내쇼날인스트루먼트(이하 NI)와 AT&T가 5G 밀리미터 웨이브(mmWave) 채널 특성화에 사용하는 가장 빠르고 정확한 툴을 개발하기 위해 협력한다고 발표했다. 

mmWave 주파수는 이미 FCC, 3GPP 및 기타 표준화 기관에서 5G 모바일 네트워크의 표준으로 선정됐으며, 향후 5G 분야에서 핵심 역할을 담당할 전망이다. 채널 측정은 무선 신호가 주변 환경에서 어떤 영향을 받는지 파악한다. 채널 측정을 사용하면 신호가 어떻게 반사되는지, 또는 나무, 건물, 자동차, 사람 등의 사물이 신호를 어떻게 차단하는지 확인할 수 있다.

무선 채널 특성화는 이러한 새로운 무선 네트워크의 아키텍처 및 설계에 기반이 되기 때문에 5G 기술 및 표준 연구에 매우 중요한 요소이다. NI는 AT&T의 향후 5G 네트워크 구축 과정에서 mmWave 주파수와 무선 채널 특성화가 중요한 역할을 수행할 것으로 기대하고 있으며, AT&T가 고객에게 최고의 모바일 통신 경험을 제공할 수 있도록 네트워크 장비의 효과적 배치를 지원하는 정밀 모델을 개발했다.  

AT&T의 무선 네트워크 아키텍처 및 설계 수석 부사장인 마라첼 나이트(Marachel Knight)는 “모바일 5G에 mmWave 스펙트럼을 활용하는 데는 어려움이 많지만, AT&T는 이러한 문제를 해결할 수 있다고 믿는다”라며, “AT&T는 mmWave 스펙트럼의 설계와 실시간 모니터링이 현재의 무선 시스템보다 훨씬 정밀해야 한다는 사실을 오래 전에 깨달았다. AT&T는 유연성이 뛰어난 NI의 하드웨어 및 소프트웨어 플랫폼을 통해 새로운 유형의 채널 사운더를 개발했으며, 이를 활용하여 AT&T의 네트워크에 적합한 최첨단 모델을 개발하고 있다”고 밝혔다.

AT&T에서 ‘포큐파인(Porcupine)’의 닉네임으로 불리는 이 채널 사운더는 동종 제품 중 최초로 개발됐으며 AT&T에서 독점 사용권을 보유하고 있다. AT&T에서 설계한 이 채널 사운더는 실시간 채널 파라미터 측정과 모니터링 기능을 제공할 뿐만 아니라, NI mmWave 트랜시버 시스템 기반의 아키텍처를 사용한다. 독특하게 설계된 이 채널 사운더는 여러 가지 장점을 제공하는데, 팬 틸트 장비 사용 시 보통 15분 이상 걸리는 AoA(Angle-of-Arrival) 측정을 150밀리초 이내에 수행하고 실시간으로 결과를 표시해준다.

이 채널 사운더는 모든 데이터가 실시간으로 수집 및 처리되는 환경에서 채널 측정치를 고유한 방식으로 수집한다. 다른 채널 사운딩 방식에서는 원 데이터를 수집한 후 사후 처리를 통해 채널을 특성화하며, 15분마다 한 번씩만 측정이 가능하다. 반면 ‘포큐파인’은 같은 시간에 약 6,000번의 측정을 수행할 수 있다. 이는 15분짜리 동작을 한 장의 스틸 사진 대신 영상에 담는 것과 마찬가지로, 사진은 특정 순간만을 보여주지만 영상은 전체 맥락을 파악할 수 있게 해준다.

실시간 측정 기능을 갖추면 실험을 반복하거나 한 위치에서 여러 번 측정하기 위해 장비를 조정할 필요가 없다. 파라미터 추출이 실시간으로 진행되기 때문에 수집된 데이터의 무결성도 실시간으로 평가할 수 있다. 따라서 실험을 진행하는 동안 부정확한 데이터가 도출되면, 즉시 새로운 측정치로 대체할 수 있다. 다른 방식을 사용할 경우에는 수집된 데이터를 후속 처리해야 정확도를 판단할 수 있기 때문에 전체 테스트 기간이 길어지기 쉽다.

이 mmWave 채널 사운더는 뛰어난 속도와 정확성을 갖추고 있어 신속한 채널 측정을 지원한다. 따라서 ‘포큐파인’을 사용하면 구동 테스트를 통해 5G mmWave 주파수를 측정하는 것이 가능해진다. 이는 기존의 다른 mmWave 채널 사운더로는 측정이 불가능한 영역이었다. 5G 에코시스템이 운전자 보조 시스템, 커넥티드 카, 자율주행차와 같은 새로운 5G 사용 사례를 모색함에 따라 차량 채널을 학습하고 모델링하는 기능은 갈수록 더 중요해질 것이다.

NI RF 리서치 및 SDR 마케팅 디렉터인 제임스 키머리(James Kimery)는 "현재 업계에서 타의 추종을 불허하는 채널 측정 시스템을 AT&T와 NI가 설계하고 개발할 수 있었던 가장 중요한 요인은 NI mmWave 트랜시버 시스템과 랩뷰(LabVIEW) 시스템 설계 소프트웨어”이며, “PXIe 및 랩뷰 FPGA을 결합해, mmWave 요구사항을 충족시키면서 신속하게 5G를 배포하는 데 필요한 대역폭, 데이터 및 신호 처리 기능, 유연성을 확보할 수 있었다"고 말했다.