저고도 디지털 지능형 네트워크를 위한 통합 통신–센싱–내비게이션–제어: 아키텍처, 핵심 기술 및 실험적 검증

Jiapeng LI ,  

Qixun ZHANG ,  

Jinglin LI ,  

Dingyou MA ,  

Zhiyong FENG ,  

Tingyu LI ,  

Jiajun HOU ,  

Abstract

저고도 경제(LAE)의 급속한 발전은 분산된 시스템에서 깊이 통합된 통신, 센싱, 내비게이션 및 제어 능력으로의 근본적인 전환을 요구한다. 이를 위해 본 논문은 전체 아키텍처로서 저고도 디지털 지능형 네트워크(LADIN)를 제안하며, 통합 센싱 및 통신(ISAC)을 세 층을 광범위하게 통합하는 핵심 기반 기술로 제시한다. 이질적 인프라 계층에서 우리는 직교 주파수 분할 다중화 기반의 ISAC 파형 설계를 상세히 설명하며, 듀얼 목적 하드웨어가 고속 데이터 전송과 고정밀 환경 센싱을 동시에 달성할 수 있게 한다. 지능형 데이터 융합 계층 내에서 ISAC의 역할은 다중 모달 융합 패러다임으로 확장되어 중요한 전자기 센싱 방식을 제공한다. 이 계층은 플러그형 역투영 어댑터 및 시공간 모델링을 도입하여 통합된 시공간 특징 공간을 구성한다. 이러한 어댑터는 각 관측 모델의 역연산을 통해 ISAC, 광학 카메라 및 라이다(LiDAR)에서 이종 데이터를 체계적으로 통합하여 표현 차이와 연관성 모호성을 극복한다. 서비스 및 관리 계층에서는 이러한 일관된 표현이 알고리즘 프로세스 및 제어 정책을 직접 구동한다. ISAC 자원은 동적으로 할당 가능한 자산으로 가상화되어, 실시간 특징 공간 상태에 대응하는 폐쇄형 제어가 가능하며, 예를 들어 실시간 상황 인식을 기반으로 기지국 운영 모드를 재구성한다. 다중 주파수 협력 센싱 및 다중 모달 융합 사용 사례를 통한 검증은 추적 강인성, 풍선과 같은 거의 제로 레이더 단면 표적 탐지, 원활한 도시 공역 관리에서 상당한 성능 향상을 입증하며, 미래 LAE 시스템을 위한 깊이 통합된 ISAC 중심 접근법의 변혁적 잠재력을 명확히 확립한다.

Keywords

저고도 경제;통합 센싱 및 통신;공역 관리;무인 항공기;사이버 물리 시스템

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