pbl02/scenario_md/C202-지휘통제(C2)_상황 공유-대역폭 제한 시 메시지 우선순위 큐·재전송 프로토타입/C202-지휘통제(C2)_상황 공유-대역폭 제한 시 메시지 우선순위 큐·재전송 프로토타입.md

**대역폭 제한 시 메시지 우선순위 큐·재전송 프로토타입**

난 이 도 **중급**

| **프로젝트 목표** | 러시아-우크라이나 전쟁에서는 전자전 재밍과 통신 장비 부족으로 협대역 무선망의 대역폭이 크게 줄어드는 상황이 잦았고, 이때 적 접촉 보고나 의무후송 요청 같은 긴급 전문이 행정 전문 뒤에 묶여 늦게 전달되는 문제가 지휘통제의 약점이 되었다. 본 프로젝트에서는 가상 협대역 링크(2.4kbps)와 가상 전술 전문을 코드로 직접 만들어, 전문 구조 정의, 패킷 파싱·압축 전처리, 긴급도 기반 우선순위 큐, 채널 상태에 따른 지능형 재전송, 링크 신뢰도 산출, 통신 관제 화면, 통신관 HITL 통제, 대역폭 급감 스트레스 시험, AAR 재조정, 최종 통합까지 메시지 우선순위 큐·재전송 프로토타입을 단계별로 구현한다. 최종 목표는 대역폭이 제한된 상황에서도 FLASH·IMMEDIATE 전문을 기한 안에 전달하고, 어떤 전문도 잃어버리지 않으며, 순서 조정의 최종 판단은 통신관이 내리도록 설계하는 것이다. |
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| **유의사항** | 모든 전문·링크 조건·수치는 코드 안에서 만든 교육용 가상 자료이며 실제 부대명, 통신망 구성, 주파수, 장비 제원, 전문 양식은 사용하지 않는다. 부대 자료의 외부 AI 서비스 입력과 부대 내 촬영은 금지한다. 긴급도 명칭과 전달 목표 시간은 학습용 가정이며, 실제 전문 처리와 통신 운용은 소속 부대 규정과 지휘계통에 따른다. 시스템은 전송 순서를 추천만 하고 강제 전송·보류는 통신관이 근거를 기록해 수행한다. 미션별 정답 코드는 각각 한 파일로 독립 실행된다. |
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**1단계. 협대역 링크 제약 분석 및 전문 전처리**

| **미션 1. 협대역 전술 무선망(VHF/UHF) 대역폭 제약 조건 분석 및 전술 메시지 구조 정의** [초급 · 1.5시간] | **미션 1. 협대역 전술 무선망(VHF/UHF) 대역폭 제약 조건 분석 및 전술 메시지 구조 정의** [초급 · 1.5시간] |
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| **목표** | 협대역 전술 무선망의 대역폭 제약이 전문 전송시간에 주는 영향을 분석하고, 전문 헤더·긴급도·링크 조건·전술 파라미터를 담은 데이터 스키마와 검증기를 만든다. |
| **수행** | 전문 유형(접촉 보고, 의무후송 요청, 상황 보고, 위치 보고, 보급 요청, 행정)별 평균 크기를 1.2~16kbps 링크에서 보낼 때 걸리는 시간을 표로 정리한다. 긴급도 4단계와 전달 목표 시간, 링크(대역, 대역폭, SNR, 조각 크기)와 전술 파라미터(기상, 위치오차, 통신지연, 중계 단계) 필드를 정의하고, 가상 전문 20건과 일부러 넣은 오류 5종 이상으로 검증기를 시험한다. |
| **산출물** | data/schema/c202_input_schema.json, docs/c202_data_spec.md, 대역폭별 전송시간 분석표 |
| **평가** | **[필수] 전문 구조 정의·검증** — 스키마 필드 정의 완성도 100%, 정상 샘플 20건 검증 오류 0건, 주입한 형식·허용값·범위·누락 오류와 업무 규칙 위반을 모두 검출하고 누락된 전술 파라미터를 보완했는가. |

| **미션 2. 전술 메시지(전문) 패킷 파싱, 크기 압축 및 헤더 정보 전처리 모듈 구현** [초급~중급 · 2시간] | **미션 2. 전술 메시지(전문) 패킷 파싱, 크기 압축 및 헤더 정보 전처리 모듈 구현** [초급~중급 · 2시간] |
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| **목표** | 잡음이 섞인 원시 전문 패킷을 파싱하고 긴급도 표기 정규화, CRC 검사, 중복 제거, 결측 시각 보정, 헤더 이진 압축, 본문 압축을 수행하는 전처리 모듈을 구현한다. |
| **수행** | 긴급도 표기 혼재, 재전송으로 인한 중복 수신, 비트 오류, 전송 중 잘림, 미등록 송신국(스푸핑 의심) 패킷을 포함한 가상 원시 패킷을 만든다. 비정상 패킷은 사유와 함께 격리하고 결측 시각은 앞뒤 전문으로 보간한다. 텍스트 헤더를 14bytes 이진 헤더로 줄이고 대역폭에 따라 압축 수준을 달리 적용해 전후 크기와 처리 속도를 비교하며, 단위 테스트 5종 이상을 통과시킨다. |
| **산출물** | src/preprocess/c202_preprocessor.py, 전처리 전후 크기 비교표 |
| **평가** | **[필수] 전처리 구현·정합성** — 처리 속도 1,000건/초 이상, 처리 중 예외 0건(오류율 0%), 결측 시각 보정율 100%, 단위 테스트 5종 이상 통과, 격리 사유가 전술 환경 잡음(중복·비트 오류·스푸핑 의심)과 맞는가. |

**2단계. 우선순위 큐 Baseline 및 지능형 재전송 고도화**

| **미션 3. 메시지 긴급도(Flash/Immediate/Priority/Routine) 기반 1차 우선순위 큐(Queue) 구현** [중급 · 2.5시간] | **미션 3. 메시지 긴급도(Flash/Immediate/Priority/Routine) 기반 1차 우선순위 큐(Queue) 구현** [중급 · 2.5시간] |
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| **목표** | 전문 긴급도(FLASH/IMMEDIATE/PRIORITY/ROUTINE)에 따라 먼저 보낼 전문을 고르는 1차 우선순위 큐를 구현하고 도착순 전송과 성능을 비교한다. |
| **수행** | heapq로 긴급도 우선·같은 긴급도는 도착순을 지키는 큐를 만들고 동작을 확인한다. 20분간 가상 전문 약 250건을 2.4kbps 링크로 보내는 시뮬레이션에서 도착순(FIFO)과 우선순위 큐의 긴급도별 기한 내 전달률과 95% 지연을 비교한다. 기한을 놓친 FLASH 전문의 원인(대용량 전문의 채널 점유)을 분석하고 링크 속도별 민감도를 확인한다. |
| **산출물** | src/models/c202_baseline_model.py, 기본 전송 결과 보고서(긴급도별 전달률표) |
| **평가** | **[필수] 우선순위 큐 Baseline** — 기본 데이터셋 처리 정확도(기한 내 전달률) 75% 이상, FIFO 대비 긴급 전문 전달률 개선, Baseline의 한계(전문 단위 비선점)를 수치로 설명했는가. |

| **미션 4. 전장 상황 및 전송 실패율에 따른 동적 패킷 스케줄링 및 지능형 재전송 알고리즘 구현** [중급 · 3시간] | **미션 4. 전장 상황 및 전송 실패율에 따른 동적 패킷 스케줄링 및 지능형 재전송 알고리즘 구현** [중급 · 3시간] |
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| **목표** | 채널 손실률과 왕복시간을 추정해 전송 순서와 재전송 간격을 조정하는 지능형 스케줄링·재전송 알고리즘으로 고도화한다. |
| **수행** | 조각 단위 선점, 대기시간 가중(aging), 왕복시간 기반 적응형 재전송 타이머, 링크 열화 시 긴급 전문 중복 전송과 조각 크기 축소를 구현한다. 버스트 손실, 재밍, 대역폭 감소, 중계 지연 증가, 트래픽 폭증과 그 조합으로 만든 복합 장애 시나리오 10종에서 1차 큐와 비교하고, 링크 열화 구간 탐지 재현율과 스케줄링 결정 지연, 기능별 기여도를 측정한다. |
| **산출물** | src/models/c202_advanced_detector.py, 복합 장애 시나리오 시험 결과표 |
| **평가** | **[선택] 지능형 스케줄링·재전송** — 복합 장애 10종에서 긴급 전문 기한 내 전달률 85% 이상, 링크 열화 탐지 재현율 85% 이상, 결정 지연 200ms 이하, 오경보 유발 기준(열화 판정 임계값)의 득실을 설명했는가. |

**3단계. 링크 신뢰도 산출 및 통신 관제 화면**

| **미션 5. 네트워크 혼잡도 기반 전송 성공 확률 및 링크 신뢰도 산출 엔진 개발** [중급~고급 · 3시간] | **미션 5. 네트워크 혼잡도 기반 전송 성공 확률 및 링크 신뢰도 산출 엔진 개발** [중급~고급 · 3시간] |
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| **목표** | 링크 품질과 혼잡도를 반영해 조각 전송 성공 확률과 링크 신뢰도 등급(High/Medium/Low)을 산출하는 엔진을 개발한다. |
| **수행** | SNR, 최근 손실률, 큐 점유율, 조각 크기, 지연 변동을 특징으로 학습용·검증용 가상 데이터를 나눠 그래디언트 부스팅 엔진을 학습한다. 단순 규칙(SNR·손실률 기준) 경보와 '링크 불량' 오경보율·재현율을 비교하고, ROC-AUC, 경보 임계값 민감도, 재학습 시 등급 일관성과 점수 불확실성, 특징 중요도를 확인한다. |
| **산출물** | src/verification/c202_confidence_engine.py, 엔진 적용 전후 오경보율 비교표, ROC·불확실성 그림 |
| **평가** | **[필수] 링크 신뢰도·오경보 감축** — 오경보율(FAR) 40% 이상 감축, 신뢰도 등급 일관성 90% 이상, 불량 링크 재현율 유지, 등급별 운용 조치가 통신 실무에 맞는가. |

| **미션 6. 대역폭 사용률, 큐 대기 현황 및 패킷 유실률 실시간 모니터링 UI 구현** [중급 · 2.5시간] | **미션 6. 대역폭 사용률, 큐 대기 현황 및 패킷 유실률 실시간 모니터링 UI 구현** [중급 · 2.5시간] |
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| **목표** | 대역폭 사용률, 긴급도별 큐 대기 전문, 패킷 손실률, 기한 임박·초과 경보를 1초 주기로 보여 주는 통신 관제 화면을 구현한다. |
| **수행** | 재밍과 대역폭 감소가 포함된 20분 운용 기록을 1초 주기로 읽어 관제 지표를 갱신하고 처리시간을 측정한다. 사용률 추이, 긴급도별 대기 누적, 손실률(열화 구간 강조), KPI·경보 패널을 야간 모드로 그리고, 기한 초과·링크 열화·기한 임박 순으로 경보를 정렬한다. |
| **산출물** | src/ui/c202_dashboard.py, 통신 관제 화면 |
| **평가** | **[선택] 통신 관제 가시화** — 화면 갱신 1초 이내·처리 100ms 이내, 시각화 구성요소 4종 이상, 긴급 경보가 직관적으로 구분되는가. |

**4단계. 통신관 HITL 통제 및 극한 상황 검증**

| **미션 7. 최우선 순위 전문 강제 전송 및 큐 순서 수동 조정을 위한 통신관 HITL 통제 기능 설계** [고급 · 3시간] | **미션 7. 최우선 순위 전문 강제 전송 및 큐 순서 수동 조정을 위한 통신관 HITL 통제 기능 설계** [고급 · 3시간] |
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| **목표** | 통신관이 최우선 전문 강제 전송과 큐 순서 수동 조정을 직접 수행하는 HITL 통제 기능을 설계한다. |
| **수행** | 시스템은 보류·앞당기기를 추천만 하고 큐 순서를 바꾸지 않는다. 통신관 ID와 근거 기록을 강제하고, 대기 중인 FLASH보다 앞서는 강제 전송은 상급자 승인(요청자와 승인자 분리)을 거치며, FLASH 보류는 더 자세한 근거와 승인을 요구한다. 모든 추천·요청·조작을 해시 체인 감사 로그에 기록해 위·변조를 검출하고, 지휘관 피드백 입력 양식을 만든다. |
| **산출물** | src/hitl/c202_approval_workflow.py, docs/c202_hitl_guide.md |
| **평가** | **[필수] 통신관 통제·책임 추적** — 자동 순서 변경 0건, 규칙 위반 조작 차단, 요청~승인 대기시간과 조작 로깅 성공률 100%, 감사 로그 위·변조를 검출했는가. |

| **미션 8. 대역폭 90% 급감 및 대량 전문 폭주 상황 모의 전송 스트레스 시뮬레이션** [고급 · 3.5시간] | **미션 8. 대역폭 90% 급감 및 대량 전문 폭주 상황 모의 전송 스트레스 시뮬레이션** [고급 · 3.5시간] |
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| **목표** | 대역폭 90% 급감과 전문 트래픽 500% 증가, 재밍·링크 두절 상황에서 큐·재전송 시스템의 안전 실패 동작을 검증한다. |
| **수행** | 평시, 트래픽 6배, 대역폭 10%로 급감, 두 조건 동시, 재밍 120초, 대역폭 1% 두절 상황을 가상으로 주입하고 일반 모드와 성능 저하 모드(긴급 전문만 송신, 작은 조각·압축 헤더, 나머지 보관)를 비교한다. 다운 여부, 전문 유실(전달+보관=전체), 긴급 전문 전달률, 처리량, 메모리 누수, 병목 함수를 측정하고 스케줄링으로 해결할 수 없는 용량 부족을 구분한다. |
| **산출물** | tests/c202_stress_test.py, 스트레스 시험 분석 보고서 |
| **평가** | **[선택] 극한 상황 복원력** — 모든 상황에서 시스템 다운 0건, 전문 유실 0건, 성능 저하 모드의 효과와 한계(용량 부족)를 수치로 설명하고 병목 개선안을 제시했는가. |

**5단계. 사후검토 재조정 및 최종 통합**

| **미션 9. AAR 기반 중요 전문 전송 지연 사례 분석 및 큐 우선순위 가중치 재조정** [고급 · 3시간] | **미션 9. AAR 기반 중요 전문 전송 지연 사례 분석 및 큐 우선순위 가중치 재조정** [고급 · 3시간] |
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| **목표** | AAR로 중요 전문의 전송 지연 사례를 원인별로 분석하고 큐 스케줄링 가중치와 재전송 파라미터를 재조정한다. |
| **수행** | 초기 운용 설정(전문 단위 전송, 고정 재전송 타이머 6초, 조각 512bytes)으로 재밍·대역폭 감소가 있는 훈련을 모의하고 지연된 중요 전문을 대기열 적체·재전송 대기·링크 열화로 분류한 AAR 일지를 만든다. FLASH 기한 내 전달률 95% 이상 제약 안에서 선점·aging·조각 크기·재전송 방식을 격자 탐색해 종합 정확도가 가장 높은 조합을 고르고, 다른 훈련 3회로 회귀 테스트한다. |
| **산출물** | docs/c202_aar_report.md, configs/c202_tuned_params.yaml |
| **평가** | **[필수] AAR 원인 분석·재조정** — 원인별 지연 분류 완료, 재조정 후 종합 정확도와 FLASH 전달률 향상, 회귀 테스트 전부 통과, 반복 지연 사례의 원인과 대책을 제시했는가. |

| **미션 10. 대역폭 제한 환경 메시지 큐·재전송 시스템 통합 및 전술통신 브리핑 패키지 완성** [최고급 · 3.5시간] | **미션 10. 대역폭 제한 환경 메시지 큐·재전송 시스템 통합 및 전술통신 브리핑 패키지 완성** [최고급 · 3.5시간] |
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| **목표** | 패킷 수신부터 전처리, 큐·재전송, 링크 등급, 통신관 요청 대기열, 관제 화면까지 통합하고 전술통신 브리핑 패키지를 완성한다. |
| **수행** | 재조정 파라미터로 전체 과정을 한 번에 실행하는 통합 코드를 완성하고 손상·미등록 패킷이 격리되는지 확인한다. 전문 유실, FLASH·긴급 전달률, 자동 적용 여부, 결정 지연, 함수 커버리지 등 자체 점검 항목을 모두 통과시키고, 성능·검토 요청 현황·운용 유의사항·한계와 인접 체계 연동 확장 방향을 담은 브리핑 요약과 배포용 설명서를 작성한다. |
| **산출물** | src/main_c202.py, README.md, docs/c202_final_report.md |
| **평가** | **[필수] 통합·브리핑** — 통합 파이프라인 실행 성공률 100%, 자체 점검 항목 전부 통과(함수 커버리지 85% 이상 포함), 브리핑 수치가 실행 결과와 일치하는가. |

**최종 판정**

**판정 기준 :** 모든 필수 항목([필수])에서 PASS를 받아야 최종 PASS로 인정한다.

최종 판정 결과 : ( PASS / FAIL )

평가 의견 : (필수 항목 중 하나라도 FAIL인 경우 사유를 기재한다.)