레이더 대역과 전술데이터링크의 공존을 위한 선형근사 가중치 기반 주파수 도약 기법

Abstract

현대전의 수행 개념이 플랫폼 중심전에서 네트워크 중심전으로 변화함에 따라 전술데이터링크이 네트워크 중심전에 핵심 체계로 인식되고 있다. 전술데이터링크는 적의 재밍을 극복하기 위하여 주파수 도약을 실시해야하며, 또한 다양한 작전을 지원하기 위하여 멀티넷을 지원해야 한다. 따라서 많은 대역의 주파수 자원이 필요하다. 최근 급격하게 증가하고 있는 항공 교통량을 지원하기 위하여 차세대 항행 안전시설의 확대가 요구되고 있다. 또한 무인항공기의 증가로 인해 항공 교통에서 발생하는 무선 트레픽이 급격히 증가하고 있으며, 이를 지원하기 위해서 많은 주파수 대역이 필요로 하고 있다. 하지만 현재 항공 주파수 대역은 대부분이 기존 체계에 할당되어 할당 가능한 주파수 자원이 부족한 상황이다. 주파수 부족 문제를 해결하기 위해서 기존에 운용되고 있는 체계 또는 시스템의 주파수를 회수하여 재할당하여 사용하는 방안이 제시되었다. 주파수를 회수하여 재할당하는 방식은 기존에 사용 하는 체계와 새로운 체계 사이의 주파수 대역을 분리시킴으로써 서로 간섭이 발생하지 않는 방식이다. 다른 방안으로는 기존 체계들에 할당되어 사용되고 있는 주파수 대역을 공유해서 사용하는 방안이다. 주파수를 공유하는 방안인 기존 체계와 새로운 체계 사이에 주파수를 분리하지 않고 공동으로 사용하기 때문에 기존 체계와 새로운 체계 사이에 간섭이 발생할 수 있기 때문에 체계 사이에 간섭을 조절할 필요가 있다. 탐색 레이더의 경우 넓은 대역의 주파수를 할당받아 운용되고 있다. 하지만 레이더가 운용될 때 전체 대역을 이용하는 것이 아니라 일부 대역을 이용하여 타겟의 위치를 파악한다. 또한 레이더는 좁은 빔폭을 이용하여 회전을 실시하고, 펄스를 연속적으로 방사하는 것이 아니라 펄스 폭 만큼 방사를 한 뒤 타겟에 반사된 신호를 수신하기 위해 휴지 기간을 갖는다. 이로 인해 레이더와 주파수를 공유하는 체계는 스펙트럼 기회를 제공받을 수 있다. 본 논문에서는 레이더의 스펙트럼 기회를 이용하여 전술데이터링크와 주파수 공유를 실시하였을 때 발생하는 충돌 모델을 제안하였다. 제안한 충돌 모델을 바탕으로 가중치 기반의 주파수 도약 기법의 가중치를 선정하는 방안을 제시하였다. 가중치를 선정하기 위해 선형 근사화를 이용하여, 레이더와 전술데이터링크의 충돌 확률과 전술데이터링크 노드 사이에 발생하는 다중 접속 간섭을 최소화하는 가중치를 선정하는 방안을 제시하였다. 이를 통해 레이더와 주파수를 공유하는 전술데이터링크가 받는 간섭을 최소화 하였으며, 주파수가 부족한 문제를 해결할 수 있다.