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영어

Recently, there have been increasing interests in researches to apply wireless communication technologies for smart farm. This paper introduces the problems in the smart farm for the outdoor culture and technical considerations to solve the problems. As candidate technologies, this paper selects LoRa, Sigfox, NB-IoT, and Wi-Fi and then determines that LoRa is a suitable technology based on the CAPEX, coverage, transmission rate, battery, and the price. To provide technical analysis, this paper introduces technologies related to the physical and medium access control (MAC) layers as well as the security. Specifically, this paper includes the modulation technology in the physical layer, Class (Class A, B, and C) based protocol operations in MAC layer, and security architecture based on the LoRa version.

한국어

최근, 무선 통신 기술을 활용하여 스마트팜 환경을 개선하고자 하는 연구가 지속되고 있다. 본 논문에서는 노지 스마트팜 환경에서 발생하는 문제점에 대해 소개하고, 이들을 해결하기 위한 통신 기술적 고려사항을 다루고 자 했다. 노지 스마트팜 환경에 적용하기 위한 후보 기술로 LoRa, Sigfox, NB-IoT, WiFi를 선정했고, 현재 사용되 고 있는 국내 스마트팜 기술의 문제점 및 방향성을 기반으로 설치 비용, 통신 범위, 데이터 전송 속도, 배터리 수명, 가격 등을 고려하여 각각의 후보 기술을 분석하여, 최종적으로 LoRa 기술이 가장 적합한 것으로 판단했다. 자세한 기술적 분석을 위해 본 논문에서는 LoRa의 물리 계층과 Medium Access Control (MAC) 계층 기술, 그리고 보 안에 대해 소개하였고, 특히 물리 계층의 변조기법, MAC 계층에서의 Class (Class A, B, C) 기반 프로토콜 동작 방법, 그리고 LoRa 버전별 보안 아키텍처에 대해 기술했다.