[사이언스칼럼] 4차 산업혁명과 전파 전쟁

이광일 국방과학연구소 수석연구원

국방부는 얼마 전 일본의 해상초계기가 한국 해군함정에 네 차례나 근접위협 비행을 했다고 밝혔다. 당초 일본은 한국의 구축함인 광개토대왕함이 사격통제레이더로 초계기를 조준했다고 발표했다.

함정의 레이더가 방사한 전파가 항공기의 전자전장비에 닿게 되면 탐지용 전파인지 사격을 위한 조준용 전파인지 알 수 있다. 일본 P-1 초계기에는 HLR-109B라는 전자전장비가 탑재되어있으니 초계기 조종사는 사실 여부를 분명히 알 터이다. 그러나 일본 방위성은 이에 대해 전혀 언급이 없었다. 보이지 않는 전자파에 의한 전파전쟁은 평화 시에도 진행된다.

전파에는 사용의도가 있고 정보가 실려 있다. 현대인의 생활에 필수품이 된 휴대폰은 전파를 통해 정보를 주고받아 통화, 문자, SNS, 금융결제 등 수 많은 기능을 수행할 수 있다. 지난 해 6월, 이동통신용 5G 주파수의 전파를 확보하기 위한 3.5GHz와 28GHz 대역에 대한 주파수 전쟁 즉, 전파 전쟁이 이동통신 3사간 치열한 경매 끝에 막을 내렸다.

결국 디지털, 물리적, 생물학적 영역의 경계가 없어지는 기술융합시대로 특징지어지는 4차 산업혁명 시대에는 무인화와 인공지능 기술의 혁신을 위해 정보전달의 수단인 5G 이동통신기술의 혁신이 필수적이기 때문이다.

4차 산업혁명시대가 도래한 전장(戰場)에서도 전파를 장악한 쪽이 승리한다. 무인화, 인공지능에 의한 자율화는 표적에 대한 정보를 만들고, 이를 전달하는 전파 없이는 불가능하기 때문이다. 가까운 미래에는 무인기, 로봇, 위성이 스스로 전파를 관리하여 전장을 정찰하고 판단하여 공격 및 방어하게 될 것이다. 지금까지의 전파 전쟁에서는 레이더, 통신장비가 사용하는 전파의 주파수 및 형태, 소프트웨어를 목적과 기능에 따라 다양한 종류를 개발하여 전장에 사용하는 방식이었다.

레이더의 경우, 장거리표적을 탐지하는 조기경보레이더와 탐지레이더는 보통 0.3~3GHz 주파수대역을 사용하며, 대공포와 미사일 발사를 위한 사격통제레이더는 8~12GHz 주파수대역을 주로 사용한다. 통신장비의 경우, 장거리통신을 위해 AM 변조를, 중거리 음성,데이터 통신을 위해 FM 변조를 사용한다. 하지만 이제는 레이더 또는 통신장비가 스스로 상황에 따라 기계학습을 통해 전파의 주파수와 형태 및 알고리즘을 최적으로 선택하여 운용하는 방식으로 개발하고 있다.

이에 맞서는 전자전장비 역시 사전에 상대측의 전파를 수집, 분석하여 전파의 지문데이터를 얻고, 레이더 종류별로 사전에 최적의 전파방해기법을 개발하여 함정이나 항공기의 전자전장비에 탑재한 후 상대측 무기의 전파에 대응하는 오프라인 방식을 사용해왔다. 하지만 이제는 전자전장비 스스로 전장상황에 맞춰 기계학습을 통해 전파의 지문데이터를 구하고 최적의 전파방해기법을 스스로 찾아서 적용하는 온라인 인지형 전자전기술로 변화하고 있다.

정보를 만들고 전달하는 기술이 세계수준으로 올라서 있는 우리나라는 국방R&D에서도 이러한 시대 변화에 빠르게 대응할 수 있는 강점이 있다. 4차 산업혁명 시대를 맞아 나라를 지키는 국방과학기술 분야에서도 한국인의 저력을 세계에 보여줄 때가 왔다.