[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국과학기술원(KAIST)은 LG-KAIST 6G 연구센터가 이동통신용 6G 테라헤르츠(THz) 대역에서 세계 최초로 27 기가헤르츠(GHz) 대역폭의 광대역 빔포밍(빔 형성) 솔루션 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.
이동통신의 발달은 1세대를 거쳐 현재는 5세대에 있으며 전 세계적으로 2030년 상용화를 목표로 6G 이동통신 연구개발을 강화해 나가고 있다.
이에 국내에서는 LG전자와 삼성전자가 6G 기술 개발을 활발히 진행하고 있으며 특히 LG전자와 KAIST는 지난 2019년 1월 LG-KAIST 6G 연구센터를 개소하고 6G 이동통신의 핵심 주파수인 테라헤르츠 대역에서 6G 기술 선도를 위한 핵심 원천기술 개발을 위해 연구개발을 수행해왔다.
6G의 특성은 100GHz 이상 초고주파수 대역을 활용해 5G보다 50배 빠른 전송속도와 10배 빠른 반응속도를 보일 수 있다.
이를 위해 테라헤르츠 주파수를 활용한 광대역 무선 전송이 주요 전송 기술로 대두되고 있고 이 테라헤르츠 주파수 사용으로 인한 통신 거리 감소를 빔 방사 이득으로 해소하는 광대역 빔포밍 솔루션이 필요하다.
그동안 LG-KAIST 6G 연구센터는 이러한 제한점을 해결하기 위해 테라헤르츠 주파수 영역인 143~170 GHz에 이르는 27 GHz 대역폭에서 높은 신호 전달 손실의 기술 난제를 극복하고 이동통신에 효과적으로 활용할 수 있는 빔포밍 솔루션을 개발해 하드웨어 구현 테스트 시연을 완료했다.
현재 국내 5G 밀리미터파의 통신 사업자 할당 전체 대역폭은 26.5~28.9GHz에 이르는 2.4GHz 수준이다.
이를 감안할 때 이번에 개발한 광대역 빔포밍 솔루션의 지원 대역폭 27GHz는 5G(밀리미터파) 대비 11배가 넘는 확장된 대역폭을 단일 솔루션으로 지원하는 세계 최고 수준의 성능으로 평가된다.
연구과정을 보면 LG-KAIST 6G 연구센터는 테라헤르츠 주파수 신호의 저손실 신호 전달-분배 및 초광대역 지원 가변 위상 제어를 실현하는 원천기술 발굴과 관련 구현기술 확보를 단계적으로 추진했다.
이 과정에서 하드웨어 구현 검증 테스트를 통해 27GHz의 초광대역 지원 상황에서 전체 시스템 신호 전달 효율을 기존 기술 대비 4.2배 개선함과 동시에 20도의 유효 빔 폭 및 50도의 빔 조향 범위 확보를 통해 이동통신 활용 가능 수준의 빔 가변화 성능을 확인했다.
이번 연구에는 한국표준과학연구원(계측지원), 키사이트코리아(장비지원)와 함께 6G R&D 협력벨트를 구성하고 시제품을 제작해 검증하는 과정을 거쳤다.
LG-KAIST 6G 연구센터장인 KAIST 조동호 교수는 “6세대 이동통신 광대역 빔포밍 핵심 원천기술 확보 측면에서 LG-KAIST 6G 연구센터의 세계적 연구역량을 선보였다”고 말했다.
이어 LG전자 CTO부문 김병훈 미래기술센터장은 “지난 2019년 1월 LG-KAIST 6G연구센터를 설립한 이래 테라헤르츠 기술 포함 다수의 6G 핵심 원천기술 개발 성과를 도출한 것을 높이 평가한다”고 덧붙였다.