차세대 이동통신 시스템의 핵심 기술로 주목받고 있는 위성통신 시스템은 기존 지상 네트워크 기반 통신 시스템과 비교했을 때 크게 2가지 차이점을 지닙니다. 첫 번째는 직선경로 채널입니다. 위성통신은 송신단과 수신단의 거리가 매우 멀고 신호의 반사체는 상대적으로 지상 가까운 곳에서만 존재하기 때문에, 사용자와 위성간의 통신 채널은 주로 직성경로로 모델링 됩니다. 두 번째는 높은 도플러 효과 입니다. 저궤도 위성의 경우 매우 빠른 속도로 움직이기 때문에, 지상 기반 통신에 비하여 높은 도플러 천이 현상을 지닐 것으로 예상되고 있습니다. 이러한 두 가지 특성은 지금까지 위성통신의 성능을 저하시키는 요인으로 여겨져 왔습니다.

예를 들어, 직선 경로 채널 특성으로 인해 지상 사용자들 간의 채널이 높은 상관관계를 가지므로, 위성에 다중 안테나 기술을 적용하여 지상 사용자들을 공간적 멀티플렉싱 하려면 사용자들이 수십 킬로미터 이상 공간적으로 떨어져 있어야 가능합니다.

본 연구과제에서는 이러한 문제를 해결하는 시공간 다중안테나 빔형성 (Space-time adaptive beamforming) 기술을 제안합니다. 제안하는 기술은 지상 사용자간, 혹은 위성간의 도플러 차이를 이용하여 새로운 신호 공간 차원을 확보하고, 위성통신에서 다중 안테나 기술을 구현할 수 있게 합니다. 이는 위성통신의 효율을 극대화하고, 6G에서 위성통신 기술의 발전에 필수적인 핵심 요소로 활용될 것으로 기대됩니다.