(왼쪽부터) 연세대 차한 연구원, 제임스 키머리 NI 마케팅 디렉터, 채찬병 교수, 김수민 연구원

엔지니어 및 과학자들에게 세계에서 가장 까다로운 엔지니어링 문제를 해결할 수 있는 플랫폼 기반 솔루션을 제공하는 내쇼날인스트루먼트(ni.com/korea, 이하 NI)는 국내 연구진이 NI 솔루션을 활용하여 5세대(5G)/5세대 이후(B5G) 통신 시스템에 적용 가능한 ‘실시간 유연이중(Real-Time Flex-Duplex Radio)’ 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

연세대학교 김성륜 교수, 채찬병 교수 연구팀은 12월 4일부터 8일까지 싱가포르에서 열린 ‘국제전기전자공학회 글로브컴 2017(IEEE GLOBECOM 2017)’의 NI 부스에서 이 실시간 유연이중 기술을 선보였다.

5G/B5G에는 밀리미터파(28GHz, 37GHz 등) 대역 기술이 주로 활용될 예정이지만, 6GHz이하 스펙트럼도 여전히 중요하다. 연세대 연구팀은 6GHz 이하 스펙트럼에서도 기존 전파 상황을 센싱하여 사용되지 않는 대역을 파악하고, 상황에 따라 전이중(Full-Duplex Radio), 반이중(Half-Duplex Radio) 등 여러 듀플렉싱 기술을 유연하게 활용하는 주파수 자원 공유 기반 실시간 다중계층 유연이중 기술 개발에 성공했다.

시연을 위해 연구팀은 센싱된 채널 정보를 멀리 위치한 서버로 전송하여 확률지도를 생성하였고, 이 연산 결과를 다시 전시 시스템에서 전송 받아 유연이중 기술을 적용했다. 특히 이번 개발과 시연을 위해 채널 센싱에는 NI USRP-RIO를, 실제 송수신에는 NI PXI 기반 FlexRIO와 NI 5791 트랜시버를 사용했다.

이 실시간 유연이중 기술을 통해 연구팀은 기존 전이중 기술 대비 최대 두 배 빠른 네트워크 레벨 전송율을 달성했다. 즉, 현재 반이중 기반 LTE 시스템에 비해 추가 주파수 할당 없이 4배 속도를 달성한 것이다. 이로써 수조원에 달하는 주파수 경매 비용을 절감할 수 있으며, 5G/B5G에 한 걸음 더 다가갈 수 있게 되었다. 또한 여기에 다중안테나 기술을 접목하면 더 빠른 전송율을 달성할 수 있다. 이번 기술 개발로 한국이 차세대 이동통신 표준화를 주도하고 관련 기술을 앞서 상용화할 수 있는 토대가 마련되었다고 볼 수 있다.

채 교수 연구팀은 아시아 최초로 NI의 리드유저 프로그램에 참여하고 있으며, NI의 솔루션을 사용하여 2014년 실시간 전이중 기술, 2015년 LG전자와 함께 실시간 다중안테나 전이중 기술을 세계 최초로 시연한 바 있다. 또한 2016년에는 광대역 전이중 기술과 렌즈 기반 밀리미터파 기술을 선보였다. 한편, 지난주 글로브컴 학회에서 채 교수 연구팀은 국내 기업 센서뷰(대표: 김병남)와 함께 밀리미터파 대역을 위한 저손실 고이득 RF 렌즈 안테나 기술을 시연했다.