[기고]새로운 10년을 이끌 전파 신기술과 인공지능

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[기고]새로운 10년을 이끌 전파 신기술과 인공지능

급격한 인공지능(AI) 기술 발전과 더불어 5세대(5G) 이동통신 서비스의 시너지 효과로 생활과 산업 전반에 걸쳐 4차 산업혁명이라는 큰 물결이 밀어닥쳐 옴을 체감할 수 있다. 특히 4차 산업혁명의 발전을 가속시키는 중심에 다양한 전파 신기술이 있고, 최근에는 AI와 접목되면서 새로운 기술 변화를 시도하며 시장을 선도하고 있다.

최근 AI가 접목돼 주목받고 있는 전파 신기술로는 무엇이 있을까.

차량 자율주행에 접목된 전파 신기술을 예로 들 수 있다. 자율주행 차량은 눈과 귀 역할을 하는 최첨단 레이더, 라이다 같은 전파 센서에 의해 다양한 물체·장면·동작을 식별한다. 전파 센서에 의해 수집된 광대한 정보는 AI 알고리즘에 적용돼 운전자의 운전 패턴 등을 학습한다.

차량의 속도와 위치, 목적지와 선호도까지 추적해서 자율주행에 필요한 정보를 제공한다. 전파 신기술과 AI 도움으로 자율주행 기술은 인간을 보조하는 기능을 넘어 스스로 판단해서 제어할 수 있는 완전자율주행을 목표로 급격히 발전하고 있다.

전파 응용 시스템 및 전파 소자 개발에도 AI가 접목된 전파 신기술이 새롭게 떠오르고 있다. 전파 응용 시스템 분야에서는 전자파 산란 해석 기술, 전파 도래 각도 예측 기술, 대용량다중입출력(MIMO) 시스템의 채널 추정 기술뿐만 아니라 전파 채널 예측 모델링 등에도 AI를 접목한 전파 기술이 제안됐다.

대규모 배열 안테나의 최적화나 개별 소자 안테나의 설계에도 기계학습 및 AI 기법을 활용하는 기술이 보고되고 있다. 전자파 수치 해석에도 다양한 딥러닝 기술을 활용하는 방안이 모색된 바 있다.

이러한 새로운 기술 혁명은 민간뿐만 아니라 국방 분야에서도 다양한 응용에의 적용 가능성이 모색되고 있다. 최근에는 군용 전파 레이더 센서의 정밀한 목표물 추정을 위해 AI를 접목하는 기술이 제안됐다.

나아가 감시 및 탐지, 드론, 경계, 무인 로봇 응용 분야에도 전파 기술에 AI를 접목하는 시도가 활발히 전개되고 있다. 한 예로 무인함 '시헌터'는 다양한 전파 센서 기술을 적용, 기존 구축함 운용 시 발생하는 비용을 대폭 절감하면서도 효율 높은 군 작전이 가능하게 했다.

AI는 우주 전파 환경에서 전파 특성을 예측하는 응용 분야에도 적용되고 있다. 태양 흑점 폭발에 의해 방출되는 코로나 물질 등은 지구 근접 우주 공간에서 인공위성 피해, 통신 두절, 위성항법장치(GPS) 오류 등 전파 환경 문제를 유발할 수 있다.

이를 대비하기 위해 미국 항공우주국(NASA)에서는 AI를 적용해 태양 흑점 폭발, 지자기 교란 등을 예측할 수 있는 우주 환경 모델을 개발했다. 국내에서도 기계학습과 딥러닝 알고리즘을 적용해 예측 모델을 개발·검증하고 있다.

전파통신 분야에서도 초고속, 저지연, 연결 무선통신 환경을 조성하기 위해 기존 패러다임에서 과감히 벗어날 수 있는 새로운 기술 혁신을 위한 전파 신기술이 활발하게 실험되고 있다.

테라헤르츠 영역의 무선통신, 수중통신, 가시광통신 등 다양한 혁신 전파 기술이 신산업 창출을 위해 연구되고 있다, 이와 같이 기가급 초고속 전파 통신 신기술은 AI와 접목돼 5G와 5G를 뛰어넘는 분야의 핵심 기술이 될 것으로 기대된다.

새로운 10년을 선도할 AI 전파 산업 분야의 미래 시장을 예측해 전파 신산업 전문 인력을 양성하고, 경쟁력 있는 전파 중소벤처 기업에 유효한 지원이 이뤄진다면 우리가 4차 산업혁명 전령이자 핵심 기술인 전파 신기술로 세계를 선도할 것으로 기대한다.

추호성 홍익대 교수 hschoo@hongik.ac.kr