R&D연구결과보고서

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(표지) 보안과제( ), 일반과제(○) R0126-15-1005

정보통신 ·방송 연구개발사업

고신뢰성 다종 무인이동체 통신 및 보안 SW기술 개발

(Development of High Reliable Communications and Security SW for Various Unmanned Vehicles)

2016. 1. 29.

한국전자통신연구원

미 래 창 조 과 학 부

(2)

고신뢰성 다종 무인이동체 통신 및 보안 SW기술 개발

(Development of High Reliable Communications and Security SW for Various Unmanned Vehicles)

1차년도 연차보고서 2016. 1. 29.

한국전자통신연구원

한국과학기술원

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제 출 문

미래창조과학부 장관 귀하

이 보고서를 "고신뢰성 다종 무인이동체 통신 및 보안 SW기술 개발"(개발기간:

2015.3.1. ~ 2016.2.29.) 과제의 1차년도 보고서로 제출합니다.

2016. 1.

주관연구기관 : 한국전자통신연구원 총괄 책임자 : 안 재 영

참여 연구원 : 채 종 석, 장 대 익, 이 용 민, 강 군 석, 박 종 민, 김 희 욱, 김 판 수, 이 인 기, 문 권 한, 이 종 근, 손 지 환, 박 운 희

참여연구기관 : 한국과학기술원 참여 책임자 : 심 현 철

참여 연구원 : 윤 현 수, 강 병 훈, 최 한 림, 김 진 환, 윤 종 민, 박 은 재, 석 준 홍, 장 대 성

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(5)

∎ 해당 연도 추진 현황

1. 기술개발 추진 일정

<무인이동체 CNPC 통신> (계획 : 실적 : ) 일련

번호 개발 내용

추진 일정(개월) 달성도

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (%)

1 지상 CNPC 무선 인터페이스 규격 100%

1.1 무인기 운용 시나리오 연구 100%

1.2 CNPC 링크 요구사항 100%

1.3 링크 채널 특성 연구 및 모델

정리 100%

1.4 무선인터페이스 주요기술 설계 100%

1.5 링크레벨 시뮬레이터 설계 및

구현 100%

1.6 스펙트럼 할당 및 재사용 방식

연구 100%

2 모뎀 송수신 알고리즘 및 HW 플랫폼 설계 100%

2.1 모뎀 송·수신 알고리즘 설계

및 검증 100%

2.2 무인기 모뎀

1차 시작품 상위설계 100%

2.3 지상무선국 모뎀

1차 시작품 상위설계 100%

2.4 무인기 및 지상무선국 모뎀

HW 플랫폼 설계 100%

3 지상 CNPC 네트워크 구조 100%

3.1 지상 CNPC 네트워크 구조

연구 100%

3.2 지상 CNPC 네트워크

구성요소별 기능 연구 100%

4 지상 CNPC 표준화 전략 수립 및 표준화 활동 100%

4.1 지상 CNPC 기술 국내외

표준화 전략 수립 100%

4.2 국내 표준화 환경 조성 100%

4.3 국외 표준화기구(RTCA)

표준화 활동 100%

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<무인이동체 보안 SW 및 통합운용> (계획 : 실적 : ) 일련

번호 개발 내용

추진 일정(개월) 달성도

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (%)

1 무인이동체 보안 S/W 현행 기술 분석 100%

1.1 무인이동체 운용체계 소프트

웨어 취약점 분석 연구 100%

1.2 무인이동체에 적용가능한

공격 시나리오 구성 100%

1.3 하드웨어 기반 보안 모듈

조사 및 검토 100%

2 통합운용을 위한 협응 의사 결정 기법 연구 100%

2.1 임무 및 작업 레벨 최적 협응 개념

제시 및 효과적인 협응 기법 연구 100%

2.2 운동제어 레벨 협응 개념 제시

및 효과적인 협응 기법 연구 100%

3 다종 무인 이동체 활용 임무 및 통합 운용 환경 인프라 분석 100%

3.1 무인이동체 운용 환경 인프라

조사 및 분석 100%

3.2 다종 무인이동체 활용 가능

응용 임무 조사 및 제시 100%

3.3 다종 무인이동체 통합 운용에서

의 계층적 의사 결정 구조 분석 100%

3.4 계층적 구조에 따른 지능화

수준 분석/제시 100%

3.5 지능화 수준에 따라 요구되는

임무 정보의 종류 및 수준 분석 100%

4 통합운용위한 무인이동체 플랫폼 요구도 수립 및 개념 설계 100%

4.1 무인이동체 플랫폼 개념 연구 100%

(7)

∎ 연구 성과

1. 지식재산권

: 국내특허 2건 출원/5건 제출, 국제특허 3건 제출

2. 논문 게재/발표 실적

:국외 2편, 국내 9편(SCI 1건 포함) 번

호 논문 구분

학술지

명 논문명 저자명/

기관 SCI

구 분

출판일

(발표일) 학술대회명 개 최 국

발표 일

1 국제 학술 지

Security and Communi

cation Networks

Vulnerabilities of network OS and mitigation with state-based

permission system

노지성 외 4 /KAIST

O

2015.10.

(온라인 출판)

- - -

2 국내 논문

주간기술 동향

무인기 제어용 무선통신 기술 및 표준화 동향

김희욱 외 3 /ETRI

- 2015.06. - - -

3 국제 학술 대회

NDSS Symposiu

m

OpenSGX: An Open Platform for SGX Research

Prerit Jain 외 9 /KAIST

- submit - 미

국 2016.02 번호 국내/

국외

출원(등 록)국

출원(등 록)구분

출원(등록)번

호 발명명칭

출원(

등록) 기관

출원 (등록)일 1 국내 한국 출원 10-2012-0128974 사용자 단말이 수행하는 메시지 수신 방법 KAIST 2015.10.05 2 국내 한국 출원 10-2016-0005146 무인 비행기의 보안 장치 및 방법 KAIST 2016.01.15 3 국내 한국 제출 출원진행중 베르누이 원리를 이용한 로터없는 드론 ETRI 2015.10.18

제출 4 국내 한국 제출 출원진행중 무인기 제어용 통신 채널 초기 설정 방법 및

절차 ETRI 2016.01.16 제출 5 국내 한국 제출 출원진행중 무인기 제어용 통신 채널 동적 할당 및 변경

방법 및 절차 ETRI 2016.01.16 제출 6 국내 한국 제출 출원진행중 수송물체 결합형 비행체 수화물 탈착 구조 KAIST 2015.12.15

제출 7 국내 한국 제출 출원진행중 비행체의 자체 회전 운동을 이용한 수송 물체

탈착 시스템 KAIST 2015.12.15 제출 8 국제 미국 제출 출원진행중 Rotorless Drone using Bernoulli’s principle ETRI 2015.10.18

제출

9 국제 미국 제출 출원진행중

Methods and Procedures for Initial Channel Setting and Connection Establishment in UAS

Control and Non-Payload Communication

ETRI 2016.01.16 제출

10 국제 미국 제출 출원진행중

Methods and Procedures for Dynamic Channel Assignment and Change in UAS Control and

Non-Payload Communication

ETRI 2016.01.16 제출

(8)

3. 표준화 실적 :국외 2건 (2건 채택)

4

국제 학술 대회

-

An Unknown-Input-Observer Based Approach for Cyber Attack

Detection in Formation Flying UAVsLim

Lebsew ork 외

2 /KAIST

- 2016.01.

08.

AIAA Infotech@Ae

rospace 2016

미

국 2016.01

5 국제 학술 대회

-

Cubature Kalman Filter Based Fault Detection and Isolation for Formation Control of Multi-UAVs

김상현 외 2 /KAIST

- submit

9th IFAC Symposium on ntelligent

Autonomous Vehicles

독

일 2016.06

6 국내

학술 - 무인항공기 제어용 통신링크 주파수 이슈

장대익 외 2 /ETRI

- 2015.10.

제10회 국방기술학회

학술대회 한 국

2015.10 .24.

7 국내

학술 - 무인항공기 제어용 통신 방식:

Laurent Decomposition 수신 기술

박해인 외 3 /ETRI

- 2015.11

한국통신학 회 추계종합학

술발표회 한 국

2015.11 .21

8 국내

학술 - 무인항공기 제어용 통신 방식:

MLSE 수신 기술

맹승준 외 3 /ETRI

- 2015.11

한국통신학 회 추계종합학

술발표회 한 국

2015.11 .21

9 국내

학술 - 무인기 교통관리 (UTM) 시스템의 개념 설계

이용민 외 1 /ETRI

- 2015.10

한국항행학 회 종합학술대

회

한 국

2015.10 .23

10 국내

학술 - 이종 자율 무인기 협업 체계를 이용한 적 진지 제압 비행실험

송한준 외 3 /KAIST

- 2015.11

한국항공우 주학회 추계학술대

회

한 국

2015.11 .20

11 국내

학술 - 무인기 제어용 지상무선통신 Waveform 후보 기술 분석

김희욱 외 5 /ETRI

- 2015.06.

한국위성정 보통신학회 국내학술대

회

한 국

2015.06 .23

12 국내 학술 대회

-

조종사 로봇을 이용한 고정익 항공기의 무인화 기법 연구(A Study on Autonomous Flight Control System for a Fixed-wing

Aircraft using a Pilot Robot)

송한준 외 3 /KAIST

- 2015.11.

한국항공우 주학회 2015년도 추계학술대

회

한

국 2015.11

13 국내 학술 대회

-

무인기의 영상 기반 목표물 추적 및 포획(Vision-based UAV Tracking and Capturing Target)

이한섭 외 2 /KAIST

- 2016.01.

The 11th Korea Robotics Society Annual

Conference 한

국 2016.01

순번 기고서명 표준

기구명 표준명 회의명 기고자 구분

기고/채택/

반영 일시

기고/채택/

반영 번호

1 Final review and comment for the draft version of RTCA CNPC MOPS RTCA

MOPS for UAS command and

control

SC228

WG2 김희욱 채택 2015.07.26.

RTCA-SC2 28 WG2-WP0

93-01 2 Possible consideration for design and

V&V of baseline radio RTCA

MOPS for UAS command and

control

SC228

WG2 김희욱 채택 2015.11.19.

RTCA SC-228 WG2-WP10

9-01

(9)

4.　S/W 등록 실적

4. 기술이전(기술료) 실적 - 해당사항 없음

5. 인증/포상 실적 등 (국내 및 국외)

번호 구분 명칭 일시 국명 수여기관명 발생차수

1 포상 제6회 창이메이커스데이

드론재난구호 경진대회 우수상 2015.06 대한민국 한국3D프린팅

협회 1차년도

2 포상

2015 창조경제박람회

『미래성장동력 챌린지 퍼레이드』우수상(장관상)

2015.12 대한민국 미래창조과학

부 1차년도

6. 사업화 계획 및 매출실적 - 해당사항 없음

7. 고용 창출 - 해당사항 없음

8. 기타 성과 - 성과 홍보

o "Drone Show Korea Conference 2016" (부산 벡스코) : 산업통상자원부와 부산시가 주최 하고, (사)한국무인기시스템협회, (주)벡스코에서 주관하는 "Drone Show Korea Confreence 2016" 행사 (산업통상부장관 등 500여명 이상 참석)에서 기술 강연을 통해 무 인기 과제 성과를 홍보

·민간용 드론 데이터링크 기술 (ETRI 장대익)

·무인항공시스템 ICT 발전전망 (ETRI 안재영)

o 미국 전기전자학회(IEEE) 잡지 스펙트럼(Spectrum)에 소개 : 인간이 개입하지 않아도 되는 전자동구현 ‘무인항공기 경비 시스템(anti-drone defense system)’개발 관련 기사가 IEEE 월간 잡지 스펙트럼(Spectrum) 4월 1일자 온라인 판에 소개됨.

순번 S/W 명 작성자 작성일 등록번호

1 무인기 제어용 통신을 위한 터보 부호기 문권한 2016.02. 예정 - 2 무인기 제어용 통신을 위한 터보 복호기 문권한 2016.02. 예정 - 3 Air-to-Ground 채널 발생기 강군석 2016.02. 예정 -

(10)

o 해외 언론(Voice of America) 기술 시연 취재 : 미국 정부가 전 세계의 청취자를 향해 방 송, 운영하는 국제방송사인 Voice of America(VOA)에서 다 수의 무인 이동체가 협동하여 임무를 수행하는 기술 시연을 취재함. “S. Korea Develops Attack Drones to Counter North’s UAVs”(2015.10.28.일자)라는 제목으로 보도자료 배포.

·1개의 대형 옥토로터 무인기, 2개의 소형 쿼드로터 무인기, 1개의 지상무인이동 체를 동시에 운용하여 적 무인기와 기지를 무력화 하는 협동 임무를 수행

o 국내 언론(MBC) 기술 시연 취재 : 무인기 통합 운용의 핵심 기술 요소인 영상 처리 기술 을 활용한 자동 추종 및 포획 시연을 취재함. 저녁 8시경 방영되는 MBC 뉴스데스크 프로 에서 드론 방어 최신 기술로 소개됨 (2016.01.20. 일자)

(11)

목 차

제 1 장 서론 ···1

Ⅰ. 개발기술의 중요성 및 필요성 ···1

1. 개발 대상 기술․ 제품의 개요 ···1

2. 개발 대상 기술․제품의 중요성 ···10

3. 개발 대상 기술․제품의 파급효과 ···12

제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ···15

Ⅰ. 최종 목표 및 평가 방법 ···15

Ⅱ. 1차년도 개발 내용 및 개발범위 ···17