주파수 경로·건물 매질투과 실측… 6G 최적망 설계하는 SKT

경북·연세대와 심층 연구 진행
건물 소재별 투과 손실률 측정
시뮬레이터로 성능 모의테스트

6G 시뮬레이터 화면캡처. SKT 제공

SK텔레콤과 경북대학교 연구진이 6G 후보 주파수 대역의 경로 손실, 건물 매질 투과 특성, 인체 차단 손실 등 전파특성을 종합적으로 실측하고 있다. SKT 제공

SK텔레콤이 6G 시대에 글로벌 기술 우위를 선점하기 위한 심층 연구에 박차를 가하고 있다. AI(인공지능)와 함께 미래 기술혁신의 중요한 축을 이룰 6G 기술에서 확실한 초격차를 확보한다는 목표다.

SK텔레콤은 6G 주파수 특성을 고려한 최적의 망 구조를 설계하기 위해 학계와 함께 6G 후보 주파수 대역에 대한 실측과 시뮬레이션을 진행했다고 30일 밝혔다.

실측 및 시뮬레이션에 활용한 6G 후보 주파수 대역은 4㎓ 대역 일부와 7~15㎓ 대역 및 일부 고주파 대역이다. 지난해 11월 세계전파통신회의(WRC-23)에서 제시한 지역기구 및 국가별 6G 후보 주파수 대역에는 우리 정부가 제안한 4개 대역 중 △4.4~4.8㎓(일부) △7.125~8.4㎓(일부) △14.8~15.35㎓ 등 3개 대역이 최종 채택된 바 있다. SKT는 4년 뒤 세계전파통신회의(WRC-27)에서 6G 주파수가 확정되는 만큼 6G 후보 주파수 대역에 대한 구체적인 연구를 진행할 계획이다.

SKT는 경북대학교와 6G 후보 주파수 대역의 경로 손실, 건물 매질 투과 특성, 인체 차단 손실 등 전파특성을 종합적으로 실측했다. 양측은 이번 연구를 통해 기존 5G에서 정의한 이론적 계산치 대비 비가시경로(NLOS) 환경에서 6G 후보 주파수 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 3㎜ 두께의 유리 투과 시 2.7~21.6배(4.4~13.3㏈), 22㎝ 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 커뮤니케이션스 매거진'에 투고했다. 이번 연구성과는 ITU-R·3GPP 등 글로벌 표준화 단체에도 기고해 주파수 대역별 6G 커버리지 향상 기술의 필요성을 강조할 예정이다.

아울러 SKT는 연세대학교와 협력해 서비스 시나리오별 성능 분석 및 최적의 6G 망 설계를 위한 '6G 시뮬레이터'를 개발했다. 6G 시뮬레이터는 무선통신 환경에서 기지국과 주변 셀, 다중 사용자 등을 고려해 이동통신 시스템의 성능을 예측한다. 이동통신망에서의 데이터 업로드와 다운로드, 커버리지 등과 관련된 성능을 모의 테스트할 수 있다.

SKT와 연세대학교는 도심 혼잡지역·도심·시외 등 실생활과 밀접한 환경에서 6G 후보 주파수 대역을 활용할 때를 기준으로 최적의 망 구조를 파악했다. 세부적으로는 6G시대에 본격 활용될 것으로 예상되는 UAM·위성 통신과 상공망, RIS(재구성 가능한 지능형 표면), AI기반 기지국 성능 향상 기술이 적용된 6G 망에 대한 성능을 예측했다. SKT는 6G시뮬레이터 연구 결과를 'MWC 2024'에 전시하고, 올해부터 ITU-R에서 진행될 IMT-2030 기술 성능 요구사항에 기고할 계획이다.

류탁기 SK텔레콤 인프라기술담당은 "앞으로도 활발한 산학 공동 연구와 한 발 앞선 기술 개발을 통해 대한민국이 글로벌 6G 기술 생태계를 선도할 수 있도록 기여할 계획"이라고 밝혔다.

김나인기자 silkni@dt.co.kr