Understanding user's mobility is critical to simulate mobile devices within wireless networks because it can help determine network topology concerning network performance.
However, the current mobility model does not fully reflect the actual military unit`s movement. This study is accomplished to provide the foundation for mobility model research by applying the mobility characteristics acquired by analyzing trace files to design the model.
Based on the military training trace data of KCTC (Korea Combat Training Center) in Hongcheon, Korea, we investigated the structural, spatial, and temporal characteristics of the real trace data. After investigation, we modeled the movement patterns of units in military operations.
Hierarchical Military Mobility Model (HMMM) provided ways to predict the units` locations. With this methodology, we located units within the same wireless networks classified by time.
Simulation results and evaluation showed that HMMM generated very similar mobility patterns with real trace of military units. HMMM can be utilized to analyze the units' behavior in military operations by using large-scale artificial data.
Therefore, HMMM is fundamental work for future research.
현대전의 양상은 대량소모전을 지양하고, 효과적으로 적에 대한 정보우위를 확보하여 전쟁의 목적을 달성하는 것을 지상과제로 삼고 있다. 이렇게 탄생한 개념이 네트워크 중심전(NCW)이다. 이는 모든 부대와 무기체계들을 네트워크를 통하여 연결함으로써 신속하고 정확한 정보유통과 상황인식을 보장하고, 임무에 가장 적합한 전투력을 필요한 시간과 장소에 즉각적으로 집중 및 운용함으로써 군사력의 효율성을 극대화한다는 개념이다.
특히, 무선 통신기술의 급속한 발전과 휴대용 단말장비의 개발은 이동 중에도 손쉽게 정보교류가 가능한 환경을 만들고 있다. 무선 이동 적응망(Wireless Mobile Ad-hoc Networks)은 기존의 유선망 기반 환경에서 탈피하여, 이동 중에도 컴퓨터를 사용할 수 있는 환경을 제공하는 기술로, 그 중요성이 대두되고 있다. 무엇보다 무선 이동적응망의 가장 큰 장점은 기반시설 없이 휴대용 단말기들의 연결만으로도 무선망을 연결할 수 있다는 것이다. 추가적인 제어장치나 기반시설의 도움 없이도 신속한 무선망을 보장하는 이러한 특성으로 인해 전장 상황 하 에서의 군부대 전술통신망 등에서도 충분히 활용가능하다.
군 통신 네트워크는 적으로부터의 탐지와 간섭으로부터 안전하도록 설계되어야하며, 그러므로 각 노드들은 가능한 낮은 출력으로 필요한 거리까지만 전송을 해야 안전을 보장받는다. 이에 더한다면, 휴대용 단말장비들의 크기제한으로 인해 배터리의 용량이 제한될 수밖에 없고, 따라서 장거리 무선통신에 의해 소모되는 에너지를 줄이기 위해 짧은 무선 전송 영역을 사용하게 된다. 즉, 각 장비들은 자신의 데이터를 전송할 뿐만 아니라, 인접한 다른 장비들의 데이터를 중계 전송하는, 라우터 역할 역시 수행해야 한다. 이러한 군작전환경의 특성과 요구조건을 이해하고 만족하려는 연구는 현재 수행되고 있고, 앞으로도 계속될 것이다.
그러나 우리는 무선통신장비들의 각각의 변화를 예측하면서 군 통신환경에 적합한 이동 적응망을 연구하고, 또 관련된 장비를 개발하는 것에 앞서서, 가장 먼저 생각해봐야 할 문제는 군 작전간 이뤄지는 무선통신장비의 이동성을 분석하는 것이라고 생각했다.
이 논문에서, 우리는 실제 트레이스 데이터를 이용하여 군사작전간 새로운 모빌리티 모델을 연구하였다. 실제 트레이스를 바탕으로, 우리는 각 노드들의 모빌리티 행동을 결정짓는 속도, 이동방향, 이동지속시간 등 시간적, 공간적, 구조적 특성을 통계적으로 추출하였다. 특히, 현상 분석뿐만 아니라, 군 계층구조의 특성까지 고려한 모빌리티 모델을 개발하였기 때문에 군 통신 연구에 대한 많은 도움이 될 것으로 예상한다.
이 논문은 현재 연구 중인 미래병사를 개발하는데 필요한, 각 전투원의 움직임의 범위, 속도, 방향, 더 나아가서 분대나 소대의 전반적인 대형의 가시화에 대한 상세한 자료를 제공하게 될 것이다.
또한 이 연구에서 사용한 트레이스 데이터 분석 방법과 설계된 이동규칙 등은 연대급 이상 부대의 모빌리티 모델, 보병뿐만 아니라 포병, 기계화 부대의 모빌리티 모델을 개발하는데 기초를 제공하게 될 것이다.
