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애리 장
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1 Journal of the KIMST, Vol. 18, No. 1, pp , 2015 ISSN DOI Research Paper 체계공학부문 김덕수 1) 배장원 *,2) 박수범 3) 김탁곤 4) 1) 육군 30사단기계화보병여단통신대 2) 한국과학기술원산업및시스템공학과 3) LIG넥스원 4) 한국과학기술원전기및전자공학과 Research of Interopaeration Simulation between War Game Simulator and Communication Effect Simulator using HLA/RTI Deok-Su Kim 1) Jang Won Bae *,2) Soo Bum Park 3) Tag Gon Kim 4) 1) Signal Company, 92 Mechanized Infantry Brigade, 30 Division, Korea 2) Department of Industrial and Systems Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Korea 3) LIG Nex1 Co., Ltd., Korea 4) Department of Electrical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Korea (Received 19 April 2014 / Revised 5 September 2014 / Accepted 30 January 2015) ABSTRACT Wargame simulators are widely used in the field of defence modeling and simulation. Because of increasing importance of communication effects on the warfare, the war game simulator is also required to reflect communication effects. One way to satisfy the requirement is the interoperation simulation between war game simulator and communication effect simulators. This paper shows the application of interoperation simulation between war game and communication effect simulators using HLA(High-Level Architecture)/RTI(RunTime Infrastructure). The war game simulator mainly deal with the engagement of troops and the troops communicate each other at the mission execution level. In the other hand, The communication effect simulator perform communication actions between the troops in the engineering level. Using the interoperation simulation, we can reflect the communication effects on the war game simulation. We show various applications of the interoperation simulation with the point of the war game and communication effect simulator. with a case study, we explain the interoperation simulation improves the reality and fidelity of the war game simulator and how the interoperation simulation can be applied to developing doctrines and real communication system. Key Words : Interoperation( 연동 ), War Game Simulator( 워게임시뮬레이터 ), Communication Effect Simulator( 통신효과시뮬레이터 ), HLA, RTI * Corresponding author, repute@kaist.ac.kr Copyright c The Korea Institute of Military Science and Technology 46 / 한국군사과학기술학회지제 18 권제 1 호 (2015 년 2 월 )

2 1. 서론 M&S(Modeling & Simulation) 은국방산업의많은분야에적용되어개발시간과비용을단축하는데기여해왔다 [14,15]. 그중, 워게임시뮬레이터는모의논리를바탕으로개발된모델들과시나리오를조합하여파라미터를통해서전장상황을재창출하여실제전쟁을시뮬레이션하여시뮬레이션기반의획득 (Simulation Bacsed Acqusition) 에기반한부대교리나무기개발의연구가진행되어왔다 [9,16]. 하지만, 현대전쟁이플랫폼중심의전쟁 (Platform Centric Warfare) 에서네트워크중심의전쟁 (Network Centric Warfare) 으로전환하면서, 워게임시뮬레이터에도변화가필요하게되었다 [11]. 네트워크중심의전쟁은여러전투요소들을네트워크로연결하여전장상황을공유하고통합적이고효율적인전투력을창출하고자하는것이다 [11]. 즉, 플랫폼중심의전쟁과는달리, 네트워크중심의전쟁에서는통신효과를무시할수없게되었다. 네트워크중심의전쟁에서는전장의정보가얼마나빨리그리고정확히부대구성원에게전달되는지가전쟁의결과에중요한영향을미치기때문이다 [13]. 특히, 워게임에통신체계의구축필요성과관련한많은질문중대다수는 과연통신체계가도입되면전투효과에어느정도의영향일미칠것인가 이다. 즉, 통신체계가있음으로인해서임무달성도향상과손실감소에어느정도효과를얻을수있을것인가에관한것이다 [10]. 지금까지의국방분야에서모델링및시뮬레이션은워게임과통신효과모델을개별적으로개발하고운용되어왔다. 워게임모델은전장에서각전투원혹은부대들의전술적행동들에대해세부적인묘사를한다. 따라서워게임시뮬레이터를통해전장환경에서의전술, 교리개발에활용되었다. 반면에. 통신효과모델은통신시스템의물리적인특성과프로토콜등을반영하여정확도가높은시뮬레이션에초점이맞추어져있다. 통신효과시뮬레이터역시새로운통신시스템을개발하고시험하는데주로활용되어왔다. 하지만, 이러한접근방법은네트워크중심의전쟁에입각하여전투수행효과를극대화시키고자하는현대전을모의할경우, 통신효과가고려되지않았기때문에기존의워게임시뮬레이터는여러가지한계를갖게되었다. 본논문에서는워게임시뮬레이터에통신효과를반영하기위해서워게임시뮬레이터와통신효과시뮬레 이터를연동하는방법에관한논문이다. 두시뮬레이터는국제표준으로지정되어있는 HLA/RTI 기반으로연동시뮬레이션을한다. 이러한연동시뮬레이션에기반한실험을통해서얻을수있는이점을간단한실험을통해서언급하도록한다. 본논문의구성은다음과같다. 2장에서는기존워게임시뮬레이터의방법에대해설명하고그한계점을언급한다. 3장에서는워게임시뮬레이터와통신효과시뮬레이터의연동구조에대해서설명한다. 4장에서는연동을통해서얻을수있는이점에대해서언급한다. 5장에서는연동시뮬레이션을활용하여실험을통해 4장에서말한내용을보충하며, 마지막으로 6장에서는본논문의내용을정리하고결론을맺도록한다. 2. 기존연구분석이번장에서는이전에워게임시뮬레이터에서통신에대한부분을어떻게다루었는지언급하고그한계점을지적한다. 그리고본논문과비슷한접근을사용하고있는사례를소개한다. 2.1 기존워게임의통신효과반영실제전장에서는부대와부대사이에서통신을하고있고, 이러한통신은지형, 날씨등의환경에많은영향을받는통신장비를이용해서이루어지고있다. 하지만, 기존의워게임시뮬레이터에서는통신효과보다는다른교전효과들을측정하는데목적이있는경우가많아서대부분많이추상화되어서표현되어왔다. Fig. 1은기존의워게임시뮬레이터에통신효과가어떻게반영되었는지를세가지로분류해서보여준다. 첫번째는워게임시뮬레이터내부에서통신효과에대한반영을고려하지않는방법이다. 예전의플랫폼중심의전쟁에서는전투효과도를나타낼때, 통신의영향이크지않았기때문에통신효과를거의무시하였다. 하지만, 전장에서통신의역할이점차증대됨에따라워게임시뮬레이터에도통신효과의반영이필요하게되었다. 두번째는통신효과의데이터를데이터베이스화하여그데이터를워게임시뮬레이터내부의모델들이통신을하는데적용하는방법이다. 이렇게함으로써모델간의통신에통신효과를어느정도모의할수있지만, 실제의전쟁상황을반영한통신효과를적용 한국군사과학기술학회지제 18 권제 1 호 (2015 년 2 월 ) / 47

3 김덕수 배장원 박수범 김탁곤 하는데는한계가있다. 특히, 동적으로변화하는전쟁상황을확률기반의모델이표현하는것에는한계가있다. Table 1. Limitations in classical methods for representing communication effects 통신모델한계점 상수 데이터베이스 통신모델 통신효과반영무시 전장의상황을반영하는통신효과의한계 동시간에발생하는전장과통신의상호작용을표현하는데한계 ( 전장에서통신모델의주파수를공유하는경우의한계 ) Fig. 1. Classical methods for representing communication effects to war game simulators 세번째방법은워게임시뮬레이터내부에통신효과를모의할수있는모델을삽입하는방법이다. 이런통신효과모델은여러가지확률기반의모델로정의할수있다. 이러한방법의경우역시실제전쟁상황을적용하는데는한계가있다. 또한, 워게임시뮬레이터내부에통신모델을사용하면, 동시간에발생하는전장과통신시스템의상호작용을표현하는데한계가나타날수있다. 예를들어, 워게임시뮬레이터에서다수의모델에서동시에통신을요청할경우에, 워게임시뮬레이터엔진의순차적인시간관리특성상표현이불가능하다. 예를들어, 여러부대가같은주파수의통신자원을사용할경우, 실제상황에서는한개의통신요청만처리되어야하지만, 워게임시뮬레이터에서는다수의통신요청을같은시간에순차적으로처리하여실제상황과는다른결과가도출될것이다. Table 1에위에서언급한경우의한계점을정리하였다. 이러한한계점을해결하는방법중에하나가연동시뮬레이션을이용하는것이다. 워게임과통신효과시뮬레이터의연동시뮬레이션은첫번쨰, 두번째한계점을극복함과동시에연동미들웨어 ( 예를들면, HLA/RTI) 에서시뮬레이션시간을관리하기때문에세번째한계점역시극복할수있다. 2.2 관련연구사례워게임시뮬레이터와통신효과시뮬레이터의연동을통한접근방법은해외에서도비슷한사례가존재한다. 그사례로는독일 IABA 연구소에서개발한 DNS(Die Neue Framework Simulation) 와영국 BAE Systems에서개발한 CES(Communication Effects Server) 가있다 [1,2]. DNS모델은독일군의지상전투훈련 / 분석모델인 HORUS모델에지휘통제통신을모의하는 FIT(Führung und Informations Technologie) 모델과정찰기능을모의하는 OSIRIS모델을통합하여구축된새로운모델연합체계이다. CES모델은미군의 Virtual 및 Constructive 모델인 OneSAF(One Semi-Automated Forces) 모델과연동되어 OneSAF안에서전투에참여하고있는부대또는무기체계사이의통신효과를모의하는모델이다. 하지만, DNS 모델과 CES모델은 M&S 관점에서볼때, 모델들의파라미터변경및추가가자유롭지않아모델의재사용성이떨어진다는단점과우리나라와는다른군체제를적용하여한국에서사용할수없다는한계점이있다 [11]. 본논문은워게임시뮬레이터와통신시뮬레이터의모델확장성과재사용성을높이면서, 한국군의특징을반영할수있는워게임시뮬레이터를적용한연동시뮬레이션에대해서소개한다. 3. 연동시뮬레이터의구조이번장에서는워게임시뮬레이터와통신시뮬레이터를연동하여시뮬레이터의구조와연동을위한인터페이스그리고연동시뮬레이터의활용방안에대해설명한다. 48 / 한국군사과학기술학회지제 18 권제 1 호 (2015 년 2 월 )

3.1 전체구조 2장에서살펴본사례의단점들을보완하기위한방법중에하나는전장과통신시스템을분리하여개발한후, 연동시뮬레이션을하는것이다. 연동을사용할때의장점은다음과같다. 첫째로, 기존의 M&S 도구와모델들을재사용하는것이가능하다. 기존의도구에연동을위한인터페이스를추가하는것만으로미리개발된모델들을그대로사용할수있다.

4 3.1 전체구조 2장에서살펴본사례의단점들을보완하기위한방법중에하나는전장과통신시스템을분리하여개발한후, 연동시뮬레이션을하는것이다. 연동을사용할때의장점은다음과같다. 첫째로, 기존의 M&S 도구와모델들을재사용하는것이가능하다. 기존의도구에연동을위한인터페이스를추가하는것만으로미리개발된모델들을그대로사용할수있다. 둘째로, 앞에서언급했던동시간대에다수의부대가통신을요청하는상황에서발생하는문제를해결할수있다. 이문제는통신모델의시간정보를워게임시뮬레이터에서관리하기때문에발생하는것이다. 워게임시뮬레이터는이산사건시스템으로표현되는데, 이산사건시스템의시뮬레이션은여러사건을직렬화 (sequentialization) 하여진행한다 [3]. 이런특성에의해서, 동시간대의다수부대의통신특성을시뮬레이션하는것에는한계가존재한다. 이문제를해결하는방법중에하나가워게임시뮬레이터와통신시뮬레이터를분리하고, 연동미들웨어를통해서시뮬레이션을진행하는방법이다. 셋째로, 실제시스템과의유사성이다. 실제시스템에서통신장비를운용하는부대와통신장비는물리적으로분리되어있다. 실제와같게모델링을함으로써모델개발자와사용자에게좀더실제시스템과비슷한모델을만들고사용하는것을가능하게해준다. Fig. 2. Structure of interoperation simulation between war game simulator and communication effect simulator 위와같은이유로본논문에서는 Fig. 2과같은연동시뮬레이션을제안한다. 즉, 워게임과통신시스템은각각최적화된도구로독립적으로개발하고, 두 개의시뮬레이터는국제연동표준인 HLA/RTI 를이용하여연동시뮬레이션함으로써확장성과재사용성을보장하였다 [4,5,6]. Fig. 2와같은연동시뮬레이션을통해워게임시뮬레이터에서실제통신장비가부착된플랫폼의행동패턴과통신트래픽을모의할수있다. 이를통해서통신시스템성능을실제작전상황과유사한환경에서평가할수있다. 또한통신토폴로지 (Topology) 나링크 (Link), 메시지지연으로발생하는통신효과는통신측면에서워게임시뮬레이터의정확도와현실성을높일수있다. 3.2 연동시뮬레이션방법워게임시뮬레이터와통신효과시뮬레이터를연동하여시뮬레이션에서는기존의워게임시뮬레이터내부에서진행하는부대간의통신과는진행방법이달라져야한다. 기존의워게임시뮬레이터에서는부대간의메시지를직접적으로통신하였지만, 연동시뮬레이션환경에서는메시지통신명령은워게임시뮬레이터내부에서시행되지만, 실제의메시지전달과정은통신시뮬레이터가환경적인요소와부대간의배치를판단하여수행하게된다. 자세한시뮬레이션진행과정은다음과같다. 워게임시뮬레이터에서모의논리에참여하는부대는통신효과시뮬레이터에포함된통신노드와매핑 (mapping) 된다. 이때, 부대와통신노드는 1:N의관계가가능하다. 즉한부대가다수의통신노드와매핑될수있다. 이렇게매핑된부대와통신노드는서로같은위치좌표를갖는다. 만약시뮬레이션진행간부대의위치가변경되면 Fig. 3과같이통신효과시뮬레이터에부대와매핑된통신노드의위치를업데이트하도록요청한다. 이런방식으로통신효과시뮬레이터는통신장비가부착된플랫폼의행동패턴에따라통신노드의위치를변경해가면서시뮬레이션을진행할수있다. 마찬가지로각부대에서통신망을변경하여장비를운용해야할경우위치변경과동일한방법을이용하여해당통신노드의통신파라미터를수정할수있다. 워게임시뮬레이터내부의부대간메시지는통신효과시뮬레이터를경유하여교환되고이과정을통해서부대간통신장비를이용한통신효과가반영된다. 워게임시뮬레이터에서메시지전송이벤트가발생한부대는통신효과시뮬레이터에게메시지전 한국군사과학기술학회지제 18 권제 1 호 (2015 년 2 월 ) / 49

김덕수 배장원 박수범 김탁곤 송을요청하고전송요청을받은통신효과시뮬레이터는전송부대와수신부대에매핑된통신노드사이에실제로메시지를전송한다. 메시지를전송하는과정에서통신노드의성능과지형및간섭과같은주변환경요소들이반영되어메시지의전송지연과성공여부가결정된다. 수신통신노드에메시지가도착하면그결과가워게임시뮬레이터에게전달되어메시지수신부대에최종적으로메시지가전달된다. 3.

3. Sequence diagram of interoperation simulation 3.3 인터페이스독립적으로개발된시뮬레이터가연동시뮬레이션에참여하기위해서는인터페이스가필요하다. Fig. 4 는연동시뮬레이션인터페이스의구성을보여준다. 이때사용되는인터페이스의기능은다음과같다. 인터페이스구조는크게연동 API와데이터변환을위한부분으로되어있다.

Interfaces structure for interoperation simulation Fig. 5. Constructing network table in interoperation simulation 워게임시뮬레이터에는내부적으로부대를나타내는객체들이존재하고통신효과시뮬레이터는내부적으로하나의통신장비를나타내는노드 (Node) 객체들이존재한다.

5 김덕수 배장원 박수범 김탁곤 송을요청하고전송요청을받은통신효과시뮬레이터는전송부대와수신부대에매핑된통신노드사이에실제로메시지를전송한다. 메시지를전송하는과정에서통신노드의성능과지형및간섭과같은주변환경요소들이반영되어메시지의전송지연과성공여부가결정된다. 수신통신노드에메시지가도착하면그결과가워게임시뮬레이터에게전달되어메시지수신부대에최종적으로메시지가전달된다 네트워크테이블네트워크테이블은사용자가입력한시나리오에따라서워게임시뮬레이터내부의부대와통신효과시뮬레이터내부의노드 (Node) 들사이의매핑관계및노드들사이의통신망연결관계를정의한것으로일반적인구조는다음 Table 2와같다. Table 2. Example of network table Troop Node Network ID A B A5 5 A6 6 B6 6 B7 7 Fig. 3. Sequence diagram of interoperation simulation 3.3 인터페이스독립적으로개발된시뮬레이터가연동시뮬레이션에참여하기위해서는인터페이스가필요하다. Fig. 4 는연동시뮬레이션인터페이스의구성을보여준다. 이때사용되는인터페이스의기능은다음과같다. 인터페이스구조는크게연동 API와데이터변환을위한부분으로되어있다. 연동 API 부분은 HLA의 API를처리할수있는부분으로되어있고데이터변환은부대와통신장비의관계를표현한네트워크테이블그리고워게임내부에서통신처리를할수있는 Re-Transmit 모델로이루어져있다. HLA API는이미잘정의되어있으므로 [5], 세부절에서는나머지두부분에대해서설명한다. Fig. 4. Interfaces structure for interoperation simulation Fig. 5. Constructing network table in interoperation simulation 워게임시뮬레이터에는내부적으로부대를나타내는객체들이존재하고통신효과시뮬레이터는내부적으로하나의통신장비를나타내는노드 (Node) 객체들이존재한다. 실제하나의부대가한대또는여러대의통신장비를보유하는것과같이, 워게임시뮬레이터의부대객체와통신효과시뮬레이터의노드객체사이에는 1:1 또는 1:N의관계가성립한다. 또한각노드들은주파수또는코드와같은통신파라미터에따라서서로다른통신망으로분리되어있기때문에부대는보유하고있는노드들의통신파라미터에따라서여러통신망에가입될수있다. 따라서통신효과시뮬레이터를이용하여메시지전송을모의하기위해서는, 두부대가보유하고있는노드들중에서같은통신망에연결되어있는노드들을찾아, 통신효과시뮬레이터에서해당노드들사이의메시지전송을 50 / 한국군사과학기술학회지제 18 권제 1 호 (2015 년 2 월 )

요청해야만한다. 네트워크테이블은이와같이부대사이의메시지전송을위해부대정보를실제하나의통신망으로연결된노드정보로변환하기위해참조된다. 네트워크테이블은사용자가시나리오생성과정에서입력한부대정보와각부대가사용하고있는통신망정보를이용하여생성되며노드정보는부대정보와통신망정보를이용하여자동으로생성된다. Fig. 5는네트워크테이블의역할을나타낸다. 4.

Sequence diagram of re-transmit model 실제전장에서통신상의문제로인해서메시지가전달되지못할때는통신장비운용자의재량에따라재전송을하게된다. 이럴경우를대비하여나름의통신운용교리가정해져있다. 인터페이스에서는이점을고려하여통신메시지를재전송하는모델을따로설계하였다.

6 요청해야만한다. 네트워크테이블은이와같이부대사이의메시지전송을위해부대정보를실제하나의통신망으로연결된노드정보로변환하기위해참조된다. 네트워크테이블은사용자가시나리오생성과정에서입력한부대정보와각부대가사용하고있는통신망정보를이용하여생성되며노드정보는부대정보와통신망정보를이용하여자동으로생성된다. Fig. 5는네트워크테이블의역할을나타낸다. 4. 활용방안워게임시뮬레이터와통신효과시뮬레이터의연동시뮬레이션은워게임시뮬레이터와통신효과시뮬레이터양측에모두활용될수있다. 아래 Fig. 7은연동시뮬레이션을통해얻을수있는이점을나타낸다 Re-Transmit 모델 Fig. 7. Further utilizations of interoperation simulation Fig. 6. Sequence diagram of re-transmit model 실제전장에서통신상의문제로인해서메시지가전달되지못할때는통신장비운용자의재량에따라재전송을하게된다. 이럴경우를대비하여나름의통신운용교리가정해져있다. 인터페이스에서는이점을고려하여통신메시지를재전송하는모델을따로설계하였다. 이렇게함으로써, 실제전장과같이워게임모델에서는통신재전송에해당하는부분을신경쓰지않고동작할수있게된다. Fig. 6은 Re-Transmit 모델의동작을보여준다. Re- Transmit 모델의역할은두가지이다. 우선, 메시지전송실패시통신모의논리에따라메시지재전송을요청하고통신모의를위한필수정보외에불필요한정보가 RTI를통해통신효과시뮬레이터로전달되는않도록하여통신효과시뮬레이터의재사용성및확장성을높인다. 두번째로, 워게임시뮬레이터내부메시지 (Internal Message) 와 HLA. RTI를통하는연동메시지 (External Message) 를구분하여시뮬레이터의효율을높이는것이다. 워게임시뮬레이터측면에서는통신효과시뮬레이터의결과를이용해서부대의네트워크배치나교리개발에사용할수있다. 통신효과시뮬레이터의모델과파라미터를고정하고워게임시뮬레이터의모델배치와운용교리를변경함으로써최적화된네트워크배치나통신운용에대한교리등을개발할수있다. 통신효과시뮬레이터측면에서는워게임시뮬레이터를이용한결과를통해통신파라미터의스펙을정하고, 통신장비를개발하는데도움을얻을수있다. 즉, 워게임시뮬레이터의모델과시나리오를고정하고통신효과시뮬레이터의모델및파라미터를변경함으로써작전에필요한통신장비의스펙을결정할수있다. 위에서언급한연동시뮬레이션의활용방안은다음장의실험을통해서간단한예제를보이도록하겠다. 5. 실험설계및결과연동시뮬레이션을적용하여워게임에통신효과가미치는영향을파악할수있는실험을설계하고시행하였다. 실험에서사용한워게임시뮬레이터는 DEVS 기반으로설계한시뮬레이터에 3장의인터페이스를추가하여사용하였다 [7]. 통신시뮬레이터는다양한통신프로토콜과표준장비라이브러리를제공하는 OPNET 이라는도구를사용하였다 [8]. 한국군사과학기술학회지제 18 권제 1 호 (2015 년 2 월 ) / 51

7 김덕수 배장원 박수범 김탁곤 5.1 실험구조 실험에서사용한연동구조는다음 Fig. 8 과같다. 5.3 실험결과및분석위의시나리오를통해서, 2가지경우에대해서실험을하고분석을해보았다. 2가지실험에대한설명은다음 Table 6과같다. Table 3. Experimental objectives and measure of effectiveness 실험 설명 전투효과도 Fig. 8. Experimental structure based on interoperation simulation 실험에서사용한워게임시뮬레이터에서사용된모델은연대규모의부대를모델링한것이다. 부대는연대부터소대단위까지모사되어있으며, 포병대대를포함하고있다. 시뮬레이터내부구조와모델에대한것은 [7] 에설명되어있다. 통신시뮬레이터는 OPNET 에서제공하는 FM 무전기를사용하였다. 각시뮬레이터는 3장에서언급한인터페이스로 HLA/RTI 를통해정보를교환하며연동시뮬레이션을하게된다. 실험 1 실험 2 통신효과시뮬레이터적용에따른전투효과도비교 통신파라미터변화에따른전투효과도비교 적군의생존율 통신효과시뮬레이터적용에따른전투효과도비교 이번실험에서사용한음성통화시간에대한파라미터는 2006년에육군과학화훈련단에서실제훈련간음성통화녹음하여분석한것으로아래 Table 4와같다. 위의통신파라미터를사용하여 3가지경우로나누어서실험을하였다 : 1) 통신효과를고려하지않는경우, 2) 통신효과를상수로표현한경우, 3) 통신효과를통신모델로표현한경우. 5.2 실험시나리오실험시나리오는적군의공격에대한아군의포병을이용한방어작전이다. 아군은연대규모의부대가남쪽에포병을활용하여방어를하고있고, 적군은북에서아군의 3배규모의부대로공격을하고있다. 아군은수색부대를통해적군의움직임을감지하게된다. 수색부대가통신망을통해적군의움직임을전송하면, 연대본부에서는전황에따라서포병대대에명령을내려적군을포격하기시작한다. 적군이포병의사격거리내로들어오면, 근접전투가이루어진다. 이러한시나리오에서상위부대와하위부대는각부대내부의통신장비를통해서정보를교환한다. 따라서실험의결과는통신효과에따라서전투의결과는달라질수있다는것을보여주게된다. 실험에서도적군의정보를빠르고정확한통신을통해전달될수록포병부대는정확한적군의위치에사격을하게되고, 이를통해적군의생존율에큰영향을미칠수있게된다. Table 4. Talk time per communication messages [12] Voice Talk Time(sec) Message Mean Standard Deviation Call / Ack Position Report Situation Report Order KCTC(Korea Combat Training Center) 06-10, 11, 12 class Fig. 9는 실험의결과를나타낸다. 가로축은시 간이고, 세로축은적군의손실을나타낸다. Fig. 9의 실험결과를통해, 통신효과시뮬레이터의유무에따 라전투효과도가다르게파악되는것을확인할수 있다. 통신효과를통신모델을사용하여표현한경우 52 / 한국군사과학기술학회지제 18 권제 1 호 (2015 년 2 월 )

8 와나머지경우를비교했을때, 크고작은차이가나는것을확인할수있다. 특히 6000초이전에포병공격이이루어질때결과의차이가더큰것을확인할수있다. 이실험을통해워게임과통신효과시뮬레이터의연동시뮬레이션을통해야만전투효과도에미치는통신효과를좀더정확히파악할수있는것을확인할수있다. 이러한실험결과를이용해서, 이상적인통신환경일때, 무전기의송신출력이약 0.08W이상이면연대단위에서모든작전을충분히지원할수있음을알수있다. 즉, 3장에서언급한활용방안에서와같이워게임시뮬레이터의시나리오를고정하고, 통신효과시뮬레이터의파라미터를변경하여최적화된장비파라미터값을도출해낼수있음을보여주고있다. Fig. 9. Changes in the enemy survival ratio by applying communication effects simulator 통신망계획변경에따른전투효과도비교 Fig. 10. Changes in the enemy survival ratio with varying transmission power of FM two-way radios Table 5. Transmission power of FM two-way radio Parameter Tx_Power(W) Value(W) 이번실험은통신효과시뮬레이터에서사용하는통신파라미터를변경하였을때전투효과에미치는영향을측정하기위한것이다. 통신효과시뮬레이터에서사용하는무전기의송신출력을위의 Table 5와같이변경하며가면서실험을수행하였다. Fig. 10은실험 5.3.2의결과를나타낸다. 결과의그래프의인덱스는위의실험결과와같다. Fig. 10의실험결과에서는통신모델의송신출력파라미터가전투효과에미치는영향을나타낸다. 특히, 무전기의송신출력이 0.04W, 0.06W에서는시뮬레이션시작후약 3000초가경과한시점에서적군의전투력이크게감소하기시작하였고 0.07W이상에서는약 300초가경과한시점에서적군의전투력이감소하기시작하여 0.8W이상에서는아무리송신출력을높여도더이상적전투력이감소하는시점이줄어들지않음을알수있다. 6. 결론본논문에서는네트워크중심의전쟁과같은통신효과가중요해진현대전쟁을모의할수있는워게임시뮬레이터의방법으로워게임시뮬레이터와통신시뮬레이터의연동시뮬레이션을제안한다. 이연동시뮬레이션은독립적으로개발한워게임시뮬레이터와통신효과시뮬레이터를연동미들웨어인 HLA/RTI 를통하여이루어진다. 워게임과통신효과시뮬레이터는사용하는모델과데이터가다르기때문에, 두시뮬레이터간의데이터처리를위해네트워크테이블이나, Re-Transmit 모델과같은인터페이스추가하였다. 이런방법을통해기존의시뮬레이터의한계점을극복할수있음과동시에, 시뮬레이터들의재사용성과확장성을높일수있다. 또한, 연동시뮬레이션을통해서워게임이나통신효과시뮬레이터각각에활용할수있는방안을제시하고실험을통해그것을증명하였다. 앞으로의연구는본논문에서제시한연동시뮬레이션을방법론으로정형화하여표현하는것과이와같 한국군사과학기술학회지제 18 권제 1 호 (2015 년 2 월 ) / 53

9 김덕수 배장원 박수범 김탁곤 은방법을적용하여, 통신의효과의영향을받는 NCW 기반의전투효과도에영향을미치는통신요소를파악하는것이있다. References [1] Benjamin D. Paz, Joshua A. Baer, Communication Effect Server Integration with OneSAF for Mission Level Simulation, Proceedings of the 2008 Fall Simulation Interoperability Workshop(SIW), [2] Manfred Eberhard, The German C3-Model FIT, Proceedings of the 2001 Fall Simulation Interoperability Workshop(SIW), [3] B. P. Zeigler, Tag Gon Kim and H. Praehofer, Theory of Modelling and Simulation(2nd Edition), Academic Press, [4] IEEE Std , IEEE Standard for Modeling and Simulation(M&S) High Level Architecture(HLA), Framework and Rules, IEEE Computer Society, [5] IEEE Std , IEEE Standard for Modeling and Simulation(M&S) High Level Architecture(HLA), Federate Interface Specification, IEEE Computer Society, [6] IEEE Std , IEEE Standard for Modeling and Simulation(M&S) High Level Architecture(HLA), Object Model Template(OMT) Specification, IEEE Computer Society, [7] DeokSu Kim, Jang Won Bae, and Tag Gon Kim, Development of DEVS Based War Game Simulator Considering Interoperation with Communication Effects Simulator, 11 KIMST Annual Conference Proceedings, pp , June, [8] OPNET Technologies, Inc, OPNET Manual, [9] Sang-Yeong Choi, Jai-Jeong Pyun, Concepts and Perspectives of SBA(Simulation Based Acquisition), Communications of the Korea Information Science Society, Vol. 26, No. 1, pp. 6-12, [10] 고원, C4ISR 체계의전투기여효과모의분석, 국방정책연구, pp , [11] 노훈, 손태종, NCW : 선진국동향과우리군의과제, 주간국방논단, 한국국방연구원, 제1046호 pp , [12] 김영호, TICN체계기반여단급이하정보유통. [13] 방위사업개론, 방위사업청, [14] 최광표, 국방모델링및시뮬레이션을활용한육군교육훈련과학화방책, 한국전략문제연구소전투발전. [15] 최상영, 국방모델링및시뮬레이션기술발전과향후전망, 전자공학회지, Vol. 35, No. 10, pp , [16] 박상수, 이종호, 네트워크중심국방모델링및시뮬레이션을활용한 SBA 적용방안연구, 한국통신학회지, Vol. 28, No. 4, pp , / 한국군사과학기술학회지제 18 권제 1 호 (2015 년 2 월 )

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DBPIA-NURIMEDIA 논문 12-37C-10-15 한국통신학회논문지 '12-10 Vol.37C No.10 http://dx.doi.org/10.7840/kics.2012.37c.10.993 워게임모델과통신모델의연동을통한전투력및통신시스템요구성능의상호분석 김탁곤, 김덕수 *, 성창호 Joint Analysis of Combat Power and Communication System