다음은 JED에 새롭게 연재되는 Cognitive EW에 대한 내용입니다. 연재의 첫 내용은 cognitve 전자전이 필요한 이유를 설명하고 있습니다.
개 요
전자전은 기본적으로 다중-노드(multi-node), 다중-작업(multi-task) 조정의 문제입니다. 이제 전자전은 무선주파수에서, 레이다, 적외선, 전자-광학, 그리고 자외선 시스템의 영역으로까지 확장되었습니다. 또한 전자전은 지상과 바다, 공중, 우주, 그리고 수중까지 모든 환경에서 걸쳐져있습니다. 센서는 환경에 대한 정보를 수집하고 알고리즘은 관심있는 현상을 탐지하며 결정 프로세스는 목표를 완수하기 위한 행동을 결정합니다. 게다가 이러한 모든 기능들은 개별적으로 존재하지 않습니다. 즉, 서로가 협조적으로 동작해야하며 스펙트럼의 행위를 이해하지 못하면 효과적인 재밍을 할 수 없습니다,
요약하자면, EW는 전자기 스펙트럼을 포함하는 행위의 조정입니다. 완벽한 전자전 시스템은 가장 효과적인 방법으로 스펙트럼을 보호하고 관리하며 활용할 수 있어야 합니다.
이러한 광범위한 다중 도메인의 EW는 기존의 전통적인 EW가 한계점을 갖는 다는 것을 명백하게 보여줍니다. 인간이 RF 환경을 해석하고 행동을 선택하며 임무 후 시스템 업데이트를 직접 결정하는 고전적인 모델은 최신의 전장의 빠른 변화를 따라올 수 없습니다. 다음의 세 가지가 과거 전통적인 접근법이 왜 최신의 전장에 적합하지 않은지를 말해줍니다.
- 첫 번째는 주기가 매우 빠르다는 것 입니다. 고도로 훈련된 운영자라고 하더라도 최신의 레이다나 민첩한 통신, 적응형 파형에 의해 요구되는 속도를 따라 올 수 없습니다.
- 두 번째는 도메인의 복잡도가 매우 높다는 것 입니다. EMS는 매우 복잡하고 여러 도메인에 걸쳐져있으며 계속해서 변화하고 있습니다. 수 천개의 에미터들은 한 번에 동작할 수 있고 각각은 고유의 변조와 의도를 가지고 행동할 수 있습니다. 이러한 극도로 복잡한 환경에서 하나의 위협을 발견한다는 것은 인간 능력을 벗어난 일일 것 입니다. 인간은 동시에 두개에서 세개의 일을 처리할 수 있으며 고도로 훈련된 운영자라고 하더라도 다섯개에서 여섯개 수준이 동시에 처리할 수 있는 일입니다. 그러나 최근 전장의 수 많은 일을 동시에 처리해야 하며 하나의 플랫폼만해도 수 천개의 대응이 일어날 수 있습니다.
- 세 번째는 최신의 에미터들을 처리할 수 있는 마땅한 수단이 없다는 것 입니다. 레이다 전자전 시스템은 일반적으로 이미 알려진 시스템의 라이브러리에 의존하여 동작합니다. 그러나 새로운 레이다 모드 또는 파형, 또는 새로운 프로토콜과 같은 무언가가 나타나면 사람이 먼저 이를 분석해야만 하고 어떻게 대응할지를 설계하고 이를 시험하고, 그 이후에 배포가 이뤄집니다. 이러한 사이클은 며 칠 또는 몇 주, 심지어는 몇 달이 소요되기도 합니다. 그러는 사이 적의 소프트웨어-정의 cognitive 시스템은 밀리초 단위로 업데이트 될 수 있습니다.
인지 전자전의 필요성
위에서 언급한 과거의 전자전 모델의 제한점들에 따라서 오는 자연스런 질문들이 있을 것 입니다. “실제로 어떤 형태일 것인가?” 아래의 그림은 클러터와 복잡도, 그리고 새로운 충돌등을 보여줍니다. 과거의 EW 시스템은 클러터에 뭍혀있는 핵심적인 에미터를 찾아내기 힘들것이며 새로운 시스템에 효과적으로 대응하거나 식별하는 것이 불가능 할 것입니다.
위의 그림이 드론 무리가 단순한 지역 고등학교 드론 대회라고 상상해 보십시오. 한 팀은 이기는 비결이 재밍 방지 파형을 설계하는 것임을 깨달았습니다. 공항은 이러한 신호를 탐지하고 모니터링하여 의도를 파악하고, 필요하다면 민간 항공기의 안전을 보장할 수 있을까요? 이처럼 무해한 시나리오조차도 현대 환경에서 전통적인 전자전 접근 방식의 취약성을 드러냅니다. 무해한 고등학교 드론 대회조차도 정적 라이브러리와 사람이 조작한 응답을 기반으로 구축된 시스템을 통과할 수 있는 새롭고 민첩한 파형을 생성할 수 있습니다. 무해한 드론 무리가 그토록 많은 불확실성을 야기할 수 있다면, 의지를 가진 적은 전통적인 전자전을 압도할 것입니다.
그래서 다음의 단계가 반드시 필요하게 된 것입니다.
EW 시스템은 반드시 인지형(cognitive)이 되어야 합니다.
인지 전자전 시스템의 목표는 새로운 RF 환경에서도 자동으로 최선의 액션을 선택하도록 하는 것 입니다. 이러한 목표를 위해서 시스템은 다음의 세 가지 능력을 갖추어야만 합니다.
(1) RF 환경을 특징화하는 것, (2) 임무 성능을 개선할 수 있는 최선의 액션을 선택하는 것 (3) 활용가능한 전략의 성능을 배우는 것 입니다. CogEW은 인간의 개입을 최소화하면서 EW 시스템 성능을 최대로 하기위한 액션을 결정합니다.
위 그림의 두 가지 LEGO “파형”이 있습니다. 두 개 모두 같은 기본적인 구조를 가지고 있습니다. 긴 직사각형의 노란색 블록은 실제 정보를 가지고 있는 파란색 블록을 둘러싸고 있습니다. 왼쪽은 공식적인 파형의 표준이고 오른쪽은 하나의 파란색 블록이 녹색으로 바뀌었습니다.
여기서 하나의 질문이 있습니다. 두 가지의 파형은 같은 것일까요?
유일한 정답은 경우에 따라 다르다는 것 입니다. 만약 시스템이 오직 전체적인 구조만을 신경쓴다면, 이 둘은 동일한 것입니다. 자신의 랩탑상의 작은 송신 오류는 신호를 인지하는 Wi-Fi 라우터를 멈추게 하지는 못합니다. 그러나 만약 시스템의 이상 징후를 찾는다면 녹색 블럭은 모든 것을 바꿀 것 입니다. 만약 시스템이 특정 방출원 식별을 수행하고 있다면, 노란색 벽돌의 패턴조차도 중요합니다. 그리고 실제로는, 두 개의 다른 수신기가 동일한 송신기를 다르게 포착할 수 있습니다. 심지어 약간의 자르기나 관점의 차이만으로도 해석이 달라질 수 있습니다.
만약 시스템이 cognitive 시스템이라면 반드시 질문해야만 하는 것이 있습니다. 그 차이가 나의 현재 목표에 영향을 미치는가? 이것이 바로 인지 전자전(Cognitive EW)의 핵심입니다. 즉, 의미는 원시 신호 자체에 있는 것이 아니라 그것의 해석과 맥락에 있습니다. 인지 전자전 시스템은 단순히 차이를 탐지하는 것을 넘어, 그 차이가 관련성이 있는지, 조치 가능한지, 아니면 무시해도 되는지를 결정합니다. 그것은 무엇이 중요하고, 언제 중요하며, 누구에게 중요하고, 왜 중요한지를 학습합니다.
출처 : The Journal of Electromagnetic Dominance, May 2026
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