SK텔레콤은 6세대(6G) 이동통신 주파수 특성을 고려한 최적의 망 구조를 설계하기 위해 학계와 6G 후보 주파수 대역에 대한 실측, 시뮬레이션을 진행했다.
실측 및 시뮬레이션에 활용한 6G 후보 주파수 대역은 4㎓ 대역 일부와 7~15㎓ 대역 및 일부 고주파대역이다. 지난해 세계전파통신회의(WRC-23)에서 우리 정부가 제안한 △4.4~4.8㎓ △7.125~8.5㎓ △14.8~15.35㎓ 등 3개 대역이 6G 후보 주파수로 최종 채택됐다.
SKT는 경북대학교와 6G 후보 주파수 대역의 경로 손실, 건물 매질 투과 특성, 인체 차단 손실등 전파특성을 종합적으로 실측했다. 이번 연구를 통해 기존 5G에서 정의한 이론적 계산치 대비 비가시경로(NLOS) 환경에서의 6G 후보주파수 대역의 전파 성능이 높은 대역으로 갈수록 낮아진다는 사실을 확인했다.
유리·콘크리트·목재와 같은 건물 매질의 전파 투과손실을 측정하는 실험에서는 주파수가 증가할수록 투과 손실이 커지는 것을 확인했다. 특히 고주파대역에서 3mm 두께의 유리 투과 시 2.7~21.6배(4.4~13.3㏈), 22cm 두께의 콘크리트 벽 투과 시 1000~10만배(30~50㏈) 손실이 증가해 실외-실내(O2I) 커버리지가 감소하는 것을 확인했다.
양측은 인체에 의해 전파 경로가 차단될 때 신호 열화가 발생하는 것을 확인하는 등 6G 사용환경에 따른 신호품질도 검증했다. 인체에 의해 전파 경로가 방해될 경우 방해받지 않을 때에 비해 신호가 30~160배(14.8~22㏈) 감소했다.
SKT는 기존 6G 백서와 이번 연구 결과를 종합한 논문을 서울대·경북대와 공동 집필, SCI급 학술지인 ‘IEEE Communications Magazine’에 투고했다. 이번 연구 성과는 ITU-R·3GPP 등 글로벌 표준화 단체에도 기고해 주파수 대역별 6G 커버리지 향상 기술의 필요성을 강조할 예정이다.
또 SKT는 연세대학교와 함께 서비스 시나리오별 성능 분석 및 최적의 6G 망 설계를 위한 ‘6G 시뮬레이터’를 개발했다. 무선 통신 환경에서 기지국과 주변 셀(cell), 다중 사용자 등을 고려해 이동통신 시스템의 성능을 예측한다. 양측은 도심 혼잡지역과 시외 등 실생활과 밀접한 환경에서 6G 후보 주파수 대역을 활용할 때를 기준으로 최적의 망 구조를 파악했다.
특히 6G 시대에 본격 활용될 것으로 예상되는 도심항공교통(UAM)·위성통신과 상공망, RIS(재구성 가능한 지능형 표면), AI기반 기지국 성능 향상 기술이 적용된 6G 망에 대한 성능을 예측했다. SKT는 이번 연구를 통해서 서비스 시나리오별 6G 성능 분석을 통한 최적 망 구조 설계 연구를 지속 수행할 예정이다.
SKT는 ‘6G시뮬레이터’ 연구 결과를 MWC 2024에 전시하고, 올해부터 ITU-R에서 진행될 IMT-2030 기술 성능 요구사항에 기고할 예정이다. 4년 뒤 WRC-27에서 6G 주파수가 확정되는 만큼, 6G 후보 주파수 대역에 대한 구체적 연구를 본격화한다.
류탁기 SK텔레콤 인프라기술담당은 “이번 연구를 통해 6G 후보 주파수 대역에 대한 조기 검토 및 최적의 망 설계 중요성을 확인했다”며, “앞으로도 활발한 산학 공동 연구와 한 발 앞선 기술 개발을 통해 글로벌 6G 기술 생태계를 선도할 계획”이라고 밝혔다.
박준호 기자 junho@etnews.com
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