연구실 탐방 (항공우주통신 및 응용지능 연구실. 지도교수 : 최지환)

   항공우주통신 및 응용지능 연구실 (Aerospace Communications & Applied Intelligence Lab, ACAI)은 5G/6G 위성-지상통신 통합망 설계/최적화, 딥러닝 기반 항공위성 영상 데이터 분석 및 활용에 연구를 집중하고 있습니다.

   최근 SpaceX로 대표되는 민간 우주기업 산업의 출현과 함께 뉴 스페이스 시대가 열리고, 5G/6G 통신망에 위성항공기반 비지상망(Non-Terrestrial Networks)이 포함되면서 ICT 융합 항공우주기술이 중요시되고 있습니다. 이에 저희 연구실에서는 통신, 신호/영상처리, 기계학습/딥러닝 기법 등을 위성통신망 설계, 항공위성 데이터 처리에 활용하는 연구과제들을 활발히 진행하고 있으며, 앞으로 우주개척 시대에 걸맞는 심우주통신, AI 우주구현 분야로 연구 과제를 확장해 나갈 것입니다.

1. 차세대 위성 통신망 연구 (Next-generation Satellite Communication Networks)

<그림 1> 위성-항공-지상 통합망

1)  위성 소프트웨어 정의망 (Satellite Software Defined Network)소프트웨어 정의망은 기존 단위 라우터에서 이뤄지던 네트워크 프로토콜 중 라우팅 프로토콜을 분리하여, 중앙집중형 망관리를 가능케하는 차세대 네트워킹 기술입니다. 본 연구실에선 소프트웨어 정의망 / 온보드 처리 위성 (Onboard Processing Satellite) 기술을 기반으로 사용자들에게 독자적인 데이터 경로를 제공할 수 있는 위성 네트워크 슬라이싱 (Satellite Network Slicing) 연구를 진행하고 있습니다.

2)  강화학습 기반 네트워크 최적화 (Network Optimization via Reinforcement Learning)위성과 같은 비지상 통신기기는 SWaP (Size, Weight and Power) 제한조건에 따라 전송전력, 대역폭과 같은 통신자원의 중요성이 강조됩니다. 네트워크 계층 전반에 걸쳐 비지상 통신 시스템을 효율적으로 운용하기 위해, 심층강화학습을 이용한 네트워크 최적화 기술을 개발하고 있습니다.

3) 비지상망 통신 변복조 연구 (Non-Terrestrial Communication Modulation /Demodulation)지상에 한정되어 있었던 통신서비스를 항공우주 환경으로 확장함에 따라, 다양한 주파수 대역과 신호 매체를 사용함에 있어 안정성이 요구됩니다. 본 연구실에선 상용화 된 지상의  4G/5G 통신과, 현재 논의되고 있는 위성-지상 간 통신 사이의 호환을 위한 파형 디자인과 기술적 고려사항을 도출하는 연구를 진행하고 있습니다.

2. 항공위성 데이터 처리 (Satellite-Aerial Date Processing)

<그림 2> 딥러닝 기반 항공 데이터 처리

   최근 위성, 무인기 등 항공, 위성 디바이스 수가 점차 증가하며, 마찬가지로 지구관측 데이터와 같은 항공, 위성에서 발생하는 데이터양도 지속적으로 증가하고 있습니다. 이에 따라 높은 고도에서 발생한 여러 데이터를 효율적으로 처리하는데 특화된 알고리즘이 요구되며, 본 연구실에선 기계학습/딥러닝 기반 항공위성 데이터 처리와 이를 효율적으로 수행하기 위한 온보드 컴퓨팅 기법/구조 연구를 진행하고 있습니다.

- 학생들에게…

   항공우주 전공이면서 차세대 정보통신기술에 관심이 많은 학생, 전전컴 전공이면서 미래 위성우주기술에 관심이 많은 학생, 모두 환영입니다!

작성                최지환 교수님[jhch@kaist.ac.kr]

편집                   진도현[jdohyun7@kaist.ac.kr]