CRAECA TECH COLUMN | EP.02
통신과 레이더 센싱을 결합하는 ISAC 기술의 등장
이미지: 크래카 기술칼럼을 위해 생성한 개념 이미지 (실제 설치 사례 아님)
1. 무선통신이 주변 환경까지 인식하는 시대
무선통신은 데이터를 빠르고 안정적으로 전달하는 기술에서 주변 환경을 함께 인식하는 기술로 발전하고 있다. ISAC(Integrated Sensing and Communication)은 통신과 센싱을 공동 설계하여 무선 신호의 전달과 반사 특성을 모두 활용하는 접근이다. 수신 신호의 지연, 도플러 변화, 세기 등을 분석하면 물체의 거리와 움직임에 관한 정보를 얻을 수 있다.
2. UWB가 정밀 거리 측정에 유리한 이유
UWB(Ultra-Wideband)는 넓은 주파수 대역폭을 사용한다. 넓은 대역폭은 전파의 도달 시간을 세밀하게 구분하는 데 유리하다. 레이더의 이론적 거리 분해능은 ΔR = c/(2B)로 표현되며, 여기서 c는 빛의 속도, B는 대역폭이다. 500 MHz에서는 약 30 cm, 1 GHz에서는 약 15 cm, 3 GHz에서는 약 5 cm이다. 이는 두 반사체를 구분하는 분해능이며 단일 표적의 거리 측정 정확도와 동일하지 않다.
3. 통신과 센싱은 어떻게 결합되는가?
ISAC은 안테나, RF 회로, 파형 또는 시간·주파수 자원을 공유하거나 공동 최적화할 수 있다. 송신 신호를 데이터 전달에 활용하는 동시에 물체에서 돌아온 반사 신호를 분석해 환경을 감지하는 것이다. 단, UWB를 이용한 단순 거리 측정 장치가 자동으로 ISAC 시스템이 되는 것은 아니다. 실제 통신과 센싱 기능의 통합 설계 여부가 핵심이다.
4. 산업 현장에서 기대되는 활용 분야
스마트팩토리에서는 로봇의 위치 추정과 주변 물체 감지를 결합할 수 있다. 스마트빌딩에서는 실내 위치 인식과 재실 감지, 산업 안전에서는 작업자 접근 감시를 보조할 수 있다. 다만 각 분야의 안전성과 정확도 요구 수준을 충족하려면 별도의 현장 검증이 필요하다.
5. 상용화를 위한 기술적 과제
통신에 적합한 파형이 센싱에도 최적인 것은 아니므로 성능 균형이 필요하다. 송수신 누설, 안테나 간 결합, 위상잡음, 동기화 오차와 같은 RF 문제도 중요하다. 금속 구조물과 벽에서 발생하는 다중경로 및 클러터는 센싱 결과를 왜곡할 수 있다. 제품화에는 전파 규제, 상호운용성, 비용과 소비전력까지 고려해야 한다.
6. 크래카의 기술과 연결되는 지점
크래카가 다루는 RF·안테나·레이더·UWB 분야는 통신·센싱 통합 기술을 검토하는 기반이 된다. 광대역 안테나, RF 송수신 회로, 거리 측정, 레이더 신호처리 및 성능 검증은 ISAC의 핵심 구성 요소와 맞닿아 있다. 이는 현재 상용 ISAC 제품을 제공한다는 의미가 아니라 향후 검토할 수 있는 연구개발 방향이다.
7. 결론
무선 시스템의 역할은 데이터 전달에서 환경 인식으로 확장되고 있다. UWB는 정밀한 시간 측정 능력을 바탕으로 이러한 변화에 기여할 수 있는 기술적 선택지다. 크래카는 산업 현장에 적용 가능한 전자파·RF·레이더 기술의 발전을 지속적으로 소개하고자 한다.
참고자료
S. Lu et al., “Integrated Sensing and Communications: Recent Advances and Ten Open Challenges,” IEEE Internet of Things Journal, vol. 11, no. 11, pp. 19094–19120, 2024. DOI: 10.1109/JIOT.2024.3361173
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