SKT, 경북대·서울대·연세대와 6G 후보 주파수 연구

4㎓·7~15㎓ 등 일부 대역 연구…전파특성·망 성능 등
4년 뒤 6G 주파수 확정에 영향…글로벌 표준화 주도

SK텔레콤과 경북대학교 연구진이 6G 후보 주파수 대역의 경로 손실, 건물 매질 투과 특성, 인체 차단 손실 등 전파특성을 종합적으로 실측하는 모습. /사진=SK텔레콤

SK텔레콤 은 6G 주파수 특성을 고려한 망 구조를 설계하기 위해서 경북대·서울대·연세대와 6G 후보 주파수 대역에 대한 실측 및 시뮬레이션 연구를 진행했다고 30일 밝혔다. 4년 뒤 열리는 세계전파통신회의(WRC-27)에서 6G 주파수가 확정되는 만큼, 6G 후보 주파수 대역에 대한 구체적인 기술과 정보를 얻기 위함이다.

실측 및 시뮬레이션에 활용한 6G 후보 주파수 대역은 4GHz 대역 일부와 7~15GHz 대역 및 일부 고주파대역이다. 지난해 11월 세계전파통신회의(WRC-23)에서 제시한 지역기구 및 국가별 6G 후보 주파수 대역을 기반으로 한다. 여기에는 우리 정부가 제안한 4개 대역 중 최종 채택된 3개 대역(△4.4~4.8GHz △7.125~8.5GHz △14.8~15.35GHz)이 포함됐다.

4GHz에서 10GHz 사이 대역은 SK텔레콤이 지난해 8월 국내 사업자 최초로 발간한 6G 백서에서 6G 후보 주파수로 제시한 대역이기도 하다. 해당 구간은 커버리지 구축과 기지국 용량 확보가 고주파대역 대비 유리하고 6G 상용화 초기 단계부터 서비스를 제공할 수 있어 주목받고 있다.

SK텔레콤은 최근 산학 공동 연구를 통해 6G 후보 주파수 대역에서 건물 구조·사람의 위치가 통신에 미치는 영향을 상황별 실측 데이터로 확보했고, 6G망 구조를 직관적이고 효율적으로 설계하는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 기반 시뮬레이터를 개발했다.

6G 고주파일수록 벽 투과 손실 커…경북대·서울대와 실측

SK텔레콤과 경북대·서울대는 6G 후보 주파수 대역의 경로 손실(path loss)·건물 매질 투과 특성·인체 차단 손실 등 전파 특성을 종합적으로 실측했다. 이번 연구를 통해 6G 후보주파수 대역의 전파 성능이 높은 대역으로 갈수록 낮아진다는 사실을 확인했다.

아울러 주파수가 증가할수록 유리·콘크리트·목재 등을 통과할 때 발생하는 투과 손실도 커졌다. 특히 고주파대역에서 3㎜ 두께의 유리를 투과할 때 2.7~21.6배, 22㎝ 두께의 콘크리트 벽을 투과할 때 1000~10만배 손실이 증가해 실외-실내 커버리지가 감소하는 것을 확인했다. 인체에 의해 전파 경로가 차단될 때는 신호가 30~160배 감소했다.

SK텔레콤은 기존 6G 백서와 이번 연구 결과를 종합한 논문을 서울대·경북대와 공동 집필해 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.

도시·시외 6G 다운로드 성능은?…연세대와 연구결과는 2월 말 MWC에서 공개

SK텔레콤 6G 연구개발 개요. /자료=SK텔레콤

SK텔레콤과 연세대는 서비스 시나리오별 성능 분석 및 최적의 6G망 설계를 위한 '6G 시뮬레이터'를 개발했다. 6G 시뮬레이터는 무선 통신 환경에서 기지국과 주변 셀(cell), 다중 사용자 등을 고려해 이동통신 시스템의 성능을 예측한다. 6G 환경에서 데이터 업로드와 다운로드, 커버리지 등과 관련된 성능을 모의 테스트 할 수 있다.

이번 연구에서는 6G 시대에 본격적으로 활용될 전망인 UAM(도심항공교통)·위성통신 및 상공망(Aerial Network)·RIS(재구성 가능한 지능형 표면)·AI(인공지능) 기반 기지국 성능 향상 기술 등이 적용된 6G망에 대한 성능을 예측했다. 연구 결과 도심 혼잡지역·도심·시외 등 실생활과 밀접한 환경에서 최적의 망 구조를 파악했다.

연구 결과는 오는 2월 말 스페인 바르셀로나에서 열릴 MWC 2024에 전시된다. 연구결과는 올해부터 ITU-R에서 진행될 IMT-2030 기술 성능 요구사항에도 기고할 계획이다.

SK텔레콤은 6G 글로벌 표준화와 기술 생태계 구축을 주도하기 위해 노력하고 있다. 이를 위해 지난해 11월 개최된 '6G 브루클린 서밋', '텔레콤 월드 아시아'에서 'AI 기반 6G 네트워크 진화를 포함한 6G 핵심기술 및 요구사항' 및 '6G를 위한 킬러서비스 및 저주파 광대역 주파수 확보' 등의 기조 연설을 맡았다. 아울러 지난해 12월 3GPP 기술 총회에서는 6G 타임라인 및 방향성에 대한 기고를 통해 글로벌 6G 표준 수립 과정을 선도한 바 있다.

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 한발 앞선 기술 개발을 통해 대한민국이 글로벌 6G 기술 생태계를 선도할 수 있도록 기여할 계획"이라고 전했다.