초록 ▼

ㅇ 연구개요
V2X (vehicle to everything) 및 A2G (air to ground) 네트워크를 포함하는 6G 이동통신는 기존과는 달라 정보 전송에만 활용하는 것이 아니고, 레이다와 같이 주변 환경을 센싱하고, 위치를 파악하는 형태로도 동시에 활용될 것이다. 따라서, 정보 전송과 동시에 레이다 센싱의 두 성능 척도를 동시에 극대화할 수 있도록 하는 시스템 구조를 제안하고, 두 성능 사이의 최적의 타협점을 찾는 시스템 최적화를 수행하였다. 이와 같은 통신과 레이터의 융합은 6G 네트워크의 새로운 패러다임을 제시한

ㅇ 연구개요
V2X (vehicle to everything) 및 A2G (air to ground) 네트워크를 포함하는 6G 이동통신는 기존과는 달라 정보 전송에만 활용하는 것이 아니고, 레이다와 같이 주변 환경을 센싱하고, 위치를 파악하는 형태로도 동시에 활용될 것이다. 따라서, 정보 전송과 동시에 레이다 센싱의 두 성능 척도를 동시에 극대화할 수 있도록 하는 시스템 구조를 제안하고, 두 성능 사이의 최적의 타협점을 찾는 시스템 최적화를 수행하였다. 이와 같은 통신과 레이터의 융합은 6G 네트워크의 새로운 패러다임을 제시한다.

ㅇ 연구 목표대비 연구결과
우선, sub 6GHz 신호를 이용한 단거리 레이더 구조를 제안하고 연구를 진행하였다. 다중 경로 신호의 주파수 응답을 통하여 장애물을 검파할 수 있다. 통신 신호에 레이다 신호를 중첩시키는 것을 고려하였다. 통신 링크 설정 과정에서 레이다 신호를 구조를 전달할 경우, 수신단에서는 레이다 신호를 제거하여 통신 신호를 복조하여 레이다 신호에 의한 성능 저하를 최소화 하였다. mmWave를 활용하는 경우, 신호의 직진성과 경로손실(pathloss)를 고려하여 송신단에서는 다중 안테나를 이용한 beamforming 기술을 활용한다. 수신단 역시 beamforming 통하여 원하는 신호가 들어오는 방향으로 수신 beamforming을 수행한다. 이와 같은 상황에서 송신단과 수신단의 beam을 정렬시키는 것이 링크 설정 및 성능에 중요한 역할을 한다. 5G NR 기반의 초기 링크 설정방식에 있어서 레이더 기능을 활용하는 방안을 제시하고, 이를 위한 동긴 신호를 구성을 제안하였다. mmWave를 활용한 통신 신호와 별도로 기지국 주변의 센싱하기 위한 레이더 신호를 전송하여 주변 상황을 센싱하고, 이를 통신 링크 설정을 위한 beam 탐색 및 정렬에 활용한다. 통신을 위한 프레임 구조를 그대로 유지하면서 통신과 레이더를 위해서 같이 사용할 수도 있다. 또는 통신 신호 프레임 구조에서 레이더를 위한 신호를 preamble 및 pilot 신호의 형태로 중첩시켜 사용할 수 있다. 이 경우, 통신 성능 (throughput)과 레이다 센싱 성능 (센싱 정확도) 관점에서 성능을 분석하고, 이를 상황에 따라서 최적화하는 신호 구조를 제안하였다. 구체적으로 레이더 신호의 거리 추정성능을 Cramer-Rao Lower Bound (CRLB)을 활용하고, 통신 성능으로 pilot overhead를 고려한 수율을 사용하였다. 이 두 성능 지표를 고려한 Utility 함수를 정의하고, 이를 최대화 하는 파일롯과 데이터 사이의 전력 배분 및 시간 배분에 대한 연구를 진행하였다. 이와 같은 연구결과들에서 볼 수 있듯이, 초기 연구 목표를 충분히 달성하 것으로 판단된다.

ㅇ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구에서는 통신과 레이다 기술을 융합하여 mmWave 및 THz 대역에서 빔 탐색/정렬/추적을 효과적으로 하는 새로운 6G V2X 시스템을 연구하였다. 본 연구를 통하여 6G의 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 자율주행차 및 드론을 포함한 6G에서는 주변 상황을 인지하는 기능들이 필요하고, 통신과 레이다의 융합은 통신을 위한 부가적인 기술이 아닌, 6G의 필수적인 요소이다. 즉, 본 과제의 융합 연구는 자율주행 자동차의 전체적인 시스템 효율까지 향상시킬 수 있는 기술이 될 것이다. 통한 무인 비행체 및 무인 로봇 영역으로의 활용 영역 확정도 기대된다. 가용 주파수 부족 및 광대역 전송을 위해서 mmWave 또는 THz 대역으로의 발전 방향은 필수적이라 할 수 있다. 따라서 본 연구를 통하여 다양한 IPR를 선점할 수 있도록 하고자 한다.


(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 33