서론: 무선 통신 환경의 도전과 주파수 확산 기술의 필요성
현대 무선 통신 환경은 끊임없는 재밍 시도와 보안 위협에 직면해 있습니다. 이러한 위협에 대응하기 위해 주파수 확산 기술은 무선 통신의 안정성과 보안성을 확보하는 데 필수적인 역할을 합니다. 특히 FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)와 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)는 대표적인 주파수 확산 기술로, 각각 고유한 방식으로 전송 신호를 확산시켜 재밍에 대한 저항력을 높이고 신호 감지를 어렵게 만듭니다. 본 포스트에서는 FHSS와 DSSS의 핵심 원리를 살펴보고, 최신 동향과 실무 적용 사례를 분석하여 독자 여러분의 이해를 돕고자 합니다.
핵심 개념 및 원리: FHSS와 DSSS
주파수 확산 기술은 전송하려는 신호의 대역폭을 의도적으로 넓혀서 전력 밀도를 낮추는 기술입니다. 이를 통해 재밍 신호의 영향을 줄이고, 신호 자체를 숨기는 효과를 얻을 수 있습니다. FHSS와 DSSS는 이러한 주파수 확산을 구현하는 대표적인 방식입니다.
FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)
FHSS는 미리 정해진 패턴에 따라 주파수를 빠르게 변경하면서 데이터를 전송하는 방식입니다. 송신기와 수신기는 동일한 주파수 호핑 시퀀스를 공유하며, 짧은 시간 동안 특정 주파수를 사용하여 데이터를 전송한 후 다음 주파수로 이동합니다. 이러한 방식으로 재밍 신호가 특정 주파수에 집중되어 있어도, FHSS는 빠르게 주파수를 변경하여 재밍의 영향을 최소화할 수 있습니다. 「사전 허가 없이 사용 가능한 산업 주파수 대역 - GilliLab - TechLog (2025. 7. 3.)」에 따르면, FHSS는 주파수를 고정하지 않고 시간에 따라 변화시켜 송신하는 스펙트럼 확산 방식입니다.
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)
DSSS는 전송하려는 데이터 신호에 '칩'이라고 불리는 긴 의사 난수 비트 시퀀스를 곱하여 대역폭을 넓히는 방식입니다. 수신기는 동일한 칩 시퀀스를 사용하여 원래 데이터를 복원합니다. DSSS는 신호의 전력 밀도를 낮추어 재밍에 대한 저항력을 높일 뿐만 아니라, 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 시스템에서 여러 사용자가 동일한 주파수 대역을 공유할 수 있도록 합니다. 「저피탐 레이더 기술과 전자전 시대의 생존성 향상 (2025. 9. 30.)」에 따르면, DSSS는 대역폭 확장, 전력 밀도 감소, 노이즈와 유사 신호 생성에 효과적입니다.
최신 동향 및 변화
최근 무선 통신 기술 동향은 FHSS와 DSSS를 더욱 발전시키고 다양한 분야에 적용하는 데 초점을 맞추고 있습니다. Global Trends 2025 보고서에서는 FHSS와 DSSS를 포함한 무선 통신 기술이 세계 발전에 미치는 영향에 대해 분석하고 있습니다. 또한, LR-FHSS 기반 기술이 위성 IoT 통신에 적용되어 간섭에 대한 강인성을 제공하는 사례도 늘고 있습니다. 수중 음향 채널에서 DSSS와 FHSS의 보안 성능을 비교 분석하는 연구 또한 활발히 진행되고 있습니다.
실무 적용 방안
FHSS와 DSSS는 다양한 실무 환경에서 활용되고 있습니다. 다이버시티 기술은 무선 통신 페이딩에 대응하기 위한 핵심 기술로, DSSS와 FHSS 방식을 모두 활용합니다. 드론과 사용자 간의 무선 통신, 소출력 무선 기기, IoT 장치 등에서 FHSS와 DSSS를 통해 안정적인 통신을 구현할 수 있습니다. 특히, 「전파법」 제45조 및 「무선설비규칙」제19조에 따라 신고하지 아니하고 개설할 수 있는 무선국용 무선설비의 기술기준이 2025년 3월 27일 개정되어, 특정 조건 하에서 FHSS와 DSSS 기술을 활용한 무선 통신 시스템 구축이 더욱 용이해졌습니다.
전문가 제언
💡 Technical Insight
기술 도입 시 주의사항: FHSS와 DSSS를 실제 시스템에 적용하기 전에, 해당 기술의 장단점을 명확히 이해하고, 특정 환경에서의 성능을 충분히 검증해야 합니다. 특히, 주파수 호핑 시퀀스 설계, 칩 시퀀스 선택, 동기화 방식 등은 시스템 성능에 큰 영향을 미치므로 신중하게 고려해야 합니다. 또한, 관련 규제 및 표준을 준수하는 것도 중요합니다. 「IEEE 802.11 표준은 최신 버전으로 통합될 때 공식적으로 폐지되지만, 마케팅에 활용되는 경향이 있습니다.」
향후 3-5년 전망: FHSS와 DSSS는 앞으로도 무선 통신 시스템의 핵심 기술로 자리매김할 것으로 예상됩니다. 특히, IoT, 드론, 자율 주행차 등 무선 통신이 필수적인 분야에서 FHSS와 DSSS의 중요성은 더욱 커질 것입니다. 또한, 인공지능 (AI) 기술을 활용하여 FHSS와 DSSS의 성능을 최적화하는 연구도 활발히 진행될 것으로 기대됩니다.
결론
FHSS와 DSSS는 무선 통신 환경에서 재밍 방지 및 보안 강화를 위한 핵심적인 주파수 확산 기술입니다. FHSS는 주파수를 빠르게 변경하여 재밍의 영향을 최소화하며, DSSS는 신호의 전력 밀도를 낮추어 재밍에 대한 저항력을 높입니다. 최근 동향은 이러한 기술들을 더욱 발전시키고 다양한 분야에 적용하는 데 초점을 맞추고 있으며, IoT, 드론, 자율 주행차 등 무선 통신이 필수적인 분야에서 FHSS와 DSSS의 중요성은 더욱 커질 것으로 예상됩니다. 기술 도입 시에는 장단점을 명확히 이해하고, 관련 규제 및 표준을 준수하는 것이 중요합니다.