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셀룰러에서 Wi-Fi로 돌아오기: 양방향 경로 전환 분석

시뮬레이션 시간을 200초로 늘려 셀룰러 → Wi-Fi 복귀 전환을 처음으로 관찰했습니다. 복귀 성공률은 64.2%였고, 중앙값은 321 ms지만 일부가 수 초씩 걸려 평균을 크게 끌어올렸습니다.

1. 이번 리포트의 관점

지난 리포트에서는 Wi-Fi → 셀룰러 방향의 전환만 관찰됐습니다. 로봇이 다시 Wi-Fi 커버리지로 돌아올 시간이 부족했기 때문입니다. 이번에는 시뮬레이션 시간을 200초로 늘려, 셀룰러로 넘어갔던 로봇이 Wi-Fi로 돌아오는 복귀 경로를 중심으로 분석했습니다.

2. 실험 조건

항목

조건

공간

400 × 400 × 30 m, 콘크리트 건물 7개

로봇 수 · 시간

20대 · 200초 (단일 실행)

셀룰러

현장 중앙의 LTE 매크로 기지국 1개 (2.0 GHz)

복귀 조건

RSSI −55 dBm 이상 (히스테리시스 3 dB)

트래픽

TCP 업로드·다운로드 + UDP 음성

서비스 중단 시간은 “전환 직전 마지막으로 받은 패킷”부터 “새 링크에서 처음 받은 패킷”까지로 정의했습니다.

3. 결과

지표

값

복귀 시도

67회

복귀 성공률

64.2%

시간 초과(복귀 실패)

35.8%

복귀 시간 중앙값

321.3 ms

복귀 시간 평균 / 최대

2,167.1 ms / 9,699.1 ms

200 ms 이내 복귀

46.5%

  • 양방향 전환은 동작합니다. 90초 실행에서는 전혀 없던 복귀가 200초에서는 관찰됐습니다.

  • 복귀 시간은 두 갈래로 나뉩니다. 빠르게 돌아오는 경우가 많지만, AP에서 먼 곳에서 복귀를 시도한 경우 재연결을 여러 번 반복하며 수 초가 걸렸습니다.

  • 복귀 순간의 RSSI가 결과를 가장 잘 예측합니다. −50 dBm보다 강할 때는 빠르고 안정적으로 돌아왔고, −70 dBm보다 약할 때는 거의 모두 시간 초과였습니다.

  • 핑퐁 현상 — 20대 중 9대가 Wi-Fi와 셀룰러를 3번 이상 오갔습니다. 신호 경계 구역에 머무는 로봇들입니다.

4. 개선 방향

  • 히스테리시스를 5–6 dB로 늘리거나, 셀룰러로 넘어간 뒤 최소 10초는 머무르게 해 핑퐁을 줄인다.

  • 사전 인증(802.11r Fast BSS Transition)으로 재연결 시간을 줄인다.

  • RSSI 회복 확인 주기를 0.5초 미만으로 줄인다.

  • 로봇별로 적응형 전환 기준을 적용한다.

5. 현재 단계의 판단

복귀 경로가 동작한다는 것은 확인했지만, 건설로봇 협업 기준(200 ms)을 만족하는 복귀는 절반에 못 미칩니다. 이번 결과는 단일 실행 기준이라, 다음 단계에서는 여러 시드와 실제 로봇 이동 패턴으로 확인할 계획입니다.

NSLab Tech Note — 본 기술 리포트는 연구·현장 검토 과정에서 정리한 기술 자료로, 특정 제품이나 솔루션의 성능을 보장하거나 홍보하기 위한 목적이 아닙니다.