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GIST, 초 광대역 레이더 신호 왜곡없이 수신하는 기술 개발
광대역 신호 수신의 고전적 문제 에일리어싱 현상 수학으로 해결
2018년 04월 26일 (목) 15:55:28
   
▲GIST 이흥노 교수, 장재혁 박사과정생

[대학저널 임승미 기자] GIST(총장 문승현) 전기전자컴퓨터공학부 이흥노 교수 연구팀은 수 십 GHz 수준의 광대역 내에서 서로 다른 주파수를 사용하는 복수의 전파 신호를 한꺼번에 왜곡없이 수신할 수 있는 새로운 초 광대역 신호 수신 시스템 이론을 개발했다.

새로운 초 광대역 신호 수신기는 전장 상황에서 아군의 피해를 크게 줄이는데 사용할 수 있다. 초 광대역 레이더 수신기는 적의 레이더 신호를 빠르고 정확하게 파악하여 아군이 회피하고 대처할 수 있는 용도로 활용 가능하다. 

그동안 초 광대역 신호 수신문제는 신호 수신 하드웨어의 성능에 비해 수신 대역폭이 매우 넓을 때에는 에일리어싱(Aliasing)이라는 신호왜곡 현상이 발생하기 때문에 고질적인 난제로 여겨져 왔다.

이흥노 교수 연구팀은 이 문제를 새로운 접근법으로 풀었다. 수신 대역폭을 일부러 훨씬 넓게 확장했다. 비록 에일리어싱에 의해 왜곡되긴 했지만, 고주파 대역의 정보를 손실하지는 않았다. 왜곡을 제거하기 위해 수학 기반의 빠른 알고리즘을 개발해 깨끗한 광대역 신호를 복원했다.

이로 인해 수십 GHz(기가헤르츠)에 이르는 초 광대역 신호를 정보의 손실이 없이 수신할 수 있는 새로운 시스템 이론을 개발했다.

   
▲에일리어싱 제거를 위한 디지털 후처리(Post-processing) 수행

이흥노 교수는 “이번 연구를 통해 1928년 이래로 사용되어 온 Nyquist 방식의 딜레마를 해결하는 새로운 방식을 제안했다”며 “연구의 성공으로 신호 수신 시스템의 수신 대역폭이 크게 확장됐고, 값 싼 하드웨어를 사용해도 초 광대역 신호 수신 시스템을 구현할 수 있게 됐다는데 본 연구의 가장 큰 의의가 있다”고 설명했다.

한편 GIST 이흥노 교수(교신 저자)가 주도하고 장재혁 박사과정 연구원(제 1저자)과 한화시스템 임상훈 박사(제 2저자)가 참여한 본 연구는 방위산업청 재원 및 한화시스템의 지원을 받아 수행됐다. 본 연구성과는 신호처리 분야 저명 학술지인 IEEE Transactions on Signal Processing에 2018년 4월 9일자로 온라인 게재됐다.


임승미 기자 lsm@dhnews.co.kr
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