LGU+, '6G 주파수 커버리지 확장' 기술 개발…"음영지역 최소화"(종합)

[서울=뉴시스] 심지혜 기자 = 그림자가 생기는 지역을 없애 주듯 6G 이동통신 서비스의 음영지역 해소를 돕는 기술이 개발됐다.

LG유플러스는 24일 간담회를 열고 상용 환경에서 실증에 성공한 '주파수 커버리지 확장 기술'을 시연했다. 기술 개발은 홍원빈 포항공과대 교수 연구팀과 공동으로 진행했다.

선보인 기술은 6G 후보 주파수 테라헤르츠(㎔) 대역에 적용한 '재구성 가능한 지능형 표면(RIS, Reconfigurable Intelligent Surface)'이다. 이는 ㎔ 전파 손실을 줄여 도달거리를 확장하는 데 도움을 준다. ㎔ 대역은 가용 대역폭이 넓어 초고속·대용량 데이터 서비스에 적합한 전송 속도를 낼 수 있는 반면 파장이 매우 짧아 전파 손실율이 크다.

조제훈 LG유플러스 네트워크부문 액세스선행기술팀장은 "전파가 도달하는 거리에 장애물이 있거나 실외 기지국에서 실내로 들어오는 상황에서 손실이 발생한다"며 "전파 손실은 통신 품질 저하로 이어진다"고 설명했다.

LG유플러스는 이같은 문제 해결을 위해 ㎔ 대역의 전파를 인위적인 방향으로 반사·흡수·투과할 수 있는 신개념 전파 표면을 개발했다.

홍 교수는 "자연계에서 전파는 매질을 만나면 반사·회절·굴절·간섭 등의 특성을 지니는데, 이 게 음영지역을 야기하는 원인이 된다"며 "그동안 전파 특성을 인위적으로 통제할 수가 없었는데 이번이 첫 사례"라고 설명했다.

새롭게 개발한 3종의 전파표면은 주파수를 반사, 투과, 흡수한다. 기존에는 투과율을 높이는 데 집중했다면 이번에는 반사·흡수까지 조정이 가능해 진일보한 것으로 평가된다. 이날 시연한 RIS 전파표면은 세라믹으로 제작됐다.

우선 반사 타입은 전파의 경로를 다른 방향으로 새롭게 형성하는 게 골자다. 기본적으로 입사각과 반사각이 같은데 이번 RIS를 이용하면 이를 다르게 조절할 수 있다. 전파가 도달할 수 없는 지역에 전파를 전달, 도달거리를 넓히는 것이다.

홍 교수는 "RIS를 적용하면 그렇지 않았을 때보다 반사로 도달한 전파 세기가 100배 강했다"고 말했다.

투과 타입은 전파의 경로 중 유리를 투과할 때 발생하는 반사 손실을 감쇄해 전파가 도달할 수 있도록 지원한다. 기존의 경우 추가 중계기 등을 설치해야 했는데 이는 창문 표면 한 부분에 부착하면 돼 주변 경관에 방해가 되지 않으면서 자연스럽게 배치할 수 있다는 장점이 있다.

흡수 타입은 전자파의 에너지를 열에너지로 변환해 소실시켜 보안 시설 등에 전파가 도달하지 못하도록 막는다. 대개 금속을 사용해 전파를 차단한다. 엘리베이터에서 전화가 잘 터지지 않는 이유다. 문제는 철판이 난반사가 심하다는 데 있다.

홍 교수는 "세라믹을 기반으로 한 이번 RIS 이용하면 금속판보다 신호 유입이 더 낮다는 것을 확인했다"며 "주파수를 선별할 수도 있어 LTE나 와이파이는 투과시키고 특정 대역만 흡수할 수도 있다"고 강조했다.

LG유플러스는 RIS를 통해 ㎔ 대역을 활용하는 6G 무선 통신 인프라 구축 비용 절감은 물론 기존 5G 통신 대역과 다양한 6G 후보 주파수의 통신 품질 향상이 가능할 것으로 내다봤다.

다만 RIS 기술이 상용화 시점은 예단하지 못했다. 6G 상용화 시기는 2028~2030년으로 예상되고 있다.

무엇보다 ㎔보다 대역대가 낮은 28기가헤르츠(㎓) 조차도 전파 특성을 극복하지 못하고 상용화에 실패한 상황이라 기술 개발을 우선한 배경에 관심이 모아진다. 또 6G 이용 주파수 대역은 어퍼 미드 밴드(7~24㎓)도 유력하게 검토되고 있다.

홍 교수는 "전파 특성이 다르지만 어퍼 미드 밴드에서도 RIS를 충분히 적용할 수 있다"면서도 "㎔, 5G, LTE, 와이파이 간 전파 특성이 달라 구현 방법에는 차이가 있다"고 설명했다.

그러나 "아직 시제품 단계라 이 기술만 갖고 28㎓ 커버리지를 모두 해결할 수 있다고 보긴 어렵다"고 덧붙였다.

조 팀장은 "6G에 사용될 다양한 주파수 대역의 전파 특성을 보완해 주는 기술을 개발했다는 데 의의가 있다"고 말했다.


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