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특집
무선 통신 테스트를 위한 AI 학습 발전
November 2, 2023
6G 개발 작업이 시작되었을 때, 인공지능(AI)은 차세대 무선 통신을 구현하는 데 필요한 핵심 기술 중 하나로 확인되었습니다. 이는 AI가 업계가 직면한 보다 복잡한 기술적 과제 중 일부를 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있었기 때문입니다. 하지만 많은 신기술과 마찬가지로 모바일 통신에 AI를 적용하려면 정부, 산업계, 기업, 학계 간의 긴밀한 협력이 필요합니다.
비즈니스 강화를 위해 AI 도입에 관심이 있는 기업을 지원하기 위해 매사추세츠주는 AI 점프스타트(AI Jumpstart)라는 혁신적인 파일럿 프로그램을 시작했습니다. 이 새로운 프로그램은 보스턴의 노스이스턴 대학교(NU)의 새로운 컴퓨팅 인프라에 자금을 지원하여 업계 파트너를 여러 AI 분야의 세계 수준의 시설 및 대학 연구진과 연결해 줍니다. 업계 파트너인 키사이트는 자금 지원 발표 이후 이 프로젝트에 참여해 왔습니다.
주 정부 경제 개발 기관인 매사추세츠 테크놀로지 콜라보레이티브(Massachusetts Technology Collaborative)와 노스이스턴 대학교의 파트너십인 AI 점프스타트는 비즈니스 및 산업계와 성공적으로 협력해 온 대학 기반 연구 개발 프로젝트에 투자해 온 15년 간의 관계를 바탕으로 하고 있습니다. 이 프로그램을 통해 키사이트는 노스이스턴 대학교와 AI 연구 분야에서 협력할 수 있는 가치 있는 민관 파트너십을 구축했습니다.
AI 점프스타트의 노스이스턴 대학교 연구 책임자인 마이클 B. 실레비치(Michael B. Silevitch)는 다음과 같이 말했습니다. "AI 점프스타트 프로그램은 산업계, 학계, 매스 테크/존 아담스 혁신 연구소 간의 강력한 협력 모델입니다. 키사이트와의 협력은 이 접근 방식의 엄청난 실현 가능성을 입증한 플랫폼을 제공했습니다."
AI 학습 발전
5G+ 및 6G 구현을 목표로 키사이트와 노스이스턴 대학교는 AI가 해결에 도움을 줄 수 있는 기술적 과제, 즉 무선 통신 시스템이 레이더 신호와 공존하기 위해 어떻게 조정해야 하는가에 대해 협력했습니다.
노스이스턴 대학교 무선 사물 인터넷 연구소(WIoT)의 부소장인 호셉 M. 조넷(Josep M. Jornet)은 다음과 같이 말했습니다. "키사이트는 노스이스턴 대학교 연구원 및 학생들과 협력하여 무선 네트워크 배포를 위한 테스트 기술을 최적화하는 데 도움이 될 범위, 시나리오 및 데이터 세트를 정의했습니다. 이 프로젝트는 노스이스턴 대학교의 RF 콜로세움에서 생성된 5G 데이터 세트와 키사이트의 PathWave 소프트웨어를 통해 정의된 대표 레이더에서 AI 학습을 호출했습니다."
시나리오가 설계되면 키사이트가 생성한 우선순위가 높은 레이더 신호가 이탈리아 로마의 RF 콜로세움 실시간 LTE 상용 스펙트럼 시나리오에 도입되었습니다.
그 결과로 생성된 I/Q 데이터 세트는 AI 학습에 사용되었습니다. AI 알고리즘은 이러한 I/Q 샘플을 처리하여 5G 네트워크 내의 처리량, 전력 및 자원 할당을 분석했습니다. 데이터 샘플의 일부는 다음과 같습니다.
노스이스턴 대학교 WIoT 소장인 토마소 멜로디아(Tommaso Melodia)는 이 연구가 중요한 이유를 다음과 같이 설명합니다. "키사이트와 노스이스턴 대학교는 무선 연구 및 산업 응용 분야를 위한 공통의 무선 주파수/마이크로파 교육 및 테스트 목표를 공유하고 있습니다. 스펙트럼 공유는 5G 및 그 이후의 핵심 기술이 될 것이며, 처리량을 극대화하고 전력 소비를 최소화하기 위해 최적의 자원 할당을 통한 스펙트럼 공유를 가능하게 하려고 I/Q 데이터 샘플에 대해 AI 학습을 수행했습니다."
키사이트 PathWave를 통해 생성된 우선순위가 높은 레이더 신호가 AI 학습을 위해 노스이스턴 대학교 RF 콜로세움 스펙트럼 시뮬레이션에 도입되었습니다.
산업계에 AI 학습 도입
AI 점프스타트 분석을 통해 키사이트는 스펙트럼 운영이 더 넓은 대역폭, 더 높은 주파수, 더 복잡한 환경으로 발전함에 따라 무선 및 국방 개발업체의 테스트 니즈를 더 잘 이해하게 되었습니다. 이러한 이해를 바탕으로 키사이트 테스트 솔루션 하드웨어 및 소프트웨어 디자인 업데이트에 대한 투자를 추진하고 향후 테스트 애플리케이션에 AI/ML을 통합할 것입니다.
키사이트테크놀로지스의 6G 프로그램 매니저인 로저 니콜스(Roger Nichols)는 다음과 같이 말했습니다. "AI가 학습한 패턴은 키사이트가 향상된 광대역, 실시간 캡처 분석 및 폐루프 테스트 애플리케이션을 개발하는 데 도움이 될 것입니다. 키사이트는 이를 새로운 스펙트럼 관리 테스트 솔루션에 통합하여 설계자가 관심 있는 신호 및 파형 특성을 더 빠르고 정확하게 식별, 분류 및 우선순위를 지정할 수 있도록 지원할 것입니다."
또한 니콜스는 이러한 AI 테스트 발전의 조기 도입을 통해 상용 및 국방 개발업체가 새로운 하드웨어, 소프트웨어/펌웨어, 신호 처리 알고리즘을 조기에 검증하여 복잡하고 진화하는 스펙트럼 공유 및 공존 환경에서 성능을 입증하고 증명할 수 있게 될 것이라고 말했습니다.
학생 학습 지원
AI 점프스타트(AI Jumpstart) 프로젝트의 주요 초점은 기업의 AI 배포 지원에 있지만, 이 프로젝트는 또한 이 신기술을 다룰 학생과 업계 엔지니어에게 필요한 교육을 정의하는 데 있어서도 큰 가치를 입증했습니다.
매스텍(MassTech)의 이노베이션 인스티튜트(Innovation Institute) 소장인 팻 라킨(Pat Larkin)은 "우리는 매사추세츠주 기업들의 AI 도입과 통합을 촉진하기 위해 노스이스턴(Northeastern)의 선도적인 연구원들과 이들을 연결하여 매사추세츠주를 대표해 이 프로그램을 시작했습니다."라며, "우리는 이 연구가 키사이트의 제품에 미치는 직접적인 영향뿐만 아니라, 학생들이 이와 같은 프로젝트를 수행하며 실제적인 전문성을 쌓는 노스이스턴과 같은 인재 양성 센터와 구축된 강력한 관계를 보여준다는 점에서 키사이트 프로젝트의 진척에 고무되어 있습니다."라고 말했습니다.
노스이스턴 대학교 AI 점프스타트 디렉터인 캐리 라파포트(Carey Rappaport)는 "무선 네트워크 표준 및 성능을 최적화하고 정의하기 위해 mmWave 및 6G 무선 기술 테스트, 교육, 연구가 발전함에 따라 키사이트와 같은 업계 파트너가 참여하는 것은 엄청난 가치가 있습니다. "키사이트의 핵심 RF 및 마이크로웨이브 측정 과학 지식이 노스이스턴 대학교의 테라헤르츠(THz) 전문가 및 테스트베드와 결합하여 학생들이 관련 강좌와 진로를 선택하도록 영감을 주고, 매사추세츠주 산업 엔지니어들에게 교육 및 테스트 기술을 지원합니다."라고 말했습니다.
니콜스(Nichols)에게 이는 키사이트가 신기술을 개발하기 위해 파트너십을 맺는 방식을 보여주는 전형적인 사례입니다.
"우리는 소프트웨어, 펌웨어, 알고리즘 설계가 통신 링크 성능에 미치는 영향에 대한 더 깊은 이해를 통해 무선 주파수/마이크로웨이브 인력의 성장을 돕게 되어 기쁩니다."라며, "이러한 지속적인 공동 연구 프로젝트를 통해 차세대 엔지니어가 한 단계 더 도약하는 데 필요한 기술적 역량을 갖추도록 하는 동시에 이러한 기술을 사용하고 배포하는 방법을 알아가고 있습니다."라고 덧붙였습니다.