국내 연구진이 사용자의 서비스 체감 품질을 보장하면서 최대 4Gbps를 제공하는 5G 스몰셀 기지국 SW 개발에 성공했다.
5G 스몰셀로 이 같은 성능은 세계 최고 수준으로 스마트 제조, 스마트 공장, 국방망 등 5G 특화망에서 높은 서비스 품질을 요구하는 통신망에 널리 활용될 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 사용자의 서비스 품질보장(QoS) 기술, 이중연결성(Dual Connectivity) 기술을 활용해 다운로드 속도 4Gbps를 지원하는 5G 스몰셀 기지국 SW를 개발했다고 밝혔다.
이번 연구에는 유캐스트, 퀄컴, 콘텔라, 한화시스템, SK텔레콤 등이 공동연구기관으로 참여했다.
본 기술이 상용화되면, 통신이 원활하지 않은 밀집된 환경에서도 손바닥만 한 크기의 스몰셀로 100명이 동시에 40Mbps의 속도로 안정적인 통신을 이용할 수 있다.
기존 이동통신 기지국이 넓은 지역을 커버하는 반면, 스몰셀은 좁은 범위에서 고속·고품질의 데이터 서비스를 제공하는 특성을 가진다.
이를 통해 실내 환경에서 끊임없는 초고속 통신이 가능해질 것으로 기대된다.
연구진은 특히, 이번에 개발한 서비스 품질보장 기술 덕분에 다수의 사용자가 동시에 서비스를 이용하더라도 영상통화, 실시간 스트리밍, 로봇 원격 제어 등 특수 서비스의 품질을 안정적으로 유지할 수 있다고 설명했다.
ETRI는 이번 연구에서 5G 밀리미터파(mmWave) 스몰셀을 활용한 이중연결성 기술을 적용했다.
이를 통해 5G 특화망에서 데이터 전송 속도를 더욱 향상시키는 것은 물론, 네트워크 안정성도 높일 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 단순한 데이터 속도 향상을 넘어, 다양한 산업과 서비스에 적용할 수 있도록 설계한 점도 이번 연구의 특징이다.
연구진은 이번 성과가 5G 단독망(Standalone, SA) 서비스의 활용도를 높이는 데 기여할 것이라고 강조했다.
ETRI는 이번 연구에서 서비스 품질보장 기술 외에도 ▲이중연결성 기술 고도화 ▲Sub-6GHz 대역에서의 4x4 다중입출력(MIMO) 지원 ▲스몰셀 네트워크 자동 치유 기술 ▲사용자 위치 기반 에너지 절감 기술 등 성과도 선보였다.
연구진은 본 기술 개발을 통해 일상에서 활용 가능한 우수한 기술을 외산에 비해 저렴한 비용으로 국내 기업에 제공해 기업의 경쟁력을 높이는 것이 주된 목표라고 밝혔다.
특히, ETRI는 5G 스몰셀 모뎀 기술을 보유한 퀄컴과 국제 공동연구를 통해, 상용 환경에서도 활용할 수 있는 스몰셀 통신 SW를 독자적으로 개발했다.
지난해 12월에는 국내・외에서 시판 중인 5G 단말과의 상호 호환성 검증을 완료해 즉시 상용화가 가능한 상태다.
기술이전을 받은 기업들은 이 기술을 활용해 새로운 비즈니스 모델을 빠르게 창출할 수 있으며, 기존 외산 장비 대비 저렴한 비용으로 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 예상된다.
또한, 이 기술은 퀄컴 모뎀뿐만 아니라 다양한 종류의 5G 모뎀과도 호환성을 검증받았다.
ETRI 백용순 입체통신연구소장은 “5G 스몰셀 소프트웨어의 기술개발로 이동통신 기술의 국내 산업 경쟁력이 강화되었다. 본 기술은 원천 기술 특징을 갖고 있어서 미래의 이동통신 기술인 6G, 오픈랜 등에서 다양하게 활용할 수 있는 것으로 보인다”고 밝혔다.
ETRI 나지현 지능형스몰셀연구실장은 “5G 스몰셀 소프트웨어 기술 고도화로 사용자 서비스 품질 맞춤형 서비스를 할 수 있게 됐으며, 이중연결성 기술이 제공됨에 따라 더 높은 데이터 전송 속도 제공이 용이해졌다. 본 기술을 5G 특화망에서 활용하는 경우 다양한 서비스 사례를 만들 수 있다”고 말했다.
ETRI는 본 기술로 향후 ▲서비스 품질보장이 필요한 영상통화 ▲고화질 품질을 보장하는 모바일 방송 송출 ▲고화질 CCTV 서비스 ▲로봇 제어 메시지의 스마트공장 등에 널리 활용될 수 있다고 설명했다.
ETRI의 이번 성과는 국내외에서 높은 평가를 받고 있다.
2024년에는 ETRI 대표성과 10선 산업육성 분야 최우수 과제로 선정됐으며, 2023년에는 국가우수성과 100선에도 이름을 올렸다.
뿐만 아니라, 지난해 6월 영국 런던에서 열린 ‘스몰셀 월드 서밋(SCF) 어워드 2023’에서 우수 SW로 선정되며 국제적으로도 기술력을 인정받았다.
연구진은 본 기술개발을 통해 SCI 논문 11건, 국내·외 특허 출원 103건, 등록 9건, 국제 표준 17건, 기술이전 10건의 성과를 냈다.
현재 기술이전을 받은 국내 기업들은 3.4GHz 대역(n78)뿐만 아니라, 국내 5G 특화망 주파수 대역인 4.7GHz 대역(n79) 스몰셀 제품을 출시하며 상용화를 진행 중이다.
국내에서는 5G 스마트 제조, 국방망 등 5G 특화망 시장에 적용되고 있으며, 해외에서는 남미, 일본 등으로 사업을 확장하고 있다.
한편, 이번 연구는 2018년부터 과학기술정보통신부와 정보통신기술진흥센터(IITP)의 지원으로 진행된 “5G NR기반 지능형 오픈 스몰셀 기술 개발”과제의 일환으로 얻을 수 있었다.