▲ (왼쪽부터) 김병남 센서뷰 박사, 이안 웡 내쇼날인스트루먼트 박사, 채찬병 연세대 교수

엔지니어 및 과학자들에게 세계에서 가장 까다로운 엔지니어링 문제를 해결할 수 있는 플랫폼 기반 솔루션을 제공하는 내쇼날인스트루먼트(ni.com/korea, 이하 NI)는 국내 연구진과 기업이 NI 솔루션을 활용해 개발한 5세대(5G) 이동통신의 핵심 기술인 ‘네트워크 전이중(Network Full Duplex Radio)’과 ‘밀리미터용(28 GHz) 초소형 렌즈 안테나’를 세계 최초로 공개했다고 밝혔다. 채찬병 연세대 교수팀은 12월 4일부터 8일까지 미국 워싱턴 DC에서 열린 국제전기전자공학회 글로브컴 2016(IEEE GLOBECOME 2016)의 NI 부스에서 네트워크 전이중 기술과 새로운 RF 렌즈를 선보였다.

채 교수팀은 NI의 리드유저 프로그램에 참여하고 있으며, 이번 개발과 시연을 위해 NI의 소프트웨어인 랩뷰(LabVIEW)와 PXI 기반의 mmWave 트랜시버를 사용했다. NI mmWave 트랜시버 시스템은 채널 사운딩부터 최대 2GHz 대역폭의 리얼타임 양방향 통신 프로토타이핑까지 다양한 통신 연구를 실현 가능하게 하는 솔루션이다. 아울러 랩뷰 커뮤니케이션즈 시스템 디자인 스위트(LabVIEW Communications System Design Suite)는 FPGA 기반의 소프트웨어 정의 라디오(SDR) 하드웨어를 활용하여, 5G 통신을 위한 복잡한 알고리즘을 빠르게 개발하고 프로토타이핑할 수 있도록 한다.

채 교수팀 연구진이 사용하는 전이중 통신은 같은 주파수 대역에서 데이터 송수신을 동시에 사용하여 주파수 효율 및 속도를 두 배로 높이는 기술이다. 기존 주파수를 두 배로 활용할 수 있기 때문에 그 경제적 가치는 수 조원에 이를 것으로 예상된다. 연세대 글로벌융합공학부 채찬병 교수와 연구진은 2014년 12월에 실시간 전이중 시스템, 2015년 12월에 LG전자와 함께 실시간 다중입출력(MIMO) 전이중 시스템, 2016년 10월에는 광대역 전이중 시스템을 세계 최초로 시연한 바 있다. 이번에 선보인 네트워크 전이중 기술은 단일 통신 링크에서 검증되었던 기존 시스템과 달리 전이중 기술이 네트워크에 적용되면 어떤 영향이 있는지를 보여주었다.

또한 연세대 연구진은 국내 기업 센서뷰(대표: 김병남)와 공동 개발한 28 GHz 대역의 밀리미터파 시스템에 적용된 RF 렌즈도 새롭게 선보였다. 28 GHz 대역은 전파 특성이 좋지만, 파장이 짧은 고주파의 특성상 현재 사용되고 있는 LTE 시스템의 2GHz 대역에 비해 상당한 경로 손실이 발생한다. 이 RF 렌즈는 돋보기로 빛을 모으는 것처럼 전파를 더욱 잘 모아주어 안테나 이득을 증가시키며, 전파 출력을 높여 전파 도달 거리를 늘려준다. 특히 기존의 73 GHz 대역 노키아 시스템보다 초소형으로 28 GHz 대역에서 구현한 기술력이 높게 평가되었다.

이번 기술 개발과 시연 성공으로 한국이 차세대 이동통신 표준화를 주도하고 관련 기술을 앞서 상용화할 수 있는 바탕이 마련되었다고 볼 수 있다. 본 시연에는 화웨이, 페이스북, 퀄컴, 노키아 등 세계 유수 회사의 연구진과 석학들이 방문하여 기술 토론을 펼칠 만큼 관심이 집중되었다.

채찬병 교수팀은 미래창조과학부 정보통신기술(ICT) 명품인재양성사업과 정보통신기술진흥센터(IITP) 사업의 일환으로 네트워크 전이중 및 RF 렌즈 기반 밀리미터 시스템 연구를 수행했다.