[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 고려대학교와 미국 프린스턴대 공동 연구진이 6G 시대 핵심 인프라인 저궤도 위성통신의 고질적인 상향링크 성능 제한 문제를 해결했다.

19일 고려대는 전기전자공학부 신원재 교수 연구팀이 '3차원 레인보우 빔포밍(3D Rainbow Beamforming)' 기술을 개발해 기존 방식 대비 통신 전송률을 최대 2.8배 높였다고 밝혔다.

저궤도 위성통신은 통신 사각지대를 해소할 차세대 인프라로 주목받고 있으나, 전파 손실과 하드웨어 제약으로 인해 효율적인 통신 설계가 필수적이다. 특히 기존의 '빔 호핑(Beam Hopping)' 기술은 다수 사용자 수용과 지연 시간에 한계가 있어, 상향링크 성능을 확보하는 것이 주요 과제로 지목됐다.

이를 극복하고자 연구진은  저궤도 위성통신에서 성능 저하 요인으로 여겨졌던 '빔 스퀸트' 효과를 활용하는 '3차원 레인보우 빔포밍' 기술을 개발했다. 이는 주파수에 따라 서로 다른 방향으로 빔이 형성되는 특성을 이용해 각 주파수 성분을 서로 다른 방향으로 분산시킨다. 이에 따라 서비스 지역 전체를 대상으로 동시에 끊기지 않는 통신을 제공할 수 있다.

연구진이 3차원 위성 환경을 반영한 시뮬레이션을 수행한 결과, 상향링크 전송률이 기존 방식 대비 최대 2.8배 향상됐다. 이를 통해 기존 방식 대비 더 많은 사용자를 동시에 수용하며 성능 또한 높일 수 있었다.

신 교수는 "기존에 반드시 보상해야 할 문제로 인식되던 빔 스퀸트 현상을 새로운 자원으로 활용했다는 점에서 큰 의미가 있다"며 "향후 위성-단말 직접 통신 분야에서의 기여가 기대된다"고 밝혔다.
 
이번 연구는 삼성미래기술육성재단 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 전기·전자공학 및 정보통신 분야 국제 학술지인 'IEEE 무선 통신 트랜잭션(Transactions on Wireless Communications)' 온라인에 지난달 게재됐다.


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