and Protocols
인터넷 = Network of Network
통신을 하기위한 software - TCP/IP

네트워크는 4대연결을 시작으로 시작되었다.

수많은 인터넷 연결하는 방법 -> global ISP(라우터)
ISP끼리는 IXP로 연결

무선연결의 종류
W-PAN -> bluetooth, NFC등
W_LAN -> 와이파이
W-MAN -> wibro(캠퍼스, 도시) 많이 사용되진 않는다
W-WAN -> cellular Networks에 사용

와이파이의 발전과정에 대해 알 수 있었다.

Protocol이란 예를 들면 도로운영에 있어서 교차선, 신호등 등의 역할을 한다. (컴퓨터의 룰의 집합)

Protocol은 일정한 stack으로 운영된다.

3장. Cellular vs wireless LAN
셀룰러 - licensed band
LAN - unlicensed band(유동성 떨어짐)

셀룰러는 cell을 활용한 system이다.
인접한 cell의 주파수를 다르게하고, 충분한 거리가 있으면 같은 주파수 사용가능.
one big cell 과 100 small cell 간의 장단점
100 small cell - 장점이 많다 but, 기지국을 많이 세워야 한다.( 비용이 많이 든다)

handoff의 원리와 작동절차
-soft handoff : 지연이 거의 없다
(make - before - break)
-hard handoff : (break - before - make)

어느시점에서 바꿀것인지 결정

LTE-A가 진짜 4G라고 말 할 수 있다.
1G~5G 뒤에 붙은 G는 generation의 약자이다.

C2 박지현

2022-10-14 09:27:42 UTC

Chap 1.

IoT : 1999년 Kevin Ashton(Father of IoT)

->정의 : The network of physical objects(“things”)

->활용 이유(배경) :

1)Ubiquitous connectivity(전세계 연결 인터넷망)

2)Miniaturization(소형화 센서)

3)Data Collection & Analytics(빅데이터 저장 및 분석 기술)

4)Cloud(데이터 인프라)

->기본 요소 :

1)Smart devies and sensors(데이터의 가장 밑바탕)

2)Connectivity / Gateway(센서와 인터넷망 연결)

3)Cloud(데이터 저장 및 활용)

4)Analytics : 데이터 분석 및 가공(유의미한 데이터 추출 목적)

5)User interface(bigdata의 일부)

AIoT(Artificial Intelligence of Things)

:Artificial Intelligence + IoT

:Sensory oragans + AI(brain)

Chap 2. Internet and Protocols

Internet : “Network of networks” / 기존의 통신망들을 하나로 엮은 네트워크(통일된 규약을 함께 사용할 수 있도록)

->TCP/IP : 통신을 위한 소프트웨어(프로토콜)

->Internet structure :

모두 노드 연결 - n(n-1)/2(직접 연결은 현실적인 방법x)
스위칭 노드를 두고 연결을 도와줌 - ISP

*ISP끼리 경쟁하면 틈이 생길 수 있어 Internet exchange point가 있어야 함( peering link)

-network 분류 :

1)WPAN - 사람의 몸 근처에서 통신할 수 있는 / Bluetooth, UWB

2)WLAN - ~100m / WIFI

3)WMAN - ~도시 / wibro

4)WWAN - 핸드폰망 / Cellular Networks

*W = Wireless

Protocols

->서로 다른 디바이스들 사이에서 어떻게 데이터를 주고 받을지 정해놓은 규약

*modularity(layer 나눔), reference model

Chap3. Celluar Systems

Celluar

: wide area, global roaming, mobile users at vehicular speeds, subscription-based, licensed bands(WIFi와의 차이점)

-> cell(기지국의 전송범위)로 이루어진 시스템

->사이즈(같은 면적) - 작은 셀
+ ) 더 많은 사용자 서포트, 적은 전송력으로도 가능

- ) 높은 비용, 많은 handoff

*handoff-통신을 자연스럽게 연결 (soft /hard)

Celluar System

1세대 - 아날로그
2세대 - 디지털 / SMS /두 개의 표준(TDMA-GSM, CDMA)
2.5세대 - 데이터트래픽 따로
3세대 - 3G / 글로벌 로밍 / 3GPP(HSPA - D/U), 3GPP2

*MIMO, Beam-forming을 활용해 속도를 높임

*LTE : packet only system(컴퓨터 통신망처럼 사용)

->대등한 구조(트리x)

5) 4세대 - LET-A

+relaying

+Fento Cell : Fento Cell 기지국과 유선 전화망 - 인터넷 - core network 연결을 통해 망 사용

6) 5세대 - 빠른 속도

A4 박규리

2022-10-14 11:32:00 UTC

1. 배운점
(1장 IoT&AIoT)
[IoT: internet if things]
각종 사물에 센서, 통신기능 내장하여 인터넷 연결

[IoT 왜 대중화?]
- 유비쿼터스연결성 Ubiquitous Connectivity
- 소형화 Miniaturization
- Data 수집 & 분석(Big Data)
- 클라우드 cloud

[구성요소]
- things of device/sensor
- gateway/connec
- cloud(computing, storage)
- analytics
- user interface

[AIoT: artificial intelligence]
- IoT 장치에 ai를 접목시킨것으로 cloud대신 edge computing이용하여 빠른 의사결정가능
===========================
(2장 Internet and Protocols)
[internet]
- network of networks, 통신망들을 묶은 통신망이라고 할 수 있다.
- 1969~ ARPANET
- TCP/IP: 통신을 위한 software(규약)

[인터넷 연결법]
- 모든 노드에 연결하는 것은 비현실적인 방법
- 여러 개의 라우드를 이용하여 각각의 인터넷 연결 (global ISP이용)
- ISP회사간 송수신 위한 IXP필요

[분류 by 거리]
- WFAN(bluetooth, RFID, NFC,,,)
- WLAN(WiFi)
- WHAN(Wibro 많이 사용하지 않음)
- WWAN(Cellula Network)

[프로토콜]
- 다른 장치 사이에서 데이터를 송수신하는데 필요한 규칙
- 복잡한 단점을 레이어를 이용해 모듈화하여 극복
============================
(3장 Cellular Systems)
- Cellular system: wide area, global roaming, 구독기반, Lincensed bands
- Wireless LAN: local area, handoff X, hotspot필요, Unlicensed bands(누구나)

[Cellular Concept]
- 기지국은 백본망에 유선연결, 전송범위 내에서는 무선연결 => 통신가능범위:Cell
- 기지국사이의 경계에서 handoff
- 인접 셀은 주파수를 다르게(단, 충분한 거리가 있는 경우 동일 주파수 사용: frequency re-use)

[Cell Structure-size]
- 작은 크기의 셀구조인경우
+) 더 큰 수용능력, 적은 힘 필요
- ) 비용, 빈번한 handoffs

[Handoff = Handover]
- hard handoff(Break-before-make)
- soft handoff(Make-before-break)
- handoff 시점
=> B신호가 A신호보다 일정 값(threshold)이상 크고 이 상태를 일정시간(TTT: time-to-trigger) 유지시

[Cellular Generations]:세대별 cellular의 특성
- 1G: 무선Analog, voice
- 2G: Digital, data, TDMA(GSM, IS-136), CDMA(IS-95)
- 2.5G: GPRS(2.5G), EDGE(2.7G)
- 3G: 3GPP((HSPA, HSPA+, LTE(3.9G)), 3GPP2(EV-DO)
기술활용(MIMO, Beam-forming)
- 4G: LTE-A(Advanced)
cell 다양화(Relaying: 중계기 활용하여 거리 확장, Femto cell: 유선전화망 이용해 인터넷 연결)
- 5G: 속도증가, IoT를 연결시켜주는 백홀망으로서 아주 중요한 역할

B1 정석원

2022-10-14 14:21:01 UTC

1장 (IOT)

-IOT = ‘Internet of things’ = 각종 사물에 센서(가전제품, 모바일 장비 등)와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

-원리 : sensors -> gateway -> cloud/sever -> app

-IOT가 인기 있는 이유

1) Ubiquitous connectivity

2) Miniaturization

3) Data Collection & Analytics

4) Cloud

-IOT 기본 요소

1) Smart devies and sensors

2) Connectivity / Gateway, KEY POINT = communication + internet

3) Cloud

4) Analytics

5) User interface

-AIOT = ‘Artificial Intelligence of Things’, IOT 디바이스가 모은 데이터를 Ai를 활용해 insight를 만들어 내는 것이 중요

2장 (internet/ protocol)

-인터넷 = ‘network of networks’ = 각자 사용하고 있던 네트워크를 묶은 것

-TCP/IP = 통신 규약

-인터넷 연결

모든 노드를 연결하는 것을 비현실적, 라우터를 이용하여 연결 = ISP, 각 회사 간에 ISP를 연결한 것이 = IXP

-네트워크 분류

1) Wireless Personal Area Network(WPAN)
- Bluetooth, RFID, NFC 등

2) Wireless Local Area Network(WLAN)
- WIFI

3) Wireless Metropolitan Area Network(WMAN)

4) Wireless Wide Area Network(WWAN)

-프로토콜

디바이스 사이에 데이터 통신 규약

복잡한 규약들은 여러 레이어를 이용해 모듈화

-OSI 7계층

1, 물리계층 2. 데이터 링크계층
3. 네트워크 계층 4. 전송 계층 5.세션게층
6. 표현계층 7. 응용계층

3장 (Cellular Systems)

-Cellular : Wide area, global roaming, Lincensed bands

-Wireless LAN : Local area, handoff or roaming, Unlicensed bands

-Cellular : cell을 활용하는 시스템

-Cell : 기지국과 cell 안에 있는 단말들이 통신할 수 있는 영역 / 인접한 cell 간섭에 의해 주파수가 다르다. / 거리가 있을 경우 같은 주파수를 사용가능하다. = frequency re-use

-Cell Structure cell size

작은 사이즈 cell 구조 장점/단점 더 큰 수용력, 트렌스미션 파워가 적게 듦/빈번한 handoffs, 기지국 설치비용 증가

-Handoff : 각 cell을 넘어갈 때 자연스럽게 연결해 주는 것

soft handoff : 지연이 거의 없음

hard handoff : 지연이 생기는 지점이 있음

-Handoff 시점 : 과거 – 현재 cell 세기가 전에 사용하던 cell의 세기보다 높아지는 시점에 Handoff / 현재 – 일정 시간의 텀을 두고 앞의 조건과 부합이 된다면 Handoff

Celluar System

1세대 - 아날로그

2세대 - 디지털 / SMS /두 개의 표준(TDMA, CDMA)

2.5세대 – interim solutions

3세대 - 3G / 글로벌 로밍

4세대 – LTE-A (Femto cell)

5세대 - 5G

B3 반정현

2022-10-14 14:44:06 UTC

1. 배운점
1장
< IoT(Internet of Things)의 정의 >
- 인터넷을 통해 다른 장치 및 시스템과 데이터를 연결하고 교환하기 위해 센서, 소프트웨어 및 기타 기술을 내장시킨 물리적 물체(“사물”)들의 네트워크
- 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

< IoT의 핵심 요소 >
- Smart devices and sensors
- Connectivity / Gateway
- Cloud(대형 storage)
- Analytics : 수집한 데이터를 유용한 insights로 변환하는 과정
- User interface
→ 센서 혹은 센서를 탑재한 smart devices를 통해 데이터를 생성 및 수집
→ 센서의 통신 모듈을 통해 gateway로 데이터를 전송(LoRa, Wi-fi, Bluetooth 등 통신망 사용)
→ gateway는 cloud(data center)로 데이터를 전송 및 cloud에 저장
→ Analytics를 거쳐 사용자에게 제공(UI)

< AIoT(Artificial Intelligence of Things)의 정의 >
- 인공지능 기술과 사물 인터넷 인프라의 결합
- 더 효율적인 IoT 작업, 인간-기계 간 상호작용 개선, 데이터 관리 및 분석 강화 목적

< IoT-AIoT의 차이점 >
- AIoT는 (IoT 네트워크로 연결된 프로그램 혹은 칩셋에) 내장된 AI를 통해 수집된 데이터를 분석하여 insights를 (cloud까지 가지 않고) 바로 제공

< AIoT에서 AI의 사용 >
- Edge 혹은 Cloud에 Intelligence를 부여
- Edge에 부여된 Intelligence는 지역적으로 데이터를 활용하여 통찰력 있는 의사 결정을 제공하기 위한 컴퓨팅 접근 방식 제공(Edge computing)

2장
< Internet >
- 네트워크 간의 연결.
- 인터넷은 각 네트워크를 TCP/IP 프로토콜을 사용하여 연결

< 인터넷 구조 >
- End systems(예: IoT Device)는 access ISP를 통해 인터넷에 연결
- 각각의 서로 다른 노드를 모두 직접 연결할 때 발생하는 문제점 : 노드의 개수에 따른 연결 개수 증가 O(n^2)
- 해결책 : 스위칭 노드(중간 노드; 인터넷 백본망) 설치 : global ISP → 경쟁사들 → ISP A와 ISP B, ISP C(SK, KT, U+...) 등을 연결하는 IXP(Internet eXchange Point) 필요

< Wireless access network 기술 (연결 거리순) >
- Wireless Personal Area Network (WPAN) : ex) Bluetooth, RFID, NFC
- Wireless Local Area Network (WLAN) : ex) Wi-fi(IEEE 802.11)
- Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) : ex) wibro(IEEE.802.16 )
- Wireless Wide Area Network (WWAN) : ex) Cellular Networks

< 프로토콜 >
- 모든 통신 활동은 프로토콜에 의해 통제됨
- 서로 다른 장치 간 데이터가 전송되는 방식을 좌우하는 일련의 규칙(통신 규약)

< 프로토콜 계층화의 필요성 >
- 프로토콜 설계와 구현을 단순화하기 위해 통신 문제를 독립적으로 해결할 수 있는 하위 문제들로 분리(모듈화)
- 계층화된 참조 모델: ISP/OSI 참조 모델과 Internet protocol stack

< ISP/OSI 참조 모델(7 layers)과 Internet protocol stack(5 layers) >
- Physical – Data Link – Network – Transport – Session – Presentation – Application(ISP/OSI 참조 모델)
- Physical – Data Link – Internet – Transport – Application(Internet protocol stack)
- Internet protocol stack에서 Physical 계층과 Data Link 계층을 묶어 Network Access 계층이라고 하기도 하지만(4 layers) 구현은 5 layers

3장
< Cellular vs. Wireless LAN >
- Licensed bands(Cellular System)와 Unlicensed bands(Wireless LAN System)의 차이
- 특정 주파수를 구매 후 제공하는 Cellular System과 모든 사람이 함께 쓰는 Wireless LAN System

< Cellular 개념 >
- 셀(기지국의 전송범위)을 활용하는 시스템
- 기지국은(base station; BS) 백본망에 유선으로 연결되어 있으며 외부로부터 데이터를 받아 단말에 전송, 단말기로부터 데이터를 받아 유선망에 전송하는 역할
- A 기지국과 인접한 B 기지국의 주파수가 같으면 셀의 경계에서 간섭이 발생 → 인접한 셀 간의 주파수를 다르게 설정

< Frequency re-use >
- 인접하지 않은 셀끼리 주파수 영역 재사용 가능
- N cell cluster : 인접한 N개의 셀은 같은 주파수를 공유하지 않음
- N이 클수록 셀 간 간섭(노이즈)이 적은 반면, N이 작을수록 더 많은 사용자를 수용할 수 있다.

< Cell size >
- 주파수 700MHz를 700명이 사용할 때, One big cell을 사용하면 한 사람당 1MHz 사용, 700개의 셀(한 셀 당 사용자 1명) 을 7 cell cluster – 100개의 cluster로 구성하면 700/7, 즉 한 사람당 100 MHz를 사용할 수 있다. 다시 말해 더 많은 사람을 수용할 수 있다.
- 셀 사이즈가 작을수록 필요한 전송 전력이 적고, 기지국 하나가 망가졌을 때 위험 부담이 적다.
- 셀 사이즈가 작을수록 더 많은 기지국이 필요하다. 즉, 더 큰 비용이 필요하다.
- 셀 사이즈가 작을수록 handoff가 자주 발생한다.

< Handoff >
- 통신 중 A 기지국의 셀에서 B 기지국의 셀로 이동
- hard handoff : break-before-make(새로운 연결을 만들기 전에 기존 연결 해제)
- soft handoff : make-before-break(기존 연결을 해제하기 전에 새로운 연결 생성)
- 최근에는 새로운 기지국의 신호가 현재의 기지국의 신호보다 handoff margin만큼 커진 후에도 일정 시간(time-to-trigger; TTT) 대기 후 handoff

< Cellular Generations >
- 2G : 2개의 표준(TDMA; Time Division Multiplexing Access, CDMA; Code Division Multiple Access)
GSM(Global System for Mobile communications) : TDMA를 사용
- 3G : 2개의 표준(3GPP; 2G의 GSM 기반, 3GPP2; CDMA 기반)
3GPP : HSPA – HSDPA(기지국에서 단말로), HSUPA(단말에서 기지국로) 속도 향상, HSPA+(MIMO, Beam-forimg 기술로 속도 향상), LTE 등장
MIMO : 안테나를 2개로 늘려서 전송 속도를 높임
Beam-forming : 수신지의 방향을 예측하여 안테나의 빔을 집중시킴

< LTE >
- 3G는 tree 구조(hierarchy 존재), 반면 LTE부터는 P to P(대등한 구조)
- 4G : LTE-A(셀 사이즈 다양화)
- Relaying : 데이터를 relay node를 거쳐 2 hops으로 전송 가능(더 빠른 data-rate) 혹은 coverage 밖의 사용자를 relay node를 통해 전달(더 넓은 coverage-area)
- Femto 셀 : 기지국 서비스를 받지 못하는 곳에서도 유선 전화망을 통해 인터넷에 연결하여 셀룰러의 core network(백본망)에 접근하면 셀룰러 폰 사용 가능

< 5G >
- 더 빠른 속도(처리율 증가), 지연 시간 감소, 동시 연결 가능한 connection의 수 증가, handoff 가능한 속도 증가 → 무인 자동차
- 인공지능, 빅데이터 시대와 함께 IoT를 연결하는 백본망으로서 역할

C4 송준희

2022-10-15 04:39:12 UTC

[1장]
1. 배운점
: Iot의 정의와 활용되는 사례들에
대하여 알게 되었으며, 좀 더 발전된 AIoT의
정의 및 원리에 대하여 이해할 수 있었습니다.

2. 요약
1) IoT의 정의
- 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여
인터넷에 연결하는 기술

2) IoT가 활용될 수 있는 이유?
- 유비쿼터스적인 연결성
- Senor의 소형화
- Big data 기술의 발전
- Colud의 활용

3) IoT의 구성요소
- Smart Devices와 Sensor
- Connectiviy / Gateway
- Cloud
- Analytics
- User interface

4) AIoT란?
- AI(brain) + IoT(Senor organ)
- IoT에서 수집된 Data를 AI 기술을
이용해 분석하는 기술
- Edge에서 수집과 분석
(Edge computing, Fog computing)

[2장]
1. 배운점
: 인터넷의 정의와 네트워크의 분류, 서로
다른 장치 간의 data 전송 규약인 protocol의
원리에 대하여 알게 되었습니다.

2. 요약
1) 인터넷의 정의와 구조
- 개개인의 네트워크의 연결
- 시작은 군용목적인 ARPANET과
UCLA(최초의 네트워크)가 있음
- 개개인들의 직접 연결은 필요한
node의 수가 많아지기 때문에
- Switching node를 이용하여
네트워크를 연결하고 있음.

2) 네트워크의 분류
- WPAN : Bluetooth
- WLAN : Wi-Fi
- WMAN : 작은 도시에서 이용됨.
- WWAN : Cellular network

4) Protocol이란?
- 서로 다른 장치 간, data 전송 방법 규약
- Protocol Model
1. ISO/OSI : 전화 연결 방식
: 7 Layer로 구성(현재는 사용 X)
2. TCP/IP model
: 5 Layer로 구성
(Application Layer)
(Transport Layer)
(Network Layer)
(Data Link Layer)
(Radio, IR)

[3장]
1. 배운점
: Cellular system의 작동 방식과 Cell
Generations 의 세대별 특징에 대하여 알 수
있었습니다.

2. 요약
1) Cellur System
- cell : 기지국과 단말기들이 통신할 수 있는
영역
- Frequency reuse : 충분히 떨어진 cell들은
같은 주파수를 사용해도 무방
cell cluster의 수가 줄어들 수록 noise는
증가하지만 주파수가 커져서 많은 사용자들
이 이용할 수 있다.
- cell size : size가 줄어들면 capacity가 증가
한다.

2) Hand off :
- 통신 중, 한 cell에서 다른 cell로 이동할
경우 자연스럽게 연결.
soft 방식과 hard 방식이 있음
- RSS / with Treshold / TTT

3) Cell Generations
- 1G부터 5G까지 발전
- 1G : 아날로그 방식
- 2G : 디지털 방식, SMS
- 3G(2Mbps)
: Universal Global Roaming
: Voice, Data, Video 지원
: MIMO & Beam-forming 기술을
통한 속도 향상
- LTE(Long Term Evoution)
: Tree 구조에서 P to P 방식으로 변화
: LTE-A : Femto cell, core network, relaying
를 통한 속도의 향상
- 4G
- 5G

A2 이경로

2022-10-15 06:18:04 UTC

1장, IoT & AIoT

IoT(Internet of Things)

각종 사물(가전제품, 모바일 장비,웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술 (E.g. 애플워치의 모션 센서를 이용해 건강 정보를 전송함)

기기 내장 센서로 모션, 온도, 빛, 압력 등을 측정
게이트웨이를 거쳐 클라우드 혹은 서버에 데이터 전송
모바일 앱에서 데이터를 받아옴

IoT의 대두의 이유는 1. 네트워크가 저렴해지고 빨라짐 2. 컴퓨터와 센서의 크기가 작아짐 3. 빅 데이터를 수집하고 분석하는 기반 시설 4. 클라우드 등이 있다.

Smart Devices and Sensors

실시간으로 데이터를 수집하고 게이트웨이로 전송한다. 일반적으로 무선 통신을 활용한다. (E.g. Wifi, Bluetooth)

Connectivity / Gateway

기기 간 통신이 가능한 communication channel. IoT의 핵심이다.

Cloud

Cloud Computing: 원격으로 컴퓨팅 서비스(서버, 스토리지, 데이터베이스, 네트워크 등)를 제공함. 주로 대규모 기업이 제공하고, 소규모 기업이 사용함(E.g. AWS EC2)

Cloud Storage: 원격으로 데이터를 저장할 수 있는 스토리지를 제공함. (E.g. Google Drive, iCloud)

Analytics

빅 데이터와 밀접한 부분으로, 유의미한 통계치를 얻기 위해 분석하고 가공함.

AIoT(Artificial Intelligence of Things)

센서가 수집한 데이터를 인공지능이 분석 및 판단하여 인사이트를 제공함.

대부분의 어플에서는 network traffic, delay 등으로 인해 Cloud에서 데이터를 받아올 수 없으므로, Edge(Local Server)에서 데이터를 받아온다. (E.g. AI Camera에서는 response time이 중요하므로 Cloud에서 데이터를 받아오면 실시간으로 대처하기가 어려움)

2장, Internet and Protocols

Internet

전 세계에 흩어져 있는 네트워크를 모두 연결하는 통신망. TCP/IP 기반으로 전 세계적으로 연결되어 있다.

ISP(Internet Service Provider)를 통해 각 네트워크를 연결한다. ISP 간에는 IXP(Internet eXchange Point)를 사용한다.

Network

PAN(Personal Area Network): 개인 통신망, 약 10m 정도의 Coverage(E.g. Bluetooth)
LAN(Local Area Network): 근거리 통신망, 약 1,000m 정도의 Coverage(E.g. Wifi)
WAN(Wide Area Network): 광역 통신망, 약 100,000km 정도의 Coverage(E.g. Cellular(5G))

Protocol

기기 간 데이터를 전송할 때의 통신규약 (E.g. TCP/IP, HTTP) 어떻게 전송하는지, 에러가 발생했거나 전송이 제대로 이루어지지 않았을 경우를 명시한다.

3장, Cellular Systems

Cellular vs. Wireless LAN

Cellular System: 넓은 coverage, 위치에 상관 없이 사용 가능, 유료(Licensed bands)
Wireless LAN System: 로컬에 한정된 coverage, 지정된 위치에서만 사용 가능, 무료(Unlicensed bands)

Cellular Concept

Cell: Back bone에 유선으로 연결된 기지국(Base Station)은 일정 범위를 커버한다.

Cellular System이란 cell로부터 무선으로 데이터를 통신하는 것

인접한 cell들은 주파수가 서로 다르다. cell cluster 간의 거리가 충분히 멀다면 주파수를 재사용할 수 있다.(frequency re-use)

기지국 간의 인접지역은 간섭(interference, handoff)이 발생한다.

단위 cluster 당 # of cells 많으면 low interference & bandwidth, # of cells 적으면 high interference & bandwidth

단위 면적 당 cell size 작으면 (# of cells 많음), high capacity & # of users (robust), high cost & interference

Handoff

기기가 cell boundary를 지나칠 때, 새로운 기지국과 채널을 할당한다.

Hard Handoff: 기존 연결을 끊고, 새로 연결(Break-before-make)
Soft Handoff: 새로 연결 후, 기존 연결 끊음(Make-before-break)

C2 손건우

tnqkrthsus18 — 2022-10-15 06:34:19 UTC

1장
-IOT
iot: 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술
ex) 애플워치에서 사용자의 정보를 습득하고 이를 인터넷으로 연결해서 데이터를 다양한 어플에서 사용한다.
게이트웨이에 데이터를 전송하면 이를 클라우드에 전송한다. 그리고 이를 다른 앱으로 전송된다.
다양한 시스템에 사용가능한 기술이다.
- IOT 대중화의 요인
1)인터넷
2)소형화
3)데이터 수집 및 분석
4)클라우드
- IOT의 기본 요소
1)스마트 디바이스와 센서: 데이터를 수집 및 전송
2)게이트웨이: communication + internet
3)클라우드: 가상 하드웨어 제공
4)분석: 데이터를 의미있게 만들기
5)유저 인터페이스: 데이터를 시각화
-AIOT
AIoT: IoT + AI
-> 판단을 AI에게 맡김으로써 수집한 데이터에 대한 빠른 피드백이 가능(realtime)

2장
Internet: Network of networks, 하나의 통일된 프로토콜
IOT 디바이스의 인터넷 사용이 증가하고 많은 부분을 차지하고 있다.
인터넷 구조를 위한 노드 연결 문제가 존재 -> global ISP를 중심으로 인터넷을 연결

- wireless access network technologies
1) WPAN
2) WLAN
3) WMAN
4) WWAN

현재 인터넷 프로토콜 vs IOT 프로토콜

프로토콜: 차가 다니기위한 차선이 있는 것처럼 통신망의 규약, 데이터가 어떻게 전달되는지 과정에 대한 룰

- 레이어 아키텍쳐
1) application layer
2) transport layer
3) network layer
4) data link layer
5) radio, IR

3장
-cellular system: 광대한 범위 커버 가능, 글로벌 로밍, 구독형
-wireless LAN: 지역 커버, 로밍 불가, 핫스팟 지역내에서 존재, 무료

cell: 기지국의 전송 범위
기지국은 유선으로 연결되어 무선으로 단발에 전송.

두개의 셀 경계에서 주파수 간섭이 들어온다 -> 다른 주파수를 사용 -> 다수의 주파수 필요 -> 주파수를 재사용

- 셀의 크기에 따른 장단점
1) 작은 셀: 기지국과 단말 사이의 짧은 거리(효율적), 하나의 기지이 고장나도 작은 손실, 한 사용자당 사용가능한 주파수가 크다
2) 큰 셀: 기지국 설치를 위한 자원 적게 요구

-Handoff
Handoff: 한 기지국에서 서비스를 제공받던 중에 다른 기지국에서 서비스를 받는다.
hard handoff(Break before make) vs soft handoff(Make before break)
Handoff에는 단순히 강한 신호를 비교하기 보다는 시점과 조건을 따져야한다.

-LTE의 특징
LTE는 기존의 3G와 다르게 대등한 구조로 p2p 방식으로 데이터를 전송
더 빠른 전송 속도, 다양한 셀을 사용
relaying을 사용해서 중계기를 통해 데이터를 전송

-5G의 특징
엄청 빠른 속도(1/50의 지연률)
-> 다양한 곳에서 활용이 가능하다(무인 자동차조차)
-> IOT를 연결할 주요한 역할

B4 박경진

2022-10-15 06:35:39 UTC

Chap 1. loT & AloT

loT (Internet of Things)

뜻 : 각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

[왜 lot가 인기를 얻고 있는 것인가?]

① 인터넷

② 소형화(센서)

③ 데이터 모으고 저장(빅데이터)

④ 클라우드

[loT 기본요소]

① 스마트 디바이스 and 센서

② 인터넷 통신망(Gate way)

③ 클라우드

④ Analytics

⑤ User interface

[센서 사용되는 곳]

① 자동차

② 스마트홈

③ 다리(대교)

④ 스마트폰

Communication + Internet = the key to loT

즉, 데이터 모으고 활용해서 동작하는 것을 말한다

[클라우드 종류]

1) Cloud Computing :

① 큰 회사보단 주로 작은 회사 사용 선호

② 소프트웨어, 서버, 운용체계, 스토리지 등등 사용하여 업무 보는 것

2) Cloud storage :

① save data in off-site location

② 특히 스토리지를 언제 어디서든 사용 가능

ex) 아이클라우드, 구글 드라이브 ,, 등등

데이터를 모아놓고 의미 있는 것들을 뽑아내기 위해 분석 및 가공

-> loT분야에서도 사용하지만 Big data에서 주로 많이 사용(겹친다)

⦁User Interfaces : 눈에 보이는 빅데이터 부분의 일부

[What is AloT]

✓ AloT(Artificial Intelligence of Things)

loT + AI = AloT

뜻 : loT(sensory organs) eyes, nose, ears, skin, tongue [오감 취득한 정보] + AI(Brain) [ 뇌가 판단해서 행동] = AloT

->loT 디바이스 정보를 모아 클라우드나 스토리지에 넣게 되면 또는 loT 디바이스 자체에 있는 데이터 활용 가능 loT모듈이 만들어낸 모은 데이터를 바로 그곳에서 AI 모듈들을 활용해서 인사이트 만들어냄

① Internet of things

Smart devices

Smart vehicles

Connected systems

② The edge

Real time

data processing

Local processing

③ The cloud

Big data processing

Data warehouses

⦁Edge computing : Internet of things(애플워치, 자동차센서) + The edge (실시간, 데이터처리) + The cloud (빅데이터처리 데이터 웨어하우스)

-> Edge computing을 데이터 센서 또는 클라우드로 전송되기 전에 네트워크 edge에서 사물 인터넷의 데이터를 분석할 수 있다

[Real – life Example]

ex) 애플워치, VR, 스마트홈, 무인자동차, 아마존고 ..등등

Chap 2. Internet and Protocols

⦁Internet : “Network of networks”

-네트워크 간의 연결

Internet : profile, email, blog, job, entertainment

ex) 일본어로 무역을 해야 할 때 서로 의사소통하기 위해 통일된 프로토콜로 쓰던 네트워크를 함께 공용으로 쓸 수 있는게 인터넷

⦁공통의 언어 규약 : TCP/IP(통신규약)

각자 쓰던 네트워크를 TCP/IP(통신규약)에 맞춰 묶어 인터넷을 쓴다

[Brief History of Internet]

-인터넷의 시작 : 1969년

UCLA 교수가 8명의 연구인력과 함께 4개의 컴퓨터 노들을 연결시킴

① UCLA
② SRI
③ UC Santa Barbaba
④ Univercity of Utah

-> 위 4개의 대학에 연결시킴

-> 처음엔 “login”라는 메시지 보낼려 했지만 실패

-> 후에 고쳐서 “login” 최초 메시지 보냄

Base station(무선 연결) -> Router -> Internet <- Router <- Switch (유선 연결)

얼마나 멀리 연결 시킬 수 있는가

① Wireless Personal Area Network (WPAN)

- Bluetooth, UWB, RFID, NFC, etc

- 10m 이내 사람끼리 통신 가능한 거리

② Wireless Local Area Network (WLAN)

- IEEE 802.11(WiFi)

- 몇 십미터에서 100m까지

③ Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)

- IEEE 802.16 (wibro)

- 캠퍼스나 작은 도시

- 크게 중요하지 않고 현재는 사용 하지 않음

④ Wireless Wide Area Network (WWAN)

- Cellular Network

- 핸드폰망(SKT KT 4G 5G)

[네트워크 크기]

WPAN -> WLAN -> WMAN -> WWAN

[Evolution of Cellular System]

1G -> 2G -> 3G -> 4G -> 5G

[Evoultion of WiFi]

시작 : 1997년

인터넷을 배울 때 가장 중요한 소프트웨어 통신형 소프트웨어를 Protocols (프로토콜)이라 함

[Current Internet Protocols]

Appication : HTTP,FTP,SMTP,IMAP

Transport : TCP and UDP

Networking : IPv4 and IPv6

Data Link : Ethernet, WiFi, GSM

[Expected lOT Protocols]

Appication : MQTT, COAP, AMQP

Transport : UDP and TCP

Networking : IPv6 and IPv4

Data Link : Ethernet, WiFi, GSM, LTE-M, Lora, SigFox

lOT and Internet Protocols

Protocol이란 무엇인가

데이터를 주고 받고 할 때 발생할 수 있는 다양한 환경에서의 모든 요소를 고려한 룰의 집합

ex) 어떻게 전송할지, 에러 대처 방안 .. 등등

다양한 복잡한 규약들을 하나의 소프트웨어로 관리하기엔 규모가 크고 수정하기 힘듬

그래서 여러개의 레이어로 나눔 => modulartiy (모듈화)

통신형 소프트웨어(프로토콜)를 만듬 ->만든 모듈을 reference model 함

Chap 3. Cellular System

⦁Cellular System

넓은 지역 범위

로밍 지원 (글로벌)

빠른 움직임에도 실시간 내용 전달 가능

가입자가 이용료 내고 사용

라이센스 개인사용

⦁Wireless LAN System

좁은 범위 커버리지가 작다

로밍 지원 안됨

핫스팟 사용은 가능하나 이동성 X, 와이파이 기지국이 있는 곳 한해 사용가능

이용료는 없음 거의 무료

언라이센스로 모두 사용 가능

같은 주파수를 쓸 수 있는 충분한 거리가 될 때 같이 써도 된다

한 셀로부터 다른 셀로 이동하는 한 기지국에서 다른 기지국으로 이동하는 것 그리고 끊어지지 않게 자연스럽게 이어지게 하는 것

① hard handoff : old connection is broken before new connection is established (Break-before-make)

② soft handoff : new connection is established before old connection is broken (Make-before-break)

① 1G-유선전화 대신 무선 전화 목소리만 전달 목적

② 2G – 디지털 등장, 기존 전화방식 유지, 짧은 데이터 전송 가능, 작은폰 등장

③ 2.5G – 중간표준 등장

④ 3G – IP 네트워크 등장, 목소리 뿐만 아니라 멀티미디어 전송 가능, 글로벌 로밍 가능

⑤ 4G – IP망 속도가 빨라짐

⑥ 5G – 4G랑 비슷하지만 속도가 더 빠름

⦁MIMO 기법 : 안테나기법 하나일 때보다 안테나를 늘려 설치함으로써 전송 속도 UP

⦁Beam-forming 기법 : [기존방식]-가까이 있는 기기만 신호 잡히고 멀리 있는 기기는 연결 안됨, [현재 방식]-수신기 방향 예측 기기가 있는 곳에 한해 신호를 잡아줌

⦁Relaying

coverage-area extension : 거리가 멀수록 느린 속도로 전송

data-rate extension : 중개기를 중간에 설치해 빠른 속도로 전송 중개기를 둬서 릴레이노드를 시켜 기지국으로 빠르게 전송

기지국을 여러 개 설치할 순 없으니 중간에 중개기를 곳곳에 설치하여 릴레이노드 시켜 기지국으로 빠르게 전송할 수 있다

속도 : 100Mbps -> 10G 10배 이상 증가

커넥션 : 100만개

handoff의 속도 : 500km/h

= 5G는 다양한 애플리케이션에 쓰일 수 있다

B1 이병규

2022-10-15 06:52:31 UTC

AIoT 1장

● IoT(Internet of Things)란?

각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

● Why Iot is Getting Popular?

Ubiquitous connectivity (전세계를 연결시킨 연결망)

Miniaturization (센서와 장비의 소형화)

Data Collection & Analytics (데이터의 수집할 수 있는 장비와 분석기술의 발달)

Cloud (데이터의 수집과 활용이 가능한 인프라 구축)

● IoT Essential Components

Smar devices and sensors

Connectivity / Gateway ★★ (센서로부터 얻은 정보를 Cloud와 연결)

Cloud

Analytics (데이터의 분석, 가공)

User interface (사용자의 편의를 위해 시각화)

● AIoT(Artificial Intelligence of Things)란?

IoT(감각기관) + AI(뇌)

IoT 장치들이 data를 만들거나 수집한 data를 AI 장치가 insight를 생성

Edge(Devices) -> Fog(Nodes) -> Cloud(Data Centers)

● Edge Computing의 중요성

긴급한 상황에서 얻어지는 정보들은 Cloud까지 보내는 것은 비효율적

Edge에서 바로 처리할 수 있어야함.

AIoT 2장

● Internet이란?

“Network of networks“

기존 network들을 연결한 거대한 하나의 network

Network들을 TCP/IP 규약을 사용해 연결

● Internet structure

많은 수의 Node를 각각 연결시키는 것은 현실적으로 불가능

각 Node를 연결시키는 Switching Node를 설치

- Switching Node를 생성하는 회사가 global ISP(Internet Service provide)

각 global ISP를 IXP(Internet exchange point)가 연결

● Wireless Access networks Technologies

WPAN(Wireless Personal Area Network)

- WLAN(Wireless Local Area Network)

- WMAN(Wireless Metapolitan Area Network)

- WWAN(Wireless Wide Area Network)

- P -> W순으로 넓은 지역을 cover하는 Network

● Protocol이란?

Data를 송, 수신할 때 발생하는 모든 상황을 고려한 통신망 규약

● Motivation of Protocol Layering

복잡한 규약들을 하나의 Module로 묶으면 수정이나 Update가 어려움

여러개의 Layer로 만드는 방법 : 모듈화(Modularity)

모듈화한 모델 : Layered reference model

● ISO/OSI reference model

7 Layer로 구성

● Internet protocol stack

5 Layer로 구성

Application Layer

Transport Layer

Network Layer

Data Link Layer

Radio, IR

AIoT 3장

● Cellular System

넓은 지역을 cover

글로벌 roaming 가능

빠른 속도로 이동해도 사용 가능

가입자가 비용 지불

주파수를 회사가 구입

● Wireless LAN System

상대적으로 작은 지역을 cover

WIFI가 있는 지역에서 사용 가능

장비만 있다면 무료 사용 가능

모든 사람이 사용 가능

● Cellular Concept

각 기지국이 하나의 Cell로서 일정지역을 coverage

여러 Cell들이 모여 넓은 지역을 coverage

인접 Cell의 주파수는 간섭현상이 발생하지 않게 다르게 함.

frequency re-use : 멀리 있는 Cell은 같은 주파수를 사용 가능, 주파수의 수가 많을수록 간섭이 적어지지만 하나의 Cell이 사용할 수 있는 주파수 범위가 줄어들어 사용자가 줄어듬.

● Smaller Cell size

- 장점 : Size가 작을수록 기지국과 단말사이의 간격이 줄어듬, 하나의 기지국이 고장나도 통신이 가능함, 한사람이 사용할 수 있는 주파수가 큼.

- 단점 : 기지국 설치비용이 큼.

● Handoff

한 기지국에서 다른 기지국으로 이동할 때 자연스럽게 연결

Soft Handoff : 연속적으로 통신을 연결

Hard Handoff : 통신이 끊어진 후 연결

● Handoff Triggering Strategies

HO margin and time-to-trigger(TTT) : 인접한 기지국의 주파수가 역전이 되더라도 일정 시간 후에 Handoff하는 방식, 최근에 가장 많이 사용

● Cellular Generations

1G : 아날로그 방식

2G : 디지털 방식, SMS제공

- TDMA(GSM)

- CDMA

2.5G : 멀티미디어, 웹기반의 텍스트 전송 수요가 증가함에 따라 등장

3G : 최종적인 목표는 global roaming, 2 Mbps속도의 data rates 지원

- 3GPP(HSPA, HSPA+, LTE(3.9G)) : TDMA방식

- 3GPP2(EV-DO) : CDMA방식

- MIMO(Multiple Input Multiple Output) : 안테나 개수를 증가시켜 Data를 두 개의 신호로 보내 전송속도를 증가시킴.

- Beam-forming : 수신 Node의 방향에 맞게 신호를 강하게 전파

4G : LTE-A, 안테나 개수를 더욱 증가시켜 전송속도 증가

- Relaying : 멀리 있는 Node는 데이터 전송속도가 느린 문제를 중계기를 통해 해결, Coverage밖에 있는 사용자를 중계기를 통해 데이터 전송

- Femto Cell : 서비스가 닿지 않는 지역에서 유선전화망을 통해 인터넷을 연결

5G : 지연속도 대폭 감소, 전송속도 대폭 증가

C1 정승원

2022-10-15 09:18:08 UTC

AIoT 1장

＊IoT(Internet of Things)
: 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

데이터의 이동
센서 측정 데이터>Gateway>Cloud/Server>모바일 앱

IoT의 활용
Smartparm, Smart Home, Security..

IoT의 대중화 이유
1. Ubiquitous connectivity (연결망)
2. Miniaturization (센서 및 장비의 소형화)
3. Data Collection & Analytics
4. Cloud

IoT 필수 요소
1. Smart devices and sensors
2. Connectivity/Gateway
- 센서로부터 얻은 정보를 Cloud와 연결
3. Colud
- Cloud Computing
- Cloud Storage
4. Analytics
- 데이터 분석하고 가공하는 과정
- 빅데이터에서 많이 하는 분야
- 빅데이터와 IoT의 겹치는 부분
5. User Interface
- 데이터 분석 후 유의미하게 활용하기 위한 과정
- 빅데이터의 일부

＊ AIoT (Artificial intelligence of Things)
- IoT(sensory organs)eyes, nose, ears, skin, tongue + AI(brain) = AIoT
- 정의 : IoT + 인공지능
- IoT 모듈이 만들어낸 또는 모은 데이터들을 AI를 이용해 인사이트를 만들어냄.
- 데이터는 Cloud와 Edge에 저장

Edge Computing
- 데이터를 센서 또는 Cloud로 보내기 전에
Edge에서 데이터를 바로 처리.

2장 Internt and Protocols

＊Internet : "Network of networks"

인터넷 공통의 언어 : TCP/IP (소프트웨어)

Internet structure
노드가 많아질수록 선이 많아짐
ISP(Internet service provide) : 스위칭 노드 역할, access net간의 연결을 도와줌
IXP(Internet exchange point) : ISP를 연결해줌

Wireless Access Network Technologies (W붙으면 무선, W없으면 유선)
- WPAN (Wireless Personal Area Network) : 10m 이내, ex) Bluetooth, UWB, Zigbee, RFID, NFC, etc
- WLAN (Wireless Local Area Network) : ~100m정도까지 ex) WiFi(IEEE 802.11)
- WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) : ~캠퍼스, 작은도시까지, 별로 사용하지않음 ex) IEEE802.16(wibro)
- WWAN (Wireless Wide Area Network) : ~나라 전체 ex)Cellular Networks(핸드폰망)

Evolution of Cellular System
1G>2G>3G>4G>5G (G : Generation)

What is a protocol?
Data를 송/수신할 때 발생하는 모든 상황을 고려 통신망 규약

AIoT 3장.

Cellualr System
- 넓은 지역 커버
- 글로벌 로밍

Wireless LAN System
- 작은 지역 커버
- Wi-Fi 있는 지역에서 사용 가능

Cellular Concept
- Creates Cells
- Cell : 단말들이 통신할 수 있는 영역, 범위(기지국당)
- 인접한 셀들은 주파수를 다르게 해서 사용

- Frequency re-use : 멀리 있는 Cell은 같은 주파수 사용,
주파수의 수가 많을수록 간섭이 적어지나 하나의 Cell이 사용할 수 있는 주파수 범뒤 또한 줄어듦

Cell이 작으면 작을수록 인당 더 높은 MHZ사용

Handoff
- 통신중에 한 Cell로부터 다른 Cell로 이동하게 되는 것
- Soft Handoff : Cell 경계면이 교집합, 지연이 거의 없음
- Hard Handoff : Cell 경계면이 겹치지 않음

Handoff Triggering Strategies
Rss(Relative signal strength) : Choose strongest received BS

Cellular Systems

Cellular Generations
1G - Analog
2G - Digital - CDMA(Qualcomm), GSM(Global System for Mobile communications, 유럽표준)
2.5G - packet-switched
3G - voice, data, &video - 3G Vision : Universal global roaming, 2Mbps 지원
4G - IP-based, higher data rate up to 1Gbps
5G - Higher data rate than 1Gbps

UMTS Radio Access Network(UTRAN)

IP Multimedia Subsystem(IMS)

LET : packet only system, EPC(Evolved Packet Core)
LEE-A(LTE Advanced) : 1Gbps

LTE Advanced - Key Features
- Relaying : RN(Relay Node) 두어커버 범위 확장 + 속도 확장

- Femto Cell : 기지국 서비스를 받지 못할 경우, 유선전화망을 통해 인터넷 망으로 Core Network 연결

- 5G : 1Gbps보다 속도 증가

B3 성민우

2022-10-15 11:42:04 UTC

chap 1 -------------------------------------
Introduction
1.iot (internet of things)
kevin aston 이 처음으로 사용한 말

#정의
- The network of physical object
- 각종 사물(가전 제품 , 모바일 장비 ,웨어러블 디바이스 등)에 센서 와 통신 기능을
내장하여 인터넷에 연결하는 기술
ex) Health Data Transfer

#원리
sensors module <-> gateway <-> cloud/sever <-> app

#인기 있는 이유
Ubiquitous connectivity
인터넷 망
Miniaturization
소형 센서
Data Collection & Analytics
데이터 수집,분석
Cloud
클라우드

#기본 요소
1.Smart devies and sensors 하드웨더 (유/무선)
2.Connectivity / Gateway 연결성 >> the key to iot
3.Cloud 클라우드
4.Analytics 데이터 분석
5.User interface 유저 인터스페이스

2.aiot (Arificial Intelligence of Things)
#정의와 목적
iot 디바이스를 통해 모은 데이터를 Ai를 활용해
개선된 IoT 작업, 인간-기계 간 상호작용 개선, 데이터 관리 및 분석 강화 목적을 두며
수집된 데이터를 분석하여 insights를 cloud 가기전 바로 제공한다.

---------------------------------------------

chap 2 -------------------------------------
(internet/ protocol)

- 인터넷(network of networks)
기존의 통신망을 묶어 놓은 것 대형 통신망 (네트워크)

- TCP/IP
통신에 사용하는 software

- 인터넷 연결 방법
모든 노드 연결 : n(n-1)/2번 연결
>> 물리적으로 감당할 수 없다.
>> global ISP 로 이 문제를 해결
>> ISP 회사가 이를 제공하며 IXP를 이용하여 ISP 회사간의 통신을 보장

- Access networks - Wired vs Wireless (유선과 무선)
무선연결 W 가 붙으면 무선 통신이 된다.
아래로 갈수록 범위가 커짐
--------------
WPAN - Bletooth , UWB , Zigbee , RFID , NFC , etc
WLAN - IEEE 802.16 (WIFI)
WMAN - IEEE 802.11 (wibro) 캠퍼스,작은 도시에서 사용하나 현재는 많이 사용되진 않는다
WWAN - Cellular Networks 넓은 지역 담당 통신사4G , 5G
--------------

- IoT & Internet Protocols
디바이스들 끼리 어떻게 데이터를 주고 받을지 정해놓은 규약

- Motivation of Protocol Layering
여러개의 층으로 나눠놓은 통신 룰 >> OSI 7계층

- Internet protocol stack
OSI 7계층 압축 >> TCP /IP Model

- Data Encapsulation
캡슐화 요약설명

>> 강의에서는 5계층으로 진행

---------------------------------------------

chap 3 -------------------------------------
(Cellular Systems)
무선

#Cellular vs Wireless LAN
범위 : Cellular > Wireless LAN
로밍속도 : Cellular < Wireless LAN
비용 : Cellular 가입비 >> Wireless LAN 무료

#Cellular Concept
- 정의
cell(기지국 안에 있는 단말들이 통신할 수 있는 영역 ) 을 이용한 구조로 이루어진 통신 형태
기지국은 유선으로 연결되어있다.

# Cell Structure - Frequency re-use
인접한 cell이 주파수가 같으면 간섭에 발생 때문에 인접한 cell끼리는 주파수가 다르다.
거리가 있을 경우 같은 주파수를 사용가능 이를 Frequency re-use 라고 한다.
3,4,7 cell cluster >> N cell cluster >>N 과 간섭, 사용자 수용력 반비례

# Cell Structure - cell size
셀 사이즈가 작다 == 범위당 기지국이 많다 >> 한사람당 제공할 수 있는 데이터가 많다 >> 비싸다.
셀 사이즈 and 범위 당 셀의 수 >> 반비례 >> 더 많은 기지국이 필요 비용발생
셀 사이즈 and 필요 전송 전력 , 기지국 하나의 의존도(위험 부담) >> 비레
셀 사이즈 and handoff >> 반비례

# Hand off
cell끼리 넘어갈 때 연결해 주는 것

- 종류
soft handoff : 각 기지국의 범위에 교집합이 있음 >> 지연이 거의 없음
hard handoff : 각 기지국의 범위에 교집합이 없음 >> 지연이 생기는 지점이 있음

#Hand off Triggering Strategies
최근 방법 : 새로운 기지국의 신호가 현재 기지국의 신호보다 높아지는 시점에 일정 시간을 기다렸다가 hand off

#Cellular Generations
1g >> 아날로그
2g >> 디지털 TDMA(GSM) , CDMA
2.5g >> GPRS , EDGE >> 문자 서비스 시작
3g >> 목적:글로벌 로밍 , 3GPP(HSPA=스피드, MIMO, Beam-forming , LTE) ,3GPP2

#LTE packet only system
- 3G >> P to P(대등한 구조)
- 4G >> LTE-A(셀 사이즈 다양화)
-----------------------------------
Relaying : : RN(relay node) 를 이용한 범위 , 속도 확장
Femto 셀 : 기지국의 범위 밖에도 유선 전화망을 통해 인터넷에 연결하면 셀룰러의 core network 들어가 셀룰러 폰 사용 가능
-----------------------------------

#5G
latency >> 속도 향상
Throughput >> 지연 시간 감소
Connecntions >> 동시 연결 가능한 connection의 수 증가
Mobility >> handoff 속도 증가 때문에 무인 자동차가 가능한 기반이됨
Network Arhitecture

---------------------------------------------

C3 유지연

2022-10-15 12:02:37 UTC

배운점.

[chap1 IoT& AIoT]

loT (Internet of Things) Technology&Paradigm

AI oT = Artificial Intelligence(Technology) + IoT

IIot = IoT + Industry(Domain)

1.Iot란?

사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술.

다양한 디바이스에서 정보를 얻어 다양한곳에 전파.

ex) 에플워치의 심박수 데이터화

sensor(에플워치) - Gateway(폰) - cloud/Server(병원) – Mobile app

2.popular(인기)?

1)Ubiquitous connectivity (연결망)

2)Miniaturization (센서의 소형화)

3)Data Collection & Analytics (저장장치와 분석기술의 발달)

4)Cloud (인프라 구축)

3.Essential Components(기본요소)

1)Smart devices and sensors(데이터의 밑바탕)

ex)wifi, Bluetooth

2)Connectivity(인터넷망) /Gateway (센서와 인터넷망을 연결)

3)Cloud

-cloud computing : 회사에서 활용

-cloud storage : 개인 icloud, google drive

4)Analytics (데이터의 분석, 가공)

5)User interface (사용자의 편의를 위해 시각화)

AIoT(Artificial Intelligence of Things)

AIot = AI(뇌)+IoT(눈,코,입)

1.what?

IoT로 모은 데이터를 AI 모듈을 활용하여 insight창출

Edge(Devices) - Fog(Nodes) - Cloud(Data Centers)

2.Edge Computing

빠른판단을 통한 실시간 대처

ex)무인자동차

[chap 2. Internet and Protocols]

1.Internet?

-첫 인터넷 네트워크망을 형성하여‘login’ 단어 송출

-‘Network of networks’ 통일된 규약. 개개의 네트워크를 망을통해 묶은 것.

-TCP/IP(통신규약)를 지켜서 연결.

2. Inernet Structure

노드가 많을수록 연결선이 기하급수적을 늘어남.

->중간노드생성. ISP회사 생김 ex)sk, kt

->ISP를 연결하는 IXP(Internet exchange point)

3.Access networks(wired or wireless)

Wireless Access networks Technologies

- WPAN(Personal) : Bluetooth, NFC /10M이내

- WLAN(Local) : WiFi

- WMAN(Metapolitan) : wibro 우리나라X

- WWAN(Wide) : Cellular /핸드폰망 ex)4G(Generation)

4.Protocols

-통신형 소프트웨어. 데이터를 주고받는 방법, 발생하는 에러등을 처리하기위한 규약

1)모듈화

복잡한 규약은 하나의 소프트웨어를 사용하면 수정어렵. so, 레이어를 나눔(modularity)

-reference model : 레이어에 맞는 프로토콜을 만듦

-OSI모델(7layer/전화망)을 집약하여 TCP/IP medel(4-5layer/인터넷)을 만듦

Appication : HTTP,FTP,NV, TFTP

Transport : TCP and UDP

Networking : IP

Data Link : NET1, NET2, NET3, NET4

->모래시계모형/ P는(Protocol의 약자)

[chap 3. Cellular]

1.Cellular System, Wireless LAN System 비교

Cellular System

넓은 지역

로밍 지원 (글로벌)

빠른 이동에도 실시간 사용가능

가입자가 이용료 지급

개개인 사용 (강함)

Wireless LAN System

좁은 범위 커버리지가 작다

로밍 지원 X

핫스팟 사용O 이동성 X,

이용료는 없음 거의 무료(기지국 근처)

언라이센스로 모두 사용 가능 so, 이동성낮음

2.Cellular concept

-cell(기지국의 전송범위)

-Cellular system : 기지국과 전송범위내의 단말들이 통신할수 있는 셀구조로 이루어진 네트워크

-인접셀의 주파수는 다르게 잡음. why?셀의 경계부분에서 간섭이 일어남.

-frequency re-use : 충분히 떨어진 지역에서는 간섭이 일어나지 않아서 같은 주파수 사용. ex)7 cell cluster, 4cell cluster(7보다 노이즈가 심할수 있음/주파수의 면적이 커서 많은 사용자가 동일한 주파수 사용)

3.Cell structure – cell size(cont’d)

1)small size

장)

-기지국과 단말 사이의 간격이 줄어듬->배터리가 적게듬

-기지국이 고장나도 나머지지역은 통신가능

단)

-기지국을 많이 설치해야 함.(비용증가)

특)

One big cell – 1MHz/person

100cluster (700cells) - 100MHz/person

많은 사용자가 해당 주파수를 사용가능.

시골에서는 cell이 크고, 대도시에서는 cell이 작음.

4. Handoff

통신중 한기지국에서 다른기지국으로 서비스를 이동. 즉,기지국이 변할시 연결

Soft handoff : cell이 잘 오버랩 (make-before-break)

Hard handoff :cell이 떨어짐 (break-before-make)

5.Handoff Triggering Strategies

HM방식을 사용했음->TTT(time to trigger)까지 만족해야 handoff를 함.

Cellular System

Cellular Generations

1G : 아날로그/기존 전화방식(voice only)

2G : 디지털/기존전화(voice&data)

작은 기기와 낮은가격으로 보급화됨./SMS

-TDMA(GSM) : 유럽(핀란드)

-CDMA : 홍콩

2.5G : 3G로 넘어가기전 멀티미디어,웹기반의 텍스트 전송가능

3G : Packet-Switch/voice,data&video

global roaming이 최종목적/ 2Mbps

-3GPP(GSM기반) - HAPS/LTE기술 개발

-3GPP2(CDMA기반) -EV-DO

MIMO- 안테나 갯수의 증가 속도증가

Beam-forming – 수신지의 방향을 예측해서 대상에게만 쏨.

4G : IP/1Gbps

5G :1Gbps

속도가 빨라져서 IoT를 연결할수 있음

LETA

안테나수가 증가하여 전송 속도가 빨라짐

다양한 크기의 셀을 형성,셀의 환경도 다양함

-Relaying

1)가장가리의 노드는 속도가 느림->RN(Relay Node)을 둠

2)노드 밖은 RN을 두어 전송

Femto cell

기지국을 사서 유선전화망을 통해 인터넷 망으로 Core Network를 연결하여 사용.

C3 허채원

2022-10-15 12:42:51 UTC

<배운점>
AIoT 1장

IoT(Internet of Things)란?
: 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

작동원리
센서↔게이트웨이↔클라우드/서버↔모바일앱
상용화된 이유
1. 전세계를 연결하는 인터넷망발전
2. 소형화 - 작은 센서를 만들 수 있는 기술
3. 데이터를 저장&모을 수 있고, 분석할 수 있는(빅데이터) 기술
4. 클라우드
IoT의 기본 요소
1. 스마트 디바이스&센서(데이터를 모으고 전달할 수 있는 부분)
2. 연결성 - 인터넷망(통신망)&게이트웨이
3. 클라우드
4. 분석가
5. 유저 인터페이스
AIoT(Artificial Intelligence of Things)란?
: AI와 IoT의 결합
Cloud Computing vs Edge Computing
Could computing : 중앙 서버가 데이터를 처리
Edge Computing : 분산된 서버를 통해 실시간으로 데이터를 처리하여 사용자가 요구하는 서비스를 빠르게 지원.
AIoT의 실생활 활용사례
: 스마트워치, 스마트홈, 아마존 대쉬 카트 등

AIoT 2장

Internet 이란?
: 네트워크간의 연결
네트워크의 분류
-Wireless Personal Area Network(WPAN)
: 약 10m이내에서 통신, 블루투스, NFC, Zigbee 등
-Wireless Local Area Network(WLAN)
: 몇십미터 이내, 와이파이
-Wireless Metropolitan Area Network(WMAN)
: 우리나라에서는 상용화되지 않았다.
-Wireless Wide Area Network(WWAN)
: 셀룰러
Protocol
: 컴퓨터간에 데이터를 원활히 주고받기 위해 약속한 여러가지 규약의 집합.
여러개의 레이어로 나눈다 : 모듈화

AIoT 3장

셀룰러 시스템
- 넓은 지역을 커버
- 글로벌 로밍
- 빠른 속도로 이동을 해도 데이터 사용가능
- Licensed bands
Wireless LAN 시스템
- 상대적으로 좁은 지역
- 로밍 불가
- 와이파이 기지국만 사용가능
- Unlicensed bands
Cellular Concept
- Cell : 기지국의 전송범위 영역
- 인접한 셀들은 주파수를 각각 쓴다. 경계부분에서의 간섭문제를 해결하기위해서. 충분한 거리가 있는 셀끼리는 같은 주파수를 사용해도 가능(frequency re-use)
작은 셀의 장점
- transmission의 힘이 적게 든다.
- 좀 더 강건
- 한 기지국이 고장나더라도 다른 기지국은 작동
- 셀이 작을 수록 한 사람당 사용할 수 있는 주파수가 커진다.
- 돈이 많이 든다.

Hand off(Hand Over)
: 한 기지국에서 다른 기지국으로 옮겨갈 때 자동적으로 전환해주는 것
hard handoff : 이동국이 한 기지국에서 다른 기지국으로 이동할 때, 기존기지국과 연결되었던 채널을 끊은 후 새로운 기지국으로 연결하는 방식
soft hadnoff :
Cellular Generations
- 1G : 1980년대에 나온 아날로그 방식
- 2G : 디지털 시스템, 문자서비스 제공
- 2.5G
- 3G : 글로벌 로밍이 가능, 멀티미디어 전송가능
- 4G
- 5G
MINO vs Beam-forming
MINO : 안테나가 많을 수록 전송속도가 빨라져 안테나 수를 늘리는 방식
Beam -forming : 빔형성으로 신호를 특정한 방향으로 세게 송수신하면 전송속도 향상
Femto Cell
- 집이나 작은 회사에서 사용되는 초소형 기지국
- 작은 지역을 커버한다.
- 전파가 제대로 닿지 않는 곳에 설치해서 안정적인 통신 환경 확립.

B3 전원호

2022-10-15 13:31:00 UTC

1장.
: 센서 등과 같은 곳곳의 퍼져있는 정보를 획득할 수 있는 디바이스들로부터 데이터를 얻어서 다양한 것을 할 수 있다.

*정의
1. things의 네트워크(인터넷) = 데이터 교환, 연결 다양한 것들을 할 수 있다.
2. 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

*예
Health Data Transfer

*동작 원리
센서(통신 모듈)<->게이트웨이(스마트 폰,데이트 전송 디바이스)<->클라우드/서버(병원)<->모바일 앱

*IoT가 다양하게 활용되는 이유
- 여러가지 백업 기술이 있기 때문에
- 인터넷 망
- 소형화, 작은 센서를 만들 수 있음.
- 데이터 수집, 분석(빅데이터)
- 클라우드를 통해서 데이터를 모을 수도있고 그 데이터를 활용할 수 있는 인프라 갖춰줬기 때문

*IoT 필수 요소
- 센서, 스마트 디바이스 : 데이터 모을 수 있는 기본요소 (통신 모듈(wifi, 블루투스)이 센서와 연결되어있음)
- 연결성/ 게이트웨이 : 센서와 인터넷 망을 연결
- 클라우드 : 데이터 저장, 데이터 활용
- Analytics : 데이터 분석, 가공 (빅데이터와 연관)
- User interface

: IoT디바이스에 인공지능 역할을 할 수 있도록 하였다.
- IoT 디바이스가 모은 데이터를 클라우드(데이터 센터), Edge(디바이스 윗 level)

2장.
*Internet( 1969~
) 정의
:Network of networks, 기존의 통신망들을 엮은 네트워크
:통일된 규약으로써 기존의 사용하던 각자 다른 네트워크를 함께 사용할 수 있는 구조로 바꾼 것

*TCP/IP : 통신을 하기위한 소프트웨어,규약

*어떻게 인터넷을 연결할 것인가?
(여러 독립된 인터넷을 연결방법)
- 무식하게 연결 : 독립된 노드(인터넷)이 늘어날수록 직접연결해야하는 선의 개수가 n(n-1)/2 늘어남
=> 좋지 못한 방법
- 중간에 여러개의 스위칭 노드(라우터) 두어 간소화 (ISP가 관리)
회사들 끼리는 IXP디바이스로 연결

*네트워크 분류
-COVERAGE, 얼마나 멀리까지 연결 할 수 있나?
블루투스(WPAN) < 와이파이(WLAN) < wibro(WMAN) < 핸드폰망,Cellular Networks,5G...(WWAN)

*Protocol
- 비유설명 : 도로 교통망위의 사고가 없고 원활하게 지나가도록 하는 일종의 규약 ex)차선, 신호등
: 통신망에도 규약이 필요하다. 데이터를 어떻게 송수신할지, 에러 등을 정의할 수 있는 규약의 집합.
- 굉장히 복잡함, 다양한 규약이 존재.-->여러개의 layer로 나눈다(모듈화)-->통신용 소프트웨어(protocol)을 만듬.

3장.
Cellular System
- 넓은 지역 커버.
- 전세계 로밍 가능.
- 이동성 보장(빠른속도로 이동해도 데이터 송수신가능)
- 가입자 구독 시스템
- 통신사가 특정 주파수 대역을 고가로 보유

Wireless LAN System <--> Cellular system

*Cellular 개념
cell을 활용한 시스템
Cell : 기지국의 전송 범위
Cell 여러개의 구조로 구성된 네트워크 시스템 = Cellular system
- 인접한 cell은 주파수를 다르게 해서 사용(주파수의 간섭때문에)

*Cell structure
- frequency re-use
- cell size
One big size VS 100 cluster(700 cells)
1MHz/person 100MHz/person
battery 고사용 battery 저사용
저비용 고비용

*Handoff
: 계주에서 바통 전달
: 통신 중에 한 Cell에서 다른 Cell로 이동, 연결시켜 주는것.

B3 유해정

2022-10-15 15:38:08 UTC

Chap1/ introduction

IoT(Internet of Things)

- 용어의 유래 : Kevin Ashton이 처음 사용, 센서 등으로부터 얻은 정보로 다양한 것들을 할 수 있다는 것에 착안

- The network of physical objects

각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

ex) Health Data Transfer; 스마트 워치의 모션 센서를 통해 심박수와 활동을 파악

(흐름) sensor – gateway – cloud/server – mobile app

- IoT의 활용분야 : 스마트팜, 스마트홈, 스마트시티, 헬스케어, 보안, 건물 관리, 모니터링 등

- IoT가 활용된 배경 및 기술

1) 인터넷망 비용하락 및 고속화(Ubiquitous connectivity)

2) 컴퓨터와 센서들의 소형화(Miniaturization)

3) 더 많은 데이터를 수집하기 위한 방법 촉구(Data Collection & Analytics)

4) 클라우드의 저장/처리(Cloud)

IoT의 구성요소

1) Smart devices and sensors

> 다양한 유/무선 센서와 통신모듈

> 차량 센서, 스마트홈 센서, 교량 관리 모니터링, 스마트폰 센서 등

2) Connectivity / Gateway

> 센서로부터 게이트웨이까지 가는 통신망, 게이트웨이부터 데이터센터까지 가는 통신망

Communication + Internet -> IoT의 중요한 열쇠

3) Cloud

> 데이터를 저장하거나 데이터를 활용해서 동작을 하는 중요한 요소

> Cloud Computing : 원격으로 인터넷을 연결해서 소프트웨어, 컴퓨터, 운영체계, 스토리지를 사용

> Cloud Storage : 언제 어디서든 데이터를 쉽게 쓸 수 있게 하는 것

ex) iCloud, GoogleDrive, OneDrive, Dropbox 등

4) Analytics

> 의미있는 정보를 도출하기 위해 추출 및 가공하는 것

> big data와 IoT의 공통된 분야

5) User interface

> 사용자와의 상호작용을 위해 쉽게 가시화 및 접근하도록 하는 것

AIoT(Artificial Intelligence of Things)

- AIoT = IoT(sensory organs) eyes, nose, ears, skin, tongue + AI(brain)

- IoT 디바이스에 인공지능 역할을 할 수 있는 복합구조; IoT 기기가 데이터를 생성/수집 후 AI가 이를 분석하여 인사이트를 제공하고 효율성 및 생산성을 향상시킴

- 주로 저장하는 두 위치

1) Cloud (at the center, 데이터센터라고 많이 불림) - 어느 한 곳에 대형 스토리지를 두고 데이터를 모으는 곳

2) Edge – 디바이스들이 모여있는 곳, 클라우드로 데이터를 전송하기도 하고 긴밀한 데이터들을 처리하기도 함 -> 사고같은 빠른 결정을 내려야 할 때 역할을 하기도 함

(흐름) Cloud – Edge - IoT

ex) 무인자동차와 무인 카메라 – 빠른 결정은 real time으로, 충분한 데이터로 학습 및 결정이 필요할 때는 클라우드로

- IoT와 AIoT의 차이점 : IoT는 연결성이 긴밀, intelligence는 없음 -> 클라우드를 이용해 AI를 사용하는 방식, realtime과 delay면의 방향에서 AIoT는 edge computing을 이용하여 구현

- Real-life examples: 애플워치, VR(Virtual Reality), 스마트홈, AIoT 카메라, 무인자동차, 동작로봇, 아마존 카트

------

Chap2/ Internet and Protocols

Internet : Network of Network; 네트워크들을 묶은 네트워크

- TCP/IP(통신규약)을 사용하여 각자 사용하던 네트워크를 연결

- 인터넷의 탄생 : 미국의 국방연구소에서 ARPANET이라는 원시인터넷 개발 – UCLA, SRI, UC Santa Barbara 대학, Utah 대학을 연결하는 네트워크를 만듦, “login” 메시지 전송

- 아시아대륙이 인터넷 사용자가 가장 많음

- 인터넷 구조 : 디바이스들을 물리적으로 어떻게 연결할까?

Op1) 하나씩 직접 연결 -> n(n-1)/2개의 무수한 엣지가 필요한 문제점

Op2) global ISP(백본망)를 설치하여 연결 -> ISP들을 연결해주는 IXP(Internet exchange point)가 필요 -> 실제 대륙 간 연결구조

- 인터넷 라우터들을 백본망에 연결해 놓고 로컬 컴퓨터들을 연결

1) Wireless Access Network Technologies (얼마나 멀리 연결시킬 수 있는지에 따라 분류)

> WPAN(personal) : 10미터 이내 ex) 블루투스, UWB, Zigbee, RFID, NFC 등

> WLAN(local) : 몇 십미터 ~ 백 미터 ex) WiFi

> WMAN(metropolitan) ex) wibro

> WWAN(wide) ex) 휴대폰망(cellular networks)

*cellular networks : 1Generation -> 5G까지 진화

*WiFi의 진화 : WiFi 표준 IEEE 802.11 등장 이후 업그레이드 버전 등장(-> a/g ->n -> ac-> ax)

Protocols : 서로다른 디바이스들의 데이터 전송흐름을 제어하는 통신규약, 데이터를 어떻게 보낼지/ 데이터가 잘 전달됐는지/ 에러가 났을 때는 어떻게 할지 등을 정의할 수 있는 규약

- 복잡한 규약들을 단순화하기 위해 여러개의 레이어로 나누는 것 : 모듈화

-> 여러개의 레이어로 나누어 통신용 소프트웨어로 만든 것이 reference model

ex) ISO/OSI reference model

- Internet protocol stack – TCP/IP Model : ARPANET에서 4 Layer 또는 5 Layer

- 데이터 캡슐화(data encapsulation) : 각 계층에서 헤더를 붙여가며 신호를 보냄

------

Chap3/ Cellular Systems

Cellular vs Wireless LAN System

넓은 지역 / 로컬 지역

global roaming / 로밍 지원x -> 핫스팟 지역 사용

이동 중 사용 가능 / '

돈을 내고 쓰는 형태 / 와이파이 기지국, 카드 이용

Licensed bands / Unlicensed bands

- cell 구조로 이루어진 시스템

Cellular systems의 Cell

: 기지국과 그 안에 있는 단말들이 통신할 수 있는 영역

> 셀 경계 부근에서의 간섭 문제를 해결하기 위해서 인접한 셀의 주파수를 다르게 하여 사용

> 충분히 멀 때는 같은 주파수 사용 가능; frequency re-use(7 cell cluster, 4 cell cluster, 3 cluster) -> 작은 간섭이 있을 수 있어 멀면 멀수록 좋음

> 셀 크기에 따른 장단점

1) 셀 크기가 클 경우 – 배터리가 많이 듦, 고장나면 전체가 불통

2) 셀 크기가 작을 경우 – 기지국 하나가 고장나도 나머지 지역은 통신이 가능, 기지국을 많이 설치해야 함

3) 셀 크기가 작으면 작을수록 한사람이 이용할 수 있는 주파수가 큼, 더 많은 사용자를 서포트 가능 -> 대도시에서는 인구가 많기 때문에 셀을 작게 함

- Handoff

> 한 기지국으로부터 다른 기지국으로 이동하게 되는 것

> 셀을 이동할 때 자연스럽게 이동시켜 줌

1) Soft Handoff : cell이 잘 오버랩 되어있는 경우 -> 지연이 거의 없음

2) Hard Handoff : 끊어졌다 다시 연결

> Handoff 작동 전략

1) RSS(Relative signal strength) : 비교하여 선택

2) Relative RSS with threshold : 특정한 threshold값 이후

3) Relative signal strength with handoff margin : handoff margin 이후

4) 최근 – HO margin and time-to-triger(TTT) : 일정시간 만족 후 handoff

- Cellular Generation

1G – 아날로그 방식, 회로 교환 전화방식, 음성 전용

2G – 디지털 통신, 회로 교환 전화방식, 음성과 짧은 데이터, SMS

2.5G

3G – IP network 방식, 비디오 데이터 포함

4G – IP망, 높은 속도

5G – 1Gbps보다 높은 속도

- 2G Cellular Systems 표준

1) CDMA 기반

> IS-95 : by Qualcomm in Hongkong

2) TDMA 기반

> GSM : 유럽 표준, in Finland

- 문자서비스, 웹서비스를 스마트폰으로 하고자 하는 욕구

-> GPRS (2.5G), EDGE (2.75G)가 등장하게 됨

- 3G vision

> global roaming

> 멀티미디어 지원

> 2Mbps

> 표준 단체

1) 3GPP : GSM을 기반한 TDMA 방식

2) 3GPP : Qualcomm의 CDMA 방식

- 3GPP family

> HSPA; HSDPA/HSUPA

> LTE

- MIMO : 안테나를 늘려서 전송속도를 높이는 방법

- Beam-forming : 수신지의 방향을 예측해서 신호를 쏘는 방법

- 발전 : GSM > GPRS > EDGE > UMTS

- LTE(Long Term Evolution) : 패킷망으로 컴퓨터 통신처럼 쓰는 것, 대등한 구조

- LTE-A(advanced) : 안테나 숫자가 더 늘어서 전송속도가 빨라짐, 다양한 셀을 이용하여 네트워크를 구성

- Relaying

> 멀리있으면 속도가 느린 문제를 중계기를 두어서 해결하는 것

- Femto cell : 기지국의 서비스를 받지못하는 곳에 유선망을 이용해서 cellular의 백본망에 연결할 수 있도록 하는 것

- 5G : 빠른 속도, IoT를 연결시켜주는 백본망으로서 중요한 역할을 하게 된다

C1 김하은

2022-10-15 16:09:20 UTC

Chapter 1. IoT & AIoT

1. IoT(Internet of Things, 1999 Kevin Ashton 처음 사용)
<정의>
1) [Oracle] The networf of physical objects("things")
- with sensors, software, other technologies
- purpose : conneting and exchanging data with other devices and systems over the internet
2) [위키백과] 각종 사물에 센서와 통신 기능 내장 -> 인터넷에 연결하는 기술

ex) Health Data Trasfer : 애플워치-심박수 등 -> 인터넷 연결 -> 병원, App

<동작원리>
[sensors] <-> [Gateway(edge)] <-> [Cloud/Server] <-> [Mobile App]
- Devices/Objects with sensors -> connected to an IoT platform
- IoT platforms : integrating data from different devices, analytics to share information with app built to address specific needs

<활용분야>
농업 자동화, 스마트팜, 보안, 스마트홈 ...

<왜 점점 popular?>
: 인터넷, 통신기술(백업기술)의 발전
1) Ubiquitous Connectivity(인터넷망) : 저비용, 고속 네트워크
2) Miniaturization : 컴퓨터, (특히)센서의 소형화
3) Data Collections & Analytics : 빅데이터의 등장 -> 더 많은 데이터 저장 가능 장치, 활용하기 위한 분석기술 발전 -> IoT 활용도 높아짐
4) Cloud : 데이터 저장, 활용할 수 있는 인프라 제공

<기본요소>
1) Smart devices, sensors
- 가장 일반적인 경우 : 무선(전력 많이 소요되면 유선) -> 측정한 데이터 -> 게이트웨이로 보냄
ex) LoRa, WiFi, zigbee, Bluetooth 등 => 가까운 거리 데이터 전송
- Sensors Everwhere : 자동차, 집, 다리관리(붕괴 방지, 알림), 스마트폰
2) Connectivity(연결성, 통신/인터넷망)/Gateway(센서와 인터넷망 연결)
- Communication + Internet = the keys to IoT
3) Cloud
1) Cloud Computing : Iaas(infra, network), Paas(+applications), Saas(+packaged sw)
2) Cloud Storage :
4) Analytics
- 빅데이터와 IoT의 공통
5) UI

2. AIoT(Artificial Intelligence of Things)
IoT(sensory organs) + AI(brain) = AIoT
- IoT devices : 데이터 생성, 수집 -> AI : 분석하여 인사이트 제공
- IoT 모듈이 모은 데이터 -> AI 모듈이 바로 활용

1) 클라우드(데이터 센터) : 집중화
2) 엣지(디바이스들이 모여있는 레벨) : local (-> 클라우드), 중요하고 긴밀한(촉박) 것은 로컬에서 처리(활용, 의사결정)
ex) 자동차(사고 날 것 같을 때)
- Edge(devices) -> Fog(nodes) -> data center(cloud)
- Edge Computing

Chapter 2. Internet and Protocols

: "Network of networks"(각각의 네트워크를 연결)
TCP/IP : 통신을 위한 sw, 프로토콜

- ARPANET(미 국방과학)
- UCLA, SRI(stanford), UC Santa Barbara, univ. of Utah : 처음 메시지 "login"
- 동부 대학 -> 전국

<인터넷 기기>
- IoT 기기 기하급수적 증가

<인터넷 구조(연결)>
1) 각각의 모든 노드 연결 : 노드수 증가 -> n(n-1)/2 선 증가
2) 라우터(스위칭노드)로 연결 : 각각의 ISP 연결 -> 글로벌 ISP
- ISP 회사가 다름 -> IXP : 각 ISP 연결
- 유선, 무선

PAN -> LAN -> MAN -> WAN

1) Wireless Personal Area Network(WPAN)
- 10m 이내 : Bluetooth, UWB, Zigbee, RFID, NFC 등
2) Wireless Local Area Network(WLAN)
- 몇십 ~ 100m 이내 : IEEE 802.11(WiFi, 802.11b -> 11g ... 11ax)
3) Wireless Metropolitan Area Network(WMAN)
- 캠퍼스, 도시 정도 : IEEE 802.16(wibro)
4) Wirelss Wide Area Netwok(WWAN)
- Cellular Networks(1G->2G --- > 5G)

: 통신망의 규약(어떻게 보내는지, 에러가 났을 때 어떻게 해야되는지 등)
1) 현재 internet protocols
- Application : HTTP(FTP, SMTP, IMAP)
- Transport : TCP + UDP
- Networking : IPv4 + IPv6
- Data Link : Ethernet, WiFi, GSM
2) expected IoT Protocols
- Application : MQTT(COAP, AMQP)
- Transport : UDP + TCP
- Networking : IPv6 + IPv4
- Data Link : Ethernet, WiFi, GSM, LTE-M, Lora, SigFox

- 복잡한 규약들 : 하나의 SW로 하기엔 너무 큼 -> 여러 개의 Layer로 나눔(모듈화, modularity)
Reference model : 두 점간 데이터 전송에 필요한 hw, sw의 layes
- ISO/OSI reference model (7계층)
- Internet protocol stack (4/5계층)

Chapter 3. Cellular Systems

1) Cellular : 넓은 지역, 글로벌 로밍, 빠른 이동속도 가능, subscription-vased, 라이센스 밴드
2) Wireless lan : 상대적 좁음, 로밍X(handoff X), hot-spot area, 장비판매, 언라이센스 밴드

: cell(하나의 기지국 영역)들을 활용한 네트워크
- 기지국(base station) : 유선으로 연결됨, 장비와 데이터 주고받음
- cell의 경계에서 인접한 cell의 주파수가 같으면 둘 다 들림 -> 주파수를 다르게 함(handoff)
- 간섭없는(먼) 거리의 기지국 : 주파수 재사용(frequency re-use)
ex) 7개의 셀마다 재활용 : 7cell clustser -> 노이즈가 적음, 전체 중 7분의1
3 cell cluster -> 노이즈 가능성 but, 전체의 3분의 1(주파수가 큼)

- 하나의 큰 셀 : 1 MHz/person
- 100개의 클러스터(700개의 셀) : 100 MHz/person
- 작은 셀의 장점 : 배터리가 적게 든다(멀면 강해야 됨), 하나가 고장나도 다른 기지국은 가능, 더많은 사용자
- 작은 셀의 단점 : 기지국 많이 설치해야 됨, 빈번한 handoffs

- 통신 연속적으로
1) hard handoff : cell 간 거리 있음 (break-before-make)
2) soft handoff : cell 간 거리 없음, 지연 없음(make-before-break)

1) RSS (relative signal strenth) : 2개의 신호만을 비교
2) Relative RSS with threshold
3) Relatice signal strenth with handoff margin
4) HO margin and time-to-trigger(TTT)

1G : 아날로그, 보이스 온리
2G : 디지털, 보이스+데이터(SMS)
- TDMA based : GSM(유럽표준), IS-136
- CDMA based : IS-95
2.5G : packet-switched
- interim solutions : 1x-RTT for CDMA2000, GPRS and EDGE for GSM
3G : 보이스, 데이터, 영상 (전국 access 망 새로 깔음)
- universal global roaming
- 2 Mbps
- 3GPP : TDMA 방식 -> HSPA(HSDPA/HSUPA), HSPA+(MIMO, Beam-forming->속도 높임), LTE(hierarchicalX, 대등한 구조)
- 3GPP2 : CDMA 방식 -> EV-DO
4G : 속도 빨라짐 1Gbps
- LTE-A : 1Gbps 도달, MIMO(안테나 수 늘어남, 4*2->8*8, 1*2->4*4), 다양한 셀의 사이즈(환경), relaying(범위 늘리기-속도 느림, 중계기 설치-높은 속도), Femto cell(유선전화망 -> 인터넷 -> core network)
5G : 보다 빨라짐
- 빨라짐 : latency, throughput, connections, mobility, networ architecture

A2 전예찬

2022-10-15 16:15:01 UTC

1장
IoT(Internet of Things)

IoT 예시
스마트 워치에 사용되는 ECG 시스템

최근 발달 이유
1. Ubiquitous connectivity
2. Miniaturization
3. Data Collection & Analytics
4. Cloud

IoT 필수 구성요소
1. Smart devices and sensors
2. Connectivity / Gateway (중요)
3. Cloud (Computing & Storage)
> Computing 큰 범위
> Storage 작은 범위 (ex) iCloud, Google Drive...)
4. Analytics
5. User Interfaces

AIoT
(Artificial Intelligence of Things)
IoT로 데이터 수집 후 (Cloud에 저장) AIoT로 insight를 만듦

빠른 판단이 필요한 경우 Device(핸드폰, 자동차 등등 AI를 이용하는 기기)가 모여있는 Edges에서 바로 Artificial Intelligence 이용 가능

질문) Edge Computing 과 IoT의 차이는 무엇인가? 또한 동시에 속한 것들이 있지 않나?

2장
Internet and Protocols

Internet : Network of Networks (소통)
Protocols : 소통의 매개 (TCP/IP 등 공용어로 연결)

질문) 인터넷 연결시 IXP는 누가 관리하는가? (다른 것들은 통신사 등 기업에서 관리)

WPAN < WLAN < WMAN < WWAN
각각 personal local metropolitan wide
예시 Bluetooth WiFi Wibro Cellular Networks
(거의 사용 안 함)

protocol이란?
통신에서의 규칙 > 2개의 Device에서의 번역가 역할

질문) 3개 이상의 Device에서의 번역가 역할(통신을 돕는)
protocol도 존재하는가? >> (예시를 번역가로 들으셨기 때문에 3개 국어를 하는 번역가도 존재하는 것에서 생각)

3장
Cellular Systems vs WiFi
Wide Local
Roaming No Roaming
지역에 영향을 덜 받음 hot-spot area에서만 이용가능
돈을 내야함 무료
(중요) Licensed bands Unlicensed bands
>기지국에서 서버 구매하여 기지국이 작음
(서버에 돈을 지불한) 모든 사람이 이용가능
특정 사람이 이용가능

Cellular Concept
작은 기지국(Cell)이 뭉친 구조(Cellular System)
> Cell 끼리는 유선망으로 연결
인접한 기지국의 주파수는 다르게 해야함
>기지국을 이동할 때 간섭의 문제가 생기기 때문

충분한 거리가 있는 기지국끼리는 같은 주파수를 사용할 수 있음
(Frequency re-use)
(ex) 7 cell cluster , 4 cell cluster, 3 cell cluster
각각 7개, 4개, 3개의 Cell로 이루어진 Cluster가 반복되는 구조
개수가 많을 수록 각 기지국 간에 거리가 멀어지고 거리가 멀면 간섭 문제의 위험이 적음
거리가 가까우면 많은 양의 데이터를 사용할 수 있음

Cell structure
1개 >
거리가 먼 곳은 강한 전송이 필요하기 때문에 배터리가 많이 듦
기지국 고장시 그 지역 모든 곳의 연결이 끊김
전체 데이터를 전체 사람이 나누어 쓰는 구조이기 때문에 사람 당 쓸 수 있는 데이터의 양이 줄어듦 (가장 큰 문제)

여러개>
Cell 하나당 거리가 짧기 때문에 먼 곳까지 전송할 필요가 없어 배터리가 조금 듦
한 개가 고장되어도 문제가 일어나지 않음
단점: 돈이 많이 듦
전체 데이터를 그 셀에 속한 사람이 나누어 쓰기 때문에 사람 당 쓸 수 있는 데이터의 양이 많음

따라서 인원 수의 따라 Cell 개수를 설정하는 것이 중요

Hand off
통신 중에 Cell 간의 이동이 일어날 경우 (ex) 전화하면서 이동하는 경우 통신 장애가 일어날 수 있음)
종류
1. Soft Hand off
기지국 간 교집합이 있어서 통신을 만들어 놓고 이후에 끊기가 가능
2. Hard Hand off
기지국 간 교집합이 없어서 통신을 끊고 이후에 다시 만듦 따라서 끊김이 발생

따라서 이들 사이에 신호를 언제 이동하느냐가 중요한 과제
이를 해결하기 위한 방식
RSS(Relative Signal Strength) 둘간의 신호만을 비교하는 방식 (비효율적)
기존까지 많이 쓰이던 방식
둘만의 신호가 일정한 차이가 나기 시작하는 시점을 선택하여 기지국 교체

최근 방식
둘간의 신호가 일정한 차이가 나기 시작하는 시점에서 Time to Triger(일정 시간이 지나면 바꾸기)

Cellular System
1G: 아날로그 (직접 대화)
2G: 디지털 (짧은 데이터, 목소리, SMS 제공)
TDMA, CDMA 방식.
이 중 TDMA는 GSM으로 발전
3G: 컴퓨터 네트워크 (비디오까지 추가)
Universal global roaming
스마트폰 등장
TDMA => 3GPP => LTE
CDMA => 3GPP2 => EU-DO (유럽에서만 사용했음)
MIMO : 안테나 개수를 늘려 전송 속도를 늘림
Beam - forming: 수신지 방향을 예측해서 수신지 있는 곳에만 전송 (기존에 있던 기지국과 먼 곳에서는 수신이 힘들었던 문제를 해결)

4G: IP - based
속도가 빨라짐
기존의 수직적 구조를 수평적 구조로 변환
LTE A의 등장으로 MIMO 방식에서의 안테나 개수 증가
중계기를 도입해서 cell의 크기와 종류 다양화 (ex) Femto cell: 스마트폰에서 데이터 사용을 가능하게 함)

5G: LTE 대비 속도 훨씬 증가
전송속도 30~50배 증가
전송량 100배 증가
동시연결 가능 개수 100배 증가
Hand off 속도 1.5배 증가

질문) 어떤 방식을 이용하길래 이렇게 빨라졌는가?

A3 이다영

2022-10-15 16:21:01 UTC

>>>Ch.01

용어 등장

-1999, Kevin Asthon

-센서 등 정보를 획득할 수 있는 디바이스들로 부터 데이터를 얻어 다양한 것들을 할 수 있음

정의

-사물에 센서와 통신기능 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

동작원리

-sensor(+통신모듈) <-> gateway <-> cloud/server <-> mobile app

활용분야

-스마트 팜, 스마트 홈....

활용되기 시작한 이유(상용화)

-인터넷망

-소형화(작은 센서)

-데이터 수집&분석(빅데이터)

-클라우드

기본요소

-smart devices&sensors

-connectivity(인터넷, 통신망)/gateway : 가장 핵심 (Communication+Internet)★

-cloud : computing/cloud storage

-analytics

-user interface

정의

-IoT 디바이스가 만들어낸/모은 데이터를 AI를 활용해 인사이트 만들어 내는 것 : AI+IOT

구성요소

-Cloud

-Fog(노드, 서버들)

-Edge(디바이스들이 모여있음, 긴밀한 결정들은 이 수준에서 결정)

활용

-애플워치, VR goggles, 스마트홈, amazon go

>>>Ch.02

정의

-Networks of network : 네트워크를 하나로 묶어서 사용하는 것

-공통규약 : TCP/IP

간단한 역사

-1969, ARPANET 4개 대학 연결하는 네트워크로 시작(login 이 첫 메세지)

구조

-노드 많을 수록 연결이 기하급수적으로 증가

=중간노드 생성, ISP(Internet Service Provide) 회사가 스위칭 노드 역할, IXP는(Internet Exchange point)는 ISP를 연결

네트워크의 분류

-얼마나 멀리 연결시킬 수 있는지(Coverage)

=Wireless Personal Area Network(WPAN) : 블루투스, NFC, RFID 등

=Wireless Local Area Network(WLAN) : 몇십미터~100m 이내, 와이파이

=Wireless Metropolitan Area Network(WMAN) : 현재 사용↓, 캠퍼스나 작은도시

=Wireless Wide Area Network(WWAN) : 셀룰러 네트워크

정의

-통신망의 규약

-인터넷에서 가장 중용한 통신용 소프트웨어

-여러개의 레이어(모듈화), 현재는 5개의 레이어로 사용

>>>Ch.03

Cellular System vs Wireless LAN

-넓은 지역 vs local

-이동성 보장 vs hot-spot(이동성 보장x, 기지국)

-licensed bands vs unlicensed bands

cellular 개념

-cell : 기지국(기지국은 유선 연결)의 전송 범위 영역

-경계의 간섭 문제를 해결하기 위해 인접 셀들은 주파수를 다르게 사용

-frequency re-use : 멀리 있는 셀은 동일한 주파수 사용, N cell cluster : N이 작을 수록 노이즈 발생 심할 수 있음(주파수 면적 크기 때문에 동일한 주파수 사용자가 많음)

cell 구조(작은 셀)

-셀이 작을 수록(더 많이 쪼갤 수록) 한 사람이 사용가능한 주파수가 커짐

-비용 증가(기지국 더 많이 설치)

-기지국 고장시 다른 지역 영향 받지 않음

-대도시가 시골보다 셀이 작다

Hand off=Hand over

-한 기지국으로 부터 다른 기지국으로 서비스를 자동으로 전환

-hard hand off : 한 기지국으로 부터 다른 기지국으로 이동할 때 기존의 기지국 신호를 끊은 후 다른 기지국 신호에 연결(Break-before-make)

-soft hand off : 오버랩 된 셀, 한 기지국으로 부터 다른 기지국으로 이동할 때 기존의 기지국에서 신호를 끊기 전에 다른 기지국에서 신호를 자연스럽게 연결(Make-before-break)

Hand off Triggering Strategies

이동중에 다른 기지국의 신호가 현 기지국의 신호보다 높아지는 특정한 시점에 hand off : HM -> 동중에 다른 기지국의 신호가 현 기지국의 신호보다 높아지는 시점에 일정시간 기다렸다가 확인 후 hand off : TTT

Cellular Generations

-세대가 변화하면 기지국 새로 교체

-1G : 아날로그, 기존 전화통신 방식(circuit-switched), 목소리 전달

-2G : 디지털, 기존 전화통신 방식, 짧은 데이터 전달

=표준 : TDMA(유럽표준, GSM) , CDMA(퀄컴, IS) 2개로 분화 되어 발전

-2.5G : IP 네트워크 방식(Packet-switched)

=표준 : GPRS(2.5G), EDGE(2.75G)

=전화는 기존 세대의 방식으로, 데이터는 다른 방식으로

-3G : IP 네트워크 방식(Packet-switched), 목소리, 데이터(비디오) 전달, 글로벌 로밍

=표준 : 3GPP(TDMA방식, HSPA, LTE), 3GPP2(CDMA방식)

=MIMO(Multiple Input Multiple Output) : 안테나 기법, 기존에는 하나씩 안테나를 사용 -> 안테나 여러개 사용하여 신호 합하여 사용, 전송 속도 높힘

=Beam-forming : 기존 원 형태로 신호 보냄(가까이 있는 것만 신호 잘 온다는 문제) -> 수신지의 방향 예측해 그 방향 쪽으로 신호를 쏘는 것

-4G : IP-based, 속도 빨라짐

=LTE-A : 셀 사이즈 다양화, p2p 방식

=Relaying : 멀리 있으면 속도가 느리기 때문에 중계기(Relay Node)를 두어 중계(coverage extension)

=Femto cell : 유선전화망 이용하여 인터넷 연결★

-5G : 4G와 비슷하지만 속도 빨라짐

=더 빠른속도, 지연시간 감소, 동시 연결 가능한 connection 수 증가, hand off 가능 속도 증가, 인공지능, 빅데이터 시대와 함께 IoT를 연결하는 백본망으로서 중요한 역할

A3 이후현

sltask0222 — 2022-10-15 16:46:59 UTC

Chapter 1 IoT(Internet of Things)

IoT의 정의_

(1) The network of physical objects(“things”) connecting and exchanging data with other devices and systems over the internet

(2) 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

Ex_ 시계로부터 착용자의 심박 정보를 얻어 인터넷으로 전송. 게이트웨이를 거쳐 서버를 통해 모바일 웹으로 전송될 수 있음.

특징_ 활용 범위가 굉장히 넓음

Why IoT is Getting Popular?_

(1) Ubiquitous connectivity

(2) Miniaturization

(3) Data Collection & Analytics

(4) Cloud

기본적 요소(Essential Components)_

(1) Smart devices and sensors_ 무선으로 정보를 전송하는 것이 기본적. 센서는 어디에나 있음.

(2) Connectivity / Gateway_ 가장 중요한 부분. Communication + Internet. 정보를 EDGE로 받아 클라우드 등을 활용해 전송함.

(3) Cloud_ 일반적으로 Storage를 떠올리지만 Computing을 작은 기업에서는 많이 사용함. Cloud Computing이란 서버, 스토리지, 데이터베이스, 네트워킹, 소프트웨어 등을 모두 포함함. 특히 Storage를 언제 어디서나 쓸 수 있게 한 것이 Cloud Computings

(4) Analytics_ 의미있는 내용을 뽑아내기 위해 데이터를 분석하는 것

(5) User interface_ 사람에게 눈에 보이는 부분. 컴퓨터 모니터, 스마트폰 화면에 보이는 모습.

AIoT(Artificial Intelligence of Things)_ = Iot(코, 귀, 눈, 혀, 피부 등 감각기관에 비유) + AI(뇌에 비유)

정의_ IoT devices create and gather data, and then AI analyzes it to **provide insights**

모은 데이터를 어디에 저장하는가?_

(1) Cloud (at the center)

(2) Edge (at or close to the device nodes)

특히 Edge에 Intelligence를 부여하겠다. 그래서 긴밀한 결정들을 local에서 처리할 수 있도록. 클라우드까지 보내서 판단하고 결과를 통보받으면 너무 늦어. decision-making을 빠르게

>> local data-informed decision-making

ex_ Cloud AI Camera. 카메라 안에 도둑이 들어왔을 때 판단하여 조치를 취할 수 있는 AI가 탑재. 경찰서까지 인터넷으로 정보를 언제 보내? **Edge Computing**

ex2_ Apple Watch, VR goggles, Smart Home, thermostat, AIoT camera, Autonomous vehicles, dog-like robot, Amazon Dash Cart, etc.

Chapter 2 Internet and Protocols

Internet의 정의_ Network of networks. 기존에 사용하던 네트워크들을 하나로 묶어서 사용함. 마치 영어로 국제 거래가 이루어지듯이. 이 때 영어처럼 통신을 위한 소프트웨어가 바로 TCP/IP

Brief History of Internet_

1969_ARPANET

처음 보낸 메시지는 login. 그마저도 보내다가 실패하기도 했음

1970_미국 동부의 대학들을 연결. 이후 점점 커짐.

Internet Users_

중국으로 인해 Asia의 User 수가 대륙 중 가장 많음

날이 갈수록 인터넷 사용자는 점점 증가

Internet-related Stats_

인터넷에 연결된 기기(IoT) 수는 항상 꾸준하게 증가. PC는 늘 비슷, 스마트폰은 증가하다가 고정되는 추세. 스마트홈과 같은 IoT Device들이 엄청나게 많이 증가하고 있음

Internet structure_

Physical하게 어떻게 연결할 것인가?

Option 1_ 가장 무식하고 좋은 방법은 모든 노드를 서로서로 연결. 그러나 이는 n nodes에 대해 n(n-1)/2 edges를 요구함. 너무 많이 필요해.

Option 2_ 중간 중간 switching node인 라우터를 두어 라우터가 노드들의 연결을 도울 수 있게 함. 여러 ISP 회사들이 이러한 형태로 인터넷망들을 설치함.

>>> 서로 다른 회사의 연결 망은 어떻게 연결해? internet exchange point(IXP)가 등장.

Access networks – Wired vs. Wireless. (유선 vs 무선)_

Wireless Access Network Technologies_ 얼마나 멀리 연결할 수 있는가?

(1) WPAN_ Personal Area. 무선이면 Wireless를 붙여서 WPAN, 유선이면 그냥 PAN (ex.Bluetooth)

(2) WLAN_ Local Area. (ex. Wifi). 가장 많이 쓰임.

(3) WMAN_ Metropolitan Area. 지금은 사실 잘 쓰이진 않지만 많이 연구되었었음.

(4) WWAN_ Wide Area. (ex. Cellular Network) 많이 쓰임.

Evolution of Cellular System_ 1G, 2G, ..., 5G 등으로 발전을 나타냄

Evolution of Wi-Fi_ Wi-Fi는 IEEE 802.11 뒤에 붙는 알파벳으로 발전을 나타냄.

Iot & Internet Protocols_

Internet을 배울 때 가장 중요한 software가 바로 protocol

기존의 컴퓨터 연결망(Current Internet Protocols)과 IOT의 연결망(Expected IOT Protocols)은 큰 차이가 없음.

What’s a protocol?_

차들끼리 부딪히지 않게 차도에서는 차선을 만듦. 교차로에서는 꼬이지 않게 하기 위해 신호등을 만듦. 이것이 바로 protocol이 하는 일. 통신망에서의 규약. 어떤 데이터를 어떻게 보낼 것인지, 에러가 나면 어떻게 할 것인지?

>>A Set of rules that governs how data is transmitted between different devices.

근데 이 규약들은 상당히 복잡해. 배달 사고나면? 추석에 길이 막히면? 하나의 소프트웨어로 처리하기는 어려워. 여러 개의 layer로 나누자 **modularity를 통해 reference model을 만듦. **

공항에서 비행기를 타고, 경유하고, 내리는 게이트로 가고, baggage claim을 하고, 이 모든 것들을 한 사람이 다 처리하는 것이 아님 ticket, baggage, gate, take off 등의 레이어 수준에 맞게 처리하게됨. (특정 수준, 업무에 대한 담당자가 있다고 이해해보자)

현재 인터넷 통신망은 실질적으로 5개의 Layer로 쪼개서 진행함. *Applilcation, *Transport, *Internet, Network Access(*Data Link, *Physical)

(Application, Transport, Network Access 등은 여러 종류가 있지만 Network는 IP가 혼자서 함)

Simple reference model_

라우터가 Mobile device와는 무선으로 통신하고, Corresponding host와는 유선으로 통신하는 모습의 그림. 두 통신이 서로 다른 protocol을 사용하므로 라우터는 두 개의 protocol을 다 이해함.

Chapter 3 Cellular Systems

Cellular vs WLAN_

Cellular System과 WLAN은 둘 다 무선으로 널리 쓰이지만 상당히 다름. 전송 방식은 비슷하지만.

넓은 지역 vs 로컬

글로벌 로밍이 지원됨 vs 로밍 지원되지 않음

users at vehicular speeds vs users in hot-spot area

가입자가 돈을 내고 사용 vs 장비(와이파이 카드)를 중심으로 시장 형성

Licensed bands vs Unlicensed bands. WLAN은 모두가 함께 쓸 수 있는 밴드. 그래서 강하게 쓰기 힘듦.

Celluar Concept_

cell을 활용하는 system. 기지국(Base Station)이 신호를 쏘았을 때 사용 가능한 범위가 cell.

벌집모양으로 cell을 표현하기도.

한편 cell의 경계 부분에서는 서로 다른 기지국 간의 간섭이 발생함. 이를 해결하기 위해 인접한 셀의 주파수를 다르게 함.

그렇다면 cell이 N개 있으면 주파수를 몇 개를 쓰느냐? 거리가 있으면 같은 주파수를 써도 되지(frequency re-use). 7 cell cluster, 4 cell cluster, 3 cell cluster 등이 있음.

7 cell cluster는 아무래도 frequency re-use 간의 거리가 멀기 때문에 noise가 적음. 반면 3 cell cluster는 동일한 영역의 주파수를 7 cell보다 큼직하게 나누어 쓸 수 있으므로 더 많은 사용자들이 통신할 수 있게 됨.

Cell Structure- cell size_

smaller cell size_ 기지국과 단말기 사이의 거리가 짧으므로 신호를 덜 강하게 쏴도 됨. 배터리 효율 좋음. 또 기지국 하나가 고장나도 인접한 기지국의 주파수를 사용할 수 있음. 하지만 동일한 지역에 기지국을 여러 개 건설해야 하므로 돈이 많이 듦.

그러나 smaller cell size의 가장 큰 이점은 바로 **Higher capacity, higher number of users** : bandwith의 문제. 똑같은 700MHz를 One big cell에서는 700명이 1MHz/person을 사용하지만, 100 clusters(700 cells)에서는 700명이 100MHz/person을 사용함. 셀을 잘게 쪼갤수록, 더 많은 사용자를 support 할 수 있게 됨. 따라서 시골에서는 셀을 크게 해도 괜찮지만, 대도시에서는 셀을 잘게 쪼개게 됨.

Handoff_

셀을 건널 때 identify new BS & assign new channel

hard handoff_ 셀이 조금 떨어진 경우. Break-before-make

soft handfoff_ 셀이 잘 겹쳐진 경우. Make-before-break

Handoff Triggering Strategies_

겹치는 구간에서 Handoff를 어떤 방식, 기준으로 할 것인가?

최근에는 Relative signal strength with handoff margin 방식을 주로 사용 : 신호의 크기가 같아졌다가 새로운 신호의 세기가 이전 신호보다 handoff margin만큼 커지면 넘겨줌.

그런데 가장 최근의 새로운 방식(time-to-trigger, TTT)은 새로운 신호가 불안하지 않고 일정시간 동안 잘 유지되는지 지켜보자는 것.

Cellular System

Cellular Generations_

2G부터 디지털 방식으로 바뀜.

3G부터 packet-switched가 목적이었으나 3G로 넘어가는 과정에 이용자들의 요구가 많아져서 2.5G에서 packet-switched를 먼저 도입함.

4G부터 IP-based, 속도가 상당히 빨라짐.

1G Cellular Generation_ 엄청 무겁고 부자들의 상징

2G_ 작고 가벼운. 디지털 시스템. 문자서비스 제공. TDMA와 CDMA로 분화. CDMA는 퀄컴이 가지고 있던 표준에 기초. TDMA는 바로 GSM(Global System for Mobile communications). 가장 많은 가입자 수. 핀란드에서 표준이었음.

2.5G_ 2G폰을 사용하여 멀티미디어 서비스를 이용할 수 있게.

3G_ 완벽한 글로벌 로밍. Kbps에서 Mbps로(2Mbps, UMTS). TDMA 방식은 3GPP 방식으로. CDMA는 3GPP2 방식으로 진화.

MIMO(Multiple Input Multiple Output) & Beam-forming_

MIMO는 안테나 수를 늘려서 전송속도 개선. Beam-forming은 수신지의 방향을 예측하여 기존의 360도 방향 전송에서 특정 방향으로만 강하게.

3, 4, 5G 등 숫자가 바뀔 때마다 기지국(BS)를 새로 깔게 됨. 돈이 많이 든다. 통신 사업자들은 기존에 깐 망에서 충분히 돈을 벌고 싶어할 수 밖에.

3GPP Long Term Evolutino(LTE)_

packet only system으로서, IP 통신망처럼 사용하겠다는 것. 예전에는 기지국들마다 상위 노드가 있어 올라간 다음 전송이 이루어졌으나, LTE부터는 Hierarchy가 아닌 대등한 관계로 전송이 이루어지는 것이 가장 대표적인 차이점.

LTE-A(LTE Advanced)_ 진정한 4세대. MIMO의 도입으로 안테나 수가 증가. 또 cell size를 다양하게 구축.

Relaying_ 기존에 셀에서 멀리있는 노드들은 전송속도가 느림. 이를 해결하기 위해 중개기를 두어 중개하는 것. 외야수가 2루를 거쳐 포수로 가는 느낌. 중개기의 도움을 받아 빠른 속도로 전송.

Femto cell_

아주 중요한 개념으로 활용됨. 산골이어도 망을 사서 인터넷에 연결하여 Core Network에 연결할 수 있게 됨.

Challenges and Gaps to Reach 5G_

속도가 엄청나게 빨라짐. mobility는 handoff가 가능한 속도를 의미. 이제 무인 장치 사용 가능, 매우 다양한 application들을 활용할 수 있게 됨. IoT에서 5G는 굉장히 중요하다.

B4 정승재

2022-10-15 17:23:15 UTC

[1강] IoT와 AIoT

IoT: 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술.

*IoT가능해진 배경

-네트워크 연결

-소형화된 센서

-데이터 수집, 분석 기술

-클라우드 인프라

*핵심 요소:

1. 스마트 기기, 센서(통신모듈)

2. 통신망, 게이트웨이

3. 클라우드: 데이터를 저장(storage), 동작을 수행(cloud computing)

4. 분석학

5. 유저 인터페이스

AIoT: Iot에 AI 접목.

구성요소: cloud(상위개념) fog, edge(클라우드로 보내기 전에 데이터 처리가능)

---------------------------------------

[2강] 인터넷과 프로토콜

인터넷: 각각의 컴퓨터가 쓰고 있던 네트워크들을 연결.

ISP 설치(스위칭 노드), IXP 연결(회사와 회사간)

*네트워크의 분류

Wireless personal area network(WLAN,10m 이내)

'' Local area(WLAN)

'' Metropolitan area(WMAN)

'' Wide area(WWAN)- cellular network

Protocol: 서로 다른 두 기기간 데이터를 주고받기 위한 규약, 인터넷 통신망에서 사용되는 통신용 프로토콜

각각의 레이어에 맞는 규칙을 정해 그것에 따라 작동하는 비행기처럼,

ISO/OSI reference model (국제표준)을 만들어서 각 레이어에 맞는 규칙에 따라 통신을 함.

4가지의 각각의 레이어에 각각의 프로토콜이 존재함.

-Application

-Transport

-Network

-Data link + physical
-------------------------------------

[3장]. Cellular system

*cellular system vs wireless lan system

Coverage 넓다.(wide) vs local

Global roaming 가능. vs x ,

빠른 속도 이동 ok vs hot-spot area(좁은 공간한정, 유동성 보장 x)

Licensed bands(통신사가 돈을 주고 주파수를 구매한 것임) vs unlicensed bands

*Cellular concept

기지국(전송범위, 하나하나의 기지국과 범위를 cell이라고 함)이 있고, 여러 셀이 모여있는 구조.

인접한 셀끼리 주파수를 다르게 함(경계부분에서 간섭문제 해결)

- 7 cell cluster/ 4 cell cluster/ 3cell cluster : 각각 장단점이 있음.

*Cell structure – cell size

셀이 작을수록( 더 많이 쪼갤수록), 더 많은 사람을 서포트 할 수 있다.

단, 비용이 많이 듬

Handoff

: 두 기지국간 연결, (통신이 연속적으로 이뤄지게 하기 위해서는 두 기지국의 일부 범위가 겹쳐지도록 -> soft handoff/ 중첩되는 부분이 없으면 일시적으로 연결이 끊김-> hard handoff)

Handoff triggering strategies: 주파수가 항상 일정한 것이 아니기 때문에 handoff를 매끄럽게 하하는 것은 생각보다 쉽지 않음.

기존에는 RSS 방식 -> 최근에는 TTT 방식

*Cellular Generations

1G: 아날로그, 목소리 ONLY

2G: 디지털 시스템, SMS,

2.5G

3G: 글로벌 로밍,

(*MIMO 방식(2가지 빔을 사용해 사용자와 주파수를 주고받음, 전송속도를 더욱 빠르게함)

*Beam-forming )

- LTE-Advanced

- Femto cell: 유선전화기 통신망을 이용해 모바일에서도 통신 사용

B2 모현수

2022-10-15 19:31:12 UTC

Chap 1 IoT & AIoT

IoT Internet of Things)

IoT 용어

1999년 논문에서 처음 사용됨, Kevin Ashton

‘센서 등 정보를 획득할 수 있는 디바이스들로부터 데이터를 얻어 다양한 것들을 할 수 있음’

IoT 정의

각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

IoT 동작

Sensors <-> Gateway <-> Cloud/Server <-> Mobile App

센서 내 통신 모듈이 게이트웨이에 측정된 데이터를 전달하고, 클라우드나 서버, 모바일 앱으로 데이터를 전송됨

IoT 활용 분야

Smart homes & cities, Surveillance...

IoT 활용되는 이유

여러 가지 백업 기술 때문,

(1) Ubiquitous connectivity – 저비용 고속 네트워크

(2) Miniaturization – 작은 센서를 만들 수 있기 때문

(3) Data Collection & Analytics – 많은 데이터를 저장할 수 있는 장치가 있고, 데이터를 활용할 수 있는 분석 기술도 있기 때문

(4) Cloud – 데이터 수집 & 활용할 수 있는 인프라가 마련되었기 때문

IoT 기본요소

(1) Smart devices and sensors : 무선으로 정보를 전송하는 것이 기본

(2) Connectivity / Gateway : 인터넷, 통신망이라고 함, 가장 중요한 부분

(3) Cloud : 데이터를 저장하고 활용해서 동작을 중요한 요소, Computing + Storage(ex) dropbox, icloud) 두 가지가 있음

(4) Analytics : 데이터에서 의미 있는 추출을 위해 빅데이터에서 많이 사용됨

(5) User Interface : 사용자가 보는 화면

AIoT (Artificial Intelligence of Things)

IoT(eyes, nose, ear...) + AI(brain) = AIoT

AIoT 정의

IoT 장치에 인공지능 역할을 넣은 것, IoT 장치들이 정보를 만들거나 수집한 데이터를 AI 모듈을 활용해서 인사이트를 만드는 것

AIoT 구성요소

(1) Cloud(at the center) - 대형 스토리지

(2) Edge – local, 장치들이 모여있음, 중요하고 긴박한 것은 로컬에서 처리

Chap 2 Internet and Protocols

Internet 정의

Internet : Network of networks 기존의 선처럼 각자 사용하고 있던 네트워크들을 하나로 묶어서 사용하는 네트워크

공통 규약 : TCP/IP

Internet 역사

1969, ARPANET(Internet의 원시 버전)

4개 대학 연결하는 네트워크 만듦, 처음 보낸 메시지는 ‘login’

1970, 동부 대학들을 연결 이후 점점 커짐

Internet Users

중국 영향으로 인터넷 사용자 수가 아시아가 가장 많음, 날이 갈수록 인터넷 사용자는 점점 증가

Internet-related Stats

인터넷에 사용되는 장치들이 기하급수적으로 증가, 스마트홈과 같은 IoT Device들이 많이 증가하고 있음

Option 1: 가장 무식하고 좋은 방법은 모든 노드를 서로서로 연결, 그러나 너무 많은 선이 필요함

Option 2: switching node인 라우터를 두어 각각 노드들의 연결을 도움

Wireless Access Network Technologies

(1) WPAN (Personal Area) : 10m 이내 사람의 몸 근처에서 통신할 수 있음

ex) Bluetooth, UWB, RFID...

(2) WLAN (Local Area) : 몇 십 미터~ 몇 백 미터까지 커버함

ex) WiFi

(3) WMAN (Metropolitan Area) : 작은 도시 정도 커버함

ex) wibro

(4) WWAN (Wide Area) : 아주 넓은 지역 커버함

ex) Cellular Networks

IoT & Internet Protocols

Protocol 정의

디바이스 사이에서 데이터를 송수신할 때 쓰이는 규약

Chap 3 Cellular Systems

Cellular vs Wireless LAN

(1) Cellular : 넓은 지역 커버, 글로벌 로밍 가능, 가입자가 돈을 내고 사용, 라이선스

(2) Wireless LAN : 커버 지역이 좁음, 로밍 불가능, 핫스팟 사용함, 무료, 언라이선스

Celluar 정의

Cell(기지국의 전송범위)을 활용하는 시스템

Cell Structure – Frequency re-use

간섭 없는 기지국은 주파수 재사용해도 됨

Cell Structure – cell size

one big cell은 끝에 보낼 때 강하게 쏴야 됨, 한 개라도 고장 나면 전체가 불통이 됨, 1MHz/person

BUT, 100 clusters는 기지국 설치 많이 해야 되므로 비용이 많이 듬. 100MHz/person

Handoff

통신 중에 한 셀로부터 다른 셀로 이동하게 되는 것

Soft Handoff : 셀이 자연스럽게 오버랩 되는 것 <-> Hard Handoff

Handoff Triggering Strategies

handoff는 신중하게 이루어져야 함,

이전에는 이동 중에 handoff margin 값보다 커지는 구간에 handoff를 하자는 것이었고,

최근에는 일정 시간 동안 유지가 되는 것까지 추가됨

Cellular System

Cellular Generations

1G – 아날로그, 엄청 무겁고 부자들의 상징

2G – 작고 가벼움, 디지털, 문자 서비스 제공, TDMA와 CDMA로 분화

2.5G – 멀티미디어, 웹 기반 텍스트 주고받을 수 있게함

3G – IP network 방식, 멀티미디어 데이터, 글로벌 로밍, TDMA -> 3GPP, CMDA -> 3GPP2로 전환

4G – IP망, 상당히 빨라짐

5G – 4G보다 빠름

MIMO

안테나를 늘려 전송속도를 빠르게 함

Beam-forming

수신지의 방향을 예측해서 특정 방향으로만 쏘므로 신호가 강하게 잡힘

LTE-Advanced

LTE-A 깔리면서 다양해지고 부가서비스가 생김, 안테나 숫자가 늘어 속도가 빨라짐

Relaying

멀리 있으면 속도가 느림 -> 중계기를 두어서 해결하는 것

Femto cell

기지국의 서비스를 받지 못하는 곳에서 유선망을 이용해서 인터넷 망으로 core network 연결

속도가 엄청 빨라짐, 다양한 application들 활용할 수 있음, IoT에서 5G는 중요함

B1 성민석

2022-10-15 20:48:10 UTC

AIoT 1장

IoT 및 AIoT의 개념 및 특징을 알 수 있었습니다.

- Internet of Things

- 1999년 KEVIN ASHTON이 가장 먼저 사용

- The network of physical objects

#동작원리

- 센서 -> Gateway -> Cloud/Server -> Mobile App

#활용

- Smart cities, building management 등 Everyday Things

#인기이유

- Ubiquitious connectivity (비용절감, 빠 른 네트워크 연결)

- Miniaturization

- Data Collection & Analytics

- Cloud

#기본요소

- Smart devices and sensors (Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth, 자동차, 집, 다리, 스마트폰 등..)

- Connectivity / Gateway (Communication + Internet)

- Cloud ( 데이터 저장 및 처리, Cloud Computing, Cloud Storage(iCloud같은) )

- Analytics (의미있는 데이터를 추출 및 가공. Useful insights)

- User interface (데이터 시각화)

- Artificial Intelligence of Things

- IoT + AI

- IoT devices들이 Cloud에 모은 데이터를 AI 모듈을 활용해 Insights를 도출하는 것

#Edge

- 디바이스들이 모여있는 단계, provide local data-informed decision-making

- 긴밀히 빠른 결정을 내려야할 경우, 엣지에서 AIoT역할 (ex. 차량사고, 도둑침입)

#Example

- Apple Watch, VR, Smart Home, MindAI thermostat 등..

AIoT 2장

인터넷의 발전 및 통신의 특징을 배웠습니다.

*Internet and Protocols

- Network of networks’ *Connected

- TCP/IP Protocol

- History : 1969, ARPANET

- 아시아가 가장 많은 Users(cos China)

- IoT devices가 가장 많이 인터넷에 연결

- 노드가 늘어날수록 n(n-1)/2의 Kn이 필요 -> Global ISP -> IXP

#Wire&Not

- 무선(WPAN), 유선(PAN) Network

- WPAN : Bluetooth, UWB, etc

- WLAN : WiFi

- WWAN : Cellular Networks

- WMAN : wibro(우리나라에서 거의 사용x. 생략)

#Evolution

- 1G -> 5G

- H/W 大->小 (Slim)

- Rules, how data is transmitted between different devices

- 자동차의 도로 규약과 같은 통신규약

- 여러 개의 Layer로 나눠 각각 역할을 담당 (ISO/OSI를 7개의 Layer로 나눔 -> TCP/IP는 4개의 Layer 간략화) 각각의 Layer에서 헤더를 붙여서 통신

- 무선과 유선은 서로 소통이 안되기 때문에, Base station에서 통역역할

AIoT 3장

Cellular System의 원리를 파악하고, Cell의 크기에 따른 차이점을 알 수 있었습니다. 또한 1G 에서 5G까지의 특징 및 차이점을 배웠습니다.

- Wide area coverage

- Global roaming

- Mobile users at vehicular speeds

- Subscription-based

- Licensed bands

#Cell

- 하나의 기지국이 area를 가짐(Creates cells)

- 인접한 Cell에 주파수를 다르게 함. 간섭문제를 해결하기 위해

- 7 cell cluster는 3,4 Cell 보다 Noise가 적음

#Cell Size Big (1MHz/person)

- 배터리가 많이 듦

- 기지국 고장 시, 넓은 범위에 에러

#Cell Size Small (100MHz/person)

- 많은 기지국 건설 = 비용大

- **셀이 작을수록 한 사람당 support할 수 있는 주파수

-> 대도시는 Small Cell, 시골은 Big Cell

#Handoff

- Cell간의 경계점

- Soft Handoff : 겹치는 부분 多

- Handoff Triggering Strategies : 주파수 세기에 대한 문제를 해결하기 위해 TTT를 더 고려

#2G Cellular –GSM

- 필란드, NOKIA에서 시작

#3G Vision

- Global roaming

- Increased data rates : 2 Mbps

- 3GPP family(HSPA, LTE)

*HSPA – MIMO : 안테나를 늘려 전송속도 향상

- Beam-forming : 수신지의 방향을 예측해, 필요 방향으로 수신하는 기법

#LTE-A

- 안테나 숫자가 더 늘어, 전송속도 향상

- 다양한 셀의 사이즈를 구축

- Relaying : 거리에 따른 전송속도를 해결하기 위해, 기지국 사이에 중계기를 넣음

- **Femto Cell : 산골에 있어도 기지국과 연결하여 인터넷 이용

#5G

- 지연시간 30~50배 상승, Connections 100x, Mobility 1.5x

- IoT에서 5G는 중요

B2 박진솔

astrocmder — 2022-10-16 02:39:30 UTC

Chapter 1 IoT, Aiot

1) IoT

Iot는 무엇이고 어떻게 활용되고, AIOT와 어떤 차이가 있는지

IoT는 무엇인가

è 센서 등을 이용해 다양한 데이터를 수집

정의

è Oracle 정의 : 사물들이 네트워크, 데이터들을 연결, 교환하는 장치들

è Wikipedia : 각종 사물에 통신기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

종합해보면 여러 장치들이 다양한 방식으로 데이터들을 수집하고 네트워크를 활용하는 것

동작원리

수집된 데이터가 게이트웨이, 클라우드/서버를 거쳐 모바일앱에서 활용

Iot이 백업기술

- 유비쿼터스 : 인터넷

- 소형화 : 센서

- 데이터수집, 분석 (즉, 빅데이터)

- 클라우드 : 장치에 대용량의 저장장치를 탑재하지 않아도 됨

IoT의 기본요소

- Connectivity/ Gateway : 인터넷 통신망, 게이트웨이(센서와 인터넷 연결)

- Cloud

- Analytics

- User Interface

구성요소

- 센서 : 연속적으로 데이터를 수집하고 게이트웨이에 전송

- Connectivity : 장치 간의 정보공유를 위한 통신채널 , IoT의 핵심이라고 할 수 있음

- Gateway :다른 네트워크와 프로토콜 간 양방향의 데이터 트래픽을 관리함

- 클라우드 : 인터넷을 통해 저장, 연산 등을 수행하는 리소스를 제공,

- Analytics : 데이터들로 정보를 만들어내는 과정

- User interface : 데이터들을 시각화, 쉬운 접근성을 만들어내는 것

Aiot : Artificial Intelligence of Things

IoT와 AI영역을 합친 개념

1. AioT란

- IoT 장치에 AI기능을 추가

- 데이터를 생성, 수집하고 분석해서 인사이트를 제공

- IoT를 통해 수집한 데이터의 이동

l Cloud(데이터센터) : 데이터들이 최종적으로 이동하는 공간

l Edge : IoT장치의 상위 단계 디바이스(스마트폰, 랩탑 등), 중요한 데이터들은 Edge에서 처리, 클라우드까지의 전송을 기다릴 수 없는 실시간 데이터들의 경우 edge에서 처리

Chapter 2 Internet and Proticols

인터넷이란 : Network of networks

즉, 기존의 통신망들(networks)를 묶어 하나의 네트워크로 연결

인터넷은 전 세계 사람들이 접근가능한 공공의, 협력적인, 스스로 유지하는 시설이다

각각의 네트워크는 자신만의 통신규약으로 운영된다.

기술적으로 인터넷을 구분하는 것은 TCP/IP라고 불리는 통신규약의 사용이다

인터넷 구조

퍼져있는 모든 네트워크를 모두 연결하는 방법은 무엇인가?

1. 네트워크를 vertex, 연결을 edge라고 했을 때, Complete Graph로 연결하게 되면 노드 수에 비례하여 edge의 수가 기하급수적으로 증가

2. 스위칭노드(라우터)와 ixp를 설치하여 수 많은 노드들을 연결할 수 있다.

네트워크의 분류(coverage(범위) 기준, 아래로 갈수록 연결범위가 넓음)

- WPAN : Bluetooth, UWB, Zigbee, RFID, NFC -> 센서네트워크에 사용

- WLAN : WiFi

- WMAN : Wibro

- WWAN : Celluar Newtork(4g, 5g …)

Protocol (가장 중요한 통신용 프로토콜)

기존 인터넷의 프로토콜

- HTTP

- TCP

- Ipv4

- Ethernel, Wi-Fi, GSM

IoT 의 프로토콜

- MQTT

- UDP

- Ipv6

- Eternet, Wi-Fi, GSM, LTE-M, Lora, SigFox

프로토콜이란?

장치들간 데이터 통신을 관리하는 규칙의 집합

프로토콜 계층의 발생 배경

- 데이터 교환 과정의 프로토콜이 복잡

- -> 모듈화, 계층화로 복잡성을 해결(Reference Model)

Reference Model

두 지점간 데이터 전송에 필요한 하드웨어, 소프트웨어 층을 서술

1) ISO/OSI reference model

A. 7개의 계층

2) Internet Protocol Stack

A. 기존의 ISO/OSI 계층의 복잡성 완화

B. 5개의 계층 (physical, DataLink, Network, Transport, Application)

Chapter 3 cellular system

Cellular vs wireless LAN

1. Cellular

A. 광범위

B. 글로벌 로밍 지원

C. 이동성 지원

D. 구독을 통한 수익

2. Wireless LAN System

A. 지역적

B. 로밍 지원 완됨

C. 이동성 보장 안됨

D. 수익은 장치에서만 발생

Cellular concept

Cell : 기지국과 단말들간의 통신 가능 범위를 나타냄,

인접한 기지국들은 서로서로 다른 주파수를 사용함.

è Frequency re-use : 거리가 멀어지면 다른 곳에서 사용한 주파수를 재사용 가능

n 7 cell cluster : 간섭이 적다는 장점,

n 4 cell cluster :

n 3cell cluster : 간섭이 발생할 수 있음. 더 많은 통신자들이 사용가능

è 셀이 크기에 따른 장단점

n 큰 셀 :

u 시설비용이 적음

u BS에 데이터를 전송하는데 드는 에너지가 큼

u BS 고장에 취약

u 한 사람 당 사용할 수 있는 주파수가 적음

n 다수의 작은 셀 :

u 데이터를 전송하는데 드는 에너지가 적음

u 시설비용이 많이 든다

u BS 하나가 고장나더라도 치명적이지 않음

u 한 사람 당 사용할 수 있는 주파수가 많음

è Handoff : 한 셀에서 다른 셀으로 이동하는 것

n Soft-handoff : 셀 간의 교차가 발생하여 경계에서도 끊기지않음

n Hard_handoff : 셀 경계에서 통신이 끊기게 됨.

n Handoff의 시점 : 이동한 셀의 신호세기가 일정기간 동안 더 강할 때, handoff함

Cellular System

1G : Analag, voice-only

2G : Digital, voice&data

- GSM

2.5 : packet switches

3 : packet_switched, voice, data & video

- 3GPP family

n HSPA : MIMO, Beam_forming

n HSPA+

n LTE : only 패킷,

- 3GPP2 family : EV-DO

4 : IP-based, higher data rate

5 : more higher data rate

결론적으로 무선인터넷의 발전이 AioT를 가능케 해주는 중요한 역할을 하게 됨

B4 조원석

chows224 — 2022-10-16 02:50:06 UTC

Chap 1.
IoT & AIoT

IoT(Internet of Things)
- 1999년 Kevin Ashton이 처음 사용한 용어.
-곳곳에 퍼져 있는 정보를 센서와 같은 디바이스들로 데이터를 얻어서 다양한 것을 할 수 있는다는 것에서 착안.

1. IoT 정의
- 각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술(위키백과)

2. 동작 원리
- 센서 > 센서 내 통신 모듈 > Gateway로 측정된 데이터 전달 > 각종 통신망(Cloud, Server) > 모바일 앱으로 전송

3. 활용 분야
- Smart farm, Smart homes 등 아주 많은 분야에서 사용되고 있다.

4. IoT의 백업 기술
- (1) : Ubiquitious connectivity(전 세계적으로 연결된 인터넷망)
- (2) : Miniaturization(센서/컴퓨터의 소형화)
- (3) : Data Collection & Analytics (대용량의 데이터 저장기술, 분석 기술 발전)
- (4) : Cloud(데이터를 모으고 활용할 수 있는 인프라 갖춰짐)

5. IoT의 기본 요소
- (1) : Smart devices and sensors
-- A. 보통 무선으로 데이터를 주고 받지만, 전력이 많이 필요한 경우 유선도 가능, 모은 데이터를 Gateway로 보내는 역할.
-- B. 가까운 거리에 데이터를 전송할 수 있는 통신 모듈이 센서와 연결되어 있음
-- c. 센서는 어디에나 존재(자동차, 스마트폰, 다리 등)

- (2) : Connectivity/Gateway
-- A. 센서로부터 Gateway로 가는 통신망, Gateway로부터 데이터 센터로 가는 통신망.
(통신망의 종류 : LoRa, ZigBee, Bluetooth, WiFi, Zwave)
-- B. Communication + Internet > The key of IoT

- (3) : Cloud
-- A. 크게 두 가지로 나눌 수 있음.
1. Colud computing : 회사에서 많이 사용. 비용 문제로 원격으로 인터넷으로 연결해서 소프트웨어, 운영체계, 스토리지 등을 사용하는 것
2. Cloud Sotrage(iCloud)

- (4) : Anlayics
-- A. IoT와 Bigdata가 겹치는 부분.

- (5) : User interface

AIoT(Artificial Intelligence of Things)
- 인공지능과 IoT의 합성어
- IoT 장치에서 생성, 수집한 데이터를 AI가 분석하여 Insight를 도출함.

- Edge : 데이터를 Cloud로 보내지 않고, 자동차의 사고와 같이 빠른 결정을 내려야 하는 경우, 딜레이나 리얼타임을 줄이기 위해서 Edge computing을 활용

- Real-life ex : 애플워치, VR고글 같이 클라우드까지 갔다가 오면 효율성이 떨어지는 것들.

AIoT 2장
Internet and Protocols

Internet
- Networks of networks, 네트워크를 하나로 묶음. 예를 들어, 서로 불가능 했던 의사소통을 위해 모두가 통일된 프로토콜로서 함께 사용할 수 있도록 만든 것.

TCP/IP
- 통신을 하기 위한 소프트웨어

Internet 의 역사
- 미국국방과학연구소에서 ARPANET을 만들어 4개의 대학에 컴퓨터를 연결해서 login이란 문자를 보냄.
- 그후 점점 확장되어, 2021년 기준 4.83billion의 사용자가 있음(아시아가 가장 많음).

Internet Structure
- 연결을 위해서 가장 쉬운 방법은 각각의 노드에서 모든 노드를 연결하는 것. 이때 연결선의 수는 n(n-1)/2로 노드의 수가 증가할수록 기하 급수적으로 증가하므로 현실적이지 못함.
- 위의 문제 해결을 위해, 중간에 여러 개의 스위칭 노드(라우터)를 둬 연결을 도와줌.
이런 라우터는 GISP(Global Internet Service Provider)가 설치.
- 각각의 라우터를 연결시켜 주기 위해 IXP(Internet exchange point)가 존재해야 함.

네트워크 분류
- 가장 많이 사용하는 것이 커버리지 방법.
(1) WPAN(Wireless Personal Area Network) : Bluetooth, UWB, Zigbee, RFID, NFC 등, 10m 이내 짧은 거리. 유선일 때 PAN으로 표현

(2) WLAN(Wireless Local Area Newtwork
: IEEE 802.11(WiFi), 몇 십 미터에서 백 미터

(3) WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)
: IDEE 802.16(wibro), 국내에서 사용되지 않음

(4) WWAN(Wireless Wide Area Network)
: Cellular Networks, 아주 넓은 지역을 커버함, 핸드폰 망

Evolution of Cellular System
- 1G에서 5G, G(Generation)

Evolution of WiFI
- 1990년대 말 처음 표준이 나옴. 그 후 업그레이드가 되고 있음. 버전의 표시는 802.11ax로 뒤에 알파벳으로 나타냄.

Protocols
- 인터넷을 배울 때 가장 중요한 통신용 소프트웨어.
- 기존 컴퓨터 인터넷 연결망과 큰 차이는 없음.
- 예를 들어 도로교통망에 사고나 막힘이 없도록 하는 규약들과 같이
데이터를 어떻게 보내고 잘 전달되는지, 에러가 나면 어떻게 할 지 등에 대한 규약.
- ISO/OSI Model의 경우 7개의 layer가 있음.
- TCP/IP Model은 기존의 7개의 layer을 묶어 4~5개의 layer로 만듦.
- 각 layer는 각자의 역할을 하게 됨.
- Layer를 지날 때마다 헤더를 붙이고 리시버에선 각자의 헤더를 자름.
- 무선과 유선은 프로토콜이 다름. 이 경우 라우터는 두 개의 프로토콜을 이해해야 함.

AIoT 3장
Cellular Systems

Cellular 와 Wireless LAN의 가장 큰 차이점은 licensed bands와 Unlicensed Band.

Cell
- 기지국(BS)과 그 안에 있는 단말들이 통신할 수 있는 영역.
- 인접한 셀의 주파수가 같을 경우, 경계 부분에서 간섭 문제가 발생한다.
- re-use : 충분히 떨어져 있으면 주파수를 재사용해도 된다.

Cell structrue - cell size
- 셀이 많으면 noise가 적고, 셀이 적다면 noise가 심할 수 있다.
- 전체 지역을 기지국 하나가 커버하는 것과 잘게 셀로 쪼갰을 때, 하나가 커버를 한다면 거리가 멀 경우 신호를 강하게 보내야 하므로 배터리를 많이 사용.
- 기지국에 문제 발생시 전체가 문제가 생긴다.
- Service provider가 기지국 생산을 위해 돈을 많이 써야하는 단점 존재.
- * 셀이 작으면 작을수록 한 사람당 서포트할 수 있는 주파수는 커진다.

Handoff
- 통화 중 셀 경계를 넘을 때 다른 기지국으로 서비스를 전환하는 것.
- hard hand off : 약간 지연이 있다가 다시 연결됨 (Break-before-make)
- soft hand off : 지연이 거의 없음(Make-before-break)

Handoff Triggering Strategies
- 기존에는 Cell(a)와 Cell(b)의 신호가 같아질 때 핸드오프를 했다. HM : handoff Margin
- 최근에는 약간의 지연시간(TTT)을 주고 그 후에 핸드오프를 한다.

Cellular Generations
- 1G : 아날로그, 기존 유선 전화를 무선 통신이 가능하게 함. 목소리만 전달

- 2G : 디지털, 기존 통신망, 짧은 데이터를 보낼 수 있게 됨.(SMS)
TDMA(GSM, IS-136), CDMA(IS-95)

- 2.5G : packet-switched, 2G에서 3G로 가기까지 오랜 시간이 소요, 소비자들의 요구 만족을 위해 멀티미디어, 웹기반 텍스트 전송을 가능하게 함.

- 3G : 글로벌 로밍, 멀티미디어 서포트, 데이터 레이트의 증가, 컴퓨터 통신망.
3GPP(3G Partnership ProjectTDMA방식), 3GPP2(CDMA방식)
HSDPA/HSUPA : down link, up link 기지국으로부터 단말, 단말로부터 기지국
MIMO : 안테나 기법, 안테나 개수를 늘려 데이터를 보낼 때 전송 속도를 높임.
Beam-forming : 수신지의 방향을 예측해서 수신 노드가 있는 방향으로만 신호를 쏨.(기지국으로부터 멀리 있어도 신호를 잘 잡음)
이러한 기술들을 바탕으로 세대를 변경시킴.
- 세대가 변경될 때 기지국을 새로 깔아야 함(비용이 많이 발생)

- 4G : IP-based, higher data rate up to 1Gbps
LTE : 컴퓨터 통신망처럼 쓴다.
LTE-A : 진정한 4세대, 안테나 숫자를 더 늘림. 다양한 셀 사이즈, 다양한 환경에 셀 구축.
-*멀리 있는 노드에서 보내는 속도를 해결하기 위해 중계기를 둠. 또한 커버리지 밖에 있는 사용자를 위해 새로운 기지국을 세우는 것 말고 중계기를 통해 기지국으로 연결하는 방법을 많이 사용함
-Femto cell : 와이파이 기기로 인터넷을 쓰는 것과 같이 femto cell에서 인터넷을 연결해 기지국을 사용하지 못하는 곳에서도 기지국을 사용할 수 있게 해 줌. 중요한 개념으로 활용됨.

- 5G : Higher data rate than 1Gbps.
MIMO
- 4G에 비해 지연속도, 전송속도, 동시 연결 개수, handoff의 속도 등을 월등히 빨라지게 만듦. IoT의 중요한 요소.

B3 박대민

2022-10-16 04:12:11 UTC

1장. IoT & AIot

1. IoT(Internet of Things)

1) IoT란?

각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술 (위키백과)
The network of physical objects(“things”) connecting and exchanging data with other devices and systems over the internet (Oracle)

2) IoT 요소

Sensors, Gateway, Cloud/Server, Mobile App
Sensors: 데이터 수집 , 통신모듈
Gateway: Sensors에서 받은 데이터를 전달 받아 각종 통신망에 전송

3) IoT 활용분야

스마트 팜, 스마트 홈, 스마트 시티 등등

4) IoT 상용화

Ubiquitous connectivity: 인터넷 망의 발달
Miniaturization: 소형화, 작은센서
Data Collection & Analytics: 데이터를 모을 수 있고, 분석할 수 있는 기술 발달
Cloud: 데이터를 수집, 데이터를 활용할 수 있는 인프라의 발달

5) IoT 기본요소

Smart devices and sensors

(1) 데이터를 모을 수 있는, 전달할 수 있는 요소

(2) 무선으로 측정한 데이터를 Gateway로 전달 (wifi, LoRa,Bluetooth등)

Connectivity / Gateway

(1) 센서와 인터넷 통신망을 연결시켜주는 요소

(2) Communication + Intenet의 Key 요소

Cloud

(1) 데이터를 저장하거나 활용하여 동작을 하는 요소

(2) Cloud Computing: Cloud 서버나 소프트웨어를 구매하여 사용

(3) Cloud Storage: iCloud

Analytics

(1) IoT와 빅데이터 공통적으로 필요한 요소

User interface

2. AIoT (AI + IoT, Artificial Intelligence of Things)

1) AIoT란

IoT devices에 AI 기능을 추가
IoT devices들이 Cloud에 모은 데이터를 AI 모듈을 활용하여 Insights를 만듦
Egde

(1) Device들의 Level, 이곳에 Intelligence를 넣어둠.

(2) 긴밀한 결정들은 이 수준에서 결정

(3) 무인 자동차, 무인 카메라, 애플 워치

2장 Internet and Protocols

1) 인터넷

- 각자 사용하는 네트워크를 하나로 묶음

- TCP/IP라는 통일된 규약을 만듬

2) 인터넷 구조

- 직접 연결하는 방법은 현실적으로 힘들다. (노드가 늘어날수록 기하급수적으로 늘어남 n(n-1)/2)

- ISP와 IXP

(1) ISP: 여러개의 Router를 두어 Node들을 연결시켜주는 백본망

(2) IXP: ISP를 가진 회사끼리 백본망을 연결시켜주는 devices

3) 네트워크의 분류

- WPAN (Personal): 약 10M(Bluetooth, RFID, NFC)

- WLAN (Local): 약 10~100M(Wifi)

- WMAN (Metropolitan): 작은도시(wibro), 거의 사용하지 않음

- WWAN(Wide): Cellular Networks

4) Protocols

- 통신망(데이터)의 표준 규약

- 여러개의 Layer로 나누어 통신용 소프트웨어(protocol)을 만듬.

- Physical – Data Link – Internet – Transport – Application 5개 Layer

3장 Cellular vs Wireless LAN

1) Cellular vs Wireless LAN

2) Cellular Concept

- Cell이 여러개 모여있는 영역, 네트워크 시스템

- 기지국과 단말기들과 통신 할 수 있는 영역을 Cell이라고 한다.

- 기지국은 백본망과 유선으로 연결되어 있다.

- 인접한 Cell은 주파수를 다르게 한다.(주파수가 같으면 경계부분에서 간섭이 일어남)

- 모든 Cell은 다른 주파수를 쓰는게 아니라 간섭이 일어나지 않을 거리에 있는 기지국과는 같은 주파수를 사용한다.

- 3, 4, 7 cell cluster가 있다.

(1) 7 cell cluster: Noise가 적다.

(2) 3 cell cluster: 기지국의 주파수가 커 더 많은 통신을 할 수 있다.

3) Cell Structure

4) Hands off

- 기지국이 바뀌더라도 통신이 연결해 주는 기술

- hard handoff

(1) 잠깐 통신이 끊김 (Break-before-make)

- soft handoff

(1) 통신이 끊기지 않음 (Make-before-break)

- RSS: 두 개의 신호 세기를 비교하여 선택하는 방법 (좋은 방법은 아니다.)

- Relative signal strength with handoff margin: 신호의 크기 차이가 같은 지점을 기준으로 hands off

- TTT: 일정시간 동안 잘 유지되는지 확인 후 hands off

5) Cellular Generations

- 1G

(1) 아날로그 방식

(2) 유선전화를 대신하는 무선전화

(3) 목소리만 전달하는 목적

(4) 전화 망

- 2G

(1) 디지털 방식

(2) 짧은 데이터를 전달

(3) 전화 망

(4) Cellular 폰을 대중화

(5) SMS

(6) 표준이 TDMA, CDMA 2개로 분화

(7) CDMA는 퀄컴이 가지고 있던 표준에 기초. TDMA는 GSM(Global System for Mobile)

-2.5G

(1) GPRS (GSM)

- 2.75G

(1) EDGE (GSM)

- 3G

(1) 인터넷 망

(2) 멀티미디어 전달

(3) Global roaming

(4) 2 Mbps

(5) 표준이 3GPP, 3GPP2로 분화

(6) 3GPP

- HSPA ,HSDPA(기지국 -> 단말), HSUPA(단말->기지국)

- LTE

(7) MIMO 방식 (안테나 기법)

- 안테나 개수를 늘려 데이터 전송 속도를 늘ㄹ미

(8) Beam-forming

- 수신자의 방향을 예측하여 효율적으로 전파를 쏘음 (신호가 잘 잡힘)

- 4G

(1) IP망

(2) 1Gbps

(3) LTE-A

- MIMO의 도입으로 안테나 수가 증가

- cell size를 다양하게 구축.

(4) Relaying

- 멀리 있으면 속도가 느린 문제를 해결 (Beam-forming와 다른 솔루션)

- 중개기를 만듦

(5) Femto Cell

- 산간지방 같은 경우 Femto Cell 기지국을 사서 유선전화망을 통해 인터넷망을 연결

- 5G

(1) 속도가 훨씬 빨라짐

(2) Latency: 30~ 50ms => 1ms

(3) Throughput: 100Mbps => 10Gbps

(4) Connections: 10K => 1000K

(5) Mobility(핸드오프 속도): 350km/h => 500km/h

C4 전현지

suswlwjs123 — 2022-10-16 05:53:24 UTC

1장.

IoT 정의

The network of physical objects(‘things)

각종사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

센서 -> gateway(like 휴대폰) -> cloud/server -> mobile application

IoT 대중화 배경

Ubiquitous connectivity : 인터넷 발달(저비용, 초고속 인터넷 연결 가능)

Miniaturization : 기술의 발달로 인해 측정 센서의 크기가 작아짐

Data Collection & Analytics : 빅데이터를 저장할 수 있는 공간과, 분석 방법들이 개발됨.

Cloud : Cloud를 통해 데이터 저장, 활용이 가능해짐.

Iot 기본 요소 5가지

1. Smart devices and sensors

- cloud에 전달할 데이터를 수집할 수 있는 밑바탕

- sensor에 부착된 통신망을 통해 Gateway로 데이터 전달 (through 블루투스, 와이파이, LoRa 등)

-실생활에 사용하는 많은 제품에 Sensor가 장착되어있음 (자동차, 다리, 휴대폰 등)

2. Connectivity / Gateway -> 인터넷 통신망/ 센서 – 인터넷을 연결해줌

-통신망에는 2가지가 있음 (1. 센서-Gateway / 2. Gateway – Data center)

3. Cloud

- 종류 2가지(1. storage/ 2. computing)

4. Analytics

- 저장된 데이터에서 의미있는 정보를 뽑아내기 위해, 가공 및 분석하는 것.

- bigdata와 iot의 교집합

5. User interface

- 유의미한 데이터 정보를 시각화하여 나타낸 것.

○ AIoT (Artificail Intelligence of Things)

# IoT(sencory organs) eyes, nose, ears, skin, tongue + AI(brain) = AIoT

AIoT란?

- IoT device에 인공지능 역할을 추가한 것.(중요하고 긴밀한 것은 local에서 해결하기 위함.)

IoT device가 Cloud에 전송한 정보를 AI가 분석하여 insight를 도출해 내는 것. 중앙집권적

2장

배울 내용 :（Iot의 I 즉, internet과 internet에서 사용되는 프로토콜에 대해 배울 것임）

○ Internet

internet정의

- 기존의 통신망(Network)를 하나로 묶은 Network

TCP/IP 프로토콜을 활용하여 네트워크를 하나로 묶음

# login(인터넷으로 처음 보내진 문자)

Internet structure

노드 많아짐 -> edges 多 => 현실적으로 모든 노드를 연결하는 것이 어려움 (# switching node(덩어리로) 만들어 선을 줄여보자!)

1) ISP

2) IXT(Internet exchange point) : ISP간 연결

Wireless Access Network Technologies (분류 by coverage)

Wireless Personal Area Network (WPAN) - bluetooth, NFC

Wireless Local Area Network (WLAN) - WiFi

Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) - wibro

Wireless Wide Area Network (WWAN) - Cellular Networks

○ protocol

protocol이란?

데이터 송수신, 에러 등을 정의하는 규약.

규약이 다양하고 복잡함 -> modularity(여러 레이어로 나눔) == reference model

-> 수정, 업데이트 및 크기 문제 등을 해결

3장.

○ Cellular

Cellular System

넓은 영역 커버

이동성 보장

Licensed bands -> 주파수를 소유 -> 강한 전파 -> 전국적 지원 가능

Cellular Concept

cell이란?

기지국과 그 안의 단말기가 통신할 수 있는 영역

경계 부근에서의 간섭문제를 해결하기 위해 cell의 주파수를 다르게 설정함.

(간섭이 없을 정도로 멀리 있는 경우 reuse할 수 있음)

Cell Structure

cell size

셀을 많이 쪼갤수록 -> 더 많은 사람에게 지원해 줄 수 있음.

but 기지국을 많이 설치해야하기 때문에, 비용 high

Handoff

soft handoff

cell 영역이 겹침 -> 지연이 거의 없음 -> (make – before-break)

겹치는 영역을 지날 때, 언제 handoff를 해야 하는지가 관건

-> 최근 사용하는 handoff 방법 == HO margin and time-to-trigger(TTT)

-> 새로운 신호가 이전 신호보다 강한 경향이 일정 시간 동안 지속되는지 확인 후 handoff

2. hard handoff

겹치는 부분 x -> (break – before – make)

Cellular Generations

1G : 아날로그 방식

2G : 디지털 방식 & 짧은 정보 전달 가능 GSM/TDMA표준

2.5G: 멀티미디어, 웹서비스 수요 증가 -> GPRS, EDGE 표준 (GSM)

3G : 목적 (=Universal global roaming) 3GPP(gsm기반)/ 3GPP2(CDMA기반)표준

4G : LTE-A (동등한 구조)

5G :전송속도 증가, 지연 감소

C1 이현지

2022-10-16 06:22:20 UTC

<1장 IoT & AIoT>

IoT : Internet of Things
- The network of physical objects
- 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결.

Sensor(통신모듈 존재) Gateway Cloud/Server Mobile App

IoT 활용 분야 너무나 다양.

IoT가 왜 많이 활용되는가? 전 세계를 연결한 인터넷망, 센서들의 소형화, 빅데이터 활용, 클라우드(데이터 모으고 활용하는 인프라)

IoT의 필수 요소 : 스마트 장치와 센서, 연결성/게이트웨이(인터넷망), 클라우드, 분석, 유저 인터페이스
1) 스마트 장치와 센서 – 센서는 어디에나 있음
2) 연결성/게이트웨이 – 가장 중요한 부분. 커뮤니케이션 + 인터넷
3) 클라우드 – 데이터를 저장하거나 동작해서 활용. Cloud Computing과 Cloud Storage
4) 분석 – 의미 있는 것들을 뽑아내기 위해
5) 유저 인터페이스 – 눈에 보이는 부분

AIoT : Artificial Intelligence of Things
- 인공지능과 IoT와 합친 것. 센서(IoT) + 뇌(AI)
- IoT 장치들이 데이터를 만들고 모아 바로 그곳에서 AI 모듈을 사용하여 insight를 만듦

Cloud(데이터센터) , Edge(장치들이 모여있는 곳의 윗 레벨) Edge에서 처리하도록 - Local 하게 데이터를 활용하여 decision-making을 할 수 있도록. Ex) 무인 자동차, ai 카메라
Edge Computing 많이 활용.
Edge Devices – Fog Nodes – Cloud Data Center

<2강 Internet 과 Protocols>

Internet : Network of networks
- 기존 통신망들을 묶은 네트워크.
- 누구나 통일된 규격으로 다른 소프트웨어를 함께 사용.

Internet의 중요 규약 : TCP/IP 프로토콜

인터넷 1969년 시작, 4개의 대학 연결하는 네트워크 만듦. Login 문자 보냄. 가장 많은 유저-아시아. 인터넷 사용 단말기 증가(AIoT가 엄청나게 증가)

인터넷 구조 : 직접 노드 연결 X, 스위칭 노드(백본망) 사용 – ISP(회사) 여러 개 존재 + IXP(회사끼리 연결)

커버리지로 네트워크 분류 :
WPAN-사람 몸 근처 무선 통신 Ex) 블루투스, WLAN ex) 와이파이,
WMAN,
WWAN ex) 핸드폰 망

Protocols : Data Link – Networking – Transport – Application.
컴퓨터 인터넷망과 IoT 인터넷망과 큰 차이는 없음.

Protocol : 통신망의 규약.
데이터를 주고받을 때 발생할 수 있는 모든 것들을 고려한 룰의 집합.

모듈화: 여러 개의 레이어로 나눠서 프로토콜을 만듦.
Reference model.
각각의 레이어가 맡은 일을 함.

ISO/OSI reference model (7 layers): Physical – Data Link – Network – Transport – Session – Presentation – Application

TCP/IP model : Network Access(Physical – Data Link) – Internet – Transport – Application

Data Encapsulation.

무선 네트워크 유선 네트워크 혼재 - 프로토콜이 각각 다름. 중간에 있는 라우터가 두 개의 프로토콜을 이해.

<3장 Cellular Systems>

Cellular vs Wireless LAN
넓은 좁은
글로벌로밍 로밍 X, 핫스팟
Licensed bands Unlicensed bands

Cellular Concept : Cell 구조로 이루어진 시스템. Cell 안에선 무선통신.
주파수가 같으면 간섭이 일어남 -> 인접한 cell의 주파수를 다르게 사용. Frequency re-use 방법으로.
셀 개수가 적을수록 간섭이 있을 수 있지만 더 많은 사용자가 통신 가능.

Cell Structure: 한 지역을 700명, 700MHz. one big cell vs 100 clusters(700 cells)
- One big cell 단점 : 기지국 – 단말 사이 거리 커서 강하게 쏴야 함, 배터리 큼. 사고에 민감, 한 사람당 쓸 수 있는 주파수가 적음(1MHz/person)
- 100 clusters(700 cells) 단점 : 기지국 많이 설치 돈이 많이 듦

Handoff : 통신 중에 셀로부터 다른 셀의 서비스를 받는 쪽으로 이동할 때 자연스럽게 연결.
Soft handoff (Make before break) - 셀 영역이 겹쳐서 지연 거의 X.
Hard handoff (Break before make) - 겹치는 부분이 X.
언제 handoff 하는지가 관건.
최근엔 언제 handoff 하는지? HO margin and time-to-trigger(TTT) 방식 사용.

Cellular Generations
1세대 – 아날로그, 무선전화기.
2세대 - 디지털 방식, cellular 폰을 보급화, 문자서비스, TDMA-GSM/CDMA-Qualcomm 표준.
2.5세대 – interim solutions.
3세대 – Universal global roaming, 멀티미디어(비디오 데이터 가능), 지금과 비슷한 폰, 3GPP(3GPP family – HSPA[MIMO 안테나 기법 사용, Beam-forming : 수신지 방향 예측해서 쏨] , LTE)/3GPP2 표준.
4세대 – 속도 상당히 빨라짐,
5세대 – 5G

Simplified GSM architecture : MSC-자연스러운 handoff 만듦.

GPRS : 데이터 통신을 위한 백본망

EDGE : 전국 망

LTE(3GPP Long Term Evolution) : 패킷 온리 망. 대등한 구조.

LTE-A(LTE-Advanced) : 4세대. 안테나 개수 늘려서 속도가 더 빠름. 다양한 셀의 사이즈(Femto cell 등) 사용.
Relaying – 중계기의 도움을 받아 빠른 속도로 전송, 커버리지 밖의 사람도 중계기를 통해 relay 시켜 전송.

5G System : 지연시간 작아짐, 속도 빨라짐. 다양한 애플리케이션 사용. IoT, 인공지능 시대에 중요.

C1 최은서

2022-10-16 08:34:04 UTC

[AIoT 1장]
- IoT: 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술
- 동작: sensors connected to IoT platform -> integates data
- 상용화 이유: Ubiquitous connectivity/Miniaturization/Data Collection & Analytics/Cloud
- 필수 요소: Smart devices and sensors: 데이터 수집-> Gateway로 전달/Connectivity, Gateway: 센서와 인터넷통신만 연결/Cloud: 데이터 저장/Analytics: converting data into useful insight /User interface: 데이터 시각화
- AIoT: IoT -> create, gather data/ AI -> analyzes, provide insights
- Cloud
- Edge: local data-informed decision-making
(local data<->cloud: network traffic/delay/power 문제)

[AIoT 2장]

- 네트워크를 인터넷망으로 연결
network of networks connected by intermediate networking devices
- 통신을 하기위한 소프트웨어 set of protocols TCP/IP
- IoT device 가 가장많이 증가하고 있음
- 각 device 의 ISP 연결 방법?
Op1. Kn: n(n-1)/2 edges
Op2. global ISP 중간 노드 역할 (ex-SK, KT..)
IXP global ISP 연결
- 유선 vs 무선 (+W)
Coverage 로 분류
WPAN(Bluetooth)
- 데이터 통신 규약
set of rules that governs how data is transmitted btw different devices
- exchange procedure is complicated
-> modularity
- simplify protocol design and implementation
-> layered reference model
- ISO/OSI reference model
총 7개
- internet protocol stack
총 5개
- (mobile device) -wireless- (router) -wired- (correspnding host)

[AIoT 3장]

- Cellular vs Wireless LAN
wide/local
global/no roaming
mobile/hot-spot area
subscription/equipment
licensed/unlicensed bands
- concept
base stations BS 기지국: create cells
nerby BSs 인접 셀-> difference frequencies to avoid interference 간섭
- cell structure
- frequency reuse: sufficiently distant cells (interference ↓)
each cluster -> N cells
reuse factor: 1/N
- cell size
if small cell size
-> capacity↑ users↑ transmission power↓ robust decentralized
-> BSs↑ cost↑ frequent handoffs
cities 100s/m country 10s/km = 0.01s/m
ex) 700MHz, 700people
1 cell -> 1MHz/p
100 cluster(700 cells) -> 100MHz/p
- handoff: crossing cell boundary -> identify new BS/assign new channel
hard: break-before-make(connection)
soft: make-before-break
- 방법: relative signal strength w/ handoff margin + time-to-trigger
-> RSS + HO + TTT
- 1G FMDA
2G SMS TDMA CDMA
3G 3GPP(TDMA) 3GPP2(CDMA)

A4조 이경민

2022-10-16 09:05:12 UTC

이경민

1장

AIoT(Artificial Intelligence of Things)

IoT +AI = AIoT

IoT 디바이스에 AI기능을 구현

AIoT ex) 애플 워치, 스마트 홈, 온도조절 장치, AIoT,

Realtivme

IoT디바이스들이 정보를 만들거나 모은 데이터를

클라우드나 스토리지 또는 자체 저장소에서 AI모듈을

활용해 인사이트를 만들어내는 것

IoT 데이터-> 클라우드(대) ㅐor Edge(디바이스들이 모여있는 바로 위 레벨)

Edge에서 확보한 데이터는 대부분 클라우드로 중요한 것들은

중간에 자체적인 AI 모듈을 활용해 가공 또는 분석 함

ex) 긴급한 차량사고 직전 등 촉박한 상황에서는 Edge에서 AIoT가 역할을 수행해야함

차량 또는 방범 카메라 등..

Cloud-> 중앙집권

Cloud Computing

Edge computing

Connectivity / Gateway

2장

Internet: 기존의 통신 망들을 엮은 네트워크

통일된 규약으로 서로다른 네트워크를 연결한것

인터넷은 기존의 다양한 각자 사용하던 네트워크들을 묶은것

1969.10.29.

인터넷의 역사 및 WiFi

IoT 망 AQTT

UDP and TCP

IPv6 and IPv4

Ethernet, Wi-Fi, Lora

인터넷 4계층

application

Transport

Internet

Network Access( )

3장 Cellular(wide area) vs Wireless LAN(로컬)

-셀룰러 시스템

-넓은 지역 커버

-로밍 지원

-이동 지원

-Licensed bands(주파수를 구매해 넓은 지역 )

cell ->기지국 신호 전송

위의 셀들이 모여 만들어진 cell system

핸드오프 기능 제공

인접한 cell 기지국의 주파수를 다르게해서 사용

간섭으로 부터 자유롭기 위해

frequency re-use (주파수 재활용 )

충분히 떨어진 곳에서는 서로 같은 주파수를 사용가능

7cell cluster-> 잡음이 적음

4cell cluster, 3cell cluster-> 상대적으로 가까이 있어 노이즈가 심할 수 있음

Cell Structure - cell size

전체 700 MHz,사람이 700명이라 가정

one big cell

하나의 기지국 장애시 전체 지역 마비

ex)위의 가정하 1MHz/person vs 100 clusters(700cell)

기지국과 단말 사이의 거리가 짧아 적은 에너지로도 전송 가능

비용이 많이 듬

ex)100MHz/person -> 7cell cluster사용 가정

동일한 주파수 기준 더많은 주파수를 제공가능

대도시 기준 셀을 작게해서 사용

Handoff

한 기지국으로부터 다른 기지국으로 이동시 통신이 끊어지지 않도록 자연스럽게 연결

한 셀에서 다른 셀로 이동시

hard handoff-> cell 사이의 빈공간에서 통신 이 끊어짐 Break - before- make

soft handoff-> 지연이 거의 없는 경우 Make - before- break

질문 -> handoff는 4가지로 나뉘는 것으로 알고있는데 시제

RSS(Relatvie signal strength)

과거1->Relative Rss with threshold

최근까지-> Relative signal strength with handoff margin

현재 사용-> HO margin and time- to -trigger(TTT)

Cellular Generations 발전과정

-1G->2G->3G->4G->5G

-2G TDMA(GSM) - CDMA

-3G UMTS(2Mbps)

-4G MIMO(안테나의 개수를 늘림 송수신 모두에 사용) Beam-forming(신호를 수신하는 곳에 집중적으로 송신)

-MSC가 Handoff 기능을 지원(VLR, HLR 등을 활용해 기기의 위치 확인)

-2.5G는 GPRS를 백본망에 설치 후 사용

-3,4,5G는 Access 망을 새로 설치후 사용

LTE -> IP 통신망처럼 사용 실제 1M

LTE-Advanced->실제 사용

MIMO 여러개의 안테나 사용

기지국과 멀리 있는 단말은 송신에 많은 에너지 소모

중계기 설치를 통해 위의 문제 해결

Femto cell 기지국의 지원을 받지 못하는 곳에서 사용 -> 기지국의 Core Network에 접속

5G 기존 LTE와 비슷하지만 속도면에서 전반적으로 빠름

이를 통해 빠른 송수신을 이 가능해짐

A3 이광열

2022-10-16 09:09:47 UTC

chap1 Introduce
IoT:사물에 센서와 통신 기능을 내장 데이터 수집, 인터넷에 연결하는 기술

구조
센서-게이트 웨이-클라우드(서버)-어플리케이션

백업기술
Ubiquitous connectivity:인터넷 발달
miniaturization:센서 및 모듈의 소형화
Data Collection & Analytics: 대용량 DATA의 저장 및 분석기술
Cloud

기본요소
Smart device and Sensors:데이터를 수집하고 게이트웨이에 전송

Connectivity/Gateway:센서와 네트워크, 저장서버와의 연결

Cloud:대용량의 데이터를 저장하고 활용
-Cloud Computing
-Cloud Storage

Analytics:수집된 대용량 데이터를 분석

User Interface:유저가 사용하기 쉽도록 도움

AIoT: IoT와 AI을 적용하여 IoT에 저장된 데이터를 AI로 분석 인사이트 도출

Cloud:data center

Fog-nodes:server

Edge:Device(Local)

Edge computing:

빠른결정 및 실시간 결정을 위해 엣지부분에서 중요하고 긴밀한 DATA처리

Chap2 Internet Protocol

Internet: Network to Network, 개별 네트워크를 하나로 묶은 큰 네트워크

시간이 흐를수록 IoT device가 가장 많이 인터넷에 연결되고있다

노드가 많아질수록 가지의 수가 많아지는 것을 해결하기 위해 라우터와 같은 Switching node를 사용한다.

ISP: 라우터를 이용지역의 네트워크를 연결해주는 글로벌 회사

IXP: 각각의 ISP를 연결 하나의 인터넷 구성

네트워크 분류

Wireless

WPAN ~10m 블루투스, UWB, Zigbee, NFC..

WLAN ~100m Wifi(IEEE 802.11)

WMAN Wibro(IEEE 802.16)

WWAN Cellular Network

Protocol

Internet:HTTP,TCP,IPv4,이더넷,wifi,GSM

IoT:MQTT,UDP,IPv6,이더넷,wifi,GSM

Protocol?

-통신규약, 여러 레이어로 나누어 관리

OSI모델:

Application-Presentation-Session-Transport-Network(Internet)-Data link-Physical

TCP/IP모델:

Applicatinos-Transprot-Internet-Data link-Physical

Chap3 Cellular System

Cellular

:Wide area,글로벌 로밍,가입자,Licensed bands

Wifi

:Local Area, No hand off, hot-spot,장비판매, UnLicensed band

Cell: 기지국의 신호 전송범위

Cellular System:셀구조로 이루어진 네트워크 시스템

인접한 셀은 주파수를 다르게 사용하여야 한다(간섭을 최소화 하기 위해)

멀리 떨어진 지역은 같은 주파수 사용가능(Frequency re-use)

Cell 사이즈

Smaller: Power증가,설치비용 감소

Bigger:Power감소,설치비용 증가,Higher Capacity,Higher bandwidth per person,많은 Hands off

인구가 많을수록 small cell이 적합하다.

Hand off

한 기지국에서 다른 기지국으로 넘어가게 되는 것

Hard Hand off: Break-before-Make

Soft hand off: Make-before-break

RSS(Relative signal strength)

Relative RSS with threshold

Relative signal strength with handoff margin

HO margin and time-to-triger(TTT)

Cellular Generation

1G: Analog

2G: Digital

2.5G Packet-switched

3G voice,data&video

4G:to 1Gbps

5G Higher then 1Gbps

IS-95(CDMA기반,Qualcomm에서 개발)

GSM(유럽표준,TDMA기반)

유니버셜 글로벌 로밍,Data rates:2Mbps

HSPA

MIMO:안테나 개수를 증가

Beam-forming:수신지 방향으로만 신호출력

Femto Cell:매크로 기지국 커버리지 않에 작은 스몰셀을 설치하는 개념

지연시간:1ms

Throughput:10G

Connections:1,000k

Mobility:500Km

C2 이혜원

2022-10-16 09:43:44 UTC

1.
1장
* IOT의 정의
- 각종 사물에 센서아 통신기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술
- things 들의 network

* IOT가 왜 널리 쓰일수 있었는가?
- 작은 sensor들을 만들수 있다.
- 데이터의 수집능려고가 분석 능력이 향상되었다.

* IOT의 기본요소
- smart device,senor
- gateway
- cloud
- 분석
- use interface

* AIOT의 정의
- 보고듣는것들을 뇌가 처리한다.
- IOT device+인공지능 으로 정보를 만들거나 모아 바로 활용하여 insight를 발견
- 모은 데이터들을 data center(cloud)에 모은다.
- 그러나 aiot는 edge(device들이 모여있는 level)에 local data를 활용하여 decision-making을 할 수 있는 능력을 키워 빠른 상황판단을 할 수 있다.

2장
* 인터넷의 정의
- computer network을 하나로 묶은 network
- internet의 공통규약 tcp/ip을 사용하여 묶는다.

*인터넷의 역사
- 1969년도 arapanet이 4개의 대학을 연결하여 네트워크 생성을 하였다.

*인터넷의 구조
- 각각의 모든노드연결을 하는 방법-> 노드수가 많아져 숫자가 너무 커진다.
- 노드중간에 swithing 노드를 주어 연결시켜주는 방법(각각의 회사가 다르면 안되므로 ixp로 연결시켜준다.)

* protocol의 정의
- 인터넷을 배울떄 가장 중요한 통신용 software
- 통신망의 규약,데이터를 보낼때 ,어떻게 보내고 받는쪽으로 어떤답변을 받아야하는지,에러가 났을떄 어떻게 하는지 어떻게 전송하는지에 대한 rules의 집합

* Motivation of Protocal Layering
- 복잡한 규약들을 layer로 나눈다.

3장
* Cellular sysyem vs wireless LAN sysyem
- cellular sysyem은 licensed band이며
LAN system은 unlicensed band 이다.

* Cellular의 정의
- 인접한 cell의 주파수를 다르게하여 경계 부분의 간접문제를 해결한다.
- cell의 개수를 1/n로 하는게 아니라 주파수를 중복사용한다.(re-use frequency)

* Cell Size
- small size시 배터리를 조금사용하고 고장시 나머지 지역 통신을 가능하게 해준다.
기지국이 많을수록 돈이 많이든다. 평균 1사람당 쓰는 주파수가 커진다.

* Handoff
- 데이터가 기지국으로부터 다른 기지국으로 전달
hard hand off: 잠시끊어졌다 다시연결
soft hand off: 자연스럽게 끊기전에 새롭게 만들고 연결

*언제 Hand off를 할것인가?
- 새로운 cell의 신호세기가 현재 cell 신호세기보다 특정한 값(threshold)값이 크게 할 때
- 현재는 일정한시간(TTT)를 기다리게한다.

* Cellular 세대
- 1세대 : 아날라그,음성만
- 2세대 : 디지털,SMS,CDMS
- 3세대 : 3G,글로벌 로밍
- 4세대 : LTE-A
- 5세대 : 5G

A2 박성군

2022-10-16 09:46:23 UTC

1-1 IoT and AIoT

IoT (Internet of Things)

IoT 발전 배경
핵심 요소 5가지
Usage

Cloud = Computing, Storage

Connectivity

Seonsor > Gateway ex) Cell Phone > Cloud > Server

Analytic = Data로 부터 정보를 해석

AIoT (Artificial Intelligence of Things)

IoT 로 모은 데이터를 분석해서 Insight를 만들어내는 과정

Data Analysis

Edge(local) > Fog-Nodes - Cloud, Data center

일반적으로 Cloud Level에서 Decison making
매우 긴박한경우 Local에서 분석할 수 있음(무인자동차) = Edge Computing

1-2 Internet and Protocols

Internet

- Internet = 최상위 Network
- TCP/IP = 인터넷 통신언어

global ISP를 통해서 연결
Node > ISP > IXP < ISP < Node
Network 종류 (크기를 기준으로)

WPAN(nfc ..) > WLAN(wifi) > WMAN(wibro) > WWAN(4g, 5g)

Protocol

- HTTP
- TCP, UDP
- IPv4, IPv6

통신시 차선을 나누듯 규칙을 정한 것

Reference Model = Layered (Modularity)

= 비행기 환승하듯 중간 경유지를 생성해(Layer) 통신관리

OSI vs TCP/IP

1-3 Cellular System

Cellular vs Wifi
License vs unLicense

Cell : 기지국과 통신가능한 물리적 영역

인접한 Cell의 주파수를 달리해서 간섭해결
인접한 곳만 다르면됨 (n cell cluster)

Cell 수가 많을수록 한 사람이 사용가능한 주파수범위가 늘어남 > 많은 사람을 커버할 수 있음

Handoff : 옆의 기지국에게 신호를 전달

(통신 세기의 증감이 일정하지 않아 결정에 신중해야)

Soft handoff : 지연 거의없이

Hard handoff : 일부 지연발생

Wireless Generation

MIMO : 2개의 안테나 사용 신호 Gain
Beam-forming : 수신자 방향고려

A4 서원교

2022-10-16 10:03:54 UTC

1장
1. 센서, 소프트웨어 및 기타 기술이 내장된 물리적 객체(사물)의 네트워크. 인터넷(인터넷)을 통해 다른 장치 및 시스템과 데이터를 연결하고 교환할 목적으로 사용됩니다.
2. Intelligence of thinkgs = IoT
3. 각종 사물 (가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등 ) 에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술(위키백과)
4. Ex: health data transfer (심박수, 리듬 센싱)
5. 센서가 있고 게이트웨이 - 클라우드,서버- 모바일웹으로 전송
6. 왜 IoT가 유명해졌나? 데이터 분석과 분석 가능 / 클라우드 / 유비쿼터스 연결 / 소형화
7. 필수 요소 = smart devices and sensors, connectivity / gateway / cloud / analytics / user interface
8. 센서는 어디에나 있다.(차, 스마트 홈, 다리 붕괴 막을때, 스마트폰)
9. Connectivity / Gateway -> Communication + internet
10. Cloud = 데이터 저장, 활용, cloud computing, cloud storage,
11. Analytics = 데이터를 가공, 분석
12. User interfaces = 눈에 보이는 부분.
13. AIoT = Artificial intelligence of Thinkgs.
14. cloud, edge. 클라우드로 데이터 전송하면 느릴 수 있다. 엣지에서 바로 처리하면 빠르다.
15. 엣지컴퓨팅이 많이 활용 되고 있다.
16. 애플워치, VR, 스마트홈, 온도조절장치,자율주행 등이 AIoT 대표다.

2장
1. 인터넷 : network of networks
2. 인터넷은 전 세계 수억 명의 사람들이 접근할 수 있는 공공적이고, 협력적이며, 자생적인 시설이다. 기술적으로, 인터넷을 구별하는 것은 TCP/IP라고 불리는 프로토콜 세트를 사용하는 것이다.
3. 노드와 노드는 ISP 디바이스를 통해 연결시킨다.
4. 프로토콜은 통신용 소프트웨어다.
5. 라우터는 2개의 프로토콜을 다 이해한다.

3장
1. Cellular vs. Wireless LAN.
2. 셀룰라는 글로벌 로밍, 광범위, 가입자가 돈을 냄, licensed.
3. Wireless LAN 은 로컬 범위 , 공짜, unlicensed.
4. 7 cell cluster 는 하나당 3정도만 쓸 수 있는데 3 cell cluster는 7정도 쓸수 있어서 훨씬 많은 이용자들이 사용할 수 있다.
5. 셀이 작으면 작을수록 한사람당 서포트 할 주파수가 크다.
6. Hand off = 한 기지국에서 다른 기지국으로 넘어가는 것. 소프트 핸드오프(break-before-make)와 하드 핸드오프(make-before-break)가 있다.
7. 1G = 아날로그, 2G = 디지털, 2.5G, 3G= 목소리, 데이터, 비디오 , 4G = 1Gbps, 5G = 1Gbps 보다큼
8. MIMO & Beam-forming.
9. GSM -> GPRS -> EDGE -> UMTS 로 발전했다.
10. LTE-A는 셀의 크기를 다양하게 한다.
11. LTE-A 중계기를 둬서 빠르게 전송할 수 있다. 기지국 대신 중계기를 둬서 돈을 절약할 수 있다.
12. Femto 셀 중요한 개념이다.
13. 5G = 지연시간이 1/50로 줄었다. 전송속도를 100Mbps에서 10G로 늘렸다.

C4 신하나

2022-10-16 10:07:18 UTC

# 1장

[IoT]
1.IoT 용어

-1999년 Kvein Ashton의 논문에서 처음 사용.

-정의 (1) The network of physical objects (”things”), connecting and exchanging data with other devices and systems over the internet.

-정의 (2) 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

-예시 : Health Data Transfer

-How it works: Sensor - Gateway (핸드폰) - Cloud/Server - Mobile App

2.Why IoT is Getting Popular?

-Ubiquitous connectivity : 전세계 연결 인터넷망

-Miniaturization : 소형화

-Data Collection & Analytics : 빅데이터

-Cloud : 데이터 모으고 활용하는 인프라 갖춰짐

3. IoT 구성요소 5개

①Smart device, sensor

②Connectivity (인터넷망,통신망) / Gateway : Communication + Internet → the key to IoT

③Cloud

(1) Cloud Computing

(2) Cloud Storage (eg. iCloud)

④Analytics

⑤User Interface

[AIoT]
1. 용어

-Artifical Intelligence of Things -IoT (눈,코,입) + AI (뇌) = AIoT

-IoT device들이 모은 데이터로 AI가 insight를 만듦.

-예시 : Apple Watch, VR, Smart Home, 무인자동차, Amazon Go

-IoT device가 만든 데이터가 모이는장소

(1) Cloud (data center)

(2) Edge(device의 윗 level)

2. Moving Intelligcence to the Edge

-local data를 사용한 decision-making을 하고 싶다.

-사고가 날 것 같은 상황을 인식함. 이것을 클라우드에 보내서 액션 지시를 받으려면 시간이 너무 걸린다. 빠른 결정을 내려야 할때는 edge에서 AIoT가 역할을 한다.

3. Edge Computing

기존 연구 루트: Cloud → AI

Real time : Edge Computing → AIoT

# 2장

[Internet]
1. Internet의 정의

-Network of networks. 기존의 통신망(network)을 엮은 네트워크.

-중요 규약 TCP/IP. 통신을 위한 소프트웨어

2. Internet의 역사

-1969년 ARPANET 인터넷의 원시버전.

-by Kleinrock의 UCLA 교수님 + 8명 연구원. 4개의 컴퓨터 노드를 연결시킴. 4개 대학을 연결하는 네트워크 만듦.

-처음 ‘login’ 글자를 보내려고 했는데 l o 치기전에 고장이 남. 전송이 안됨.

-2021년 인터넷 사용자 4.83 billion

-IOT device가 가장 많이 인터넷에 연결됨

3. Internet Structure

Q) How to connect ISPs together?

A1) 각각 모두 연결, but 엄청나게 큰 숫자가 되는 문제가있음.

ex) 점(node)이 5개일때 연결하는 선(edge)은 10개. 공식: Kn requires, n(n-1)/2 edges K1:0, K2:1, K3:3, K4:6, K5:10

A2) 중간에 switching node를 설치한다. 이것을 설치하는 회사는 Global Internet service provider (ISP)

Q) 설치 회사가 다르다면? (ex) SK, KT..)

A) ISP A회사와 ISP B회사를 연결하는 IXP (Internet exchange point) 라는 device가 있어야함.

4. Access Networks

-방법 2가지 : 유선, 무선

-네트워크의 분류. 가장 많이 하는 방법이 커버리지. 얼마나 멀리 연결시킬 수 있는가.

(1) WPAN : 10m이내 짧은거리. Bluetooth, RFID, NFC

(2) WLAN : IEEE 802.11 (WiFi)

(3) WMAN : 캠퍼스. 작은도시. 지금은 별로 안씀. wibro

(4) WWAN : Cellular Networks (4G, 5G)

아래로 갈수록 범위가 넓어짐. ‘W’가 붙으면 무선방법.

5. WWAN, WPAN의 발전

-Cellular networkd. 5G = 5 Generation. 5세대

-WiFi 1997년 1번째 표준. IEE 802.11 → IEE 802.11b → .11g/a → .11n → .11ac → .11ax

[Protocols]
1. Protocol 종류

-Protocol는 Internet을 배울 때 가장 중요한 통신용 소프트웨어.

-기존 컴퓨터 인터넷 연결 망이나, IOT 연결망이나 차이가 없음

(1) Application : HTTP, MQTT

(2) Transport : TCP, UDP

(3) Networking : IPv4, IPv6

(4) Data Link : Ethernet, Wi-Fi, GSM

2. Protocol이란?

-data를 주고 받는 환경에서 발생하는 모든 것을 고려한 rule의 집합.

-ex) 어떻게 전송할지. error가 생기면 어떻게 detect. 잘 받았으면 어떻게 할 건지에 대한 규약

3. Motivation of Protocol Layering
-복잡한 규약들을 하나의 소프트웨어로 하기엔 너무 덩치가 크다. 고치거나 upgrade할 때 힘들다. 여러 개 layer로 나누자! ⇒ Modularity (모듈화)

-여러 개 layer로 나눈 모델 = reference model

-OSI reference model: 가장 오래된 통신망. 전화통신. ISO 기관에서 만듦. 7개의 layer.

-인터넷망

(1) 5개 layer. Application, Transport, Network, Data Link, Physical

(2) ARPANET에서 개발.

(3) 각 layer마다 protocol있음. Network의 layer는 IP 딱 하나만 존재함. 모래시계 형태. ( The Hourglass Model )

-Host → Bridge/Switch → Router/Gateway → Host

-Data Encapsulation: 5개의 layer중 윗단 Application이 data의 자기의 hader (HTTP)를 붙이고, Transport은 받은거에 자신의 Header를 붙이고 .. 실제 마지막 Physical layer은 digital 신호로 간다. 그리고 recevier가 받으면 header들을 짤라서 보낸다.

-무선 네트워크와 유선 네트워크는 protocol이 다르다. 다른 세계다. 중간에 있는 router는 두 개의 protocol을 이해한다.

# 3강

[Cellular Systems]
1.Cellular vs Wireless LAN

-둘다 무선이지만 상당히 다르다.

1-(1) Cellular System

-넓은 지역 커버

-글로벌 로밍

-빠른 속도로 이동해도 큰 문제 없이 데이터를 받을 수 있음

-가입자가 돈을 냄

-가장 큰 차이 : Licensed bands ⇒ Cellulary System 지원 회사(SKT,KT)는 주파수를 엄청난 돈으로 주고 샀다. 그 회사의 자산이다.

1-(2) Wireless LAN system

-local coverage

-로밍 미지원. hot-spot area 와이파이가 깔려있는곳만 쓰고 이동성 보장 안됨.

-거의 공짜.

-기지국장비를 파는 시장이 형성됨. (와이파이 카드)

-가장 큰 차이: Unlicensed bands ⇒ 모든 사람들이 쓸 수 있음. 함께 쓰니까 강하게 쓰지 못함.

2. Cellular Concept

-Cellular = cell 구조로 이루어진 네트워크, 시스템

-Cell: 기지국과 그 안에 있는 단말들이 통신할 수 있는 영역

-기지국이 도움을 준다. 기지국은 backbone network에 유선으로 연결되어있다. 외부로부터 오는 데이터를 받아서 단말한테 넘겨준다.

-인접한 cell의 주파수를 다르게 쓴다. 경계 부분에서 간섭 문제를 해결하기 위해서.

-n개의 cell이 있다면 n개의 주파수를 쓰지 않는다. 충분히 떨어진 cell은 같은 주파수를 써도 된다. ⇒ frequency re-use

-ex) 7개의 cell마다 주파수를 나눠쓴다 = 7 cell cluster. 그런데 4 cell이나 3 cell cluster도 됨.

-7 cell cluster vs 3 cell cluster 어떤게 좋은가?

(1) 7 cell clutser는 간섭이 적다.

(2) 3 cell은 가까워서 노이즈가 심할 수 있다. But 주파수가 더 크다. 더많은 사용자들이 통신 가능.

3. Cell Strucutre - cell size

-One big cell vs 100 clusters (700 cells) 전체 큰 지역을 기지국 하나가 커버하는 것 vs 아주 잘게 여러개 쪼개기(7 cell cluster가 100개 있음)

(1) 작은 cell의 장점

-Transmission power가 적게든다. One big cell의기지국은 단말 사이의 거리가 멀어서, 데이터를 보내려면 신호를 강하게 쏴야한다. 배터리가 빨리 닳는다. 그런데 작은 cell로 쪼개면 기지국과 단말 사이의 거리가 짧아서, 배터리가 적게 든다.

-기지국 하나가 고장나도 나머지 지역은 통신 가능. One big cell은 기지국이 고장나면 전체 지역이 불통이 된다.

(2) 작은 cell의 단점

-기지국을 많이 설치해야한다. service provider 돈이 많이 든다.

(3) 작은 cell 의 장점 (중요)

-Higher capacity, higher number of user

-ex) 전체에 700MHz 주파수가 할당되고, 총 700명의 사람들이 있다. One big cell : 1MHz/person. 100 clusters : 100MHz/ person. 100 cluters (700 cells)은 1 cell당 100MHz씀. 700명이 700 cell에 있으니, 1 cell당 1명이 있음. 1사람당 100MHz을 쓸 수 있음. 주파수는 몇 천억 주고 산 자산임. 많은 사람을 support 할 수 있어서 좋음.

4. Handoff

-계주에서 바톤을 넘겨주는것과 비슷. 한 cell로부터 다른 cell. 한 기지국으로부터 다른 기지국으로 이동하는 것.

-중요한 이유. cell 움직일때마다 전화통화가 끊기면 안됨. 그래서 자연스럽게 연결시켜주는게 handoff이다.

-종류

(1) soft handoff : cell이 잘 overlap됨. 지연이 거의 없음. Make-before-break : 통신 끊기 전에 새로운걸 만들고 끊는다.

(2) hard hadoff : celll 이 떨어져있음. 잠시 끊겨졌다가 다시 연결됨.

5. Handoff Triggering Strategies

-단지 두 개의 신호만을 비교해서 하는 것은 쉽지만 좋지 않음.

-얼마전까지 쓴 방식. (Other BS’s RSS - current BS’s RSS) > handoff margin. cell A. cell B. 신호 세기 x자 모양. 이동 중에 새로운 cell의 신호 세기가 현재의 신호 세기보다 일정한 값(handoff margin)보다 커질 때 handoff을 시키자.

-최근 방식: 일정 시간을 더 기다리게 하자. 일정시간 (TTT)동안 HM가 유지되는지. 그럴 때 handoff를 시키자.

6. Celluar Generations

-1G : 무선전화기. Analog방식. circuit-switched 기존 전화 통신 방식. 목소리만을 전함.

-2G : 디지털 통신. cricuit-switched. vocie & 짧은 data

-3G : packet-switched. voice, data, video

-4G : IP-based. higher data rate up to 1Gbps

-5G: Higher data rate than 1Gbps

6-(1) 1G Cellular Systems

-1980년대 무선 전화기.

6-(2) 2G Cellular System

-작고 가격이 쌈. Digitla Systems. SMS 제공.

-major standards

① CDMA : 퀄컴의 표준. 홍콩 첫 상용화.

②TDMA : 대표 예시. GSM. 유럽 표준. 핀란드 처음 런칭. (노키아 폰) 가장 많은 사용자들을 갖고 있었음.

6-(3) 2.5G Cellular System

-웹서비스, 문자서비스에 대한 욕구 생겨남. Interim soltuions 통신사가 만듦.

6-(4) 3G Cellular System

-최종 목적: 완벽한 global roaming. multimedia support, data rate 증가(2 Mbps)

-스마트폰 등장. iphone 3G.

-표준

①3GPP : TDMA (GSM) 기반

HSPA (High-speed Packet Access) - HSDPA down link 기지국 → 단말 / HSUPA (up link : 단말 → 기지국)

LTE (3.9G)

②3GPP2 : 퀄컴 CDMA 기반.

EV-DO

7. MIMO & Beam-forming

-MIMO : 안테나를 늘림. multiple input, multiple output. 안테나 개수를 늘리면 안테나 2개로 쏘기 떄문에 gain이 있음. 안테나

-Beam-forming : 기존방식. 동심원 모양. 가까이 있음 잘들리고 멀리있으면 잘 안들린다. 이 문제를 해결하기 위해 수신지의 방향을 예측해서 수신 노드 방향으로 쏨. 360도로 안 쏨.

8. GSM, GRPS, EDGE, UMTS

-2세대 GSM 9.6 kbps → 115 kbps → 384 kbps → 2 Mbps

-2세대 GSM 구조: 단말 - 기지국 - MSC device 있음. BSC가 전국을 커버함. handoff는 MSC가 결정하는데, 다른 기지국으로 갈 때도 MSC가 handoff 지원하려고 자연스럽게 이뤄짐.

-3G는 access망 새롭게 깔았음. 4G도. 앞에 숫자가 바뀌면 전국 기지국을 새로 까는것임. 돈이 많이 듦.

9. LTE

-LTE : packet only systme. IP network 컴퓨터 통신망처럼 쓰겠다. 구조도 다르다. 원래는 트리 구조 였는데, LTE는 P2P 대등한 구조로 바뀐다.

10. LTE-A (LTE advanced)

-진정한 4세대는 LTE-A이다.
-구조는 달라지지 않았는데 부가 서비스들이 나와있다.
-MIMO. 안테나 여러개 씀. 8x8 , 4x4 이런 식으로 안테나가 더 늘어남. 전송속도 빠름.

-다양한 cell 사용. 큰 cell, 작은 cell. Femto, Relay 등.

-Relaying : 가장 가까에 있는 노드는 속도가 좋고, 멀리 있는 것은 속도가 느리다. 느린 속도로 할꺼냐, 중계기의 도움을 두어서 빠른 속도로 전공할것인가.

-coverage 밖에 있는 사는 사람들은? 이 사람들을 위해 기지국을 또 세워야하는가? 간단하게 중계기를 두면 된다.

-Femto cell (중요) 집에 있는 와이파이 통신과 비슷함.내 집이 기지국 서비스를 못받는다. Femto cell 기지국을 사서 우리 집에 놓는다. core network로 들어간다.

11. 5G system

-전송 중 지연시간 30-50ms → 1ms

-Throughput. 전송 중 얼마나 빠른 속도로 보내느냐. LTE 100Mbps → 10Gbps

-Connections 개수. 동시연결개수. 10K → 1,000K

-Mobility . Handoff의 속도. 350km/h → 500km

C3 안효진

sangyoon4 — 2022-10-16 10:08:20 UTC

<1장 IoT 와 AIoT>

1)IoT(Internet of Things)

(1) 용어 : 센서와 같이 곳곳에 퍼져있는 정보를 획득할 수 있는 디바이스로 부터 데이터를 얻어 다양한 것을 할 수 있다는 것에서 착안

(2) 정의 : 각종 사물에 센서와 통신기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

(3) 동작원리 : 센서 -> 통신모듈 -> 데이터 전달 -> 통신망에 연결 -> 모바일 앱에 전송

(4) 활용분야 : Smart farm, Health care ..

(5) 활용되기 시작한 이유 : 여러 백업기술, 전세계적로 연결되어 있는 인터넷망, 소형화(센서 등), 데이터를 모을수 있고 분석할 수 있는 기술 발전(빅데이터), 클라우드_ 데이터를 활용할 수 있는 인프라 구축

(6) 기본요소 : Smart device and sensors(데이터를 전달할 수 있는), Connectivity/Gateway(통신망), Cloud(데이터 저장), Analytics(분석 가공하여 의미있는 데이터 추출), User interface(스마트폰, 컴퓨터)

2) AIoT(Artificial Intelligence of Things)

(1) 정의 : IoT device가 모은 데이터를 바로 AI가 insights를 만들어 내는 과정

(2) local data 를 활용하여 decision making을 하는 것

(3) Edge : 빠른 결정, Cloud : 추가 데이터를 확보하여 저장

(4) 실생활 예제 : 애플워치, VR goggles ..

<2장 Internet and Protocols>

1) Internet : Network of networks, 각각의 통신망들을 하나로 엮은 네트워크

(1) 중요 요소 : TCP/IP 규약을 통해 네트워크 연결

(2) 시작 : 1969년 미국, UCLA-SRI-UC Santa Barbara-Utah 4개 대학을 연결하는 네트워크

(3) 아시아(중국) : 가장 많은 Internet 사용자

(4) 인터넷에 사용되는 device 급증

(5) Internet 구조 : 각각의 노드를 모든 노드와 연결 -> 너무 많은 edge가 단점 -> 비현실
=> ISP : Switch node 설치(여러 회사가 설치)
=> IXP : 회사 사이의 망을 연결

(6) Wired vs Wireless
- 네트워크 분류 : 얼마나 멀리? WPAN(Personal), WLAN(Local), WMAN(Metropolitan), WWAN(Wide)

(7) Cellular System 발전(1G - 5G)

(8) Wi-Fi 발전 : IEEE 802.11 - 802.11 ax

2) Protocols(통신용 SW)

(1) HTTP, TCP, IPv4, WiFi VS. MQTT, UDT, IPv6, LTE-M

(2) device 사이의 통신망에서 데이터를 주고 받을 때 규약

(3) 복잡한 규약 및 통신망 -> 여러개의 Layer로 나누어 데이터 전송

<3장 Cellular Systems>

1) Cellular System : 넓은 지역, 글로벌 로밍, 빠른 속도로 이동 가능, 가입자만 이용
Wireless LAN : local 지역, 로밍지원 x, 핫스팟, 거의 무료

(1) Cellular 개념 : cell 을 활용하는 시스템, cell : 기지국이 신호를 보냈을 때 통신할 수 있는 영역

(2) 주파수 re-use : 인접한 cell과는 다른 주파수 (가까우면 서로 간섭이 일어날 수 있기 때문)

(3) Cell 구조 : one big cell - 파워 적게 든다. 강한 신호
100 clusters - 간섭이 적게 든다. 기지국 하나 고장나도 나머지 통신

(4) Hand-off : 서로 다른 cell로 이동

(5) Cellular Generation : 1G - analog -> 5G-higher data

C1 김건순

2022-10-16 10:45:19 UTC

1장
IoT의 기본적인 요소
Smart devices and sensors
Connectivity / Gateway:
*Cloud
Analytics
User interface

이 사이에 Data의 전송이 있음.

Cloud
크게 두가지로 나뉨(Computing, Storage)
서버, 소프트웨어를 구매하여 인건비 절약
-원격으로 인터넷을 연결하여 서비스를 이용하는 것을 Cloud Computing
개인 정보를 저장하여 어디서든 사용 가능하게 하는 것이 Cloud Storage

Analytics
의미 있는 데이터를 뽑아내기 위해 데이터를 분석 및 가공하는 행위.
IoT의 일부이기도 하지만, 빅데이터에서 많이 사용하는 분야(교집합)
유의미한 데이터들을 활용하기 위한 시각화 : User Interfaces

AIoT(Artificial Intelligence of Things)
수집한 정보를 스스로 분석하여 적용하는 기술.
수집한 정보를 클라우드를 거치지 않고 현장에서 판단하여 실행한다는 점에서 IoT와 차이점이 있음.(ex - 자율주행 자동차가 현장에서 사고를 회피하는 상황)
과거에는 AI와 IoT를 구분하여 사용했지만, 시간이 지남에 따라 둘을 같이 활용하는 기술이 개발되고 있음.

2장
The mean of Internet : network of networks
TCP/IP
인터넷으로 처음 보낸 메세지는 login이었다.
ISP를 직접적으로 연결하면 너무 많은 node가 필요하기 때문에, global ISP(swiching node)를 설치하여 연결해줌.
ISP를 제공하는 회사 별 네트워크를 구축하기 위해 IXP라는 Internet exchanging net를 설치하여 연결하였다.

Q. 최근 이슈가 되고 있는 통신망 사용료 개정안에서, 미국의 ISP가 우수하여 국내에서 임의로 사용하고 있어 문제가 발생할 수 있다고 알고있습니다. IXP를 통해 타국의 ISP망을 사용하는 개념인지 정확히 이해가 되지 않는데 자세히 알 수 있을까요?
(W-무선)PANWPAN : Bluetooth, RFID, NFC, etc
WLAN : IEEE 802.11 (WiFi)
WWAN : Celluar Networks - 4G, 5G
Protocols은 인터넷 망과 IoT망에 큰 차이 없다.
개념 : 정보의 원활한 전달을 위해 설정한 규칙
무선 네트워크와 유선 네트워크는 프로토콜이 다르고, 라우터는 두 개의 프로토콜을 같이 이해한다.

3장
Cellular Systems
Cellular는 기지국에서 강한 신호를 발산하여 제공하는 유료 서비스이며, WiFi는 초기 설치 외에는 무료로 제공되는 서비스로, 제공 범위가 좁다.
Frequency re-use
각 지역 별 충돌이 일어나지 않는다고 판단되는 거리 내에서는 같은 주파수를 재활용한다.
cell cluster에서 cell갯수가 적을수록 신호세기가 강해지고, 같은 면적에서 cell갯수가 많아질수록 신호 수신에 사용되는 전력이 줄어들고, 기지국 하나가 고장나도 대체가 가능하다.
Q. 통신사간 산악지형,건물 등에서의 유불리함이 있는 것으로 알고있는데, 이건 통신사가 가진 주파수의 범위에 의해 발생하는 차이인가요?
Soft Handoff : 신호가 끊어지기 전에, 새로운 신호를 공급하는 경우(Make-before-break). =연속적인 신호공급.
Hard Handoff : 신호의 공백이 존재하는 공간이 발생하는 경우(Break-before-make)
Handoff는 구불구불한 길 등을 지나는 경우 신호세기에 따른 ping-pong이 발생하는 등의 문제가 있어 신중하게 결정해야 한다.
>> 이동 중 threshold값이 일정 수준을 넘어서면 hand off를 진행하는 것이 최근까지 진행되었고, 최근에는 일정 margin이 될 때 까지 기다렸다가 진행하는 TTT(time to trigger)를 사용하고 있다.
MIMO (Multiple Input Multiple Out) : 신호를 다중으로 송수신하여 정보의 왜곡을 최소화
LTE Advanced - Key Features
Relaying : Coverage-area extension, Data-rate extension
Femto cell
-Small base station used in home and small business
-Access to core network via broadband internet (e.g. DSL or cable)
-Used mainly for indoor coverage
-Extend service coverage, especially where access would otherwise be limited or unavailable (rural area)
-Requires interference coordination for overlaid deployment of cells with differen Tx pwer
: 두 개의 와이파이를 가지고 통신하는 것과 같다. (집의 전화통신망에 젠더를 연결하여 기지국과 연결함)

B4 김민준

2022-10-16 11:00:54 UTC

1. 배운점

#1장
IOT와 AIOT의 정의와 동작원리, 활용도, 구성요소 등을 배웠다.

#2장
인터넷과 인터넷 프로토콜의 정의와 TCP/IP가 통신을 위한 소프트 웨어라는 것을 배웠다.
WPAN, WLAN, WMAN, WMAN 등 네트워크의 분류를 알 수 있었고, Cellular 시스템의 발전과 WLAN의 발전, Protocol 등을 배웠다.

#3장
Cellular system과 wireless Lan System의 차이점을 알게 되었고, Celluar System에서 기지국끼지 유선 연결되어 있으며, 기지국을 여러 개로 나눌 때의 장점과 단점을 배웠다.
Hand off의 soft와 hard handoff일 때의 특성을 이해하고,
MIMO 와 Beamforming이 무엇인지 알게되었다.

A4조 김용빈

2022-10-16 11:10:02 UTC

-1장-

○IOT

1. 정의: 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

2. 동작원리

1) 센서 > 게이트웨이 > 클라우드,서버 , 모바일 앱

2) 게이트웨이는 클라우드와 서버로 데이터를 전송하는 장치

3. 활용되기 시작한 이유

1) 세계적으로 연결된 인터넷 망

2) 소형화

3) 데이터 수집과 분석(빅데이터) 기술 발달

4) 클라우드를 통해 대용량의 데이터를 저장 가능

4. 구성요소

1) 센서

2) 게이트웨이(연결성)

3) 클라우드: 클라우드 스토리지 = 아이클라우드, 네이버 클라우드

4) Analytics: 분석을 해서 유의미한 것 추출

5) User Interfaces: 추출한 데이터를 유저에게 보여주는 것

○AIOT(Artificial Intelligence of Things)

1. IOT에 AI가 하는 역할을 합친 형태

2. 자율주행자동차 같은 경우 클라우드까지 데이터를 보내고 명령을 기다리는데 시간이 매우 부족함. 이런 경우 AIOT가 엣지에서 대신 역할을 한다고 볼 수 있음

3. Edge Computing: 데이터를 그 생성 위치와 가까운 곳에서 처리, 분석 및 저장하여 실시간에 가까운 빠른 분석과 응답을 가능하게 하는 것

-2장-

○Internet

1. Internet: 기존에 존재하는 네트워크들을 연결한 네트워크

2. TCP/IP: 네트워크들 사이의 규약

3. Switching node: 네트워크를 연결할 때 도움을 주는 중간고리(globla ISP라는 회사에서 지원)

4/. IXP: global ISP를 연결해주는 고리

5. 네트워크의 분류

1) Wireless Personal Area Network(WPAN): 10m 이내(PAN은 유선을 의미)

2) Wireless Local Area Network(WLAN): WiFi

3) Wireless Metropolitan Area Network(WMAN): 작은 도시 연결(요즘 사용x)

4) Wireless Wide Area Network(WWAN): Cellular Networks

○Protocols

1. 정의: 통신망의 규약

-3장-

○Cellular System

1. 개념: Cell(하나의 기지국)을 활용한다는 의미로 여러개의 Cell로 이루어진 구조

2. Cell 구조

1) 인접한 기지국은 간섭을 받을 가능성이 있기 때문에 다른 주파수를 사용하며 멀리 떨어져 있는 주파수는 간섭을 하지 않아서 동일한 주파수 사용가능

2) 같은 구역을 더 많은 Cell로 구성할 경우 한 사람당 더 많은 주파수를 사용할 수 있음

3) 하지만 위와 같은 경우 비용이 많이 들어감

3. Handoff

1) 개념: 계주에서 바턴을 넘겨주는 것처럼 다른 기지국으로 역할을 넘겨주는 것

2) Soft Handoff: Cell이 중첩되어서 끊김이 없이 연결되는 방식

3) Hard Handoff: Cell이 중첩되어 있지 않는 방식

4) Handoff의 혼란을 방지하는 방식

- RSS(Relative signal strength): Cell A의 신호가 약해지고 Cell B의 신호가 세져서 중첩되는 지점에서 Handoff를 하는 방식

- TTT(HO margin and time-to-trigger): RSS 시점 이후 Cell B의 신호가 계속 세지면 Handoff하는 방식

4. Cellular Generations

1) 1G: 아날로그, 무선전화, 목소리만 전달

2) 2G: 디지털, 목소리와 짧은 데이터

3) 3G: 목소리, 비디오 데이터와 같은 멀티미디어 데이터

4) 4G: IP망, 속도 업

5) 5G: 4G와 같지만 속도는 더 빨라짐

=> 세대가 바뀔 때마다 전국에 있는 기지국을 새로 지어야 함

=> Femto Cell: 와이파이처럼 단말기를 구매하는 형식

B3 박준형

2022-10-16 11:13:20 UTC

Ch.1 - Intro
IoT
- 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

Iot Essential Components
1. smart devices and sensors
2. connectivity/ gateway
3. cloud
4. analytics
5. user interface

센서는 어디에나 있음.

전달 체계도
sensor - gateway- data center

AIoT(Artificial Intelligence of Things) = AI +IoT

Edge sensor - real time decision

Ch.2 - Internet and Protocols
Internet : Networks of networks / 통일된 규약(TCP/IP)~

Internet structure
1. 각 노드별로 연결 / n(n-1)/2 ~ 많아 지면 복잡해짐
대안
2. 스위칭 노드 설치 ~ 스위칭 노드(대륙, 통신사업자 등)를 연결 위한 IXP

Networks Type
1. WPAN - Wireless Personal Area Network
2. WLAN - Local Area Network
3. WMAN - Metropolitan Area Network
4. WWAN - Wide Area Network
(커버 지역 작음 : 1 ~ 커버 지역 큼 : 4)

Protocols
- A set of rules that governs how data is transmitted between different devices.
~ 교통망의 규약(신호체계)같은 것
- 복잡함을 줄이기 위해 모듈화하여 관리함.

현재 5Layer
Application Layer - Diverse mobile applications
Transport Layer - Congestion control, flow control, QoS, etc.
Network Layer - Routing, location management, handoff, etc.
Data Link Layer - Multiple access, link error control, channel allocation, etc.
Radio, IR - Modulation, interference, channel coding, etc.

Ch3. - Cellular system
Cellular vs Wireless LAN(WLAN)
*wide local
*global roaming no handoff or roaming
*mobile user at vehicular speeds users in hot-spot area
*subscription-based Revenue through eqipment sales
*Licensed bands Unlicensed bands

Cellular
- cell ~ basic geographic service area of mobile communication system
- cell은 인접한 곳의 주파수를 다르게 함 ~ 간섭문제 때문.
- frequency re-use ~ 모든 cell의 주파수를 다르게 할 필요 없음/
- 일정 거리이상이면 같은 주파수 가능/ N개 cell cluster

Cell size
- one big cell ~ 먼 거리의 경우 주파수가 강해야함 / 고장나면 전체가 문제 발생/ 인구 밀집도 낮
- N clusters( N cells) ~ 여러 cell이기 때문에 투자비 상승/ 다른게 고장나도 큰 문제 없음/ 한사람당 더 많은 support 가능/ 인구 밀집도 높

Hand off
- cell간 연결(경계 부분의 지연을 줄임 soft handoff ~ cell이 일부 겹침/ hard handoff ~ cell이 떨어져있음)

과거 RSS(Relative signal strength with handoff margin)
가장 최근 TTT(time to trigger) 방식

3G - global roaming

MIMO - 안테나 수를 늘려서 효율 높임
Beam-forming - 수신지 방향 예측해서 신호 전달

5G로 영역이 더 넓어짐.

B2 김민정

2022-10-16 11:19:49 UTC

1강
IoT
*어떻게 동작 하는가
sensors<->gateway <-> cloud <-> mobile app
*응용
ex)스마트 폰 등 매우 많다
<많이 사용되는 이유>
-어디에서나 사용가능하다
-소형화
-data collection & analytics
-cloud, 데이터 수집 및 인프라가 갖춰짐

-smart devices & senson/연결성/cloud/analytics/user interfaces

-센서는 집, 차, 다리 등 어디에나 존재

-cloud computing 과 cloud storage가 있음

:artificial intelligence of things

-인공지능+IoT디바이스
-디바이스가 데이터를 수집하고 ai가 분석해서 인사이트를 만드는것
-긴급한 결정상황에서 edge device 수준에서 의사결정을 바로 한다

2강&3강

Internet structure

-연결방식: connect each access ISP to one global ISP
-n(n-1)/2 방식은 비효율 적이라서
-회사별로 ISP A, ISP B 등을 만들고 internet exchange point로 회사간, 대륙간 연결되어 있따.

access networks-wired vs wireless

-무선 & 유선

-WPAN(wireless personal area network(사람 몸 근처 통신, 10m)
ex)bluetooth, nfc등
-wlan,(10m~100m) Local Area★
ex) wifi
-wman, metropolitan area network
ex)캠퍼스 ,도시 등
-WWAN★
핸드폰 망(celluar networks, lg u+등이 서비스 하고 있다.
-아래로 갈수록 범위가 넓어짐.

<프로토콜이란?>
-서로 다른 장치간에 데이터가 전송되는 일련의 규칙
ex) like 도로 교통 규칙
-인터넷 절차, 구조에 관계없이 장치들이 통신할 수 있도록 해
해준다.
-how errors are detected, how acknowlegments are passed

-통신(communication) 은 이해하기 어렵다
-Solution : 모듈화한다.(modularity)
-reference model

-예전부터 쓰던 전화 어쩌구...

-application, transport, internet, network access(5layer임)
-각각 프로토콜 있다

[Chapter 3 celluar system]
차이점
cellular system wireless LAN system
-넓은지역 -local caverage
-global roaming -no handoff or roaming
-이동하면서 가능 와이파이 지역에 있어야 함
-Licensed bands★(회사의 자산) unlicensed band★
-subscription -기기를 통해서만 수익을 얻음(무료)

-기지국이 커버하는 범위 : cell
-cell이 매우 많이 모여서 이루어진 시스템
-기지국들은 유선으로 연결되어 있음
-기지국끼리 주파수가 같으면 경계에서 간섭이 일어남
-따라서 인접한 cell의 주파수를 다르게 함
-충분히 떨어진 지역에서는 같은 주파수 사용(frequency reuse)
-7cell cluster ,4cell cluster ....(4개의 주파수로 반복 사용)
-각 클러스터는 N개의 cell로 이루어짐
-n이 작을수록 간섭이 있을 수 있다.
-n이작을수록 주파수가 커서 더 많은 사용자가 사용할 수 있다.

셀 크기에 따른 장단점
one big cell VS 100cluster
-전송신호가 강해야 한다 -전송하는 힘이 작아도 됨
-고장 시 전체가 고장 -기지국 하나가 고장나도 손실이 적다
-기지국을 많이 설치해야한다.(투자많이)

-★셀이 잘을수록 한 사람이 사용가능한 주파수가 크다

<★Hand off>
-한 셀(기지국)에서 다른 셀(기지국)로 넘어갈 때
-soft hanoff(오버랩되어서 통신이 이어지는 경우)
-hard handoff(연결이 끊기는 경우)

-HO margin and time to trigger (신호의 차이 & 신호의 차이 유지 시간)

-1G아날로그, voice only
-2G디지털, voice&data
-2.5G
-3G voice, data, video
-4G 1Gbps
-5G 1Gbps 이상, 속도 매우 빠름

<3G transitional systems>
-3GPP family

-MIMO : 안테나 개수를 늘림, 하나일때보다 더 좋다(전송속도 향상)
-beam forming : 멀리있는것은 신호가 약해짐 따라서 수신지 방향을
예측해서 해당방향으로만 신호를 전송

-Femto cell★
: 기지국에서 벗어나 있다면 macro-core network-internet- femtocell 여
연결해서 인터넷을 사용한다.

<5G
-속도가 매우 빨라짐, 지연시간 감소
-connection개수가 증가
....etc
-다양한 응용이 가능해짐ex) IoT

C2 한광영

2022-10-16 11:20:17 UTC

- 배운점
1. 1장 IoT와 AIoT 차이?
i) IoT(Internet on Things)
a) 정의
사물에 센서,통신 기능을 통하여 인터넷에 연결함.
ex) 애플워치 등
b) 작동 원리
센서 - Gateway(ex. 스마트폰) - Cloud/Server - App
c) 왜 쓰일까?
Ubiquitous connectivity(인터넷 망)
Miniaturization(소형화)
Data Collection & Analytics(빅데이터 및 분석)
Cloud (클라우드를 통한 인프라 구축)
d) IoT요소
ㄱ) Smart devices and sensors
ㄴ) Connectivity/ Gateway
ex) 통신망
ㄷ) Cloud
ex) google drive
ㄹ) Analytics
-> 의미있는 데이터 분석
ㅁ) User interface (UI)

ii) AIoT
a) 정의
AI(Artificial Intelligence) + IoT
-> IoT가 만든 data AI module로 바로 insight를 만들어 냄
b)
Cloud(중앙집권) - Node(길목) - Edge (local)
주의점: 긴박한 것은 edge에서 AIoT 활용되어야

2. 2장 Internet and Protocols
i) Internet
a) 정의
-> 각자 사용하던 network를 함께 사용하도록 묶음
b) 역사
ARPANET 시작, 2021년 매우 많이 사용 중(아시아 가장 多)
특히, IoT 비중 매우 커짐
c) 구조
protocol에 의해 모든 communication activity가 이루어짐
ㄱ) 직접연결 -> 노드 무한정 늘어나는 문제
ㄴ) ISP로 묶음 -> 경쟁으로 각 ISP 연결 필요성
ㄷ) ISP를 묶어주는 IXP도 추가
d) access (wired vs wireless)
wireless ex) Bluetooth, Wifi, Cellular

ii) Protocols
IoT protocols가 되면 현재보다 확장될 것
a) 정의
통신망의 규약으로 일종의 질서
but 복잡 -> layer 필요성
b) Layer
규약이 복잡하기 때문에, 여러개의 layer로 나눔(modularity)
ㄱ) ISO/OSI 모델
Layer가 多
ㄴ) Internet protocol stack
단순화 -> 보통 4~5개 layer(주로 5개)
Application, Transport, Internet, Data Link, Physical
--> 모래시계 구조
data를 보내면 각 layer마다 각자의 header를 붙여서 보냄, 받을 땐 반대로 떼어냄

3. 3장 Cellular Systems
i) Celluar vs Wireless LAN
로밍 vs ~로밍
이동성 vs wifi 있는 곳만
구독료 vs 무료
Licensed vs Unlicensed
ii) Celluar
a) 개념
각 범위에 해당하는 부분의 기지국에서 담당
-> 인전합 cell 주파수 다르게(간섭 방지)
b) 구조
충분한 거리 있으면 주파수 재사용 가능
n cell cluster -> 주파수 n개로 이루어진 cluster
n ↑ ->( noise, interference, 전체 주파수 사용) ↓
ㄱ) n 작을 수록 장점
높은 수용력, 높은 사용자수, 배터리 적게씀, 신호약해도 됨
ㄴ) n 작을수록 문제점
높은 비용, 빈번한 handoffs
ii) Handoff
한 cell 에서 다른 cell 연결
a) 방법
ㄱ) Break before make
ㄴ) Make before break
b) 원리
handoff margin과 cell간의 차이 비교
(요즘엔 지속 시간까지)
iii) Cellular Generation
1G -> Analog
2G, 2.5G, -> Digital
3G, 4G, 5G -> IP network
a) 3G
MIMO -> 안테나 개수 높여 전송속도 높임
2G -> 3G 변화 위해서 access 망 새로 깔아야함
사실 LTE는 3.9G
3G: 상하구조 vs LTE: 대등한 구조
b) 4G
LTE-A부터 4G (단, LTE와 대등한 구조)
MIMO처럼 안테나 늘림
ㄱ) Femto cell
-> 유선으로 internet 연결 -> core 연결 -> 기지국 연결
ㄴ) Relaying
중계기
c) 5G
Latency, Throughout, Connections, 등 4G에 비해 매우 빨라짐
굉장히 다양하게 쓰이고 있다...

- 질문
n cell cluster에서
n ↑: noise, interference가 낮기 때문에 사용자수가 많을 수 있는 건지 아니면,
n ↓: 주파수/n 값이 크다보니 사용자 수多인 것인지
후자가 맞는 것 같은데, n↑ 설명에서 n↓설명으로 갑자기 넘어가서 헷갈립니다

A3 윤기성

2022-10-16 11:28:20 UTC

1장 IoT

Iot - the network of physical objects, 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술
예) 신체에 부착된 센서를 통해 휴대폰으로 나의 건강 정보 등이 전달됨

동작 원리 - 센서 내부에 통신 모듈이 있음. 게이트웨이(ex) 핸드폰)에 정보를 전달, 그 게이트웨이를 거쳐 클라우드/서버에 정보 전송, 또 그 정보를 웹에 전송

iot가 유명한 이유 - 인터넷망을 사용 / 작은 센서를 사용 가능 / 데이터를 수집하고 분석할 수 있음 / 클라우드를 통해 데이터를 활용함

기본 요소 - 스마트 디바이스, 센서 / 연결성과 게이트웨이 / 클라우드 / 데이터 분석 / 유저 인터페이스

1. 스마트 디바이스, 센서 - 유선, 무선을 통해 정보를 게이트웨이로 보낼 수 있음. 자동차, 집, 교량, 스마트폰 등 어디든 장착.
2. 연결성과 게이트웨이 - 제일 중요한 부분. 커뮤니케이션과 인터넷을 활용. 데이터를 활용할 수 있도록 처리한 후 클라우드로 보낼 수 있음.
3. 클라우드 - 클라우드 컴퓨팅, 클라우드 스토리지(storage) 2종류가 있음. 컴퓨팅은 원격으로 인터넷을 연결하여 운영체계, 네트워크 등을 사용하여 업무를 사용할 수 있도록 함 / 스토리지는 드랍박스, 구글 드라이브 등 우리가 쓰는 것들 생각하면 됨
4. 데이터 분석 - 앞선 단계에서 수집한 데이터를 유의미한 정보로 변환하기 위해 꼭 필요한 과정.
5. 유저 인터페이스

AIoT - Artificial Intelligence of Things. ai와 iot를 합친 것. 센서를 통해 수집한 정보를 ai를 활용하여 가공 및 처리함.

cloud - 대형 저장 공간으로 생각하면 됨 / for - cloud와 edge 사이에 있는 서버실 / edge - 우리가 평소 사용하는 노트북, 와이파이, 스마트폰 등을 생각하면 됨, 클라우드로 보내지 않은 아주 중요하고 사적인 데이터는 여기에 남겨둠
데이터를 cloud로 보내기 전에 edge의 데이터를 바탕으로 aiot가 판단을 내릴 수 있다(ex) 자동차 사고 판단, 자택 도둑 침입 상황 등).

aiot 예시 - 애플 워치의 여러 기능들 / ai thermostat / amazon dash cart 등

2장 Internet and Protocols

인터넷 - network of networks 기능별, 국가별로 분리되어 있던 수많은 네트워크들을 하나로 통합한 네트워크
- 통신을 위한 소프트웨어인 TCP/IP를 활용하여 네트워크를 묶은 것이 인터넷

인터넷에 사용(연결)되는 단말들 중 IoT가 가장 많은 비중을 차지

각각 떨어져 있는 네트워크(ISP)들을 어떻게 연결할까?
1. 모든 ISP를 각각 연결하기 - 네트워크가 n개 이면 n(n-1)/2 개의 연결이 필요, 너무 큰 수가 필요해서 문제
2. 하나의 global ISP(라우터)에 각각 ISP를 연결하기 - 백본방식, global ISP가 여러개(경쟁자)가 생김, 각 경쟁자를 연결하는 IXP(internet exchange point)를 통해 연결됨

라우터를 백본망에 연결하는 방식 - 유선, 무선
1. 무선방식
1) wireless personal area network(wpan) - 블루투스, rfid, nfc 등, 10m 이내 정도
2) wireless local area nerwork(wlan) - IEEE 802.11(wifi), 100m 이내 정도, 가장 많이 씀
3) wireless metropolitan area network(wman) - IEEE 802.16(wibro), 현재 많이 사용 안함
4) wireless wide area network(wwan) - cellular networks

(cellular netwroks, wi-fi가 시간에 따라 발전해옴)

protocol - 인터넷을 배울 때 가장 중요한 통신용 소프트웨어
- a set of rules that governs how data is transmitted between different devices
- 다른 장치들에서 데이터가 송수신 되는 방법에 관한 규율, 모든 communication 활동들은 protocol을 따름

hard ware failure, network congestion, packet delay or loss 등등 수많은 규약이 생김. modularity 모듈화를 통한 문제 해결(reference model)

ISO/OSI reference model - 오래 전부터 쓰던 전화 통신망. 이 모델을 통해 데이터의 송수신이 이루어졌음.

OSI model의 7단계(7 layers)를 TCP/IP model에서 5단계로 줄여서 씀

각 layers에 protocol이 존재함. network layer에는 IP라는 protocol 하나만 존재함. 헤더라는게 존재하는데, 각 layer를 거칠 때마다 자신의 헤더를 붙임.

무선 네트워크와 유선 네트워크는 서로 다른 protocol이 존재함

3장 Cellular Systems

cellular vs wireless LAN
1.cellular system - wide area에서 사용 가능 / 글로벌 로밍 지원 / 빠른 속도로 이동해도 데이터 받을 수 있음 / licensed bands 통신사에서 서버를 구매하여 돈을 지불함
2. wireless LAN syetem - local area에서 사용 가능 / 글로벌 로밍 지원 x / hot-spot area 에서만 데이터 받을 수 있음 / unlicensed bands 모든 사람이 함께 무료로 씀

cellular concept - cell을 활용한다는 뜻, 기지국 안에서 단말기들이 통신할 수 있는 영역을 cell이라고 함, 백본망에 유선으로 연결됨, 다른 cell로 이동하면 (cell 사이의 주파수가 같을 때)간섭이 일어날 수 있으므로 인접한 cell의 주파수를 다르게 함, 인접 cell은 유선 연결
cell structure - 거리가 충분히 멀면(little interference distance) 어느 cell에서 썼던 주파수를 다른 cell에서 다시 쓸 수 있음(frequency re-use factor, cell cluster)
- 어느 지역을 기지국 하나가 감당하는 것(one big cell) vs 기지국 여러개가 감당하는 것(many cells) / 후자의 장점은 higher capacity and higher number of users 즉, 한 사람당 할당된 주파수가 더 큼
handoff - 인접한 다른 cell로 넘어갈 때 통신이 연속적일 수 있도록 하는 것, cell이 교집합을 이루면 soft handoff, 교집합이 없으면 hard handoff(통신이 지연이 생김), 단순 신호 세기 비교만으로 handoff를 결정할 수 없음

cellular generation
1. 1g - 아날로그, 전화통화방식(circuit-switched)
2. 2g - 디지털로 전환, 짧은 데이터 전달, TDMA와 CDMA 2개로 나뉘어 발전
3. 2.5g - IP 네트워크 방식(packet-switched), grps와 edge 2개의 표준
4. 3g - IP 네트워크 방식, 글로벌 로밍, TDMA와 CDMA 2개의 표준

mimo - 기지국의 안테나 갯수를 추가한 것, 여러 신호를 합쳐 속도를 향상 / beam-forming - 수신자의 방향을 예측해서 그 방향으로만 신호를 방사

gsm->gprs->edge->umts 순으로 (속도도)발전함

5. 4g - IP를 기반으로 속도가 빨라짐, 기지국(cell중심)에서 멀리 있으면 전송 속도가 느려지므로 relay node를 두어 중계(coverage extension)

femto cell - 유선 전화망을 활용하여 인터넷을 연결, 매우 중요함

6. 5g - 4g보다 빠름, 지연시간 감소, 동시 연결이 되는 connection 수 증가, IoT를 활용함에 있어서 백본망으로써 중요한 역할 수행

A3 이아정

2022-10-16 11:34:53 UTC

1장.

IoT의 정의

사물에 인터넷(네트워크)을 연결하여 다양한 일을 할 수 있다

ex) 심박센서 등 웨어러블의 건강정보 전송

동작원리 : 게이트웨이에 측정데이터 전달 - 통신망 연결되어 클라우드 또는 서버로 데이터 전송
IoT 활용분야 : 스마트팜 등등
IoT의 백업기술
1. 인터넷망 / 2. 소형화 / 3. 데이터수집 및 분석 / 4. 클라우드컴퓨팅 환경
IoT의 기본요소
스마트디바이스 & 센서 / 연결성(통신망) / 클라우드 / 분석 / 사용자환경
스마트디바이스 & 센서 ( 어디에나 있음) - 스마트폰, 건축물, 자동차, 스마트홈
연결성(통신망) - 커뮤니케이션과 인터넷
클라우드컴퓨팅 - SaaS, PaaS, IaaS

AIoT - Artificial Intelligence of Things

IoT센서(감각기관) + AI(뇌) = AIoT

IoT디바이스에 인공지능의 역할을 집어넣어 수집된 데이터(클라우드 스토리지 또는 자체 디바이스)들을 AI모듈을 활용하여 인사이트를 만들어내는것

IoT의 데이터는 어디에 저장되는가?

Cloud 클라우드 (데이터센터)
1. 중앙집권
Edge 엣지 (디바이스) 중요하고 긴밀한 데이터는 로컬에서 처리하겠다 = AIoT
1. 판단 및 명령 시간 단축 (ex 무인자동차의 경우 의사판단이 실시간으로 빠르게 이루어져야 하기 때문에 엣지활용, 무인 방범 카메라도 비슷한 사례)
예시 : 스마트워치, VR, 스마트홈, 자율주행장치, 아마존고 등

Ch.2 Internet and Protocols

인터넷이란 무엇인가 (what’s the Internet)
1. 기존의 통신망(network)을 엮은(묶은) 네트워크, 통일된 규약(Protocol)으로 각자 다른 네트워크를 함께 사용할 수 있는 구조로 바꾼 것
인터넷에도 공통의 언어에 해당하는 규약(Protocol)이 있다 (TCP/IP)
1969년 미국의 국방과학연구소 ARPANET
UCLA, 스탠포드 SRI, UC SantaVarbara, University of Utah 4개 대학을 연결하여 첫 메세지(login)를 보냄
가장 많은 인터넷 유저가 있는 대륙은 아시아(2.83bill), 2000년 초반부터 아시아 대륙이 급속적으로 인터넷이 보급화됨
노드가 많아지면 엣지가 기하급수적으로 늘어나기 때문에 현실적인 방법이 아님
중간에 스위칭노드(라우터)를 두어서 백본망을 설치 (ISP) - ISP끼리의 연결을 위해 IXP 설치
유선 네트워크 vs 무선 네트워크 *W-Wireless를 의미(무선)
1. WPAN (Personal Area Network) - 센서네트워크에서 활발히 사용
  1. 10m 이내 근거리 통신 (블루투스, UWB,Zigbee,RFID,NFC 등)
2. WLAN (Local Area Network)
  1. WIFI (IEEE 802.11)
3. WMAN (Metropolitan Area Network) - 현재 우리나라에서 거의 사용 X
  1. wibro (IEEE 802.16)
4. WWAN (Wide Area Network)
  1. Cellular Networks (5G, LTE 등등 통신사 네트워크 서비스)
WI-FI의 발전

프로토콜(Protocols)
1. 프로토콜이란 서로 다른 디바이스에서 데이터를 주고받을때 필요한 다양한 규칙의 집합
2. 어떻게 전송할지, 오류가 발생하면 어떻게 반응할지 등등
규약은 상당히 복잡하고 덩치가 커서 불편
1. 여러개의 레이어로 나누어서 레퍼런스 모델을 만듬 -> 모듈화(modularity)
ISO/OSI 레퍼런스 모델 (전화통신)
1. 7개 레이어 -> 브릿지/스위치 -> 라우터/게이트웨이 -> 7개 레이어
TCP/IP 레퍼런스 모델(인터넷)
1. 7개 -> 5개 레이어로 변경 (모래시계(hourglass model)모형)
2. Applications 레이어 = FTP, HTTP, NV, TFTP
3. Transport 레이어 = TCP, UDP
4. Network 레이어 = IP
5. Link 레이어
6. Physical 레이어
서로다른 프로토콜의 중간에서 번역자의 역할 = 라우터(router)

Ch.3 Cellular System

Cellular과 Wireless LAN의 차이
1. Cellular System은 넓은지역 / WIFI는 로컬리한 커버리지
2. 글로벌 로밍이 가능한 Cellular / 핸드오프나 로밍이 불가능한 WI-FI
3. 빠른속도로 이동해도 데이터 송신에 문제 없음 (Cellular)
4. 통신사에 비용을 제공 / 와이파이 기지국 장비 비용 외 추가 비용 지불 X
5. Licensed bands (통신사에서 주파수를 구매한 자산의 개념) / Unlicensed bands (불특정다수와 공유하며 무료로 사용)
Cell의 개념
1. 하나의 기지국의 신호 전송 범위를 Cell이라고 일컫는다
2. 여러개의 Cell 구조가 모여 전국을 커버 ->Cellular System
3. 기지국들은 백본 네트워크에 유선으로 연결되어있음
4. 기지국이 변경되는 과정(Handoff)에서 간섭이 일어날 수 있기 때문에 인접한 셀의 주파수를 다르게 해서 사용
5. Frequency re-use = 기지국 간 충분한 거리가 있을 경우 같은 주파수를 사용해도 됨(간섭 X)
6. 7cell/4cell/3cell cluster 등 다양한 Cell Structure이 있음
7. 7cell이 가장 노이즈가 적고 3Cell은 비교적 가깝기 때문에 노이즈가 심할 수 있음
8. 3Cell은 같은 클러스터를 적게 나누기 때문에 동일한 주파수에서 Cell 하나당 더 많은 사용자가 통신이 가능
Cell size
1. 기지국 1개가 커다란 면적을 커버 vs 여러개의 기지국이 커다란 면적을 커버
2. cell사이즈가 작을경우 (동일한 면적이란 가정 하)
  1. transmisson power가 적게 듬 (기지국과 단말 사이의 거리가 짧기때문에 신호가 약해도 괜찮)
  2. 기지국이 여러개로 나누어져있기때문에 하나가 고장나도 나머지에서 통신 가능
  3. 기지국 설치 비용이 많이 듬
  4. 1인이 사용 가능한 주파수가 많이 할당됨 (Cell이 작으면 작을수록 늘어남)
  5. 따라서, 인구가 없는 시골의 경우 Cell이 많이 필요없으나, 대도시일수록 Cell이 많이 필요
Handoff
1. 한 기지국에서 다른 기지국으로 이동하게 되는것
2. 통신은 연속성이 유지되어야 함
3. soft-handoff(지연이 거의 없음/make-before-break) / hard-handoff(다소 지연이 있음/break-before-make)
4. 신호세기를 기준으로 핸드오프를 하는것은 가장 쉬운 방법 but 실용성은 떨어짐
5. A와 B의 신호세기가 같은지점을 지나 B-A의 신호값 차이(HM)이 특정값을 넘을때 핸드오프
  1. 추가로 일정시간(TTT:Time-to-trigger)을 만족하는지 추가로 고려하는게 가장 최근의 핸드오프 방식
Cellular Systems
1. Cellular Generation(1세대~5세대 : 1G~5G)
  1. 1세대 : voice-only, analog
  2. 2세대 : Digital, voice&data
    TDMA Based와 CDMA Based로 분화되어 발전
    CDMA(IS-95) : 퀄컴의 CDMA 표준 채용, 1994년 홍콩에서 처음 상용화
    TDMA(GSM) : 유럽 표준, 1991년 핀란드에서 처음 런칭
  3. 2.5세대 : packet-switched
    interim solutions인 GPRS(2.5G), EDGE(2.75G) 표준 생성
  4. 3세대 : voice, data & video
    3G의 궁극적인 목적은 완벽한 글로벌 로밍, 멀티미디어 지원, data rates 증가
    스마트폰의 시작(3GPP와 3GPP2)
    HSPA(High-speed packet Access) - HSDPA/HSUPA
    LTE(3.9G)
  5. 4세대 : IP-based, higher data rate up to 1Gbps
  6. 5세대 : higher data rate than 1Gbps
    지연시간이 줄어듬(4세대 대비 1/50), 전송속도 증가(100배) 등
2. MIMO & Beam-forming
  1. MIMO 안테나기법을 통해 전송속도 증가
  2. Beam-forming은 동심원 형태의 신호 전송을 개선하여 수신지에 집중적으로 신호 전송
3. 요약
  1. 2세대(GSM) : 9.6Kbps
  2. 2.5세대(GPRS/EDGE) : 각 115Kbps / 384kbps
  3. 3세대(UMTS) : 2Mbps
4. LTE-A가 진정한 4세대다!
  1. 구조적인 변화는 X, MIMO의 안테나 숫자가 증가
  2. 큰 Cell과 작은 Cell 등 Cell의 사이즈 다양화
  3. Relaying : 가장자리에 있는 노드는 송신 속도가 느리기 때문에 중계기를 설치
    Coverage 밖에 있는경우 중계기의 도움
5. Femto Cell
  1. 기지국의 서비스가 닫지 않는 곳에서 유선전화망을 통해 기지국의 서비스를 받는것

A2 김민지

2022-10-16 11:36:46 UTC

AIoT 1강

IoT(Internet Of Things)가 무엇이고 어디에 활용되는지, AIoT와의 차이점

IoT라는 용어는 1999년 Kevin Ashton이 처음으로 사용

정의

-각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

-The network of physical objects(things)

센서 - 게이트웨이 - 클라우드/서버 - 모바일 앱

IoT의 활용분야

스마트팜, 스마트시티, 교통 등등 다양한 분야 활용가능

IoT가 가능해진 배경

1. 유비쿼터스 연결성

2. 소형화

3. 데이터 수집&분석

4. 클라우드

IoT의 기본 요소

스마트 디바이스와 센서
연결성/게이트웨이
클라우드
분석
유저 인터페이스

AIoT (Artificial Intelligence of Things) = AI+IoT

IoT 시스템에서 AI는 크게 2곳에 적용가능하다.

Cloud : predictive analystic 생성 가능
Edge : privacy와 security를 향상시키는 동안 bandwidth 와 latency 를 줄일 수 잇음

Edge Computing - Realtime Data Processing

: 클라우드나 센터에 보내기 전에 Edge에서 데이터를 다룰 수 있음

실사용 예 : 애플워치, VR고글, 스마트 홈, 자율주행 등등

AIoT 2강

Internet의 정의 : Network of networks

TCP/IP 라고 불리는 프로토콜 규약

1969년 최초의 인터넷. login이라는 메시지 전송 시도함

아시아가 전세계 인터넷 사용량 1위

인터넷 구조 (Internet Structure)

각 노드를 모두 연결하기 : 노드의 수가 많을수록 연결해야하는 수가 늘어남.
중간에 스위칭 노드를 둬서 연결하기 : 인터넷 백본 라우터 이용

Access networks - Wired vs. Wireless

wireless access networks 분류

WPAN (Wireless Personal Area Network) : Bluetooth, UWB, Zigbee, RFID, NFC
WLAN (Wireless Local Area Network) : IEEE 802.11 (WiFi)
WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) : IEEE 802.16 (wibro)
WWAN (Wireless Wide Area Network) : Cellular Networks

Cellular network의 발전 : 1G ~ 5G

Internet Protocol : Application, Transport, Networking, Data Link

Protocol이란? : 다른 두 디바이스간의 데이터를 전송하는 규칙의 집합 (어떻게 전송할지, 에러가 났을 때 어떻게 할지 등등)

프로토콜은 여러 Layer로 나뉜다. ISO/OSI reference model - 7개의 Layer로 나눔

인터넷은 TCP/IP Model 로 5개의 Link로 나눔. (DARPA)

Application Layer
Transport Layer
Network Layer
Data Link Layer
Radio, IR

Data Encapsulation : 데이터를 보낼 때 헤더를 붙여 보냄

유선 네트워크와 무선 네트워크는 프로토콜이 다르다. 가운데 라우터는 두 개의 프로토콜 다 다룰 수 있음.

AIoT 3장 Celllular System

Cellular System vs. Wireless LAN

Cellular : 넓은 영역 커버, 글로벌 로밍, Subscription-based, Licensed bands, Mobile users at vehicular speeds.

Wireless LAN : 로컬 영역 커버, No Handoff or roaming, Users in hot-spot area, Revenue through equipment sales, Unlicensed bands.

Cellular Concept

Cell이란? : 하나의 기지국의 전송 범위

Cell Structure - Frequency re-use : 같은 주파수를 써도 될 만큼 충분히 먼 셀은 같은 주파수를 사용해도 된다.

N개의 셀로 구성된 클러스터, 1/N = reuse factor

cell의 크기가 작을수록 한 사람당 더 많은 주파수 할당 가능

작은 셀의 장점 : Higher Capacity, 더 많은 사용자, 적은 전송 파워, more robust, 덜 중앙화 됨(기지국 하나가 고장나도 나머지가 커버 가능)

작은 셀의 단점 : BS(Base Station)의 수가 많음, 비용 많이 듬, more frequent handoffs

따라서 인구가 적은 곳에서는 cell의 크기가 큼, 인구가 많은 곳에서는 cell의 크기를 줄여 셀 수를 늘림.

Handoff (Handover) : 한 셀에서 다른 셀로 이동할 때 연결해주는 기능

hard handoff : break-before-make, 이전 연결은 끊었다가 다시 연결

soft handoff : make-before-break, 새 연결은 이전 연결 전에 성립됨

신호의 세기는 계속 바뀌고 도로 사정에 따라 신호가 불안정함.

Handoff Triggering Startegies

RSS(Relative signal strength) : 가장 강한 신호를 수신

Relative RSS with threshold : threshold를 기준으로 결정

Relative signal strength with handoff margin

HO margin and TTT(Time-to-trigger) : 일정 시간을 기다린 후 두 개의 조건을 만족하면 handoff

Cellular Generation

1G : 아날로그, circuit-switched, voice-only

2G : Digital, circuit-switched, voice&data

2.5G : Enhanced 2D, packet-switched, higher data rage

3G : Packet-switched, voice, data, video

4G : IP-based, higher data rate up to 1Gbps

5G : Higher data rate than 1Gbps

1G : FDMA/FDD

2G: TDMA based, CDMA based

IS-95 (Interim Standard 95)

GSM (Global System for Mobile communications)

2.5G : GPRS and EDGE for GSM

3G : Universal global roaming, 2Mbps 전송속도, 3GPP(HSPA), 3GPP2 표준, MIMO와 Beam-forming같은 걸 사용해서 전송 속도 높임

GSM -> GPRS -> EDGE -> UMTS 순으로 진화

simplified GSM architecture

MS(Mobile Station)

RAN(Base Station Subsystem)

CN(Core Network)

EN(External Network)

3세대로 가려면 기지국을 전국적으로 교체해야 함.

3GPP LTE Architecture

LTE-A (4세대)

-안테나 수 늘어서 전송 속도 빨라짐, 큰 셀과 작은 셀, Femto cell, relay cell등 셀의 사이즈가 다양하고 다양한 환경으로 구축.

Relaying : 멀리있는 노드의 속도 느린 문제를 중개기를 두어 해결

Femto : femto cell 기지국을 구매해 core network로 접근

5G : 1ms미만의 Latency, 10Gbps 전송속도, 동시 연결 가능한 개수가 100만개, handoff의 속도 500km/h

C1 황병진

2022-10-16 12:09:37 UTC

<1장 : Iot / AIot>

IoT :

- 각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술.

- 동작원리 : 센서 <--> 게이트웨이(폰) <--> 클라우드/서버 <--> 모바일 앱

IoT 필수 요소 : 스마트 장치와 센서, 연결성/게이트웨이(인터넷망), 클라우드, 분석, 유저 인터페이스

1) 스마트 장치와 센서

2) 연결성/게이트웨이 * 가장 중요한 부분

3) 클라우드

4) 분석

5) 유저 인터페이스

Smart Devices and Sensors

- 실시간으로 데이터를 수집하고 게이트웨이로 전송. 일반적으로 무선 통신을 활용한다

Connectivity / Gateway

- 기기 간 통신이 가능한 커뮤니케이션, IoT의 핵심

Cloud

- 원격으로 컴퓨팅 서비스를 제공

- Cloud Storage: 원격으로 데이터를 저장할 수 있는 스토리지를 제공

Analytics

- 빅 데이터와 밀접한 부분으로, 유의미한 통계치,중요한 정보 빼내기 위해 분석하고 가공함.

User Interface

- 스마트폰, 모니터 수준의 다양한 화면을 보여준다.

AIot :

- Ariifical Intelligence of Things

- 인공지능과 Iot가 합쳐진 개념,

- 눈코입귀가 Iot라면 뇌가 Ai

What is AIot

- 클라우드, 엣지

- 엣지에 데이터를 확보해서 클라우드에 전달

Moving Intelligence to the Edge

- 빠른 결정을 내려야할 때 edge에서 Aiot가 역할을 해야 한다.

- ex) 무인,방범카메라

<2장 : Internet and Protocols>

Internet : 기존의 통신망들을 엮은 네트워크

What's the Internet

- TCP/IP 통신을 하기 위한 소프트웨어/규약

Brief History of Internet

- 1969년부터 시작 시간이 지나며 확산

Internet structure

- 각 노드마다 연결할 시 > 개체수가 많아질수록 기하급수적으로 늘어난다.

- 그래서 중앙에 스위칭노드를 설치하여 연결하는 방식을 사용

- ISP 끼리 연결시키는 IXP도 있다.

Wireless Access Network Technologies

- 네트워크 분류 -> 네가지(WPAN < WLAN < WMAN < WWAN)

- WPAN 유무선구분 PAN은 유선, W붙으면 무선 (블루투스)

- WLAN 와이파이 **

- WMAN wibro 도시정도 (우리나라에서 거의 사용하지 않음)

- WWAN 아주 넓은 지역을 커버(핸드폰망 4g, 5g..) **

Protocols

- 인터넷을 배울 때 가장 중요한 통신용 소프트웨어

- 데이터를 주고받을 때 발생할 수 있는 상황을 고려한 규칙의 집합

Motivation of Protocol Layerring

- 복잡하고 다양한 규약들을 하나의 소프트웨어로 하기엔 덩치가 크다 > 여러개의 레이어로 나누개 됨(모듈화)

- ex) 티켓구매 > 체크 > 게이트 > 활주로 > 비행 > 환승 > 도착 > 활주로 > 게이트 (각각의 레이어가 수행)

ISO/OSI reference model

- 통신의 시작당시 > ISO(기관이름, 국제표준기구), OSI(모델)사용

- 7개의 레이어로 나눔

Internet protocol stack

- TCP/IP Model은 7개레이어를 5개의 레이어로 나눔

Simple reference model

- 앞으로 5-레이어를 통해 공부할 것이다.

- 중간에 있는 라우터는 2개의 프로토콜을 다 이해해야 한다.

<3장 : Cellular Systems>

Cellular vs Wireless LAN

- 둘다 무선을 쓰지만 다르다.

- Cellular System : 넓은 지역을 커버, 글로벌 로밍 가능, 가입자가 돈내고 쓰는 시스템, Licensed bands,

- Wireless Lan System(WIFI) : 근처, 로밍지원 x, 핫스팟 x, 거의무료, UnLicensed bands,

Cellular Concept

- Cellular : 셀로 이루어진 네트워크

- cell : 기지국과 단말기가 통신할 수 있는 영역

- 경계문제에 간섭문제를 해결하기 위해 인접한 셀들은 주파수를 다르게 설정한다.

- frequency re-use : 간격이 떨어진 셀들은 같은 주파수를 써도 된다.

- 7-cell cluster(한 클러스터에 7개의 셀) : 노이즈가 적을 수 있다,

- 3-cell cluster : 한 셀에 많은 주파수를 사용할 수 있다.

Cell Structure

- 각 방법마다 장단이 있다.

- One big cell : 기지국과 거리가 멀면 배터리가 금방 따른다.

- 100 clusters(700cells) : 기지국을 많이 설치해야 해서 돈이 많이 든다.

- One big cell : 1MHz / person

- 100 clusters(700cells) : 100MHz / person > 셀을 잘게 쪼개면 쪼갤수록, 한 사람당 주파수가 크다.*

Handoff

- 통신중에 한 셀(기지국)로부터 다른 서비스쪽으로 이동하게 될 경우

- 끊어지는걸 방지하여 통신을 잘 연결하도록 해주는 것

- 주파수가 끊기기 전에 새로운 주파수를 연결(Soft Handoff)

- 두 개 기지국으로부터 다 들리지 않는 구역 > 끊어진 다음에 새로 연결(Hard Handoff)

- 기존에 사용하는 방식 : 이동중에 새로운 신호 세기가 현재 값보다 커질 때 Hand off

- 최근에 쓰는 방식 : 세기의 크기가 교차할 때 일정시간을 기다린 후 Handoff

Cellular Systems

- Cellular Generations > 1G부터 현재는 5G까지

- 1G : 아날로그, 전화통화 방식

- 2G : 디지털, 기존의 전화방식, 짧은 데이터 전송 (TDMA CDMA)

- 2.5G : 멀티미디어, 웹기반 텍스트를 주고받을 수 있다. 통신사가 제공

- 3G : 컴퓨터(IP 네트워크)방식, 목소리, 데이터(비디오 데이터) 전송 가능, 최종목적 : 글로벌로밍, 데이터rate 매우 증가, HSPA > LTE(3.9G)

* HSPA : 안테나를 하나씩 주고받다가 안테나 개수를 늘림으로, 속도를 증가시킴, MIMO기법 사용

* Beam - forming 방식등을 사용해 속도를 높였다.

* LTE : LTE부터는 P2P구조로 바뀌게 되었다.

* LTE-A : 4G는 아님, 더 늘어난 MIMO구조

* Relaying : 가까이있으면 속도 빠르지만 멀수록 속도가 느림, 중계기를 둬서 속도를 빠르게 함

* Femto Cell : 집에 잇는 와이파이로 인터넷을 쓰는 것과 똑같이, 유선망으로 중앙에 코어네트워크와 연결 가능.

- 4G : 속도가 상당히 빨라짐

- 5G : 4G와 비슷한데 속도가 훨씬 빨라짐

C3 최수찬

2022-10-16 12:11:03 UTC

1장

1. IoT (Internet of Things)
(1) 정의 - 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술(2) 원리 - 센서로 측정된 값이 게이트웨이를 통해 클라우드에 저장되고, 고객에게 전달
(3) 유명해진 이유 - 어디에나 연결된 인터넷, 소형화, 데이터 수집과 분석 클라우드
(4) 요소 5가지
1) 스마트 디바이스 또는 센서
2) 연결성/게이트웨이
3) 클라우드 - 클라우드 컴퓨팅, 클라우드 스토리지
4) Analytics - 데이터 가공
5) 유저 인터페이스

2. AioT (Artificial Intelligence of Things)
(1) Ai + IoT
(2) IoT 장치가 만들거나 모은 데이터를 Ai가 분석하여 인사이트를 만드는것
(3) Egde Computing - Edge를 이용해 Local하게 결정을 내리는 것
ex) 자율운전자동차, Ai 방범카메라

2장 인터넷과 프로토콜

1. 인터넷
(1) 정의 - 각자 존재하던 네트워크를 연결하여 큰 네트워크를 만든 것, TCP/IP를 이용해 연결
(2) 구조 - ISP를 이용해 노드를 연결, ISP는 IXP를 이용해 연결
(3) 무선 인터넷
1) WPAN(Wireless Personal Area Network) - 블루투스
2) WLAN(Wireless Local Area Network) - WiFi
3) WMAN(Wireless Metropolitan Area Network) - Wibro
4) WWAN(Wireless Wide Area Network) - Cellular Networks (1G~5G)

2. 프로토콜
(1) 정의 - 장치들 인 데이터를 전달하는 방법에 따른 규칙

3장 Cellular Systems

1. 셀룰러 vs 무선 LAN
(1) 셀룰러 시스템 - 넓은 범위, 글로벌 로밍, 라이센스드 밴드
(2) 무선 랜 - 좁은 범위, 글로벌 로밍 안됨, 핫스팟, 언라이센스드 밴드

2. 셀룰러 컨셉
(1) 인접한 셀의 주파수를 다르게 해야한다, 3셀 4셀 7셀 등등
1) 7셀은 노이즈가 적다

3. 셀 사이즈
(1) 작은 셀 - 기지국 건설에 돈이 많이듬, 기지국이 고장나도 커버 가능, 한사람이 쓸 수 있는 주파수가 크다

4. 핸드 오프
(1) 다른 셀로 넘어갈때 생김
(2) 소프트 핸드 오프/ 하드 핸드 오프 - 끊기는 시간 차이

5. 셀룰러 세대
1G~5G, Femto Cell

B4 김현서

2022-10-16 12:18:02 UTC

AIoT 1장

* IoT란?
- IoT는 데이터를 연결하고 교환하는 등 다양한 것을 할 수 있음
- 각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

* IoT 동작 원리
: 통신 모듈이 Gateway에 측정된 데이터를 전달하면, Gateway를 거쳐 클라우드/서버, 모바일 앱에 데이터를 전송 가능

* IoT 활용분야
: 스마트팜, 스마트홈, Surveilance system, Healthcare 등

* IoT가 많이 활용되기 시작한 이유
- Ubiquitous connectivity
- 소형화 : 작은 센서
- Data Collection & Analytics
- Cloud : 데이터를 모으고 활용할 수 있는 인프라

* IoT의 기본요소
- 스마트 디바이스, 센서
- 연결성 / Gateway(센서와 인터넷망을 연결)
- Communication + Internet => IoT의 핵심
- 스마트 디바이스들이 측정한 데이터를 EDGE가 받아서 큰 커버리지를 갖고있는 통신 네트워크에 연결해서 클라우드가 다양한 곳에 데이터를 전송
- 클라우드
- Cloud Storage
- Cloud Computing
- Analytics : 의미있는 데이터를 뽑아내기 위해 데이터를 분석하고 가공
- User interface : 데이터를 활용하기 위해 눈에 보이는 부분 ex) 스마트폰, 컴퓨터 모니터

* AIOT(Artificial Intelligence of Things)
- IoT 디바이스에 인공지능 역할을 할 수 있는 역할들을 집어넣은 것
- IoT 디바이스들이 만들거나 모은 데이터를 AI 모듈을 활용해서 인사이트를 만들어내는 과정

* IoT 디바이스가 모은 데이터를 저장하는 곳
- Cloud (Data center) : 어느 한 곳에 대형 센터를 두고 모으는 것. 중앙집권
- Fog (Nodes) : 길목에 있는 여러 서버들
- Edge : 클라우드로 데이터를 보내지만, 아주 중요한 데이터는 로컬에서 처리 => local하게 데이터를 활용해서 decision-making

AIoT 2장

* Internet이란?
- "Network of networks" 즉, 기존의 통신망들(networksddd)을 묶은 Network
- 통일된 프로토콜로 기존에 사용하던 네트워크들을 함께 사용할 수 있는 구조로 바꾼 것
- TCP/IP : 통신을 하기 위한 소프트웨어
- 인터넷은 TCP/IP라는 규약(프로토콜)을 사용해서 각자 사용하던 네트워크들을 연결한 것

* Internet 역사
- 1969, ARPANET : 인터넷의 원시 버전
- UCLA, Stanford Research Institute, UC Santa Barbara, University of Utah 4개의 대학을 연결하는 네트워크 만듦

* Internet-related Stats
: 대부분의 IoT 디바이스들이 인터넷에 연결되고 있음

* Internet structure
1. 각각의 노드에서 모든 노드에 연결하는 방식
- 노드가 늘어날수록 직접 연결할 때 필요한 선의 개수는 n(n-1)/2 => 현실적인 방법X
2. global ISP : 중간에 여러 개의 라우터(스위칭 노드)를 둬서 각각의 노드를 연결하는 방식
- 여러 회사가 각자 백업망을 만들어서 경쟁
- ISP(Internet exchange point) : 회사와 회사의 백업망을 연결

* Wireless Access Network Technonlogies : 커버리지에 따른 분류 ( 아래로 갈수록 점점 넓어짐)
- Wireless Personal Area Network (WPAN)
- 10m 이내 사람의 근처에서 통신할 수 있는 것
- Bluetooth, UWB, Zigbee, RFID, NFC
- Wireless Local Area Network (WLAN)
- 10~100m까지 커버하는 네트워크
- IEEE 802.11 (Wifi)
- Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)
- 캠퍼스나 작은 도시들을 커버하는 네트워크
- Wireless Wide Area Network (WWAN)
- 아주 넓은 지역을 커버
- Cellular Networks
- 인터넷 망에 가장 많이 연결돼있는 네트워크는 LAN, WAN

* Evolution of Wi-Fi
IEEE 802.11 -> 802.11b -> 802.11g/a -> 802.11n -> 802.11ac

* Protocol 이란?
- 데이터를 주고 받을 때의 다양한 환경에서 발생할 수 있는 모든 것들을 정의한 룰의 집합
- 어떻게 전송할지, 에러가 생겼을 때 어떻게 detection할지, 데이터를 잘 받았을 때는 어떻게 할건지 등

* Motivation of Protocol Layering
- Modularity(모듈화) : 복잡한 규약들을 하나의 소프트웨어로 하기엔 덩치가 너무 크고, 나중에 그걸 고치거나 업그레이드 할 때 힘들기 때문에 여러 개의 레이어로 나눔
- Reference model : 각각의 레이어에 맞는 프로토콜을 만들어서 동작하게 함

* Internet protocol stack (TCP/IP Model)
- Application
- Transport
- Internet
- Network Access
- Data Link
- Physical

* Simple reference model
: 라우터와 유/무선 통신의 프로토콜을 이해하고 각자의 언어로 바꿔 전달

AIoT 3장

* Cellular vs. Wireless LAN
- Cellular
- 넓은 지역 커버
- Global roaming
- 빠른 속도로 이동해도 큰 문제 없이 계속 데이터를 받을 수 있음
- 가입자가 돈을 내고 사용하는 형태
- Licensed bands
- Wireless LAN system
- 상대적으로 작은 커버리지
- roaming 지원X
- hot-spot are (Wifi 깔려있는 곳에서만 사용, 이동성 보장X)
- Wifi 기지국장들을 파는 형태로 시장 형성
- Unlicensed bands

* Cellular Concept
- Cell : 기지국과 그 안에 있는 단말들이 통신할 수 있는 영역
- Cellular system : Cell 구조로 이뤄진 네트워크
- 경계 부분에서의 간섭 문제를 해결하기 위해 인접한 셀들은 주파수를 다르게 사용

* Cell Structure - Frequency re-use
: 같은 주파수를 써도 될 만큼의 충분한 거리가 있을 때 다시 그 주파수를 사용 가능
- 3 cell cluster
- Noise가 심할 수 있음
- 7 cell cluster
- Noise(간섭)가 적음
- 주파수가 커서 더 많은 사용자들이 통신 가능

* Cell Structure - smaller-sized cell
- Frequency re-use로 한 사람당 서포트할 수 있는 주파수가 크고, 더 많은 사용자 서포트 가능
- transmission power가 적게 듬
- 좀 더 견고
- 기지국을 많이 설치함에 따른 비용 문제

* Handoff
: 통신 중에 한 셀(기지국)로부터 다른 셀로 이동하는 것
- soft handoff
- 셀이 잘 오버랩 된 경우
- 한 기지국으로부터 연결을 끊기 전에 새로운 기지국에서 연결을 만든 후에 끊음 ( Make-before-break)
- hard handoff
- 셀이 떨어져 있는 경우
- 연결을 끊은 후에 새로 만듦 (Break-before-make)

* Handoff Triggering Strategies
- Relative signal strength with handoff margin : 이동 중 새로운 셀의 신호 세기가 현재 서비스를 받는 신호보다 일정한 값(handoff margin)보다 크게 되는 시점에 handoff 시작
- HO margin and time-to-trigger (TTT) : handoff margin + 일정 시간을 기다려서 handoff

* Cellular Generations
- 1G : Analog, circuit-switched(기존의 전화 방식), voice-only
- 2G : Digital, circuit-switched, voice & data(짧은 데이터 전송 가능)
- SMS (short message service)
- TDMA(GSM), CDMA(Qualcomm)
- 2.5G : Enghanced 2G
- 3G : Packet-switched(유선 컴퓨터 통신망과 같은 IP 네트워크 방식), voice, data & video(멀티미디어)
- Universal global roaming
- 2 Mbps
- 3GPP(GSM에 기반한 TDAM 방식)
- HSPA(High-Speed Packet Access) - HSDPA(Down link: 기지국->단말)/HSUPA(Up link: 단말->기지국)
- LTE(3GPP Long Term Evolution)
- packet only system, IP network(컴퓨터 통신망처럼 사용)
- 대등한 구조
- 3GPP2(퀄컴의 CDMA 방식)
- EV-DO
- 4G : IP-based, higer data rate (~1Gbps)
- LTE-A(LTE Advanced)
- MIMO => 전송속도 증가
- 다양한 크기와 환경의 셀 구축
- Relaying : 중계기의 도움으로 멀리 있는 노드에서도 빠른 속도로 기지국까지 전송 가능
- Femto cell : 기지국의 서비스를 받지 못하는 곳에서 Femto 기지국을 사서 인터넷을 연결해서 셀룰러 망의 Core쪽과 연결
- 5G : Higher data rate (>1Gbps)
- Latency, Throughput, Connections, Mobility
- 인공지능, 빅데이터 시대와 함께 IoT를 연결시켜주는 백업망으로써 중요한 역할

* MIMO & Beam-forming
- MIMO(Multiple Input Multiple Output) : 안테나 갯수를 늘려서 다량의 데이터 송/수신하는 안테나 기법 => 전송속도 높임
- Beam-forming : 수신지의 방향을 예측해서 수신 노드 쪽으로만 신호 전송

* HSPA+
: MIMO, Beam-forming 기법들을 활용해서 속도를 높인 것

A1 서연주

2022-10-16 12:30:18 UTC

AIoT 1장

- 다양한 활용분야 (스마트팜, 스마트 시티,헬스 등) 센싱 데이터 전송 등을 할 수 있다 // 센서,통신 모듈(gate way)<->cloud/server<->사용자
- 소형화, 데이타 모으기 , 분석 가능, mobility 등이 장점
[sensor]
- 주로 무선으로 측정 후 게이트 웨이로 보낸다.
[cloud]
- 1) 스토리지 ex)drop box
- 2) 컴퓨팅

[Analytics]
- big data랑 겹침

AIoT // Artificial Intelligence(Brain) of things

Edge에 intelligence 더함(real time으로 바로 로컬에 둠)
local data informed decision making

-----

AIoT 2장(Internet and protocols)

TCP/IP - 통신을 하기 위한 software
단말기,인터넷 보급률 기하급수적으로 증가중
All communication activity is governed by protocols

n(n-1)/2 : 노드의 개수가 n일때 선의 개수 //complexity
근데 제각각 연결하는건 현실적으로 말이 안 됨
-> 스위칭 노드(라우터) 둬서 해결

+ 대륙과 대룩사이에 IXP로 ISP연결

[네트워크의 분류] // by coverage

- WPAN (Personal) // Wireless personal a rea network ex)bluetooth, Zigbee •••
- WLAN (Local) ex) Wi-fi //
- WMAN (Metropolitan) ex) wibro
- WWAN (Wide) ex) Cellular

wifi
802.11 -> 802.11b->802.11g/a->802.11n->802.11ac

Protocol // 차선과 같이 데이타의 길에 규칙을 만드는 것들의 집합

HTTP ----- MQTT // app
TCP ----- UDP // transport
IPv4 ----- IPv6 // networking
Ethernet,Wi-Fi,GSM //data link

[Layering]
ISO국제표준기구 /O오픈S스테이트I인터페이스 reference model
전화기때부터(오래전부터) 사용 7개의 레이어

OSI
application // data
presentation //data
session // data
transport// segments
---
network// packets
data link// frames
physical // bits
위 5개 볼드체는 5- layer version

TCP/IP Model // OSI 모델과 달리 4layers internet 이후 개발
application
transport
internet
network access

Simple reference model
-----
AIoT 3장 [Cellular System]

cellular vs wireless LAN
wide ------narrow , local
global ------ no roaming
licensed bands vs unlicensed bands

Cellular Concept
- mobile communication systems use a large number of low power transmitters(Base Station)
- 인접한 BS끼리는 서로 주파수가 달라야됨 -> 같으면 경계에서 간섭생김
충분히 떨어진 지역에서는 괜찮아서 freq re-use is okay

cell size(반지름)가 작으면 트렌스미션 파워가 작게들음
- 한 기지국이 망가져도 다른 기지국은 말짱하다는 장점이 있으나 기지국 설치 빈도가 높아 서비스 프로바 이더가 비용을 많이 내게 된다

Handoff
- cell을 자연스레(soft) 오버랩 시킴 중간에 지연이 좀 있다면 hard hand off

relative signal strength with handoff margin //a,b셀의 시그널 세기가 같을때 핸드오프 시키자
HO margin and time to trigger // 2개 조건 다 만족한 다음 시간 좀 지나면 핸드오프 시키자 (가장 최근의 방식)

[Cellular]
2Gen - TDMA based //GSM방식 EU, ASIA
- CDMA based // standard by Qualcomm , US

2.5Gen - 3G(Universal global roaming, multimedia support)이 때 데이타 rates 가 2Mbps 로 급상승, 패킷 스위칭

3gen

3GPP 3G partnership project///
HSPA - High Speed Packet Access
LTE

HSPA 가 스피드 올린 방법 = MIMO, Beam Forming

MIMO
안테나 개수 늘리면 1개일때보다 gain이 높음

Beam Forming
멀리있는 곳에도 신호를 좋게 쏘기위해 , 360도로 다 쏘는게 아닌 수신자가 있는 방향으로만 빔을 쏨

LTE // packet only system
LTE-Advanced // 진정한 4세대
부가서비스 MIMO 방식보다 higher order
셀의 사이즈를 다양화
relay - 기지국 기준 멀리 있는건 속도가 적음 -> 중계국을 만들어서 도달하는걸 도와줌 , coverage밖에 사는 사람들을 위해 간단하게 중계기 설치해서 기지국으로 전송하게함
[Femto cell]
유선 전화망을 통해 셀룰러 망의 코어적 망에 들어가면 와이파이 등 사용 가능

5G system
4g LTE 대비 latency는 30-50배 빨라지고, thoughtput은 100배 늘어남, 커넥션 개수 100배, 핸드오프 속도 1.5배 빨라짐

IoT에서 5g는 매우매우 중요하다

B2김태현

2022-10-16 12:34:00 UTC

AIoT 1장
IoT & AIoT

IoT(Internet of Things)

IoT의 정의
- 각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

동작 원리
센서 > 센서 내 통신 모듈 > Gateway로 측정된 데이터 전달 > 각종 통신망(Cloud, Server) > 모바일 앱

활용 분야
Smart farm, Smart homes 등 사용

IoT 필수 요소
- 센서, 스마트 디바이스 : 데이터 모을 수 있는 기본요소 (통신 모듈(wifi, 블루투스)이 센서와 연결되어있음)
- 연결성/ 게이트웨이 : 센서와 인터넷 망을 연결
- 클라우드 : 데이터 저장, 데이터 활용
- Analytics : 데이터 분석, 가공 (빅데이터와 연관)
- User interface

AIoT(Artificial Intelligence of Things)
- 인공지능과 IoT의 합성어
- IoT 장치에서 생성, 수집한 데이터를 AI가 분석하여 Insight를 도출함.

- Edge : 데이터를 Cloud로 보내지 않고, 자동차의 사고와 같이 빠른 결정을 내려야 하는 경우, 딜레이나 리얼타임을 줄이기 위해서 Edge computing을 활용

- Real-life examples : 애플워치, VR고글,무인자동차와 같이 클라우드까지 갔다가 오면 효율성이 떨어지는 것들.

AIoT 2장
Internet and Protocols

Internet
- Networks of networks, 네트워크를 하나로 만들고 서로 불가능 했던 의사소통을 위해 모두가 통일된 프로토콜로서 함께 사용할 수 있도록 만든 것.

TCP/IP
- 통신을 하기 위한 소프트웨어

Internet Structure
- 연결을 위해서 가장 쉬운 방법은 각각의 노드에서 모든 노드를 연결하는 것. 이때 연결선의 수는 n(n-1)/2로 노드의 수가 증가할수록 기하 급수적으로 증가하므로 현실적이지 못함.
- 위의 문제 해결을 위해, 중간에 여러 개의 스위칭 노드(라우터)를 둬 연결을 도와줌.
이런 라우터는 GISP(Global Internet Service Provider)가 설치.
- 각각의 라우터를 연결시켜 주기 위해 IXP(Internet exchange point)가 존재해야 함.

네트워크 분류

(1) WPAN : Bluetooth, UWB, Zigbee, RFID, NFC 등, 10m 이내 짧은 거리.

(2) WLAN : IEEE 802.11(WiFi), 몇 십 미터에서 백 미터

(3) WMAN : IDEE 802.16(wibro), 국내에서 사용되지 않음

(4) WWAN : Cellular Networks, 아주 넓은 지역을 커버함, 핸드폰 망

Protocols
- 예를 들어 도로교통망에 사고나 막힘이 없도록 하는 규약들과 같이
데이터를 어떻게 보내고 잘 전달되는지, 에러가 나면 어떻게 할 지 등에 대한 규약.
- ISO/OSI Model의 경우 7개의 layer가 있음.
- TCP/IP Model은 기존의 7개의 layer을 묶어 4~5개의 layer로 만듦.
- 각 layer는 각자의 역할을 하게 됨.
- Layer를 지날 때마다 헤더를 붙이고 리시버에선 각자의 헤더를 자름.
- 무선과 유선은 프로토콜이 다름. 이 경우 라우터는 두 개의 프로토콜을 이해해야 함.

AIoT 3장
Cellular Systems
-Cellular System과 WLAN은 둘 다 무선으로 널리 쓰이지만 상당히 다름. 넓은 지역 vs 로컬

글로벌 로밍이 지원됨 vs 로밍 지원되지 않음

가입자가 돈을 내고 사용 vs 장비(와이파이 카드)를 중심으로 시장 형성

Licensed bands vs Unlicensed bands. WLAN은 모두가 함께 쓸 수 있는 밴드. 그래서 강하게 쓰기 어려움.

Cell
- 기지국(BS)과 그 안에 있는 단말들이 통신할 수 있는 영역.
- 인접한 셀의 주파수가 같을 경우, 경계 부분에서 간섭 문제가 발생한다.

Cell structrue - cell size
-작은 셀 : 기지국과 단말 사이의 짧은 거리(효율적), 하나의 기지이 고장나도 작은 손실, 한 사용자당 사용가능한 주파수가 크다
-큰 셀 : 기지국 설치를 위한 자원 적게 요구

Handoff
- 서비스를 제공받던 중 셀 경계를 넘을 때 다른 기지국으로 서비스를 전환하는 것.
- hard hand off : 약간 지연이 있다가 다시 연결됨
- soft hand off : 지연이 없음

Handoff Triggering Strategies

HO margin and time-to-trigger(TTT) : 인접한 기지국의 주파수가 역전이 되더라도 일정 시간 후에 Handoff하는 방식, 최근에 가장 많이 사용

Cellular Generations
- 1G : 아날로그, 기존 유선 전화를 무선 통신이 가능하게 함. 목소리만 전달

- 2G : 디지털, 기존 통신망, 짧은 데이터를 보낼 수 있게 됨.(SMS)

- 2.5G : packet-switched, 2G에서 3G로 가기까지 오랜 시간이 소요, 소비자들의 요구 만족을 위해 등장

- 3G : 글로벌 로밍, 멀티미디어 서포트, 데이터 레이트의 증가, 컴퓨터 통신망.
3GPP(3G Partnership ProjectTDMA방식), 3GPP2(CDMA방식)
HSDPA/HSUPA : down link, up link 기지국으로부터 단말, 단말로부터 기지국
MIMO : 안테나 기법, 안테나 개수를 늘려 데이터를 보낼 때 전송 속도를 높임.
Beam-forming : 수신지의 방향을 예측해서 수신 노드가 있는 방향으로만 신호를 쏨.(기지국으로부터 멀리 있어도 신호를 잘 잡음)
이러한 기술들을 바탕으로 세대를 변경시킴.
- 세대가 변경될 때 기지국을 새로 깔아야 함(비용이 많이 발생)

- 4G : IP-based, higher data rate up to 1Gbps
LTE : 컴퓨터 통신망처럼 쓴다.

-Femto cell : 와이파이 기기로 인터넷을 쓰는 것과 같이 femto cell에서 인터넷을 연결해 기지국을 사용하지 못하는 곳에서도 기지국을 사용할 수 있게 해 줌. 중요한 개념으로 활용됨.

- 5G : Higher data rate than 1Gbps.

A3 이유민

youmin3685 — 2022-10-16 12:56:59 UTC

1장 IoT와 AIoT

- IoT의 정의 : 사물들의 네트워크
ex) ECG, smart home 등등 광범위함
sensor를 통해 정보를 얻고 -> gateway 디바이스를 통해 -> cloud/server, mobile app으로 전송

- IoT를 가능하게 하는 요소들

ubiquitous connectivity
miniaturization
data collection & anlytics
cloud

-IoT의 필수 요소
1. smart devices and sensors
: ex) 블루투스, 와이파이 등
2. connectivity(통신망) / Gateway
: communication + internet => IoT에서 가장 중요한 부분
3. Cloud
: 데이터를 저장하고 이용하는 중요한 공간
보통 Cloud storage를 사용, 회사는 cloud computing
4. Analytics
: 데이터를 모아두고 의미 있는 인사이트를 뽑아내기 위해 진행하는 작업들
5. user interfaces

- AIoT(Artificial Intelligence of Things) : IoT + AI
=> IoT 장치들을 통한 데이터를 AI모듈을 활용해 인사이트를 만들어내는 과정

- Edge(Cloud와 device를 연결하는 역할) computing
: 빠르게 처리 가능한 데이터는 edge에서 처리를 하고 그렇지 않은 데이터들을 cloud로 전송 / cloud로 보내는 과정에서 발생하는 delay를 줄일 수 있다. (Real time data processing)

==> IoT망에 edge computing을 구현하여 AIoT를 이용

---------------------------------------------
2장 internet 과 protocols
- 인터넷이란 ?
: 통신망들을 묶은 네트워크

- 인터넷에서 통신을 위한 프로토콜 = TCP/IP

- 인터넷의 역사 -> IoT devices들이 기하급수적으로 증가 -> device들을 어떻게 연결할 것인가?

- 모든 device(node)를 연결짓는 것은 복잡도가 너무 높음 -> 중간에서 연결짓는 노드들을 따로 설치하자(ISP 회사들) -> 회사들을 연결짓기 위해 IXP(Internet exchange point) 도 필요

- 네트워크의 분류 (coverage로 분류)
1. WPAN(Wireless Personal Area Network) - 근처 10m 이내 ex)블루투스
2. WLAN(Local)- ~100m정도 ex)wifi
3. WMAN(Metropolitan) - ~도시, 학교정도
4. WWAN(Wide) - 셀룰러 네트워크 ex)skt, kt

-protocols이란 ?
: 통신망에서 데이터가 오갈 때 지켜야 할 규약 / 어떻게 전송을 할지, 오류 발생 시 어떻게 감지하고 오류를 인지 시킬 것인지 등등

==> 규약이 너무 복잡하고 다양해서 하나의 소프트웨어로 구성할 수 없음 ==> solution : 모듈화

-reference model : 모듈화하여 layers들을 여러겹 만들어 사용하는 모델

- ISO/OSI reference model
: application, presentation, session, transport, network, data link, physical 7개의 layers로 구성된 모델

- TCP/IP model
: application(a,p,s 3개의 layer) , transport, internet(OSI - network layer) , network access(data link, physical) : 4,5 layers로 구성된 모델 / 요즘 사용하는 모델

==> 각 모델은 Host -> Bridge/switch -> Router/Gateway -> Host 의 형식으로 데이터를 전달

---------------------------------------------
3장 Cellular Systems

- Cellular vs Wireless LAN
Cellular

wide area
global roaming
가입자가 돈을 내는 형태
licensed bands (회사의 장비)

wireless LAN

local
휴대 불가능
hot-spot area(wifi 기지국이 있는 장소)
Unlicensed bands

- BS(Base Station) : 기지국

- cell의 개념 및 구조
: BS가 신호를 쐈을 때 연결이 가능한 범위(coverage)의 영역

BS들은 각각 유선으로 연결
셀들은 각각 다른 주파수를 사용한다.(충분한 거리가 있을 때는 동일한 주파수를 사용 가능 = frequency re-use)
N cell cluster : N이 작으면 작을수록 Noise 발생 가능성이 높아진다. 하지만 각각의 cell 들이 사용할 수 있는 주파수의 영역이 넓어지기 때문에 사용 가능한 인원의 수가 많아진다.

- cell size에 따른 구조

작은 경우 : BS과 사용자 사이의 거리가 짧아서 데이터 이동에 용이하다. 하지만 BS를 많이 설치 해야 해서 비용이 많이 든다. 한 사람 당 이용할 수 있는 주파수가 크다.
큰 경우 : BS과 사용자 사이의 distance가 커지기 때문에 강력한 신호를 요구한다. 한 사람당 이용할 수 있는 주파수가 작다.

- Handoff
: 사용자가 bs의 coverage를 옮겨갈 때(cell간의 이동이 있을 때) 신호가 끊기지 않게 연결시켜주는 것

hard handoff : break-before-make -> 기지국간의 연결을 만들기 이전에 끊는 방식
soft handoff : make-before-break -> 기지국 간의 연결을 끊기 이전에 연결을 만드는 방식

- Handoff triggering strategies
: 사용자가 각 BS에 보내는 신호의 세기를 비교하여 신호의 세기가 Handoff Margin을 넘겼을 때 handoff가 일어나는 방식

=> 최근에는 이에 더해 TTT(time-to-trigger)를 정해 HM을 넘기고 TTT라는 일정시간 이상 상태가 지속되었을 때 handoff를 진행

- cellular generations

1G - analog(음성만), 무선 전화기(무거운)
2G - Digital(음성 + 약간의 데이터) , 가격이 싸고 작은 기기 / TDMA와 CDMA의 2가지 표준으로 발전

2-1. CDMA : 퀄컴이 사용
2-2. TDMA - GSM(유럽)
3. 2.5G -멀티미디어, 웹 기반의 컨텐츠를 모바일 기기로 이용하던 세대
4. 3G - IP네트워크 방식, 음성, 데이터 & video / Global 로밍 / 2메가의 속도 / 스마트폰의 등장
4-1. 3GPP 표준 기술에서 LTE가 탄생
4-2. HSPA
5. 4G - IP망, 1Gbps의 데이터 전송 속도
6. 5G - 4G보다 향상된 속도

Latency(지연율) - 30ms -> 1ms 로 감소
Throughput(전송속도) - 100배 증가
Connections(동시 연결가능 connection 개수) - 100배 증가
Mobility - 500km로 이동해도 사용 가능

**4. 3G의 기술**
- MIMO(multiple input multiple output) : 안테나 개수를 늘려 전송 속도를 향상(기존에는 안테나를 1개 사용)
- Beam-forming : 단순하게 원형(360도)로 신호를 발산하는 것이 아니라 기기가 있는 방향으로만 신호를 발산하는 방식

**2-2. GSM의 구조**

MS : 단말
BSC : BS들을 연결
MSC : BSC를 연결, handoff를 도움

3세대로 가기위해선 BS Subsystem을 전부 변경 -> 비용이 너무 많이 듬 -> 전국을 cover하는 UTRAN을 새로 생성

- LTE(4G x)
: LTE이전은 트리구조, LTE부터는 P2P구조(동등한 관계)

- LTE-A(4G)
: 다양한 종류와 크기의 셀을 다루고 1g가 되지 않던 LTE의 속도를 향상
Relaying cell : 노드는 멀리 있을 수록 속도가 느려짐 -> 중계기를 통해 한번 더 거치며 속도를 향상
Femto cell : 집에 wifi를 가지고 인터넷을 사용하는 방식과 비슷

B4 이승엽

2022-10-16 12:57:54 UTC

1장 IOT : network of physical object

IOT : 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술. (wiki)

우리가 흔히 사용하는 애플워치도 iot의 일종

- Iot의 동작원리

센서에 존재하는 통신 가능한 통신모듈이 게이트웨이에 데이터를 전달하면 게이트웨이가 클라우드 등의 곳으로 데이터를 전송할 수 있는 능력을 보유

- Iot의 활용 분야는 너무나도 많이 존재한다.

- Iot 가 활용되기 시작한 이유는 여러가지 백업 기술의 존재덕분이다.

인터넷망, 센서의 소형화, 데이터의 수집과 분석(빅데이터) 등의 요소로 iot가 발전

클라우드를 통해 데이터를 모으고 데이터를 활용할 수 있는 인프라가 구축되어서

- iot의 필수 요소

스마트 디바이스/센서 (작은 데이터를 모으고 전달할 수 있는)

보통 무선으로 연결하지만 데이터나 전력을 많이 소모할경우 유선으로 연결한다 대표적인 이용 통신망으로 블루투스 로라 지그비 와이파이 등이 있음

센서는 어디에나 존재 / 집, 자동차, 도어락 등 수많은 센서가 존재함

연결성과 게이트웨이(통신망)

센서로부터 게이트웨이로 가는 통신망

작은 스마트 디바이스들이 측정한 데이터를 받아서 클라우드로 연결하여 다양한 곳으로 데이터를 활용할 수 있게 함

클라우드

클라우드 컴퓨팅 : Delivery of computing services

클라우드 스토리지가 보통 우리가 사용하는 클라우드의 활용

분석

빅데이터와 iot의 접점.

Iot 디바이스로부터 수많은 데이터를 분석하여 유의미한 결과물을 추출해내는 과정

실제 눈으로 확인할 수 있는 유의미한 결과물을 표현하는 것

역시 빅데이터의 일부

Aiot : artificial intelligence of things

Iot 모듈이 만들어내거나 모은 데이터를 ai 모듈을 활용하여 인사이트를 도출하는 과정

Iot 디바이스가 모은 데이터를 클라우드(데이터센터에 저장) or Edge : 디바이스들이 모여 있는 곳의 바로 윗 단계, 엣지를 거쳐서 클라우드로 가게 됨

급박한 결정이 요구될 경우 엣지에서 aiot의 역할이 필요로 됨

(ex. 방범카메라)

Aiot 와 edge computing 두가지가 함께 자주 사용됨

2장 – 인터넷과 프로토콜

인터넷이란? 기존의 통신망들을 묶은 통신망

è 기존의 각각의 네트워크를 하나로 통합

인터넷 통신을 위한 규약(TCP/IP)

인터넷을 사용하는 사람들은 꾸준하게 증가, 대륙별로 가장 많은 인터넷 이용 대륙은 아시아

인터넷에 사용되는 디바이스들도 증가하였음

인터넷 연결의 가장 좋은 방법은 하나의 노드가 모든 노드로 이어지는 것

(but, 노드가 늘어날수록 직접 연결할 때 필요한 선의 수가 지나치게 큼) à 비현실적

그래서 라우터라고 불리는 스위칭 노드를 위치시켜 도우미 역할을 수행(데이터 연결의 도우미, 인터넷 backburn router) but, 서로 다른 회사의 노드를 연결할 수 없음

네트워크 연결 - 유선 vs 무선

네트워크의 분류방법(얼마나 멀리 연결할 수 있는지)

è WPAN : Wireless Personal Area Network - 10m 이내(사람의 몸주변, 블루투스 UWB Zigbee, RFID, NFC 등)

è WLAN : Wireless Local Area Network -10~100m 정도 거리를 커버 가능 (대표적으로 와이파이)

è WMAN: Wireless Local Area Network – wibro

è WWAN : Wireless Wide Area Network – Cellular Networks (휴대폰 망 4G 5G 등)

프로토콜이란? 인터넷의 가장 중요한 통신망 소프트웨어

서로 다른 장치에서 어떻게 데이터를 보내고 어떠한 답변이 돌아오는지, 오류 상황 발생시에 어떻게 행동할 것인지 등을 고려한 규칙의 집합이다. 모든 통신 활동은 프로토콜에 의하여 결정된다.

모든 데이터 교환에 대한 프로토콜 절차는 복잡한데, 이를 해결하는 방법은 모듈화

여러 개의 레이어로 나눠서 프로토콜을 생성 à 레퍼런스 모델

Internet protocol Suite : 모래시계형

P는 프로토콜의 약자

유선 네트워크와 무선 네트워크는 서로 다른 프로토콜을 사용함

따라서 중간에 있는 라우터의 경우 서로 다른 종류의 프로토콜을 이해한다 (번역기 역할)

Application Layer : Diverse mobile applications

Transport Layer : Congestion control, flow control, QoS

Network Layer : Routing, location management, handoff

Fata Link Layer : Multiple access, link error control, channel allocation

Radio, IR : Modulation, Interference, channel coding

3장 – Cellular vs Wireless Lan

Cellular

- 넓은 지역을 커버하고, 글로벌 로밍이 가능하다.

- 빠른속도로 이동해도 지속적인 데이터 송수신 가능

- 이용자가 가입하여 사용 (가장 큰 차이점)

- 하나의 자산임

Wireless Lan

- 지역적 커버하고, 핸드오프와 로밍이 불가능하다.

- 와이파이가 설치된 지역에서만 사용할 수 있다.

- 모든 사람이 함께 사용할 수 있는 Unlicensed band이기 때문에 제한적임

Cellular Concept

인접한 셀의 주파수를 다르게 설정하여 경계부분의 간섭 문제를 해결할 수 있다

충분한 거리가 있을 때 같은 주파수를 다시 사용하는 것을 Frequency re-use 라고 함

각각의 클러스터가 n개의 셀로 구성되어 있을 경우 1/N은 reuse factor 라고 불린다.

작은 사이즈의 셀로 구성된 구조

- 높은 용량, 더 많은 수의 사용자

- 통신에 더 적은 양의 에너지가 요구됨

- 더 많은 수의 BS가 존재 à 높은 비용이 든다

- 더 자주 핸드오프가 발생한다.

핸드오프?

è 핸드오프는 이어달리기 바통 터치를 생각하면 편함

è 한 기지국으로부터 다른 기지국으로 서비스가 이동하는 것을 의미함

è 두가지 종류의 핸드오프가 존재

n soft handoff : 새로운 연결이 기존 연결이 끊어지기 전에 나타나는 것(지연이 거의 없음)

n hard handoff : 새로운 연결이 기존 연결이 끊어지고 난 후 나타나는 것

- 그럼 언제 Handoff를 할까?

n 단순 신호의 강도만을 비교하여 핸드오프를 진행하는 것은 비효율적

n 신호세기가 교차되는 지점에서 핸드오프를 시키는 것이 일반적이었지만 이제는 일정시간을 더 기다림

Cellular System

2G : 디지털 시스템, SMS(Short Message Service) / TDMA

3G : 최종적인 목적은 글로벌 로밍 / data rates : 2Mbps

è 현대 휴대전화와 비슷한 형태의 스마트폰 등장

è 3GPP Family : HSDPA (down) / HSUPA (up)

è LTE(3.9G)

MIMO : 안테나 기법을 활용하여 전송속도의 향상

Beam forming : 기존방식은 가까이 있을 때 신호가 강하고 멀면 신호가 약함

à beamforming은 위치를 예측하여 신호를 발사

LTE : 사실 3.9G 진짜 4G는 LTE – A

LTE – A

- Relaying : 중계기의 도움을 받아 빠른 속도로 전송을 할 것 인지 결정, 커버 가능한 영역 밖을 커버할 수 있게함

- Femto cell : femto Cell의 기지국을 구매하여 이 유선 전화망을 이용하여 데이터 통신을 하는 것

5G : 속도가 아주 빨라짐 / 100배 성장 / 다양한 곳 활용

A1 송윤서

2022-10-16 12:59:56 UTC

<1강> Iot의 의미, 사례, aiot와 차이점

Iot의 의미: 사물인터넷
- 각종 사물(가전제품 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술
- ECG(electrocardiogram): 심장박동등을 확인할수 있는 기능 가짐
  - 작동 원리: 센서(통신모듈) → gateway(폰)에 데이터 전달 → cloud로 데이터 전송 → 모바일 앱
Iot 활용 분야: 스마트 팜 등 다양함
Iot가 활용되기 시작한 이유
- 인터넷 망의 발달
- 소형화 - 작은 컴퓨터, 센서
- 데이터 장치 발달, 데이터 분석 기술 발달
- 클라우드 - 데이터 수집, 활용 인프라
Iot의 기본적인 5가지 요소
1. Smart devices and sensors
  - 일반적으로 무선으로 데이터를 주고받을 수 있음
  - 로라, 와이파이. Z-wave 등의 통신망 사용
  - 센서는 어디에나 있음 - 자동차, 냉장고, tv등…
2. Connectivity/gateway
  - Iot의 핵심: communication + internet
3. Cloud
  - 데이터 저장, 활용
  - 클라우드 컴퓨팅: 소규모 기업에서 활용. 원격으로 인터넷 연결
  - 구글 드라이브, 드랍박스 등
4. Analytics
  - 데이터 활용을 위해 분석, 가공 - 빅데이터와 일부 겹치는 분야
5. User interface
  - 눈에 보이는 부분 - 빅데이터의 일부
AIoT: Artificial Intelligence of Things
- Iot에 인공지능 기능 추가됨
- 데이터 저장할 수 있는 공간
  - Cloud: 대형 저장장치 한곳에 모으는 것
  - Edge: device의 바로 윗 레벨, 엣지를 거쳐 클라우드로 가게 되는데, 중요하고 긴밀한데이터는 local 에서 처리
- 사례: 무인자동차, 무인카메라, 애플워치 등
  - Real time에서 빠른 Decision making이 필요할때는 edge에서 역할을 함
  - 충분한데이터가 확보되어 학습이 필요한 경우에는 클라우드로 보냄
- AIoT Edge Computing = fog computing

<2강> : 인터넷, 프로토콜

인터넷: 기존의 통신망들을 엮은 네트워크, 통일된 규약으로 각자 다른 네트워크를 함께 사용할 수 있도록 함.
- 국제 공통 언어에 해당하는 규약 : TCP/IP
인터넷의 역사
- 1969년 알파넷 - 인터넷 원시 버전
- 아시아에서 가장 많이 사용 중
인터넷 구조
- Switching node를 중심에 두어 각각의 망 연결 : global isp
- 각 회사의 isp끼리 연결해주는 ixp존재(internet exchange point)
- 각 지역의 개별 컴퓨터에 인터넷 연결: 무선/유선
- 네트워크의 종류 by coverage
  - WPAN: personal. 무선일 경우 w(wireless)를 붙여 부른다.
  - Ex) 블루투스, RFID, NFC 등
  - WLAN: Local Area.
  - Ex) Wifi
  - WMAN: Metropolitan Area. 요즘 거의 안쓴다.
  - Ex) wibro
  - WWAN: Wide Area
  - Ex) 셀룰러 네트워크
프로토콜
- 인터넷 배울때 가장 중요한 통신용 소프트웨어
- 데이터를 보낼때, 받을때, 에러가 났을때 등등 다양한 상황에 필요한 규칙을 모아 놓은 규약
- 하나의 소프트웨어로 만들기에는 너무 많아 레이어를 활용해 만듦 - 모듈화
- → layered reference model
- TCP/IP 모델: application, transport, network, link, physical - 5layer
- Network layer은 ip 하나만 존재함

<3강> 셀룰러 시스템

셀룰러 시스템과 와이파이(무선랜)의 차이
- 셀룰러
  - Wide area coverage
  - global roaming
  - moblie users at vehicular speeds: 빠른 속도로 이동해도 문제가 없음
  - Subscription-based: 사용자가 가입을 하고 이용
  - Licensed bands: 가장 큰 차이. 공급자가 기지국에서 신호를 강하게 쏴서 넓은 지역을 커버
- wireless LAN
  - Local coverage
  - No handoff or roaming
  - Users in hot-spot area
  - Revenue through equipment sales
  - Unlicensed bands: 여러사람이 함께 쓰기 때문에, 와이파이가 있는 제한적인 곳에서만 씀
Cellular concept
- Cell을 활용하는 시스템
- Cell : 기지국에서 신호를 쏘면 그 신호를 받을 수 있는 범위
- 기지국끼리는 유선으로 연결되어 있음
- 인접하는 셀끼리는 주파수를 다르게 함(간섭 방지)
- 충분히 떨어진 셀 끼리는 같은 주파수를 써도 됨: frequency re-use
- → 3,4,7 cell cluster
  - 7 cell cluster: 노이즈가 적음, 주파수를 1/7로 나누기 때문에 주파수가 더 작고, 더 적은 사용자들이 쓸수 있게 됨
- Cell structure_cell size
  - One big cell vs. 700 cells(7* 100 cluster)?
  - 가장 큰 차이점: capacity
    - 주파수가 700mhz이고 700명이 있을때, 후자는 1셀 당, 1명 당 100 mhz 사용 → 통신사의 많은 투자가 필요함
    - 전자는 인당 1mhz
    - 인구 많은 도시에서는 후자 사용함
- Handoff_중요
  - 사용자가 한 셀에서 다른 셀으로 옮겨 갈때, 데이터를 연속해서 사용자에게 전송해 주는 것. Make-before-break
  - Soft handoff: 셀이 연속적으로 이어지는 경우, 지연이 거의 없음
  - Hard handoff: 셀이 떨어져 있는 경우. Break-before-make
  - Handoff 시점
    - 신호의 세기 비교? 간단하지 않음, 핑퐁 handoff 문제 일어날 수 있음
    - 최근의 방법: 일정 수준의 Handoff margin이 생긴 후 일정 시간 (TTT, time to trigger)지난 뒤 handoff triggering
Cellular systems

cellular generations
1. 1G - analog, 무선통신
2. 2G - digital, 기존 전화방식 그대로 사용, 짧은 데이터 보낼 수 있음(sms), TDMA, CDMA 두가지 방식으로 발전
  - CDMA: 콜컴이 갖고있는 표준 사용, 홍콩에서 상용화
  - TDMA(GSM, global system for mobile communications): 가장 많은 가입자를 가진 유럽 표준, 핀란드에서 서비스 런칭
3. 3G - 컴퓨터 통신 방식으로 전환. 멀티미디어 데이터 송수신 가능, universal global roaming
  - 3GPP: HSPA(HASDPA/HSUPA), LTE
  - 3GPP2: EV-DO
  - MIMO: multiple input&output 안테나 기법. 전송속도 높임 → LTE-A
  - Beam-forming: 수신지의 방향을 예측해서 쏨. → 기지국에서 멀어도 신호가 잘잡힘
4. 4G - IP망, 속도 상당히 빨라짐
5. 5G - 속도가 더 빨라짐, 지연시간 적어짐
femto cell
- 기지국 서비스를 받지 못하는 곳에서 유선전화망 통해 인터넷 연결 → core network에 연결 → 셀룰러 사용

A2 전하영

2022-10-16 13:18:12 UTC

1장

IoT (Internet of Things)

개념

- 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술
- The network of physical objects -> 데이터 연결, 교환

ex) health data transfer

동작 원리

sensor <-> gateway <-> cloud/server <-> mobile app

인기 있는 이유 : 여러가지 백업 기술들

1) 전세계적 인터넷망
2) 소형화
3) 데이터 수집/ 분석 (빅데이터)
4) 클라우드

필수요소

1) 스마트 장치, 센서
2) 연결성/ 게이트웨이
* communication + internet
3) 클라우드
- cloud computing
- cloud storage
4) 분석
5) user interface

AIoT (Artificial Intelligence of Things)

- IoT가 모은 데이터를 AI 모듈을 활용해서 insight를 만들어 내는 것
- 긴밀하게 빠른 결정을 내려야 할 때는 edge에서 AIoT가 일을 해내야 한다.

ex) 애플워치, VR, Smart Home, MindAi thermostat, 자율주행

2장

Internet : network of networks

- 기존의 각자 사용하던 네트워크들을 TCP/IP 프로토콜 규약을 사용하여 연결한 것
- 1969년 처음 사용
- 처음 보낸 메세지 "login"
- 전세계에서 아시아가 제일 많이 사용
- 인터넷이 연결되는 디바이스 중 IoT가 가장 많이 증가

인터넷에 연결하는 방법

1) 각각의 노드를 서로 모두 연결
- 문제점 : 노드 수가 많을수록 edges의 수가 기하급수적으로 늘어난다 -> 현실적 x

2) 글로벌한 하나의 ISP (Internet Service Provider) 에 연결
- 문제점 : 수많은 ISP들을 global ISP 혼자서 감당하기 힘듦

3) ISP들을 IXP(Internet eXchange point)로 연결

Access Network

wire vs. wireness

wireness

- WPAN
ex) bluetooth, UWB, Zigbee, RFID, NFC, etc
- WLAN
ex) WiFi
- WMAN (현재 많이 사용 X)
ex) wibro
- WWAN
ex) Cellular Networks

Protocols

- 데이터를 주고 받을 때 발생할 수 있는 모든 것들을 고려한 룰의 집합
- 하나의 소프트웨어를 하기엔 덩치가 크고 수정을 할 때 어렵기 때문에 모듈화 (modularity)
-> 여러개의 레이어로 나눠서 통신용 프로토콜들을 만든다 (reference model)

3장

cellular vs. wireless LAN

cellular system

- 넓은 지역 커버
- 글로벌 로밍
- subscription-based
- licensed bands

wireless LAN system

- 이동성 보장되지 않음
- 좁은 지역 커버
- 무료로 사용
- unlicensed bands

Cellular의 개념

- cell 구조로 만들어진 네트워크
- 데이터 전송 중에 cell 이동을 하면 받을 수 없음 -> handoff
- 각각의 cell 범위의 주파수가 같으면 간섭이 일어남 -> 근접한 cell의 주파수를 다르게 함
- 간섭이 일어나지 않을 만큼 충분히 멀다면 같은 주파수를 사용해도 됨 -> frequency re-use

cell size에 따른 장단점

one big cell vs. 100 clusters (700 cells)

장점

- 기지국과 단말 사이가 짧기 때문에 배터리 사용량이 적다.
- 기지국 하나가 고장나도 나머지 지역에서는 통신이 가능
- cell이 작으면 작을수록 더 많은 사용자를 서포트 할 수 있음.

단점

- 기지국을 많이 설치해야 해서 service provider들의 돈이 많이 든다.

Handoff
hard handoff : 끊어진 다음에 새로 만들어진다. (break-before-make)
soft handoff : 통신이 연속적으로 이루어지게한다. (make-before-break)

Celluar Systems

- analog systems

- digital systems
- SMS 제공
- CDMA/GSM(TDMA)

- universal global roaming
- multimedia support
- 2Mpbs data rates 지원
- MIMO(안테나기법) & Beam-forming (수신지의 방향을 예측) 로 속도를 높임
- LTE로 P2P 구조로 바뀜

- LTE-A
- 1Gbps data rates 지원
- femto cell

A4 정한나

2022-10-16 13:24:27 UTC

1장 IoT & AIoT
배운점: IoT와 AIoT의 기본적인 개념 및 요소에 대해 배우고 두 개의 차이점에 대해 알게 되었음

IoT의 개념

1999년 Kevin ASHTON이 처음 사용

곳곳에 퍼져있는 정보를 획득할 수 있는 device로 부터 데이터를 얻어서 다양한 것들을 할 수 있다는 것에 착안

용어(사람마다 다름)

1. Oracle - 데이터 교환 연결, 다양한 것 가능

2. 위키백과 - 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장해 인터넷을 연결하는 기술

<동작원리>

-게이트 웨이 : 데이터를 전송할 수 있는 디바이스

-센서(통신모듈) -> 게이트 웨이(폰) -> 클라우드/서버 -> 모바일 앱

-> 백업기술이 있기 때문에

- 전 세계를 연결하는 인터넷 망

- 소형화

- 데이터 모집 & 분석(빅데이터)

- 클라우드(데이터를 활용할 수 있는 인프라)

1. smart devices and sensors

2. connectivity/ gateway(센서와 인터넷망을 연결하는 중요한 위치)

3. cloud

4. analytics

5. user interface

1. smart devices and sensors

- 무선으로 데이터를 측정한 후 게이트웨이로 전달(전력 소모가 심한 경우 유선으로 대체)

-가까운 거리에 사용되는 통신망 ex) LoRa, WiFi, ZigBee, Bluetooth, Z wave 등
- 센서는 어디에나 있음

ex) 자동차, 집, 다리, 스마트 폰

2. connectivity/ gateway(가장 중요)

센서-게이트 웨이, 게이트웨이 - 통신망

IoT의 핵심요소 : Communication +Internet

3. cloud

- 데이터를 저장/활용하여 동작하는 요소

클라우드 종류

1) cloud computing

서버나 소프트웨어,운영체계,스토리지를 원격으로 사용할 수 있는 클라우드를 회사에서 주로 사용

2) cloud storage

언제 어디서나 데이터를 저장할 있는 클라우드 서비스

4. analytics

- 의미있는 데이터를 뽑아내는 분석/가공

-빅데이터와 iot의 겹치는 부분

-데이터 센터에 데이터를 모아놓고 유의미한 통계치/정보들을 빼내기 위해 정보를 분석하고 버리고 클렌징하는 것을 analytics에서 진행

5. user interface

-유의미한 데이터를 활용하기 위해 시각화

-사람들이 데이터를 볼 수 있게 만든 장치

AIoT

iot디바이스가 만들고 모은 데이터를 storage에 저장하거나 iot디바이스 자체에 있는 데이터를 사용하면 ai모듈을 활용해 insight를 만들어내는 과정

1. cloud

-데이터 센터라고 부름

-어느 한 곳에 대형 스토리지를 두고 데이터를 수집
2. Edge

-디바이스가 모여있는 곳의 바로 위쪽에 있는 저장공간

-엣지를 거쳐서 클라우드에 감

중요한 데이터는 엣지 내에서 처리
ex) 무인자동차, 무인방범카메라

Cloud – 전국에서 모든 데이터가 모임

Fog – 길목에 있는 여러 개의 서버/노드

연결성과 지능의 상관관계

IoT는 연결성은 뛰어나나 지능은 낮음,
AIoT는 연결성 및 지능 모두 뛰어남

AIoT의 대표적인 예)

애플 워치, VR, 스마트홈, 온도조절장치

2장 Internet and Protocols

배운점 : 인터넷의 정의 및 역사, 네트워크의 분류, 프로토콜의 정의 및 모듈화, OSI reference model/TCP/IP model에 대해 구체적으로 학습하였습니다.

인터넷의 정의

- 기존의 네트워크들을 엮은 네트워크

- 국제공통언어처럼 인터넷 역시 중요한 규약(프로토콜)이 존재함-> TCP/IP

<인터넷의 역사>

- 미국 국방과학연구소(ARPANET)에서 인터넷의 원시 버전을 만듦

4개의 대학을 연결하는 네트워크를 만든 후 login이라는 문자를 처음으로 보냄

- 현재 가장 많은 인터넷 사용자가 있는 나라는 아시아

- 현재 가장 많이 증가하는 디바이스는 iot디바이스

<과연 디바이스와 인터넷을 physical하게 연결하는 방법은 무엇일까?>

방법1) 모든 노드를 엣지(선)로 연결(가장 무식, 안전한 방법)

문제점

complexity : n이 증가할수록 n의 제곱에 비례함

노드 개수에 따라 n(n-1)/2의 선의 개수가 필요함

=> 현실적인 방법이 될 수 없음

방법2) 노드 중간에 스위칭 노드(라우터)를 둬서 각 노드를 연결

(중간 노드들이 인터넷 backborn 라우터가 되고 백본망을 설치하는 회사가 global isp)

문제점
global isp가 많아지면 서로 다른 백본망을 사용하여 서로 다른 회사를 사용하는 노드들을 연결할 방도가 없음

그래서 회사와 회사의 백본망을 연결해주는 IXP(Internet exchange point)라는 디바이스가 필요

결론 : 인터넷과 디바이스들은 방법2를 통해 Physical하게 연결되어 있다.

단말부터 알아보자

-먼저 인터넷 라우터들을 백본망에 연결시키고 각 지역에 있는 컴퓨터를 연결

-라우터와 지역컴퓨터를 연결하는 방법은 유선과 무선 두 가지 방법이 사용됨

<네트워크의 분류>

네트워크를 분류 기준 : coverage

1) WPAN – 사람의 몸 근처에서 통신할 수 있는 네트워크(유선의 경우 PAN)

2) WLAN – 몇 십미터~몇백미터를 커버하는 네트워크

ex) IEEE802.11 – 와이파이의 표준

3) WMAN – 캠퍼스, 작은 도시를 커버하는 네트워크(와이브로는 이제 안사용함)

4) WWAN – 매우 넓은 지역을 커버하는 네트워크(skt, kt, LG u plus가 WWAN망을 제공)

프로토콜이란?

- 인터넷을 배울 때 가장 중요한 통신용 소프트웨어

- 정의 : 데이터를 보낼 때 발생할 수 있는 다양한 모든 것들을 고려한 rule의 집합layer에 따라 프로토콜을 구별
-복잡한 규약들을 하나의 소프트웨어로 모으기엔 나중에 수정할 때 매우 힘들기 때문에 여러개의 layer로 나누게 됨 => 프로토콜을 모듈화(modularity)한다.

-여러개의 layer로 나눠서 통신용 소프트웨어를 만듦

-이렇게 프로토콜을 모듈화하여 만든 모델을 layered reference model 이라고 함
-각각의 layer에 맞는 프로토콜을 만들어서 동작을 하게 함

- 전화통신망에 사용

국제표준기구에서 만든 오픈 소스인 osi reference model을 지금까지 사용

-센서가 데이터를 보낼 때는 7개의 layer를 거치고 실제 데이터를 전송할 때는 physical하게 전송되고 중간 네트워크를 거칠 때는 network계층을 거쳐 다음 노드에게 데이터를 전송

-전화 통신용 프로토콜과 달리 인터넷 프로토콜을 매우 단순화 시킴

-실제로 구현할 때는 1,2단계를 쪼개서 총 5개의 layer를 사용(network access로 안묶음)

<데이터 캡슐화&단편화>

-하위 계층으로 보낼 때마다 상위 계층은 헤더를 붙여 보내게 됨

-데이터 링크 계층은 헤더 + 에러 체킹(trailer)을 붙여 전송

-물리계층에서는 디지털 신호로 감

-단편화 : 데이터를 해석하기 위해서는 상위계층으로 갈수록 상위계층의 프로토콜 해석 능력을 가지고 있는 헤더를 풀면서 데이터를 받게 됨

-유선과 무선은 서로 사용하는 프로토콜이 다름

-base station(라우터)은 두 개의 프로토콜을 이해하고 사용함

-모바일 디바이스에서 유선으로 데이터를 보내면 유선 전용 프로토콜을 이용하여 데이터를 받고 무선으로 다른 디바이스에 그 데이터를 전송할 때는 무선 프로토콜로 재해석해서 전송

3장 cellular systems
배운점 : 셀룰러 시스템과 와이파이의 차이점과 셀룰러 시스템의 세대 발전에 따른 관련 지식을 배웠습니다.

cellular vs wireless lan

둘다 무선 사용하나 상당히 다름

공통점 :무선으로 전송

차이점

- cellular system
: wide area coverage

global roaming

사용자가 돈을 내는 형태

- wireless system
: local coverage

로밍 지원 x

핫스팟 가능(와이파이가 깔려있는 곳에서만 인터넷이 연결가능하다.(이동성 보장x))

사용자 무료(와이파이 기지국 장비를 파는 형태로 시장이 형성)

<두 개의 가장 큰 차이점>

– Licensed bands vs Unlicensed bands
cellular system : Licensed bands

kt, sk, LG u+ 와 같은 서비스 provider, 즉 셀룰러를 지원하는 회사들은 주파수를 엄청난 돈을 주고 샀기 때문에 기지국에서 강하게 신호를 쏴서 사용을 할 수 있게 됨(전국커버)

wireless system : Unlicensed bands

반면 와이파이는 와이파이 기지국이 있는 곳에서만 사용 가능

모든 사람이 함께 쓸 수 있는 unlicense band를 사용하고 있기 때문에 함께 강하게 신호를 쏠 수 없음 그래서 무료로 쓰게 됨

-셀룰러란 셀을 활용하는 시스템

-기지국과 단말기들이 통신할 수 있는 영역을 셀이라고 지칭

-셀이 여러개 모여있어 전국을 커버

-셀룰러시스템 : 셀 구조로 이루어져 있는 네트워크 시스템

-기지국들은 Backborn network에 유선으로 연결이 되어있음

-외부로부터 오는 신호(데이터)를 받아서 단말기한테 넘겨주고 단말기가 전송하는 데이터는 기지국이 받아서 유선망으로 보내는 구조

-셀은 원으로 그리는 경우가 있고 벌집형태로 그리는 경우도 있다.

기지국의 신호를 받을 수 없게 되기 때문에 다른 셀의 기지국이 그 신호를 대신 받아서 본래의 기지국에 신호를 보냄 <-> handoff

만약 두 기지국의 주파수가 같다면 간섭이 일어나게 됨 그래서 인접한 셀의 경계부분에서 간섭 문제를 해결하기 위해 주파수를 다르게 하여 사용한다.

그러나 충분히 거리가 있는 지역에서는 같은 주파수를 사용해도 된다. <-> frequency re-use

개념 : 거리가 충분히 떨어져 있는 셀과는 같은 주파수를 사용해도 된다.

-N cell cluster : n개의 다른 주파수로 이루어져 있는 셀 군집을 말함

-frequency re –use : cell cluster에서 같은 주파수를 가진 셀과의 거리
-벌집모양으로 셀이 그려져있지만 간섭범위는 더 될 수 있기 때문에 같은 주파수인 셀과의 거리가 멀면 멀수록 더 좋음

<7 cell cluster vs 3 cell cluster>

7 cell cluster의 장점 : 간섭이 적어 노이즈가 적음

3 cell cluster의 장점 :21메가 주파수를 사용한다고 가정한다면 7 cell cluster는 3만큼의 주파수를 사용할 수 있음 그러나 cell cluster는 7만큼의 주파수를 사용할 수 있기 때문에 더 많은 사용자가 주파수를 사용할 수 있다는 장점을 가짐

ex) 범위가 같을 때

기지국 하나가 매우 넓은 범위를 커버 vs 100개의 기지국이 좁은 범위를 커버(100 cluster)

장단점

1. 기지국 하나일 땐 기지국과 멀리 있는 단말기는 매우 강한 신호를 쏴야하기 때문에 배터리가 빨리 닳는 반면 여러 개로 쪼개서 나눈 경우는 단말기의 배터리가 데이터를 무선으로 전송할 때 배터리가 적게 듦

2.기지국이 만약 고장나면 기지국 하나인 경우 모든 범위가 불통 반면 100개의 기지국인 경우는 99개의 기지국 범위는 신호가 가능다는 장점

3. 기지국을 많이 설치해야하는 경우 service provider의 돈이 많이 사용됨

<두 개의 가장 큰 차이점>
-Higher capacity, higher number of users

ex) 700명의 사람이 있고 주파수를 700MHZ 사용이 가능한 경우

-One big cell의 경우 한 셀 당 700명의 사람이 있어 1MHZ/person 사용 가능

-100 cluster(7 cell cluster)의 경우 한 셀 당 1명의 사람이 있어 100MHZ/person 사용가능

=> 셀이 작을수록 한 사람당 support할 수 있는 주파수가 커짐

- 주파수는 통신사가 어마어마한 금액을 주고 산 자산으로 많은 사람을 서포트하여 활용하는 것이 중요

-인구가 많은 대도시일수록 셀을 잘게 쪼개 통신을 해결함

-각각의 셀은 유선으로 셀과 단말기는 무선으로 통신

: 통신 중에 한 기지국으로부터 다른 기지국으로 이동해 그 기지국으로부터 신호를 받는 것

이동 중 신호가 끊기지 않도록 자연스럽게 연결시키는 것이 바로 handoff

1. soft handoff

: 셀의 범위가 겹쳐있어 신호가 끊기지 않고 바로 넘어가는 것을 말함

-> Make-before-break (거의 지연이 없음)
2. hard handoff

: 셀의 범위가 겹치지 않아 약간의 신호가 끊긴 다음 신호가 연결이 되는 것을 말함

-> Break-before-make(셀이 겹치지 않는 부분에서 신호를 먼저 끊고 다음 셀로 이동할 때 다시 신호 연결)

-단지 두 개의 신호를 비교해서 핸드오프하는 것은 어려움(핑퐁 핸드오프 우려)

-과거에는 이동할 기지국의 신호가 셀 때 핸드오프하는 것을 채택(Handoff margin)

-현재는 이동할 기지국의 신호가 세기 시작한 이후 일정시간을 기다린 다음 핸드오프를 함(TTT)

Cellular Systems

1G – Analog, circuit-switched(일반 전화통신), voice-only(유선전화를 대신하는 무선전화)

2G – Digital, circuit-switched(일반 전화통신), voice&data(디지털로 변화한 시대, 짧은 데이터 전송가능)

2.5G – Enhanced 2G, packet-switched(ip네트워크 방식), higher data rate

3G - packet-switched(ip네트워크 방식),voice&data&video(멀티미디어 데이터 전송가능)

4G – ip망, 속도 매우 빨라짐

5G – 4G와 비슷하지만 속도가 더 빨라짐

<2세대 표준안>

1. CDMA

– 퀄컴이 가지고 있는 표준을 사용

- 홍콩에서 처음 상용화

2. GSM(TDMA)

- 유럽표준안(가장 많이 사용)

-GSM이 핀란드에서 처음 런칭

- 3세대로 가기 전 2.5g폰을 활용해 멀티미디어, 웹기반의 텍스트를 보낼 수 있는 GPRS(2.5G), EDGE(2.75G) 표준안을 출시함

<3세대 표준안>
3G

-완벽한 글로벌 로밍을 목표

-멀티미디어 서포트

-data rates : 2 Mbps를 목표

-패킷 통신망

-스마트폰과 터치패드 출시

-TDMA와 CDMA가 각각 3G표준안을 냄 => GSM기반의 3GPP, CDMA기반의 3GPP2

1. 3GPP(GSM)

3GPP family

: 1) HSPA(High Speed Packet Access) - HSDPA/HSUPA

기지국으로부터 단말기로 이동하는 방향의 속도를 높힘(DOWN)

단말기로부터 기지국으로 이동하는 방향의 속도를 높힘(UP)

2) LTE

2. 3GPP2 family

: EV-DO(3GPP와 비슷한 기술 제공)

-데이터를 부를 때 안테나 두 개를 이용하여 데이터 전송속도를 높임

-기존의 방식은 360도로 같은 거리마다 같은 세기로 신호를 줌 -> 멀리 있는 단말기는 신호가 약함

-수신지의 방향을 예측해서 수신노드 위치에 따라 에너지를 집중하여 신호를 세게 함

GPRS -> EDGE -> UMTS의 데이터 전송속도 비교>

9.6Kbps -> 115kbps -> 384kbps -> 2Mbps

<2세대 구조>

-BSC라는 기지국이 전국을 커버하고 기지국 간 핸드오프를 MSC가 결정

-다른 기지국으로 갈 때도 MSC가 핸드오프 지원

-MSC의 위치를 알기 위해 VLR, HLR 사용

인증을 위해 AuC 사용

-GMSC : 유선전화망으로 이동하기 위한 장치

<3,4,5세대 구조>

-3세대로 가기 위해서는 기지국을 전체 바꿔야함

-데이터통신망을 위해 백본방을 깔아 활용함

-3G는 액세스망을 깔아 전국을 커버

-4G&5G 역시 새로운 망을 깜

=> 세대가 바뀔 때마다 전국에 있는 기지망을 새로 깜

- IP 네트워크 망

- p2p구조

-진정한 4세대는 LTE –A로 부가서비스 제공, 안테나 숫자가 늘어 전송속도 증가

-셀 크기 다양화

-Relaying : 가장자리 노드는 전송속도가 좋지만 멀리 있으면 속도가 느린 단점 해결을 위해 중계기를 둬서 해결

-Femto cell : femto셀 기지국을 사서 기지국의 서비스를 받지 못하는 지역에서 유선전화망을 이용해 인터넷에 연결 후 셀룰러 망의 core network에 연결하여 스마트폰을 사용 가능

<5G>

-4G에 비해 매우 전송속도가 빨라짐(lte보다 100배 빨라짐)

-지연 매우 감소

-무인 자동차 시대

-다양한 애플리케이션 사용시대

-IoT를 연결시켜주는 매우 중요한 세대

C3 신주연

2022-10-16 13:24:38 UTC

1장
IoT(Internet of Things)란

-The network of physical objects(“things”)

-각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술 ex)Health Data Transfer

동작 원리

센서<->게이트웨이<->클라우드/서버<->모바일 앱

활용

vehicle,asset,healthcare,building management

활용되기 시작한 이유:

ubiquitous connectivity,miniaturization,데이터 수집과 분석,클라우드

구성요소

-smart devices and sesnors

–connectivity/gateway(communication+Internet-the key to IoT)

-cloud

cloud computing(delivery of computing services over the Internet)

cloud storage

-analytics

-User interface(눈에 보이는 것)

AIoT(Artificial Intelligence of Things)란

-Iot디바이스가 모은 데이터를 ai모듈을 사용해서 인사이트를 만들어냄

-cloud에 모음

-Edge에서 데이터를 확보

활용

-autonomous vehicle(클라우드까지 보내려면 시간이 오래 걸림->엣지에서 바로 인공지능 모듈 적용 Edge computing)

-애플워치

-Virtual Reality

2장

Internet란?

네트워크를 하나로 묶어서(TCP/IP를 사용해서) 사용하는 네트워크

인터넷 연결 방법

1.각각의 노드를 연결함.(노드 계산 n(n-1)/2)

2.스위칭노드(중간노드)를 두고 각각 연결함.->인터넷 백본망 라우터

회사(global ISP)끼리의 연결은 IXP(Internet exchange point)로 이어져있음.

네트워크 연결 방법

1.wireless

2.wired

네트워크의 분류(커버리지에 따라-얼마나 멀리 연결)

1.WPAN(Wireless Personal Area Network)

ex)bluetooth,RFID,Zigbee

2.WLAN(Wireless Local Area Network)

ex)WiFi

3.WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)

ex)wibro

4.WWAN(Wireless Wide Area Network

ex)Cellular Networks

프로토콜이란?

-데이터를 주고받고 할 때 고려한 모든 룰의 집합(통신규약)

layered reference model

-복잡한 소프트웨어를 여러 개의 층으로 나눠서(모듈화) 프로토콜을 만든 모델

ex)ISO/OSI reference model->7계층

TCP/IP model은 5계층(application,transport,network,data link,pyhsical)으로 되어 있음.

네트워크 레이어 프토토콜->IP

3장

셀룰러 시스템 vs 와이파이(wireless LAN system)

셀룰러 시스템

-wide area coverage

-global roaming

-vehicular speeds

-가입자가 돈 냄

-Licensed bands

Wireless LAN System

-Local coverage

-No handoff or roaming

-핫스팟

-무료

-Unlicensed bands

Cellular concept

-셀(기지국과 그 안의 단말기들이 통신할 수 있는 영역)을 사용함

-기지국들끼리는 유선으로 연결(백본망)

-인접한 셀의 주파수는 다름 (간섭을 막기 위해)

-Frequency re-use:멀리 있는 셀은 같은 주파수 가능(7 cell cluster)

-cell cluster수(7 cell cluster)가 많을수록 좋음->.노이즈가 적음.cluster당 주파수를 많이 쓸 수 있음

셀은 small size가 좋은 점

-배터리가 적게 듬

-기지국 하나가 고장 나더라도 다른 기지국 사용하면 됨.

-한 사람당 사용할 수 있는 주파수가 높음.(higher capacity,higher number of users)

-대도시는 셀이 작음.

Handoff

-통신 중 한 셀로부터 다른 셀로 이동하게 되는 것

종류

1.Soft Handoff

-자연스럽게 연결

-지연이 없음

-Make-before-break

2.Hard Handoff

-Break-before-make

Handoff Triggering Strategies

1.강한 신호 세기 고르기(별로 좋지 않음)

2.이동 중 새로운 신호 세기가 점점 세질 때 세기가 같은 지점에서 handoff

3.최근에는 일정 시간을 좀 기다려서 TTT(time-to-trigger)

Cellular Generations

1G-아날로그,전화통신방법

-디지털,전화통신,짧은 데이터(SMS) 전달 가능

-표준 2개(TDMA based-GSM[유럽표준], CDMA based)

2.5G

-packet switched

-통신사가 interim solutions인 GPRS,EDGE를 통해 몇 가지의 서비스를 냄

-Universal global roaming

-packet switched,voice,data,비디오

-표준 2가지(3GPP[GSM표준],3GPP2[CDMA표준]

-UMTS Radio excess망을 깔았음,4세대,5세대도(UTRAN)

3GPP family

-HSPA(High-speed Packet Access)

-LTE(3.9G)

3GPP2 family-EV-DO

MIMO(안테나 기법)

-안테나 개수를 늘려 전송속도를 늘림

Beam-forming

-수신지의 방향을 예측해서 수신호를 쏨 속도가 늘어남.

LTE(3GPP Long Term Evolution)

-packet only system

-트리구조가 아닌 P2P구조(대등한 구조)

-LTE A(LTE Advanced)->MIMO를 더 씀,셀 사이즈를 다양화함.

LTE A중요성

1.Relaying

중계기를 둬서 빠른 속도로 전송

2.커버리지 밖의 새로운 구역에 중계기를 둬서 relaying

-IP망,속도가 빨라짐

-속도가 더 빨라짐

-지연시간도 줄어 듬

Femto cell기지국을 사서 집에서 인터넷에 연결하면 core network 사용가능하다.

B반 1조 하병주

2022-10-16 13:26:24 UTC

AIoT 1장
IoT : 각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

동작 원리 : 센서(통신 모듈) -> 게이트웨이 -> 클라우드/서버 -> 모바일 앱

활용되기 시작한 이유 : 인터넷 망, 소형화, 데이터 수집 및 분석, 클라우드

기본적 요소 : 스마트 디바이스와 센서, 연결성(통신망)/게이트웨이, 클라우드, 분석, 유저 인터페이스
AIoT : Artificial Intelligence of Things

IoT(오감) + AI(뇌) = 액션을 취하게 됨

IoT 모듈이 만들어 낸 모은 데이터를 바로 그곳에서 AI 모듈을 활용해서 인사이트를 만들어내는 과정

데이터는 클라우드나, Edge(디바이스들이 모여있는 바로 윗레벨)에 저장된다.

Edge에 저장하는 건 빠른 결정을 내릴 때에 필요함.(자율주행 자동차 사고)

AIoT 2장
인터넷 : Network of Networks, 각자 사용하던 네트워크를 통일된 프로토콜로 묶은 것

인터넷 사용자 수는 점점 늘어난다.

인터넷을 사용하는 단말들 중 IoT가 가장 많이 증가했다.

컴퓨터 네트워크의 종류
WPAN : wireless personal area network. ex) 블루투스, VWB, Zigbee, RFID, NFC
WLAN : wireless local area network. ex) WiFi
WMAN : wireless metropolitan area network. ex) wibro
WWAN : wireless wide area network. ex) Cellular Networks

Protocols(프로토콜)
데이터를 보낼 때 어떻게 보내고, 어떤 답변을 받아야 하는지 데이터가 잘 전달됐는지 등에 대해 정한 규약

AIoT 3장
Cellular system
- wide area
- Global roaming
- Mobile User at vehicular speed
- subscription-based
- licensed bands

WLAN
- Local area
- No hand-off or roaming
- User in hotspot area
- Revenue through equipment sales
- Unlicensed bands

Cellular concept
cell 구조로 이루어진 시스템
유선으로 연결됨
데이터 전송 중 다른 영역으로 가면 다른 기지국이 받아서 전송
경계 부분 간섭문제는 옆의 영역과 다른 주파수를 사용하는 것으로 해결
셀이 멀리 떨어져 있으면 같은 주파수를 써도 됨

Hand off
통신 중에 한 cell로부터 다른 cell로 이동하게 되는 것
soft hand off : Make Before Brake, 통신이 연속적
hard hand off : Brake Before Make, 통신이 끊어진 다음 다시 연결됨

C4 고다영

2022-10-16 13:35:41 UTC

Ch1. IoT & AIoT
1. IoT
- Internet of Things
- 기본 요소
: smart devices and sensors
: connectivity / gateway - communication + Internet!
: cloud - cloud computing / storage
: analytics
: user interface
= sensor -> gateway -> cloud/server -> mobile app
- 발달하기 시작한 이유?
: 거대한 인터넷 망, 소형화 가능, 빅데이터 활용, 인프라 구축

2. AIoT
- AI + IoT : 데이터를 AI를 활용하여 인사이트를 발굴
- cloud vs. edge
: edge를 상대적으로 대형 data center인 cloud 이전에 위치
: edge computing을 통해 빠른 데이터 처리 가능해짐
-> local data-informed decision-making
ex. 무인자동차

Ch2. Internet and Protocols
1. Internet
-Network of networks
: 각자 쓰고 있던 네트워크를 묶어 다시 하나의 네트워크를 구성
how? 1) global ISP에서 백본망 설치하여 연결
2) 여러 global ISP끼리는 IXP로 연결
-Network 분류 : coverage 기준
: PAN (Personal Area) ex. 블루투스
: LAN (Local Area) ex. Wi-Fi
: WAN (Wide Area) ex. Cellular Networks
cf) 앞에 W붙이면 wireless

2. Protocol
- 데이터를 주고받기 위한 규약
- 모듈화(modularity) : 여러 개의 layer로 나누어 protocol을 구성 --> reference model
ex1. ISO/OSI reference model : 7 layer
ex2. 현재 TCP/IP Model : 5 layer
(Physical - Link - Network - Transport - Application )
- 유선 네트워크랑 무선 네트워크랑 protocol 다름

Ch3. Cellular Systems
cf)
cellular vs. wireless LAN
= 핸드폰 vs. WiFi
★ Licensed Bands vs. Unlicensed Bands

1.
- cell : 기지국의 transmission range
- handoff를 방지하기 위해 기지국 당 다른 주파수를 사용

2. Frequency re-use
- 거리가 충분히 멀면 같은 주파수 사용 가능
- N cell cluster (N= 3, 4, 7)
: 인접한 N개의 cell이(하나의 cluster) 다른 주파수 사용
: N ↓? 같은 주파수를 사용하는 cell의 거리가 가까워지므로 noise 발생 ↑ but 주파수가 커서 통신 good
- Cell size
ex. cell 大 vs. 7 cell cluster * 100 (cell 小)
: 작을수록 transmission power도 적고 bandwidth도 좋음 (700/700 < 700/7)
but 기지국 많아서 비쌈

3. Handoff ★
- cell에서 cell로 이동할 때 자연스럽게 연결
- Hard handoff : Break-before-make
- Soft handoff : Make-before-break (cell끼리 overlap되어 있음)
- 어느 시점에 handoff 할 것인지?
= 두 신호의 세기가 같아진 이후 + 일정 threshold + (최근 : 일정 시간 유지되는지?)

---
4. generation (G)
-1G : 아날로그

-2G
: Digital
: SMS
: TDMA(GSM) , CDMA
(멀티미디어 수요 증가
--> 2.5G: GPRS / 2.75G : EDGE)

-3G
: Global roaming
: 멀티미디어 보낼 수 있도록
: data rate - 2Mbps
: packet-switched
: 3GPP(<-GSM / UMTS) / 3GPP2 (<-CDMA)
-> 3GPP family
* HSPA (속도 ↑)
- MIMO (안테나 개수 ↑ -> 전송 속도 ↑)
- Beam-forming (수신지의 방향을 예측)
* LTE
- packet only system
- tree에서 대등한 구조로 바뀜

cf) GSM < GPRS < EDGE < UMTS
(generation 진화할 때 마다 access 망 새로)

-4G
: LTE-A(advanced) - 1Gbps
: MIMO (안테나 개수 ↑)
: Cell size 다양화 (femto cell, relaying)
* Relaying
- 중개기 도움으로 빠르게
- coverage 밖을 cover
*Femto Cell ★
- small base station
(기지국 서비스를 받지 못하는 곳에서 femto cell로 유선 전화망을 통해 internet 연결하여 기지국에 연결)

-5G
: 4G 대비 빨라짐 -> 인공지능, 빅데이터, IoT

B반/2조/최선이

2022-10-16 13:37:00 UTC

1장
*IoT (Internet of Things)
: 각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술.

센서에서 정보를 취득 후 gateway를 통과하여 클라우드나 모바일 앱으로 정보를 보냄

요소
smart devices and sensors, connetivity/ gateway, cloud, analytic, user interface

*AIoT (Artificial Intelligence of Things)
: IoT 디바이스에 인공지능 역할을 추가한 것.

Edge
: 데이터를 cloud로 보내지 않고, 자동차의 사고와 같이 빠른 결정을 내려야 하는 경우, 딜레이나 리얼타임을 줄이기 위해서 edge computing을 활용.

2장
*Internet : "Network of networks"
기존의 다양한 네트워크를 인터넷 망으로 연결하여 함께 사용하는 것.

TCP/IP 라는 프로토콜을 사용하여 각자 사용하던 인터넷을 연결.

IoT 디바이스 도입으로 인터넷 사용량이 매우 높게 증가하였음.

Op1. N(n-1)/2
Op2.스위칭 노드 : global ism 연결.

*Wireless access network technologies
-Wireless Personal Area Network(WPAN) : Bluetooth, UWB, Zigbee, RFID, NFC, etc
-Wireless Local Area Network (WLAN) : IEEE 802.11 (wifi)
-Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) : IEEE 802.16 (wibro)
-Wireless Wide Area Network (WWAN) : Cellular Networks 아주 넓은 지역을 커버하는 것.

*Protocols
: 인터넷을 배울 때 가장 중요한 통신용 소프트웨어. 기존 컴퓨터 인터넷 연결망과 큰 차이는 없음.
데이터를 잘 전달 됐는지, 에러가 나면 어떻게 할 지 와 같은 룰의 집합이다.
여러개의 레이어로 나눠서 통신용 소프트웨어=프로토콜 을 만듦.

3장
Cellular vs Wireless LAN

*Cellular System
: 넓은 지역, 글로벌 로밍 가능, 구독 해야함, 라이센스 밴드

*Wireless LAN System
: 로컬 지역, 로밍 지원 안함, 핫스팟 지원, 무료 지원, 언라이센스 밴드

*Cellular Concept
: cell 구조로 이루어진 네트워크. 기지국과 그 안의 단말기가 통신할 수 있는 영역.
인접한 cell은 주파수를 다르게 함.( 주파수가 같으면 경계 부분에서 간섭이 일어남).
충분한 거리가 유지 되어 있을 때는 같은 주파수 사용 가능.

7-4-3 cell cluster
7cell cluster : 신호가 약하지만 간섭이 적다. Noise가 적다.
3cell cluster : 기지국의 주파수가 커 더 많은 통신을 할 수 있다.

*cell structure
: 셀이 많으면 노이즈가 적고, 셀이 적으면 노이즈가 심할 수 있음.
셀이 작을수록 한사람당 서포트할 주파수가 커짐.

*hand off
: 기지국이 바뀌더라도 통신이 연결해 줌.
Hard hand off : 끊어졌다가 다시 연결
Soft hand off : 통신이 끊기지 않음
RSS:두개의 신호 세기를 비교하여 선택하는 방법
Realative signal strength with handoff margin: 신호의 크기 차이가 같은 지점을 기준으로 hands off
TTT: 일정시간 동안 잘 유지 되는지 확인 후 hands off

Cellular Generations
1G : analog 1980년
2G : digital, sms(short message service), TDMA based, CDMA based,
2.5G : packet-switched, GPRS(2.5G), EDGE(2.75G)
3G : voce, data, video, universal global roaming, 스마트폰 출시
4G : 1Gbps
5G : higher data

MIMO : 안테나를 2개로 늘려 전송 속도를 높임
Beam- forming : 수신지의 방향을 예측해서 안테나 신호를 강하게 전파

B2 김성언

2022-10-16 13:38:37 UTC

1강 introduction
- Iot : 1999년부터 용어 사용, "thing들의 network", 다양한 곳에서 정보를 얻어서 다양한 일을 할 수 있다
- 활용 이유 : 인터넷망, 소형화 (센서), 데이터 분석 및 저장 가능, 클라우드 -> 데이터 활용 가능
- 구성요소 : 디바이스 및 센서, 연결성 및 게이트웨이, 클라우드, 분석(가공), 인터페이스

- AIot : Artificial "Intelligence" of Things
Iot(눈, 코, 귀 등 감각기관) + AI(뇌) = AIot
ex) 애플워치, 스마트홈(다양한 센서), 무인자동차,,,
- 빠른 판단(사고날 상황, 도둑이 든 상황,,,)을 해야할때는 edge(devices) -> 데이터를 cloud로 바로 보냄 : edge computing, fog(edge와 cloud 길목) computing 이 나타남

2강 internet and protocols
- internet : network of networks(네트워크를 묶은것) ex) 일본어, 한국어, 프랑스어, 네덜란드어,,,쓰는 사람들 -> 영어(TCP/IP)를 써서 무역을 하듯..!
- Iot가 기하급수적으로 증가하는중
- 1대 1로 노드를 연결하면 n(n-1)/2개 가 됨(비현실적, 너무 많은 숫자임) -> '스위칭노드(라우터)'를 설치해서 망을 구성하고 다른 곳과 연결함 -> global 'ISP' 회사가 관리함 -> 여러 회사가 있어서 'IXP'로 또 ISP끼리 연결함

- WPAN : 근처 (블루투스,NFC,,,)
- WLAN : 10m 쯤 (wifi)
- WMAN : 도시쯤?(wibro) <- 많이 사용 x
- WWAN : 휴대폰(cellular - skt, kt ,,, )

- protocol : 교통망에서 신호등, 교차로 등(규약)을 만들어 사고를 안일으키듯이, 프로토콜을 만듦 = "룰의 집합"
- five layer을 주로 씀
- 무선 프로토콜, 유선 프로토콜 다름, 라우터가 다른 프로토콜을 연결해줌

3강 cellular systems
- 셀룰러 : 광범위(Licensed bands) VS wifi : 범위 작음(Unlicensed bands)
- 기지국 하나 = cell 이라고 함
- '이웃한' 셀의 주파수는 달라야함 (간섭이 일어나서 같으면 안됨, 충분히 떨어진 곳은 같아도 됨)
- cluster : 주파수가 다른 cell 들이 모인 단위
- 1/N으로 주파수를 나눠야함 ex) 21MHz가 있다면, 7 cluster -> 3MHz, 3 cluster -> 7MHz(주파수 더 커서 많은 사람들이 사용가능해짐))
- 큰 cell 한개 : 세게 쏴야해서 배터리 사용량 높아짐, 고장나면 많은 사람들이 사용 못함
- 작은 cell 여러개 : 한사람당 쓸수 있는 주파수가 큼, 돈이 많이 듦
- handoff : 기지국 경계에서 기지국 옮기기
- handoff는 어떻게 판단해서 기지국을 정할까? 최근 = 주파수가 더 큰곳 + 일정시간 지켜보기

- relaying(멀리 떨어진곳 잘 안되는 현상) -> 중계기 설치 or Beamforming 으로 해결
- Mimo = 안테나 여러개 써서 늘어남
- femto cell = 유선망을 끌어와 와이파이 이용하는거
- 5g -> 모든 측면 좋아짐 -> Iot에서 큰 역할을 할 것이다

C4 장수명

2022-10-16 13:39:18 UTC

AIoT 1장

IoT (Internet of Things) 의 이해화 활용 및 AIoT와의 차이점

1999년 Kevin Ashton이 IoT라는 말 처음 사용

IoT의 정의

(Oracle) The network of physical objects (”things”) that are embedded with sensors, software, and other technologies for the purpose of connecting and exchanging data with other devices and systems over the internet. 데이터를 연결하고 교환하고
(위키백과) 각종 사물(가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등)에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술.

IoT의 예시

인간의 심박수 변화 - 워치로 심박수 측정 - 정보가 internet을 통해 전송 - gateway를 거쳐 서버를 통해 웹으로 전송될 수 있음

IoT의 요소와 동작원리

센서 ↔ Gateway ↔ Cloud/Server ↔ Mobile App

센서
- 데이터 수집. 통신모듈이 있음
Gateway
- 위의 예시에서의 핸드폰
- 센서에서 측정된 데이터를 Gateway에 전달하면 gateway는 데이터를 전달받아 연결된 각종 통신망(Cloud / Server)에 전송
활용 범위가 굉장히 넓음 (ex 스마트팜, 스마트홈, 스마트 시티 등)

IoT를 많이 활용하게 된 이유

여러 백업 기술들 때문

Ubiquitous connectivity : 인터넷 망
- low cost, high speed network connectivity
Miniaturization : 소형화
Data Collection & Analytics : 데이터 저장 장치와 분석 기술의 발전
Cloud : 데이터 수집 및 활용을 위한 인프라가 갖춰지게 됨

IoT 의 기본적인 요소

Smart devices and sensors
- 데이터를 모으고 전달할 수 있는 요소
- 측정한 데이터를 gateway로 전달
- 여기서 모은 정보들을 전송하기 위한 통신망 (무선 :: wifi, LoRa, Bluetooth 등)
Connectivity / Gateway : 가장 중요한 부분
- 센서와 인터넷망을 연결하는 중요한 곳에 위치해 있는 gateway
- communication + internet 의 key 요소
- 정보를 Edge로 받아 cloud 등을 활용해 전송
Cloud
- 일반적으로 storage를 떠올리지만 computing
- 데이터를 저장하거나 활용하여 동작하는 요소
  - cloud computing이란 서버, 스토리지, 데이터베이스, 네트워킹, 소프트웨어 등을 모두 포함함. (cloud storage : iCloud) 특히 storage를 언제 어디서나 쓸 수 있게 한 것이 cloud computings
Analytics
- 의미있는 내용을 뽑아내기 위해 데이터를 분석하는 것
User interface (UI)

AIoT (Artificial Intelligence of Things) = ai + IoT

IoT devices create and gather data, and then AI analyzes it to provide insights

real-time 혹은 delay를 줄이기 위함

모은 데이터를 어디에 저장하는가 :: IoT와 AIoT의 차이점

Cloud (at the center) : 한 곳에 대형 storage를 두고 모음
Edge (at or close to the device nodes) : 디바이스들이 모여있는 바로 윗 level
- AIoT의 경우
  - 내장된 AI를 통해 수집된 데이터를 분석하여 cloud까지 가지 않고 insights를 바로 제공
  - 특히 edge에 intelligence를 부여하는것! 긴밀한 빨라야 하는 결정들을 local에서 처리할 수 있도록. 클라우드까지 보내서 판단하고 결과를 통보받으면 너무 늦기 때문에 decision-making을 빠르게 하기 위함 >> local data-informed decision-making
  - 예시. 무인자동차 사고가 날 것 같은 상황을 인식했으때 그걸 cloud까지 보내고서 그에 대한 판단과 action을 받을때까지 기다리면 시간이 너무 오래 걸림.
  - 예시. Cloud AI Camera 방범 카메라 카메라 안에 도둑이 들어왔을때 판단하여 조치를 취할 수 있는 AI가 탑재. 경찰서까지 인터넷으로 정보를 언제 보내! → Edge computing (Fog computing : 길목에 있는 서버들과 노드들. edge는 끝단)
  - 예시. Apple Watch, VR goggles, Smart Home, thermostat, AIot camera, Autonomous vehicles(무인자동차), dog-like robot, Amazon Dash Cart, etc.

AIoT 2장 Internet and Protocols

Internet

Internet의 정의

network of networks
기존에 사용하던 네트워크들을 하나로 묶어서 사용 마치 영어로 국제 거래가 이루어지듯이. 이때 영어처럼 통신을 위한 소프트웨어가 바로 TCP/IP

Internet의 역사

1969년 ARPANET 처음 보낸 메시지는 login. 그마저도 보내다가 실패하기도 ㅋ

1970년 미국 동부 대학들을 연결. 이후 점점 커짐

Internet 사용자

중국 때문에 아시아 유저 수가 대륙 중 가장 많음. 날이 갈수록 점점 증가

Internet-related Stats

인터넷에 연결된 기기(IoT) 수는 꾸준하게 증가. PC는 비슷. 스마트폰은 증가하다가 고정되는 추세 스마트홈과 같은 IoT Device들이 엄청나게 증가

Internet structure

어떻게 연결할 것인가

Option 1
- 가장 무식하고 좋은 방법은 모든 노드를 서로서로 연결. 그러나 이는 n nodes에 대해 ${n(n-1)} \over 2$edges를 요구함
- 너무 많이 필요함.
Option 2
- 중간중간 switching node인 라우터를 두어 라우터가 노드들의 연결을 도울 수 있게함. 여러 ISP 회사들이 이러한 형태로 인터넷망들을 설치함
- 근데 그럼 서로 다른 회사의 연결 망은 어떻게 연결해 -> internet exchange point (IXP) 등장!

Access networks (Wired vs Wireless)(유선 vs 무선)

wireless access network technologies 얼마나 멀리 연결할 수 있는가?

(Wireless Personal Area Network) WPAN
- 무선이면 Wireless 붙여서 WPAN
- 유선이면 그냥 PAN (ex. Bluetooth)
(Wireless Local Area Network) WLAN
- (ex. Wifi) 가장 많이 쓰임
(Wireless Metropolitan Area Network) WMAN
- 작은 도시 정도. 지금은 잘 안쓰임
(Wireless Wide Area Network) WWAN
- (ex. 핸드폰망) 많이 쓰임

Cellular system의 진화

1G → 2G → 3G → 4G → 5G 로 발전을 나타냄 (generation임)

Wi-Fi의 진화

IEEE 802.11 뒤에 붙는 알파벳으로 발전을 나타냄

IoT & Internet Protocols

Internet을 배울 때 가장 중요한 software가 바로 protocol
기존의 컴퓨터 연결망(Current Internet Protocols)과 IOT의 연결망(Expected IOT Protocols)은 큰 차이가 없음.

Protocol이란?

통신망에서의 규약. 어떤 데이터를 어떻게 꼬이지 않게 보낼 것인지, 에러가 나면 어떻게 할 것인지?

A Set of rules that governs how data is transmitted between different devices.

근데 이 규약들은 상당히 복잡해 하나의 소프트웨어로 처리하기는 어려워 (문제점 : 하드웨어 실패, 네트워크 혼잡, 패킷 딜레이 혹은 소시, 데이터 붕괴 등) → 여러 개의 layer로 나누어 ⇒ **modularity(모듈화)**를 통해 → reference model을 만듦

레이어 수준에 맞게 처리되게끔.

현재 인터넷 통신망은 실질적으로 5개의 Layer로 쪼개서 진행함. Applilcation, Transport, Internet, Network Access(Data Link, Physical)

simple reference model

무선과 유선이 혼재된 네트워크. 라우터(중개기)가 Mobile device와는 무선으로 통신하고, Corresponding host와는 유선으로 통신하는 모습의 그림. 두 통신이 서로 다른 protocol을 사용하므로 라우터는 두 개의 protocol을 다 이해함.

AIoT 3장 Cellular Systems

Cellular vs WLAN

Cellular System과 WLAN은 둘 다 무선으로 널리 쓰이지만 상당히 다름. 전송 방식은 비슷하지만.

cellular의 개념

기지국이 신호를 쏘았을 때 사용 가능한 범위가 cell.

한편 cell의 경계 부분에서 서로 다른 기지국 간의 간섭이 발생함. → 이를 해결하기 위해 인접한 셀의 주파수를 다르게 함.

frequency re-use : 충분히 떨어진 지역 간의 거리가 멀다면 다시 그 주파수를 써도 된다

7 cell cluster에 비해 3 cell cluster는 noise가 심할 수 있음. 거리가 그렇게 많이 멀지 않기 때문에. 하지만 3 cell cluster는 더 큰 장점을 가짐! 3 cell cluster는 동일한 영역의 주파수를 7 cell보다 큼직하게 나누어 쓸 수 있으므로 더 많은 사용자들이 통신할 수 있게 됨

cell의 구조 - cell size

smaller cell size

기지국과 단말기 사이의 거리가 짧으므로 신호를 덜 강하게 쏴도 됨. 배터리 효율 좋음. 또 기지국 하나가 고장나도 인접한 기지국의 주파수를 사용할 수 있음. 하지만 동일한 지역에 기지국을 여러 개 건설해야 하므로 돈이 많이 듦.
그러나 smaller cell size의 가장 큰 이점은 바로 Higher capacity, higher number of users : bandwith의 문제. 셀을 잘게 쪼갤수록, 더 많은 사용자를 support 할 수 있게 됨.

Handoff

통신중에 한 셀로부터 다른 셀로 이동하는것 (그 사이를 자연스럽게 연결시켜주도록. 통신이 연속적으로 이루어지도록)

soft handoff : 셀이 조금 떨어진 경우. Break-before-make
hard handfoff : 셀이 잘 겹쳐진 경우. Make-before-break

Handoff Triggering Strategies

겹치는 구간에서 Handoff를 어떤 방식으로 할 것인가 (신중해야함)

최근에는 Relative signal strength with handoff margin 방식을 주로 사용 : 신호의 크기가 같아졌다가 새로운 신호의 세기가 이전 신호보다 threshold(handoff margin)만큼 커지면 넘겨줌.

최근에는 여기에서 좀더 신호가 유지되는지 지켜보는 방식(time-to-trigger, TTT)으로 진행.

Cellular System

cellular generations

2G부터 디지털 방식으로 바뀜.

3G부터 packet-switched(ip network 방식, 영화보는것도 가능하도록)가 목적이었으나 3G로 넘어가는 과정에 이용자들의 요구가 많아져서 2.5G에서 packet-switched를 먼저 도입함.

4G부터 IP-based, 속도가 상당히 빨라짐.

1G Cellular Generation : 엄청 무겁고 부자들의 상징
2G : 작고 가벼운. 디지털 시스템. 문자서비스 제공. TDMA와 CDMA로 분화. CDMA는 퀄컴이 가지고 있던 표준에 기초. TDMA는 바로 GSM(Global System for Mobile communications). 가장 많은 가입자 수.
2.5G : 2G폰을 사용하여 멀티미디어 서비스를 이용할 수 있게.
3G : 완벽한 글로벌 로밍. Kbps에서 Mbps로(2Mbps, UMTS). TDMA 방식은 3GPP 방식으로. CDMA는 3GPP2 방식으로 진화.

MIMO(Multiple Input Multiple Output) & Beam-forming

MIMO는 안테나 수를 늘려서 전송속도 개선. Beam-forming은 수신지의 방향을 예측하여 기존의 360도 방향 전송에서 특정 방향으로만 강하게.

3, 4, 5G 등 숫자가 바뀔 때마다 기지국(BS)를 새로 깔게 됨. 돈이 많이 든다. 통신 사업자들은 기존에 깐 망에서 충분히 돈을 벌고 싶어할 수 밖에.그래서 나온게 LTE?

3GPP Long Term Evolutino(LTE)

3G는 tree구조 (hierarchy가 존재) 반면 LTE 부터는 P to P(대등한 구조)

이전에는 기지국들마다 상위 노드가 있어 올라간 다음 전송이 이루어졌으나, LTE부터는 Hierarchy가 아닌 대등한 관계로 전송이 이루어지는 것이 가장 대표적인 차이점.

LTE-A(LTE Advanced)

진정한 4세대. MIMO의 도입으로 안테나 수가 증가.

셀 사이즈 다양화

Relaing

기존에 셀에서 멀리있는 노드들은 전송속도가 느림. 이를 해결하기 위해 중개기를 두어 중개하는 것.

데이터를 relay node를 거쳐 2 hops로 전송가능 (더 빠른 data-rate) 혹은 coverage 밖의 사용자를 relay node를 통해 전달 (더 넓은 coverage-area)

Femto cell

기지국 서비스를 받지 못하는 산골이어도 유전전화망을 인터넷에 연결하여 셀룰러의 Core Network(백본망)에 접근하면 셀룰러폰 사용 가능

Challenges and Gaps to Reach 5G

속도가 엄청나게 빨라짐. 지연시간 감소. 동시 연결가능한 connection의 수 증가. mobility(handoff가 가능한 속도)(처리율) 증가. → 이제 무인 장치 사용 가능 → 매우 다양한 application들을 활용할 수 있게 됨.

C2 최진성

2022-10-16 13:41:41 UTC

1장 IoT & AIoT

1. IoT

- Internet of Things

- 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

Ex) Health Data Transfer

# IoT가 인기있는 이유

- 전세계와 연결된 인터넷 망

- 소형화

- 데이터 저장 및 분석

- 클라우드

# IoT의 기본적인 요소

- 센서

- 통신망, 게이트웨이

- 분석

- 유저 인터페이스

1) 스마트 디바이스 & 센서: 센서는 어디에나 있다.

2) 통신망 & 게이트 웨이

- 통신과 인터넷 IoT의 “키”이다

- 센서에서 받은 데이터를 클라우드로 보냄

3) 클라우드

- 데이터를 저장

- 클라우드 스토리지

- 클라우드 컴퓨팅

4) 분석: 필요 데이터를 분석하고 가공함.

5) 유저 인터페이스: 사람들에게 보여주는 것이 중요하다.

2. AIoT

- Artificial Intelligence of Things)

- IoT디바이스에서 인공지능 역할을 할 수 있게 함.

- 엣지에서 바로 AIoT

- 클라우드에 데이터를 저장

- Ex) 무인 자동차, 무인 카메라

- Edge Computing

Ex) 애플워치, 무인 자동차, 보스턴 다이나믹스 로봇

2장 인터넷과 프로토콜

1. 인터넷: “네트워크의 네트워크”는 하나의 큰 네트워크로서 기능하는 중간 네트워킹 장치에 의해 연결된다.

- 인터넷 통신을 위한 소프트웨어: TCP/IP

- 인터넷의 역사

- 대부분의 IoT 디바이스들이 인터넷에 연결되고 있다.

# 인터넷 연결방법

1) Connect each access ISP to every other access ISP

2) Connect each access ISP to one Global ISP

# 네트워크의 분류

얼마나 멀리 연결시킬 수 있는가?

- Wireless personal Area Network (WPAN)

- 유선(PAN)

Ex) 블루투스, NFC

- Wireless Local Area Network

Ex) 와이파이

- Wireless Wide Area Network (WWAN)

Ex) 셀룰러 데이터

2. 프로토콜

- 데이터를 보낼 때 받을 때 정의한 규약들

- 복잡한 규약들을 여러 개의 레이어로 나눔: 모듈화 함

- 만든 모델을 레퍼런스 모델이하고 함

- 각각의 레이어에 맞는 프로토콜을 만들어서 동작함

3장 셀룰러 시스템

셀룰러 vs 와이파이: 무선 통신 방식

1) 셀룰러
- 넓은 범위
- 글로벌 로밍
- 빠른 차량속도의 모바일 이용자
- 가입자가 돈을 지불함
- 라이센스 밴드

2) 와이파이
- 로컬 커버리지
- 로밍이 안됨
- 핫스팟
- 거의 무료임
- 언라이센스 밴드

1. 셀룰러 개념

- 셀구조로 이뤄진 네트워크 시스템이다.

- 인접한 셀의 주파수를 다르게 함.

- 충분히 떨어진 거리이면 주파수를 재사용 가능함.

- 각 클러스터들은 N개의 셀로 이뤄져 있다.

- 7-cell cluster: 노이즈 적음

- 4-cell cluster: 주파수가 커서 더 많은 사용자들이 통신을 할 수 있다.

(1) 셀의 크기

- 기지국과 단말사이 배터리가 많이 소모됨.
- 기지국 고장시 전지역에 문제발생
- 트랜스미션 파워가 적게 든다.
- 비용이 많이 듬
- 셀이 작으면 작을 수록 한 사람당 제공할 수 있는주파수가 크다.

- 시골에는 셀이 듬성듬성

- 인구가 많은 도시에서는 셀을 많게 함.

(2) 핸드오프

- 통신 중 한 기지국에서 다른 기지국으로 이동

- 소프트 핸드오프(Break-before-make)

- 하드 핸드오프(Make-before-break)

(3) 핸드오프를 언제 해야 하는가?

- Relative signal strength with handoff margin

- HO margin and time-to-trigger(TTT)

(4) 무선전화기

- 1G

- 2G

TDMA: 유럽표준(GSM)

CDMA

- 3G: 2Mbps

3GPP

3GPP2

HSPA

MIMO

Beam-forming

- LTE

- LTE-A: 부가서비스가 달라짐: “A”는 Advanced이다.

Relaying: 중계기

Femto cell: 와이파이와 비슷한 역할

- 5G

전속속도가 빨라졌다.

지연시간이 적어졌다.

IoT 연결하는 아주 중요한 역할을 한다.

B4 신형진

2022-10-16 13:50:40 UTC

1장: IoT & AIoT

1) IoT

사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

2) objects

각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

3) IoT의 백업 기술

Ubiquitious connectivity(전 세계적으로 연결된 인터넷망)

Miniaturization(센서/컴퓨터의 소형화)

Data Collection & Analytics (대용량의 데이터 저장기술, 분석 기술 발전)

Cloud(데이터를 모으고 활용할 수 있는 인프라 갖춰져 있음

4) IOT 대중화의 요인

인터넷, 소형화, 데이터 수집 및 분석, 클라우드

5) IoT 요소

Sensors, Gateway, Cloud/Server, Mobile AppSensors: 데이터 수집 , 통신모듈 Gateway: Sensors에서 받은 데이터를 전달 받아 각종 통신망에 전송

6) Cloud

데이터를 저장하거나 활용하여 동작을 하는 요소

Cloud Computing: Cloud 서버나 소프트웨어를 구매하여 사용

Cloud Storage: iCloud

6) Edge

디바이스들이 모여있는 단계, provide local data-informed decision-making

긴밀히 빠른 결정을 내려야할 경우, 엣지에서 AIoT역할

무인 자동차, 무인 카메라, 애플 워치 등

2장: Internet and Protocols

1) Internet의 정의

Internet : Network of networks 기존의 선처럼 각자 사용하고 있던 네트워크들을 하나로 묶어서 사용하는 네트워크

2) Brief History of Internet

1969-ARPANET

처음 보낸 메시지는 login. 그마저도 보내다가 실패하기도 했음

1970-미국 동부의 대학들을 연결

3) 네트워크의 분류

Wireless access network 기술

Wireless Personal Area Network (WPAN)

- Bluetooth, RFID, NFC

Wireless Local Area Network (WLAN)

Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)

Wireless Wide Area Network (WWAN)

- Cellular Networks

4) Protocol

Data를 송, 수신할 때 발생하는 모든 상황을 고려한 통신망 규약

5) 레이어 아키텍쳐

application layer, transport layer, network layer, data link layer, radio, IR

3장: Celluar Systems

1) Celluar

Wide area, global roaming, Lincensed bands

- Wireless LAN : Local area, handoff or roaming, Unlicensed bands

2) cell(기지국의 전송범위)로 이루어진 시스템

사이즈(같은 면적)

Cell size >

주파수 700MHz를 700명이 사용

One big cell을 사용 1MHz 사용, 700개의 셀 7 cell cluster

셀 사이즈↓: 필요한 전송 전력↓, 기지국 하나 고장 위험 부담↓

셀 사이즈↓: 거지국↑ 큰 비용 필요

셀 사이즈↓: handoff가 자주 발생한다.

장점: 더 많은 사용자 서포트, 적은 전송력으로도 가능

단점: 높은 비용, 많은 handoff

3) HandOff

한 기지국으로부터 다른 기지국의 서비스를 받는 쪽으로 이동

Soft handoff : break-before-make

Hard handoff : make-before-break

Handoff 시점 : 신호세기에 의존 x

4) Handoff Triggering Strategies

HO margin and time-to-trigger(TTT)

인접한 기지국의 주파수가 역전 but 일정 시간 후에 Handoff하는 방식, 최근 사용 빈도수↑

5) Cellular System

1G : 아날로그

2G : 디지털

CDMA(Qualcomm), GSM(Global System for Mobile communications

작은 기기와 낮은가격으로 보급

2.5G : packet-switched

3G : 컴퓨터 네트워크

voice, data, &video

3G Vision : Universal global roaming, 2Mbps 지원

4G : LTE-A, 안테나 개수를 더욱 증가시켜 전송속도 증가

IP-based, higher data rate up to 1Gbps

5G : 지연속도 대폭 감소, 전송속도 대폭 증가

Higher data rate than 1Gbps

6) MINO & Beam-forming

MINO : 안테나 수가 많을 수록 전송속도 ↑ 안테나 수 증가하는 방식

Beam -forming : 빔형성 신호를 특정한 방향으로 강하게 송수신 → 전송속도↑

A4_정준영

2022-10-16 13:53:43 UTC

AIoT 1장

IoT : Internet of Things
사물이 센서를 통해 데이터 수집하고 클라우드를 통해 통신

AIoT : Artificial Intelligence of Things
인공지능과 IoT 기술의 융합, AI를 이용하여 데이터 분석하며 결과 도출

AIoT 2장

인터넷의 구조와 발전사, 서로 다른 컴퓨터를 연결한 것, 유선과 무선의 구분, 통신 규격, 에러 규약

AIoT 3장

무선 통신 시스템, 와이파이와 데이터, 기지국을 통한 단말기와 데이터 통신, 서로 다른 주파수를 활용하여 간섭 최소화, 기지국간의 연결 서비스, 무선 통신의 세대별 특징과 규격과 발전 사

가까운 미래에는 초연결 사회에서 AIoT를 활용한 생활 방식의 변화가 예상되며 현재 진행 중.

A1 김민석

2022-10-16 13:56:00 UTC

1장 IoT와 AIot

iot의 정의

- 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

- 다양한 정보 획득 -> 상황에따라 사용가능

ex) 스마트워치 - 심박수 체크

2. 동작방법

게이트웨이 -> 클라우드 / 서버 -> 어플

3. iot가 유명해진 이유

- 소형화

- 인터넷화

- 빅데이터와 빅데이터의 분석 기능 개발

- 클라우드(데이터 수집 및 활용가능해짐)

4. iot 요소

1)스마트 기기 및 센서

- 블루투스 및 와이파이 센서(단거리 무선통신 센서)

- 센서 -> 게이트웨이 로 데이터 전송

- 많은 기기에활용(자동차, 집, 폰, 다리 등)

2)연결성(인터넷망, 통신망, 게이트웨이)

- 디바이스간 데이터 전송을 통해 클라우드로 전송

3)클라우드

- 데이터 분석을 위해 저장

- cloud computing(소규모 회사에서 사용)

- cloud storage(웹하드 같은 개념)

4)분석

- 수 많은 데이터(빅데이터)를 의미있는 데이터로 만드는 작업

5)UI

- 유의미한 데이터를 사용하기 편리하게 만드는 작업

6. AIoT의 정의

- iot + ai = 인공지능을 활용한 iot기술

- iot기기에서 수집된 데이터를 AI가 바로 분석

- ex) 스마트워치, vr기기

7. AIoT요소

1) edge

- 일반적인 기기

- 필요한 데이터에 대해선 edge에서 즉시 데이터 처리

- ex) 즉각적인 데이터 처리가필요한 경우(자율주행, 무인방범)

2) Fog

- edge와 cloud사이의 연결 통로

3) cloud

- 데이터 수집후 처리

2장 인터넷과 프로토콜

인터넷

- 다양한 네트워크를 묶은 것

- 의사소통을 위한 통일된 프로토콜(규약)사용함.

- TCP/IP(통신을 위한 규약)

2. 인터넷 구조

- 노드가 늘어날수록 연결해야하는 선의 수가 늘어남

- 연결해야하는 선이 너무 많아짐 -> isp를 이용함

- isp : 노드들을 이어주는 회사

3. 네트워크의 분류(유무선)

- 연결 가능 영역에 따라 분류

- WPAN : 10미터 이내

ex) 블루투스, RFID, NFC

- WLAN : 수십미터

ex) wifi

- WMAN : 한 지역의 네트워크(소규모)

ex) wibro

- WWAN : 넓은 범위

ex) 셀룰러(휴대폰 셀룰러)

4. Protocol

- 4개의 계층으로 나누어짐(application, transport, networking, data link)

- 데이터 전송을 원할하게 하기 위한 규칙

5. protocol layering

- 여러개의 layer로 나누는것 -> 모듈화

- 기능에 따라 계층 나눔

6. ISO / OSI reference model

-application, presentation, session, transport, network, data link, physical 7개 layer로 구성된 모델

7. TCP / IP model

application, transport, internet, network access 4개 레이어로 구성

3장 celluar system

celluar vs wireless LAN

1) celluar

wide area
기업이 담당 -> 유료

2) wireless LAN

local
휴대불가
기지국이 있는 장소만 가능
무료

2. Cell

한개의 기지국이 담당하는 지역범위
넓은 범위를 cell단위로 나누어 네트워크 담당
각 기지국의 네트워크는 유선으로 연결되어있음
기지국 -> 단말 무선망
인접한 cell과 다른 주파수 사용

3. Cell 크기에 따른 통신

1) 작은 경우

기지국과 단말 사이의 짧은 거리(효율적)
기지국 고장나도 다른 기지국 사용 -> 작은 손실,
한 사용자당 사용가능한 주파수가 크다
기지국을 많이 설치해야함 -> 많은 자원 필요

2) 큰 경우 : 기지국 설치가 비교적 적음 -> 자원 적게 요구

4. Handoff

기지국간 데이터 전송

1) hard handoff

기지국과 기지국사이에서 통신 끊긴 후 새로 연결

2) soft handoff

- 기지국간 통신 끊기지 않고 이동

- 신호 세기에 따라 기지국 선정

5. cellular system

1세대 : 크고 무거운 전화기(아날로그)
2세대 : 소형화, 디지털, 전화
2.5세대 : 패킷 - 스위치 통신 시작
3세대 : 완전한 패킷망 , 멀티미디어 전송 지원
4세대 : LTE-A
5세대 : 전송속도 비약적 증가

A1 이현경

2022-10-16 14:02:43 UTC

배운점

* 1장
IoT, AIoT의 개념, 구성, 차이점에 대해 알 수 있었습니다.
IoT(Internet of Things) : IoT는 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술이다.

IoT의 기본요소
-Smart device, sensors
-Gateway
-Cloud
-Analytics
-user interface

AIoT(Artificial Intelligence of Things) : AI+IoT로 두 가지 영역이 합쳐진 것

* 2장
Internet : Network of networks. TCP/IP 프로토콜 규약을 써서 각각의 통신망들을 하나로 엮은 네트워크

네트워크의 분류
Wireless Personal Area Networ (WPAN)
- Bluetooth, UWB, Zigbee, RFID, NFC, etc
Wireless Local Area Network (WLAN)
- IEEE 802.11 (WiFi)
Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)
- IEEE 802.16 (wibro)
Wireless Wide Area Network (WWAN)
- Cellular Networks

protocol : 데이터를 주고 받을 때 발생할 수 있는 모든 상황을 고려한 rule의 집합.

* 3장

Cellular System과 Wireless LAN System의 다른점을 비교해 어떠한 특징이 있는지 알 수 있었습니다.
Handoff의 중요성, Cellular Systems의 세대별로 특징과 차이점, Femto Cell, IoT에서 5G는 중요하다는 점을 알 수 있었습니다.

A4 이정균

2022-10-16 14:06:52 UTC

iot(internet of things)

the network of physical objects

각종사물에 센서와 통신기술을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

ex) health data transfer

동작원리 센서 -> gateway ->cloud/server -> mobile app

iot가 유명해진 이유 1.인터넷망 2.작은센서 3.(data collection &Analytics) 4.cloud

iot 분류 1.smart devices and sensors 2. connectivity / gateway 3.cloud 4.Analytics

5.user interface

connectivity / gateway 가장 중요 - communication +internet

cloud
1.cloud computing : 원격으로 인터넷을 연결해서 소프트웨어 운영체계 등을 사용

2.cloud storage

AIoT(Artifical intelligence of Things)

iot 디바이스에서 만들고 모은 데이터를 ai모듈을 활용해 insight를 만든다

긴밀하게 발생하는 상황을 edge에서 바로 결정을 내림

protocol

데이터를 어떻게 전달해야 되는지 수신하는지 에러가 발생했을 때 어떻게 할지 등의 규약

복잡한 규약을 여러 개의 레이어(layer)로 나누는 것 = 모듈화mocularity - reference module

celllular system(여러 셀들의 집합)
-global roaming
-wide area coverage
인접한 셀들은 주파수를 다르게 쓴다 - 간섭이 일어날 수 도 있어서
충분한 거리가 있다면 같은 주파수 사용 가능 = frequency re-use
셀의 사이즈가 작을 수록 더 많은 사람들이 쓸 수 있고 전력이 적게 든다.

hand off
다른 주파수의 기지국으로 가게 되더라도 정보를 수신받는다
TTT : hm의 차이가 발생한 후 일정 시간이 지나야 hand off

C3 김영현

bobindance — 2022-10-16 14:11:41 UTC

1장: IoT와 AIoT
1. IoT(Internet of Things): 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술. 즉, 무선 통신을 통해 각종 사물을 연결하는 기술을 의미

요소: smart devices and sensors, connectivity/gateway, cloud, analytic, user interface

IoT가 인기있는 이유:
인터넷 망, 소형화, 데이터 수집 및 분석, 클라우드

2. AIoT(AI+IoT):
-데이터를 AI를 활용하여 인사이트를 만들어내는 것
-긴밀하게 빠른 결정을 내려야 할 대는 edge에서 AIoT가 일을 해내야함

EX): 무인자동차, 무인카메라, 애플워치 등

2장: 인터넷과 프로토콜
1. Internet: “네트워크의 네트워크”는 하나의 큰 네트워크로서 기능하는 중간 네트워킹 장치에 의해 연결된다.

인터넷 연결방법

1) Connect each access ISP to every other access ISP

2) Connect each access ISP to one Global ISP

네트워크의 분류(유무선)

- 연결 가능 영역에 따라 분류

- WPAN : 10미터 이내

ex) 블루투스, RFID, NFC

- WLAN : 수십미터

ex) wifi

- WMAN : 한 지역의 네트워크(소규모)

ex) wibro

- WWAN : 넓은 범위

ex) 셀룰러(휴대폰 셀룰러)

2. Protocol:
-데이터를 주고받고 할 떄 고려한 모든 룰의 집합(통신규약)
-어떻게 전송할지, 에러가 생겼을 때 어떻게 detection할지, 데이터를 잘 받았을 때는 어떻게 할건지 등
* Internet protocol stack (TCP/IP Model)
- Application
- Transport
- Internet
- Network Access
- Data Link
- Physical

3장: Cellular Systems

1. Cellular: cell(하나의 기지국 영역)들을 활용한 네트워크
- 기지국(base station) : 유선으로 연결됨, 장비와 데이터 주고받음
- cell의 경계에서 인접한 cell의 주파수가 같으면 둘 다 들림 -> 주파수를 다르게 함(handoff)
- 간섭없는(먼) 거리의 기지국 : 주파수 재사용(frequency re-use)

2. Hand off: 통신 중 한 cell에서 다른 cell로 이동할 경우 자연스럽게 연결.
soft 방식과 hard 방식이 있음
- RSS / with Treshold / TTT

3. 데이터통신의 발전사
- 1G부터 5G까지 발전
- 1G : 아날로그 방식
- 2G : 디지털 방식, SMS
- 3G(2Mbps)
: Universal Global Roaming
: Voice, Data, Video 지원
: MIMO & Beam-forming 기술을
통한 속도 향상
- LTE(Long Term Evoution)
: Tree 구조에서 P to P 방식으로 변화
: LTE-A : Femto cell, core network, relaying
를 통한 속도의 향상
- 4G
- 5G

C4 김우영

2022-10-16 14:19:36 UTC

AIoT 1장

IoT 는 The network of physical objects(“things”)

Internet of Tings

센서는 모든곳에 있음 Sensors Everywhere

Communication + Internet => Gateway

마직막은 Data Analytics, 더 나은 결과 도출을 위해

이는 빅데이터로 연결

Sensors data from IoT device -> Data Analytic -> Data Monitoring

AIoT 는 Artificial IoT -> IoT + AI

IoT 는 귀, 코, 입, 눈 / AI 는 뇌라고 생각하면 됨.

IoT devices create and gather data, and then AI analyzes it to provide insights

AIoT data를 어디다 저장할거냐?

Cloud(at the center), Edge(device들이 모여있는 바로 윗 level)

devices -> Edge -> Cloud center

이걸 어따 씀?

ex) 차사고, 긴급상황, 위급상황

Edge에서 AIoT의 역할

도둑 잡임 -> Edge -> cloud center -> 경찰 까지 너무 오래걸림

=> 도둑 진입 -> Edge(AIoT) -> 경찰

2장

Internet and Protocols (IoT의 I!)

인터넷의 정의

“Network of networks”

인터넷에도 공통의 언어 존재

TCP/IP 프로토콜을 통해 각자의 네트워크 연결!

1969년 최초 인터넷 등장 (ARPANET)

처음에 대학간 네트워크 연결(UCLA,SRI,UCSB,UU)

최초 메시지 “login”

점차 확장

2021년 기준 인터넷 사용자 수 total 4.83 billion

(Asia 2.83 billion)

인터넷 구조의 문제

노드의 수 = n(n-1) /2 edges

기하급수적으로 커짐

n이 커질수록 n^2에 근접

해결책 1. swiching node

=> internet backbone router

보통 초록색 하나가 기업 하나

대륙간 대륙, 기업간 기업도 위와 동일

초록색 끼리는 IXP 필요

단말은 어떻게 되나요?

유선, 무선 존재

무선(Wireless)

아래로 갈수록 점점 넓어짐(WPAN -> WWAN)

WPAN = 블루투스, NFC 등

WLAN = WIFI

WMAN = 현재 많이 사용은 안됨

WWAN = 핸드폰 망(SKT,LGU+,KT)

많이 쓰는 LAN, WAN 에 대해서 알아볼거

프로토콜?

=> 인터넷에 가장 중요한 통신용 소프트웨어

좌측 : 인터넷 프로토콜

우측 : IoT 프로토콜

가운데 : layer

그래서 그게 뭔데?

ex ) 교통망, 도로 규칙(신호등, 차선, 표지판 등)

통신망의 규약!

-> 데이터를 보낼 때, 받을 때, 잘 갔는지 안갔는지, 오류일 때 어떻게 할건지? 가 프로토콜!

-> rule의 집합이다

하나의 소프트웨어로 하기엔 너무 많음

-> 그래서 층별로 나눈거(layerd reference model)

ISO/OSI 국제 표준 모델(전화선 당시 나온거)

=> 인터넷은 조금 단순화 (4 layer)

P = Protocol의 약자

순차적으로 붙이고(각 계층에서) 다음 층으로 보냄

우리는 5layer 공부할거임(현재 제일 많이 씀)

ex) M-device (한국인) C-host(중국인) B-station(통역사)

요약 + 앞으로 배울 내용

3장

cellular system

Cellular 의 Cell 이란?

셀 하나 = 한 개의 기지국의 범위

이게 개많이 모여서 Cellular 다

외부에서 돌아다니는 통신 -> 기지국 -> 핸드폰

그럼 n개의 셀이 있을 때, n개의 셀 다 쓰냐?

No => N cell cluster로 복사해서 씀

셀 사이의 거리에 따른 특성 차이 있음

ex) 21/3 = 7, 21/7 = 3

셀 사이즈 차이

좌측 : 700MHz를 700명이 하나의 셀 이용 => 1MHz/person

우측 : 한 셀당 한사람 => 100MHz/person

셀 사이즈가 작을수록 더 많은 사용자를 서포트 할 수 있음.

사람이 많은 도시는 셀사이즈를 줄여서 효율 높임,

적은 도시는 반대

=> 기지국이 많으면 비용이 많이 들음!

handoff(바톤터치)

셀->셀 통신의 연속을 자연스럽게 해주는 것!(중요)

그래서 언제 handoff 할거냐?

CDMA : 퀄컴의 CDMA 1세대 표준 베이스, 홍콩에서 맨처음 사용, 한국 1996년도 도입

GSM : 가장 많은 이용자수, 유럽표준모델, 필란드에서 첫 런칭 1991년 (노키아 폰 첫 출시)

핸드폰으로 인터넷 하고 싶은 욕구 올라감(NATE ?)

TDMA -> 3GPP, CDMA -> 3GPP2 계승

MIMO를 통해 통신속도 올림

Beam-forming을 통해 수신자의 위치를 예측하여 수신자 위치로만 쏘는 기술 -> 에너지 집중으로 인한 신호가 잘잡힘. -> 통신속도 상승

세대별 속도 차이

진정한 4세대는 LTE-A > 1Gbps

advanced MIMO = 더 많은 MIMO

Relaying

Relaying = 중계소 사용,

또 다른 예시

기지국 밖은 중계기를 두어 소외된 지역 커버

Femto cell 기능 : 유선전화망을 이용

4G -> 5G : 개념은 비슷 but 속도가 개빨라짐.

C4 이현희

2022-10-16 14:39:49 UTC

Internet of Things
1. Definition
  - The network of physical objects
  - Embedded with sensors, software, and other technologies
  - Connecting and exchanging data with other devices/systems over the internet
2. IoT platform
  - Sensors -> Gateway -> Cloud/Server -> Mobile App
3. Backup technologies
  1. Ubiquitous connectivity
  2. Miniaturization
  3. Data collection & Analytics
  4. Cloud
4. Components of IoT
  1. Smart devices and sensors
  2. Connectivity / Gateway
  3. Cloud
    - Cloud Computing
    - Cloud Storage
  4. Analytics
  5. User interface
5. AIoT (Artificial Intelligence of Things)
  - IoT:
    - Creating and gathering data
    - Nose, ears, eyes ...
  - AI
    - Analyzing data to provide insights
    - Improving efficiencies and productivity
    - Brain
6. IoT 데이터의 저장
  1. Cloud
    - centralized
    - huge storage
  2. Edge
    - local server, 즉 node들이 모여있음
  3. AIoT
    - Local data-informed decision-making at the edge
    - Many application cannot wait for data or command from cloud.
Internet and protocols
1. Internet
  - Network of networks
  - Connected by networking devices, which functions as a single large network.
2. The structure of Internet
  - Using switching nodes (= Router)
    - Constructed by global internet service providers
3. Access networks
  - wired
  - Wireless
    - WPAN
    - WLAN
    - ~~WMAN~~
    - WWAN
4. Protocols
  1. 데이터 통신을 원활하게 하기 위한 통신 규약/통신형 소프트웨어
  2. 데이터를 주고 받을 때 생길 수 있는 다양한 문제들을 고려한 규칙의 집합
5. Modularity(모듈화)
  1. 규약들이 상당히 복잡
  2. 하나의 소프트웨어로 만들면 관리에 차질
  3. 따라서, 여러개의 layer로 나눔
  4. 이것을 modularity라 하며 이 모델을 reference model이라 함
6. Reference Model
  1. ISO/OSI
    1. 7 layers
    2. 전화망
  2. TCP/IP
    1. 5 layers
    2. 실무에서는 Network Access layer가 data link + physical layer 두개로 나뉨
    3. 컴퓨터망
7. Data Encapsulation
  1. header를 계속 붙여나감
  2. CRC: Error checking tailor
  3. 실제로는 디지털 신호로 감
  4. receiver가 받으면 header들을 잘라내면서 Layer를 거슬러 올라감.
Cellular System
1. Cellular vs Wireless LAN
  1. Cellular
    1. Wide area coverage
    2. Global roaming
    3. Subscription-based
    4. Licensed bands
  2. Wireless LAN
    1. Local coverage
    2. No hand off or roaming
    3. Users in hot-spot area
    4. Unlicensed bands
2. Cell
  1. 의미
    1. 한 기지국의 데이터 전송범위
    2. 기지국과 단말들이 통신할 수 있는 영역
  2. 특징
    1. 기지국은 유선으로 연결
    2. 인접한 셀은 같은 주파수 이용불가
      1. 간섭이 일어나기 때문
      2. 7 cell cluster, 3 cell cluster ...
  3. 구조에 따른 장단점
    1. Cluster의 셀 개수가 많으면, 간섭이 줄어들지만 한 셀에서 쓸 수 있는 주파수가 줄어듦.
    2. Cluster의 셀 개수가 적으면, 한 셀에서 사용가능한 주파수가 늘어나 더 많은 사용자들이 통신할 수 있음.
  4. 크기에 따른 장단점
    1. 하나의 큰 셀
      1. 멀리있는 단말일수록 신호를 세게 보내야함 -> 배터리 소모율 증가
      2. 기지국이 고장나면 전체 통신이 불통
      3. 자본이 적게 든다
      4. 한명의 이용자가 사용가능한 주파수가 줄어든다
    2. 여러개로 쪼개진 셀
      1. 단말의 배터리 소모율 감소
      2. 기지국이 고장나도 나머지 지역은 영향받지 않는다
      3. 자본이 많이 든다
      4. 한명의 이용자가 사용가능한 주파수가 증가한다
  5. Handoff
    1. 단말이 한 셀에서 다음 셀으로 넘어갈 때, 통신을 연속적으로 이어나가기 위해서 전 기지국이 다음 기지국에 데이터를 전송시키는 방식으로 단말과 통신하는 방법.
    2. 종류
      1. softoff
        지연이 거의 없음
      2. hardoff
        잠시 끊겼다가 연결
    3. When to handoff
      1. 두 기지국의 신호 세기를 비교해서 가장 센 신호를 보내는 기지국의 데이터를 받는다?
        그리 간단하지 않음.
        신호세기는 계속 바뀌고 길이 꼬불꼬불한 경우에는 핸드오프가 핑퐁됨.
      2. 얼마전까지는 Relative signal strength with handoff margin 방식을 사용
      3. 현재는 HO margin and time-to-trigger
  6. Cellular Generation
    1. 1G: Analog, circuit-switched, voice-only
    2. 2G: Digital, Circuit-switched, voice & data
      1. TDMA
      2. CDMA
    3. 2.5G: Enhanced 2G, packet-switched, higher data rate
      1. interim solutions
    4. 3G: Packet-switched, voice, data, & video
      1. 3GPP
      2. 3GPP2
    5. 4G: IP-based, 1Gbps
    6. 5G: higher than 1Gbps
  7. MIMO & Beam-forming
    1. MIMO: 안테나를 늘려 전송속도를 높임
    2. Beam-forming: 동심원을 그리며 같은 세기의 신호를 보내는 것이 아니라 수신지를 예측해 그 방향으로 집중해서 신호를 보냄
  8. Fento cell
    1. Small base station used in small business
    2. Access to core network
    3. Extend service coverage
질문
1. MIMO에서 안테나 수가 늘어나면 왜 데이터 전송속도가 빨라지게 되는 건가요?

c2 박승훈

2022-10-16 14:41:48 UTC

1장
(정리 했는데 날라가버림... 다시 간단하게 작성.)
iot(internet of things)= 각종 사물에 센서 와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술
동작원리= 센서->게이트웨이->클라우드/서버-> 모바일 앱

iot 뒷받침 기술 = 인터넷망, 소형화, 데이터 모음 분석, 클라우드

iot 요소 =센서,연결성/게이트웨이,클라우드, 분석, 유저인터페이스

센서= ex lora 와이파이, zwave, zigbee ,블루트스, 센서가 측정한 데이터 게이트웨이 전송

게이트웨이= 중요한 이유: 센서로 부터 게이트 웨이까지 통신망, 게이트 웨이에서 데이터 센터 까지 가는 통신망 , 커뮤니케이션 중요
edge

클라우드=데이터 저장, 데이터 활용해 동작 , 클라우드 종류 (cloud storge=언제 어디서든 쓸수 있는 네이버 클라우드 같ㅇㄴ것, cloud computing= 원격으로 서버를 빌려 업무를 진행함)

분석= 데이터를 모아 의미 있게 가공 하는 작업, 빅데이터 분야 ,
우저 인터페이스= 유의미한 가공한 데이터를 시각화 하는 작업

Alot (artificial intelligence of things)= iot+ai
iot 디바이스 들이 정보를 모아 그걸 활용하여 인사이트 도출
저장 하는법= 클라우드,edge (디바이스들이 모여 있는 윗 래벨, decision-making= 긴밀하게 발생하는 상황인 경우 클라우드에 보내지말고 바로 aiot해결)

edge computing ,fog computing

2장
(정리 했는데 날라가버림... 다시 간단하게 작성.)

인터넷 : 네트워크를 묶은것(스위칭 노드를 통해 네트워크 연결= 라우터를 통해 백본망, 회사들 연결해주는 ixp)
인터넷 국제 언어 =tcp/ip,
연결법(분류) :
1. wpan (10미터 이네 유선(pan) 무선, 블루투스)
2. wlan(와이파이ieee 802.11, 10~100)
3.wman (wibro 작은도시안) -> 거의 사용 x
4.wwan(넓은 지역 핸드폰망)

와이파이 발전= 802.11 -g/n ->ac-ad-ax
prorocols=통신용 소프트웨어, 도로 통신망 규약, 룰에 집합 , 서로 상호 대응 하는법
모듈화 =레이어를 통해 프로토콜을 쪼갬 -> application, transport, networrk, link,physical

3장
cellular 시스템
특징 : 넓은지역 커버, 글로버 로밍 가능, 빠른 속도, 가입자가 지불, 라이선스 밴드(전국 커버)
와이파이 lan 시스템
특징 : 지역 한정, 로밍 x ,핫스팟 지역 이동성 x, 무료, un라이선스밴드

cellular= 셀을 활용하는 시스템 , 기지국 셀로 이루어져 있음, 인접한 셀에 주파수를 다르게함 서로 간섭이 일어날수 있어서
cluster 거리 장단점 :7,4,3 cell cluster -> reuse factor 거리가 멀수록 간섭이 작아저 좋음 하지만 거리가 가까울스록 주파수가 커 더 많은 사용자가 통신 할수 있음
cell 크기 장단점 : 셀이 작을수록= 배터리가 적게듬 , 기지국이 고장나도 근처 기지국이 커버가능, 돈이 많이듬, 한샐당 쓸수 있는 주파수가 더 커지고 더많은 사람을 커버 가능
따라서 작은 셀이 좋음

핸드오프= 통신중 한셀중 다른 셀로 이동하는것 ,통신이 계속 지속하도록 연결 시켜주는것
연결 잘되는거 소프트 핸드오프, 지연이 생기는것 하드 핸드오프
어느 시점에서 핸드오프 하는가 ? = 최근 까지는 a 셀-> b셀 갈때 신호 세기가 커질때
완전 최신은 ttt 셀의 신호 커질때 조금 여유를 더줌

cellular generations
1세대 아날로그 오직 목소리, 2세대 디지털 짧은 데이터 보낼수 있음, 3세대 컴퓨터 통신망 목소리 ,비디오 데이터도 가능
4세대 ip 망 속도가 1gbps 빨라짐 5세대 4세대보더 속도만 더빨라짐

1세대 1980년대 무전기 전화기
2세대 핸드폰 보급 시기, 문자서비스 tdma(GsM) ,cdma(퀄컴)
3세대 글로벌 로밍, 2mbps , 3gPP(hspa,lte) ,3GPP2(ev-do)
5세대 4 세대에 비해 지연시간이 30~50 인데 1ms 로 바뀜 , 전송 속도 100mbps-> 10Gbps , 커넷션 갯수 100배 증가, 핸드오프 속도 1.5배 증가
gsm-9,6kbps gprs-115kbps edge-384kbps umts-2Mbps

lte = 컴퓨터 통신망 ,p2p 구조,
relating= 노드가 멀어지면 속도가 느려지는 현상을 방지 하기 위해 중개기 설치해 빠른 속도로 도움을 받아 전송, 셀 안에 못들어 가는 지역도 중개기를 통해 커버
femto cell= 집에 와이파이 같은 느낌, 개별 기지국을 사서 인터넷을 -> 코어 네트워크 연결

B1신중현

2022-10-16 14:50:31 UTC

배운점.

iot 5가지 중요한 요소
1. smart devices and sensors
2. connectivity gateway
3. cloud service
4. analytics
5. user interface
현재 IOT 가 발전하기까지는 모든 곳에서 데이터를 가져오며, 그것을 가능하게한 인터넷 기술의 발달속에서 시작되었다.

iot & internet protocols (IP)
transmission control protocols (TCP)

5 layers 로 구성되어 있다.
application layer, transport layer, network layer, datalink layer, physical layer

cellular concept & structure.
mobile communication systems use a large number of low power transmitters, call base station. called as cells.
Frequency re-use

질문.
1. 주파수가 겹치지 않도록, one big cell과 많은 small cell 이 겹쳐진경우는 발생하지 않도록 도시 를 설계하는지.

2. 하나의 cell의 크기를 결정짓는것은 신호의 세기인지. 그 신호는 위상은 같은데 진폭이 커진것을 말하는 것인지.

A2 장동언

2022-10-16 16:30:51 UTC

[CH 1. IoT & AIoT]

1. IoT(Internet of Things) 정의
- "The network of physical objects" 네트워크로 연결된 things
1.1. IoT 활용되고 발전된 이유
- Ubiquitous connectivity
- Miniaturization
- Data Collection & Analytics
- Cloud
1.2. IoT 기본 요소
- Smart devices and sensors
- Connectivity / Gateway(센서와 인터넷망을 연결)
: 센서로부터 게이트웨이까지 통신망, 게이트웨이로부터 데이터센터로 가는 통신망이 가장 중요.
- Cloud
: 데이터를 저장 혹은 활용하는 요소. Computing와 Storage.
- Analytics
: 의미있는 Data를 뽑아내기 위해 정제하고 가공.
- User Interface

1.3. AIoT
- "Artificial Intelligence of Things" : Things에 AI를 적용한다는 의미.
- IoT devices create and gather data, and then AI analyzes it to provide insights.
- Edge: 디바이스가 모여있는 바로 윗 레벨. edge를 거쳐 cloud로 가게 된다.
- 목적은 local data-informed해서 decision-making.
- 애플워치가 가장 대표적인 AIoT라고 볼 수 있는데, 데이터를 클라우드에 보내고 판단하는 것에 한계가 존재.

[CH 2. Internet and Protocols]
2.1. What's the Internet
- Internets은 'network of networks'.
- 통신하기 위한 소프트웨어가 TCP/IP.
- physical하게 devices와 internet을 어떻게 연결해야 할까?
- 각 node를 연결하는 방법은 n개의 node일 때 n(n-1)2개의 edges가 필요. complexity하기 때문에 한계가 존재.
- swiching node라 불리는 ISP(인터넷 백본 라우터)를 두어 관리하는 방식을 도입.
2.2. Wireless Access Network Technologies
- 커버리지 방식(WPAN, WLAN, WMAN, WWAN)
2.3. Protocol
-

[CH 3. Cellular]

3.1. Cellular vs. Wireless LAN
- 둘의 가장 큰 차이는 Licensed bands의 유무. Cellular는 Licencsed bands로, 예를 들어 통신사가 해당 주파수를 국가에 돈을 주고 사는 시스템. 반대로, Wifi는 모든 사람이 쓸 수 있는 Unlicensed bands.

3.2. Cellular Concept
- Cell을 활용한 시스템으로, 셀은 하나의 기지국의 신호 영역을 뜻함. 따라서 주파수가 같다면 경계면에서 간섭을 야기
- 인접한 지역은 주파수를 다르게 사용
- Q. N-Cell일 때 1/N만 사용하나?
- A. No, 같은 주파수를 사용해도 될 충분한 거리가 있을 때는 사용. 그것을 "frequency re-use"라고 칭한다.
- Cell Structure_cell size. 그렇다면 적합한 셀 사이즈는 얼마일까? 1 big cell vs. N cells. 각 장단점은 있으나, 가장 큰 차이는 "Higher Capacitor". 한 명당 할당되는 주파수의 차이가 발생한다.
- Advantages of smaller-sized cell structure:
Higher capacity, higher number of users.
- Handoff란? 통신 중에 한 셀로부터 다른 셀로 이동하는 것을 뜻한다. 통신이 연속적으로 연결되어야 하기 때문에 중요.
- 셀이 잘 오버랩된 경우를 Soft Handoff, 셀이 끊어진 경우는 Hard handoff.
- 최근에는 일정시간 동안 기존 셀을 유지하는 방식을 채택.

3.3. Cellular Systems
- 3G Vision은 "Universal global roaming", Multimedia support
- 3GPP는 HSPA(High-Speed Packet Access) - HSDPA(다운링크: 기지국->단말), HSUPA(업링크: 단말->기지국)
- MIMO(Multiple Input Multiple Out) 방식은 안테나 기법으로, 전송 속도를 높이고자 함
- Beam-forming 방식은 수면 위의 파동과 같은 방식. 따라서 파원으로부터 거리에 비례해서 신호가 약해지지만, 특정 방향으로 강도를 조절하는 방식으로 해결.
- Simplified GSM architecture.

3.4. LTE
- Long Term Evolution
- packet only system.
- P2P(대등한 구조)
- Relay : 거리와 속도가 반비례. 솔루션으로 중계기를 두어 중계하는 것.
- Femto cell. 기지국-유선망-Core Network로 연결되는 시스템으로 개인 통신기기를 사용할 수 있는 방법을 제시
- Latency(지연시간), Throughput(보내는 정도), Connections(연결 수), Mobility, Network Architecture
- 따라서 5G 시대에는 너무나 다양한 시스템에 사용할 수 있는 환경을 백본망으로서 중요한 역할을 수행하게 된다.

B2 김성언

2022-10-17 11:36:12 UTC

4-1장 LAN & WLAN
ㅇ LAN : 유선
- bus : 데이터 통로
- repeater : 세그먼트 2개, 버스와 버스 연결가능
- Hub : 세그먼트 여러개
- MAC : repeater, Hub로만 사용하면 데이터를 보낼때 충돌이 일어남 -> 충돌을 제어해줌
- CSMA/CD : 충돌이 일어남을 인식함
- Bridge : 리피터 대신 설치하고, 주석까지 파악가능할만큼 똑똑함 -> 리피터는 모든 데이터를 보내지만 브릿지는 보내야할 것을 선별하여 보냄 -> 충돌 적어짐
- switch : 포트를 여러개 연결해서 사용, 주소를 알고 보냄

ㅇ WLAN : 무선
- 우리는 Radio transmission & Infrastructure network 를 쓴다
- AP(기지국)안에 있는 BSS가 모여서 ESS를 이룸 -> 외부로도 나갈수 있음
- Synchronization : AP가 계속 beacon을 보냄 -> 싱크를 맞추게 만듦 -> 비콘을 보내는 주기, SSID(와이파이마다의 아이디), channel number 등등을 함.
- Channel Scanning
1. Passive scanning : 기다림
2. Active scanning : 신호마다 물어보고 찾음 (1번 있어요? 2번있어요? ,,,)
- MAC : 충돌 일어났을때 어떻게 할것인가의 프로토콜 -> 충돌줄이기
-> mandatory를 주로 이용함
Ex) MAC 예시 : 작은 크기의 신호부터 먼저 처리, AP로 신호 가기 전에 SIFS초 기다리고, 신호 간 후에 DIFS초 기다리고 다른 작은 크기의 신호처리 -> 같은 크기면 충돌이 일어남 -> Backoff number를 잡아서 충돌방지

4-2장
- Power Management (전원 꺼졌을때 배터리 사용을 최소화하는 운영)
1. Awake : full power
2. Sleep : 거의 꺼지기 직전
- Adaptive PMS : 비컨을 받을 데이터 없을 때 sleep모드로 변환
- IEEE 802.11 standard
IEEE 802.11b
IEEE 802.11g -> 기지국이 g라면 b사용자와도 통신할 수 있음(주파수가 같아서)
IEEE 802.11a
IEEE 802.11n -> MIMO, 모듈레이션기법으로 빨라짐
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ad, af
IEEE 802.11ax -> 속도 가장 빠름