한국전자통신연구원(ETRI, 원장 김흥남)이 지난 7월 10일 밀리미터파 대역을 활용한 ‘저지연 빔(beam) 스위칭 기술 개발’에 성공했다.

밀리미터파는 30 ~ 300 GHz 대역의 고주파 주파수로 대용량 데이터를 빠르게 전송할 수 있어 5G 이동통신 구현에 핵심으로 평가받고 있는 기술이다. 하지만 직진성이 강하고 전파가 줄어들어 없어지는 특성(감쇄, 減殺)으로 인해, 활용을 위해선 송출하는 전력을 기지국에서 특정 방향으로 모아서 빔(beam)처럼 만들어 사용해야 한다는 제약이 있었다.

이외에도 밀리미터파는 통신되는 범위가 상대적으로 좁은데, 국내 연구진이 이를 해결할 핵심기술 개발에 성공해 5G 이동통신시대를 앞당겼다는 평가를 받고 있다. 



한국전자통신연구원 연구진은 하나의 기지국에서 여러 개의 빔을 효율적으로 관리하는 방식으로 연구를 진행한 결과 “단말이 빔에서 빔으로 이동할 때, 실시간으로 최적의 빔을 선택·변경해줌으로써 데이터 손실 및 지연을 최소화할 수 있었다”고 밝혔다.  

개발된 기술을 통해 4G의 핸드오버보다 약 10배 이상 빠른 속도로 최적 빔 선택이 가능하며 이로써 밀리미터파의 좁은 통신범위 개선이 가능해져 통신 사각지대는 사라질 전망이다. 향후 5G 이동통신환경에서 이동단말의 통신 데이터 손실 및 지연을 극소화하며 5G 핵심기술로 활용될 것으로 기대를 모으고 있다.

한편 한국전자통신연구원은 실시간 빔스위칭 기술을 향후 예상되는 다양한 망 구성 방식에 적용될 수 있도록 개선, 데이터 전송속도 및 채널 품질을 향상시킬 예정이다. 또한 이번 시연에서 보여준 고속 빔스위칭 기술을 다양한 빔형성 기술에도 적용토록 개선한다는 계획이다.

한국전자통신연구원은 “5G 이동통신을 위한 핵심 전송기술의 일부인 빔간 스위칭 기술을 개발한 상태로 오는 2017년경에는 개발 중인 모든 핵심기술을 반영한 5G 이동통신시스템을 완벽히 갖춰 시연할 계획이 있다”고 설명했다.

아울러 연구진은 올해 말부터 국제표준화단체인 3GPP에서 5G관련 기술들에 대해 표준화가 진행됨에 따라 관련기술을 표준화하는 노력을 계획 중이다.
연구개발책임자인 한국전자통신연구원의 김태중 기기통신연구부장은 “빔스위칭 기술은 국제표준화 기구의 요구사항인 단말의 최소 데이터 전송률을 만족하는 핵심기술로 활용될 수 있다” 며 “향후 다양한 빔형성 기술에도 적용될 수 있도록 노력 중에 있다”고 밝혔다.

한편 본 기술은 미래창조과학부 기가코리아 사업의 ‘밀리미터파 5G 이동통신 시스템 개발’과제로 수행 중이며, 한국전자통신연구원 주관으로 13개 참여기관이 공동개발을 진행 중이다.