구석구석 닿는 5G…ETRI, 5G SA 스몰셀 SW 개발 성공

[아이뉴스24 김문기 기자] 국내 연구진이 소형 기지국에서 LTE 도움 없이도 5G를 구현할 수 있는 기술을 개발했다. 

한국전자통신연구원(ETRI)은 25일 5G SA 스몰셀(Small Cell)’ 소프트웨어(SW) 기술을 개발했다고 발표했다.

이 기술을 활용하면 건물 내부, 인구 밀집 지역, 음영 지역 등에서 5G 기술만으로 접속이 가능하다. 트래픽을 분산하며 체감 통신 속도를 높이고 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 

5G 서비스는 4G망과 5G망을 같이 쓰는 비단독모드(NSA)와 5G망만을 쓰는 단독모드(SA)로 구분된다. 

기술 개발 속도와 국가·통신사업자별 투자 계획 사정을 반영하여 5G 표준이 나뉘어 제정되었기 때문이다.

5G 상용화 이후 그간 비단독모드로 서비스가 이뤄졌으나 최근 단독모드 서비스도 시작되고 있다. 

이에 매크로 기지국과 동일한 기능을 제공하면서 전송 용량과 서비스 영역을 저렴한 비용으로 늘릴 수 있는 스몰셀을 단독모드로 구현할 기술이 필요했다.

ETRI는 5G 단독모드 스몰셀을 위한 통신 소프트웨어를 개발하고, 이를 퀄컴의 FSM100 5G RAN 플랫폼에 올려서 5G 스몰셀 단독모드 기지국을 구축했다. 이를 통해 만들어진 시제품과 단독모드 기능을 탑재한 상용 단말 스마트폰 간 통신을 하면서 기능을 검증했다. 

연구진은 AR글래스를 이용한 교육 서비스, 재난안전문자, VoNR 등을 시연하였다. 5G를 이용해 대용량 콘텐츠를 주고받고 LTE 기반 기술보다 정교하게 위치, 방향을 구분해 서비스를 제공할 수 있음을 선보인 것이다.

ETRI가 개발한 스몰셀 SW는 5G에 할당된 주파수 중 3.5GHz 중대역을 사용하며 현재 개발된 최신 기지국용 칩셋과 주어진 하드웨어 환경에 최적화를 이뤘다. 

실제로 시연에서는 5G 상용 단말 32대를 동시에 접속하면서 이론상 낼 수 있는 최대 성능을 선보였다. 

연구진은 수년간 기가급 고속 데이터 처리, 다양한 프레임 구조를 지원하는 5G 스몰셀 스케줄링 기술, 빔 관리 알고리즘 등 관련 노하우를 축적하면서 본 성과를 낼 수 있었다고 밝혔다.

ETRI 김일규 이동통신연구본부장은 “작년 밀리미터파(mmWave) NSA 스몰셀 SW 개발에 이어 5G SA 스몰셀 기지국 SW 기술 확보로 다양한 5G 스몰셀 제품을 국산화할 원천기술 확보에 성공했다.”고 말했다. 

실제로 연구진은 작년에 개발한 28GHz 대역에서 동작하는 NSA 스몰셀 기술도 기존 전송속도가 550Mbps였던 것을 1Gbps 이상 낼 수 있게 고도화했다. 

퀄컴 제랄도 지아레타 제품관리담당 시니어 디렉터는 “ETRI 5G 단독모드(SA) 스몰셀 SW의 성공적인 개발에 퀄컴이 함께 하게 되어 기쁘다. 앞으로도 ETRI와 차세대 5G 스몰셀 기술 개발을 이끌고 5G의 전 세계 획산을 앞당길 것이다”고 밝혔다.

IITP 최성호 PM은 “스몰셀 중소기업 제품들을 경쟁력 있게 상용화하고 5G 인프라를 구축하거나 5G 특화망 등 다양한 서비스를 활용하는 데도 많은 도움이 될 것으로 예측된다.”고 말했다.

향후 연구진은 5G 단계별 표준에 따라 차세대 규격에 맞게 기술을 고도화하는 한편, 스몰셀의 기능 분할, 셀 배치, 동적인 무선자원관리 알고리즘, 자가구성네크워크(Self-Organiznig Network), 다중연결기술 등 성능 개선을 위한 5G 핵심 기술 후속 연구를 진행할 예정이다.

ETRI는 본 기술 개발을 통해 국내·외 특허 60건, 국제 표준 기고 10건을 출원하였다. 

또한, 지난해 개발한 28GHz NSA 스몰셀 SW 기술을 두 기업에 기술을 이전하였고 이번에 개발한 3.5GHz SA 스몰셀 SW 기술도 기술이전 작업을 진행하고 있다.

본 성과는 2018년부터 과학기술정보통신부와 정보통신기술진흥센터(IITP)의 지원으로 진행된 “5G NR기반 지능형 오픈 스몰셀 기술 개발”과제의 일환으로 얻을 수 있었다.