한국전자통신연구원(ETRI)이 차세대 이동통신 구현을 위한 대용량·초정밀 기술 개발을 본격적으로 시작했다. 미래 이동통신 핵심기술을 선점해 이동통신 강국으로서의 기술 리더십을 공고히 할 전망이다.

ETRI는 초고주파 대역에서 대용량·초정밀 서비스 실현을 위한 무선액세스, 이동 무선백홀 핵심기술 개발에 본격적으로 나선다고 27일 밝혔다.

이 두 기술은 차세대 6G 통신의 핵심요소인 초연결, 초저지연, 초고속 융합 서비스를 제공하기 위한 핵심 기반 기술로 손꼽힌다.

무선액세스 기술은 다양한 무선 환경 속에서도 안정적인 절대시간동기의 제공 및 유지, 다양한 통신환경에서도 고속의 안정적인 데이터 전송과 재전송으로 인한 지연 증가 문제를 해결하는 기술이다.

이동 무선백홀 기술은 중앙 네트워크와 기지국 또는 액세스 포인트를 이동 무선으로 연결해 대용량 트래픽을 제공하는 기술이다.

차세대 6G 통신 서비스에서 요구하는 초정밀 성능 조건을 만족시키기 위해서는 혁신적인 무선액세스 기술이 필수적이다.

절대시간동기는 모든 기기가 동일한 시각 또는 시계를 가지도록 하는 기술로, 통신네트워크의 정확성과 효율성을 높이는 역할을 한다.

이를 통해 시간적 정밀도가 요구되는 자율주행차의 차량간통신(V2X), 스마트공장, 디지털 트윈 등에서 빠르고 신뢰성있는 데이터 전송이 가능해진다.

4G까지의 이동통신에서는 절대시간 동기가 그리 중요치 않았다.

반면에 5G와 차세대 6G 통신에서는 센티미터 단위의 위치 측위, 협업 로봇, 센서 퓨전과 같이 기기 간 동시 작업·협력이 필요한 서비스가 증가하고 있어 절대시간동기의 중요성이 부각되고 있다.

아울러, 현재 유선 기반의 동기 방식은 서브-나노초(10억 분의 1초 이하) 수준의 정확도를 제공하지만, 무선 방식은 채널의 불확실성으로 인해 마이크로초(1백만 분의 1초)의 요구사항을 만족시키지 못하는 때도 있다.

그렇기에 정밀하면서도 안정적인 무선액세스 기술의 개발이 필요하다.

또한, 고화질 동영상 스트리밍과 확장현실(XR), 가상현실(VR) 등 다양한 미디어 서비스가 나타나며, 향후 10년 이내에 이동통신망에서 각 단말에 최대 5∼10Gbps의 데이터 전송이 요구될 것으로 예상되고 있다.

이를 지원하기 위해 100Gbps급 이상의 기지국 용량이 필요할 것으로 전망하고 있다.

대용량 트래픽을 제공하기 위한 무선백홀 기술의 선점이 무엇보다 필요한 이유이다.

현재까지는 용량 증대를 위한 대안으로 광대역폭 지원이 가능한 서브 테라헤르츠 기반의 초광대역 무선전송 기술이 주목받고 있다.

ETRI 연구진은 기존 이동통신에서 추구하는 최대 노력 (Best Efforts) 기반데이터 전송 위주의 기술에서 벗어나 보장형 초정밀 서비스를 위한 ‘대용량 초정밀 무선액세스 기술’과 ‘대용량 이동 무선백홀 기술’ 개발을 추진 중이다.

‘대용량 초정밀 무선액세스 기술’은 대용량 전송을 지원하면서도 가장 높은 수준의 초정밀 서비스를 실현하기 위한 절대시간동기, 다이버시티(Diversity), 신파형, 다중안테나 분야의 핵심원천 요소기술을 말한다.

ETRI는 현재까지 개발된 무선액세스 요소기술들의 효율적 개념증명(PoC) 검증을 위해 요소기술 간 공유되는 플랫폼을 구축하였고, 이 기술들을 3GPP 이동통신 규격에 반영하기 위한 표준화 활동을 수행 중이다.

‘대용량 이동 무선백홀 기술’은 이동 환경에서 대용량 서비스의 커버리지를 확장하고, 다수의 장치를 수용하기 위한 무선백홀 링크 기반의 네트워크 구성 및 백홀 링크에 필요한 광대역 주파수 전송 방식의 기술을 의미한다.

ETRI 연구진은 이동 무선백홀의 기술 검증을 위해 초광대역, 초고주파 기반의 실외 장거리 무선백홀 시험 장치를 개발해, 차량에 탑재 기술의 성능을 시험을 추진 중이다.

이번 연구 중 절대시간동기 부문에서 개발된 세계 최고 수준의 동기 기술은 상위 2% SCIE 저널지 ‘IEEE IoT-J’에 게재되었다.

ETRI 6G무선방식연구실 고영조 박사는 “6G 이동통신 서비스 구현에 필요한 초정밀, 대용량 핵심원천 기술 개발을 선도해 개발한 기술로 체감품질의 획기적 향상, 인프라 제공을 통해 우리나라 미래 이동통신 산업의 경쟁력 제고에 기여하겠다”고 말했다.

이번 성과는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원의 ‘ETRI 연구개발지원사업’의 일환으로 수행되었다.