Integrated Sensing & Communication (ISAC)

개요

Integrated Sensing and Communication(ISAC)은 무선 통신 시스템에서 ‘통신’과 ‘센싱(탐지 및 측정)’ 기능을 하나의 인프라에서 동시에 구현하는 차세대 융합 기술입니다. 6G 시대를 대비해 고정밀 위치 측정, 환경 인식, 사용자 추적 등의 센싱 기능을 통신 신호 기반으로 구현함으로써, 자율주행, 스마트팩토리, UAM, XR 등 실시간 동기성과 정밀성이 중요한 응용 분야에서 핵심 기술로 주목받고 있습니다.

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1. 개념 및 정의

ISAC은 동일한 주파수, 안테나, 파형을 사용하여 하나의 물리계층에서 동시에 데이터 통신과 환경 센싱을 수행하는 기술 프레임워크입니다.

• 목표: 스펙트럼 및 하드웨어 자원 효율성 극대화
• 기반: mmWave/THz, MIMO, OFDM, AI 기반 채널 추정
• 적용 범위: 차량, 드론, 공장, 실내 정밀 측위 등

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2. 특징

항목	ISAC 특징	기존 시스템과 비교
자원 통합	통신/센싱 공통 인프라 사용	별도 레이더 및 통신 인프라 필요
동시 처리	실시간 동기 기반의 센싱 + 데이터 송수신	센싱/통신 분리 처리로 비효율 발생
공간/시간 해상도	고정밀 거리/속도/각도 측정 가능	통신 단독일 때 위치 정확도 한계

ISAC은 시스템 통합성과 정밀 센싱 성능을 동시에 확보합니다.

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3. 구성 요소

구성 요소	설명	역할
통신 파형 설계	OFDM, DSSS, chirp 기반 다기능 파형	통신/센싱 겸용 신호 생성
공용 안테나 구조	Massive MIMO 기반 빔포밍	탐지 및 통신 방향성 제어
센싱 알고리즘	채널반사, Doppler 추정 등	거리·속도·각도 정보 획득
리소스 관리	시간·주파수·공간 자원 동시 최적화	통신/센싱 효율성 극대화

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4. 기술 요소

기술 요소	설명	활용 목적
Joint Radar-Comm Beamforming	동일 빔을 통신/센싱에 최적화	방향 탐지 + 고속 링크 동시 지원
ML 기반 채널 예측	환경 반사 정보 기반 모델링	동적 환경 센싱 정확도 향상
ISAC-aware Scheduling	센싱 우선순위 고려한 MAC 설계	실시간 QoS 보장
THz 주파수 대역 활용	초광대역 기반 고해상도 센싱	mmWave 대비 센싱 범위 확장

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5. 장점 및 이점

장점	설명	기대 효과
자원 효율성	하드웨어/주파수 공유 구조	CAPEX/OPEX 절감
정밀도 향상	1cm 이하 거리·1° 이하 각도 인식 가능	UAM, XR 등 고정밀 서비스 가능
서비스 확장성	새로운 센싱 기반 융합 서비스 구현	스마트시티, 헬스케어, 보안 등 적용

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6. 주요 활용 사례 및 고려사항

사례	설명	고려사항
자율주행 차량	레이더-통신 융합 기반 실시간 객체 탐지	전파 간섭/다중경로 환경 보정 필요
스마트팩토리	AGV/로봇의 정밀 위치 추적 및 제어	실내 다중 반사 신호 정밀도 향상 필요
도심항공(UAM)	공중 센싱 + 링크 연결 최적화	밀집 공간에서의 간섭 회피 기술 요구

ISAC 시스템은 환경 조건에 따라 성능이 민감하므로 환경 적응형 설계가 필요합니다.

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7. 결론

Integrated Sensing and Communication(ISAC)은 무선 네트워크 인프라의 혁신적 진화를 이끄는 기술로, 통신과 센싱을 단일 시스템에서 통합함으로써 비용 효율성, 실시간성, 고정밀성의 삼각 균형을 실현합니다. 6G 시대 핵심 기반 기술로 자리매김할 것이며, 자율 시스템, XR, UAM, 산업 자동화 등 다양한 미래 산업에서 그 응용이 빠르게 확장될 것입니다.