레이더 통신 시스템의 파형 최적화 문제

연결된 장치 수가 폭발적으로 증가하고 무선 스펙트럼에 대한 수요가 증가함에 따라 항공기, 선박 등의 플랫폼에 레이더, 데이터 링크, 전자전 시스템 등 여러 RF 기능을 통합하는 것이 필요합니다. 이중 기능 레이더 통신 시스템을 설계함으로써 동일한 하드웨어 플랫폼에서 스펙트럼을 공유하고 표적 탐지와 무선 통신을 동시에 지원할 수 있습니다. 레이더와 통신 성능의 균형을 통해 이중 기능의 레이더 통신 시스템 설계가 가능하며 이는 유망한 기술이다.

파형 설계는 레이더 통신 시스템의 핵심 작업 중 하나입니다. 좋은 파형은 효율적인 물체 감지 및 데이터 전송을 달성할 수 있어야 합니다. 파형을 설계할 때 신호 대 잡음비, 대상의 도플러 효과, 다중 경로 효과 등과 같은 많은 요소를 고려해야 합니다. 한편, 레이더와 통신의 다양한 작동 모드로 인해 파형은 다음과 같은 기능을 수행할 수 있어야 합니다. 두 가지 요구 사항을 모두 충족합니다.

현재 특정 애플리케이션 시나리오 및 요구 사항을 기반으로 해야 하는 이중 기능 레이더 통신 시스템의 최적 파형 설계를 위한 고정된 설계 방법은 없습니다. 가능한 설계 방법은 다음과 같습니다.

1. 최적화 이론에 기초한 설계: 성능 지표(예: 감지 성능, 통신 속도 등)의 수학적 모델을 설정한 후 최적화 알고리즘(예: 경사하강법, 유전 알고리즘 등)을 사용하여 파형을 찾습니다. 성과 지표를 극대화하는 것입니다. 이 방법에는 정확한 대상 모델과 효과적인 최적화 알고리즘이 필요하며 많은 과제에 직면합니다.

첫째, 레이더와 통신에 대한 요구 사항이 서로 충돌할 수 있으므로 두 가지를 동시에 만족할 수 있는 파형을 찾기가 어렵습니다. 둘째, 실제 레이더 및 통신 환경은 모델과 다를 수 있으며, 이로 인해 실제 사용 시 설계된 파형의 성능이 저하될 수 있습니다. 마지막으로, 알고리즘 최적화에는 상당한 양의 컴퓨팅 리소스가 필요할 수 있으며, 이로 인해 실제 시스템에서의 적용이 제한될 수 있습니다.

2. 머신러닝 기반 설계: 머신러닝 알고리즘을 활용하여 대량의 트레이닝 데이터를 통해 최적의 파형을 학습합니다. 이 방법은 복잡한 환경과 불확실성을 처리할 수 있지만 많은 양의 데이터와 컴퓨팅 리소스가 필요합니다.

3. 경험 기반 설계: 기존 레이더 및 통신 시스템의 경험을 바탕으로 시행착오를 거쳐 파형을 설계합니다. 이 방법은 간단하고 실행 가능하지만 최적의 솔루션을 찾지 못할 수도 있습니다.

위의 설계 방법에는 장점과 단점이 있으며 실제 설계에는 여러 방법의 조합이 필요할 수 있습니다. 또한 레이더와 통신 요구 사항 간의 잠재적인 충돌로 인해 설계 프로세스에서도 이러한 충돌을 해결해야 합니다. 예를 들어 감지 성능과 통신 속도의 균형을 맞추거나 동적으로 조정할 수 있는 파형을 설계함으로써 다양한 요구 사항을 충족할 수 있습니다.