6G(6세대 이동통신)를 ‘차세대 이동통신’ 또는 ‘꿈의 통신’이라 부른다. 5G보다 빠르고 지연은 덜해서다. 6G속도는 이론상 1000기가비트로 5G(20기가비트)보다 50배 빠르다. 사용자가 인터넷 서버와 데이터를 주고받는 데 걸리는 시간도 1000마이크로초(1만분의 1초)에 불과하다. 20GB 영화를 0.16초만에 다운 받을 수 있는 속도다.

이르면 오는 2029년 상용화가 예상되는 6G 시장을 주도하기 위한 기술 경쟁이 치열하다. 국내에선 삼성전자와 LG전자가 ‘글로벌 표준 달성’을 목표로 연구에 매진하고 있다. 기자는 22일 일산 킨텍스에서 열린 ‘대한민국 과학기술대전’에서 LG전자 6G 무선송수신 연구 성과를 보고 왔다.

LG전자는 이날 독일 프라운호퍼 연구소와 공동 개발한 전력 증폭기 소자를 공개했다. LG전자는 지난 8월 독일 베를린에서 이 증폭기로 6G 테라헤르츠(THz) 대역 실외 100m 무선 데이터 송수신에 성공한 바 있다. 6G 테라헤르츠와 같은 초광대역은 주파수 도달거리가 짧고, 안테나 송수신 과정에서 전력 손실이 심해 이를 해결하기 위한 전력 증폭기 개발이 가장 큰 걸림돌로 꼽혀왔다.

주파수를 끌어올리면 대역폭을 크게 확보해 지연 전송 등에 유리해지지만 전파도달거리가 짧아진다. 정재훈 LG전자 CTO부문 ICT기술센터 C&M표준연구소 연구위원은 “주파수를 올리면 커버리지(전파도달거리)가 줄어드는 단점이 있다”며 “이런 단점을 극복하는 솔루션을 개발하는 게 중요하며 통신거리를 확보하는데 고출력 증폭기가 굉장히 중요한 기술”이라고 설명했다.

LG전자는 이날 단일 주파수 대역으로 송신과 수신을 동시에 할 수 있는 풀-듀플렉스(FDR) 기술도 선보였다. 4G LTE까진 송신과 수신을 담당하는 주파수를 구분해 썼다. 5G로 넘어와선 두 주파수를 하나로 합친 다음 송수신 시간 단위로 구분했다. 그러나 실제 쓰임에선 효율이 떨어졌다.

LG전자는 6G 풀-듀플렉스 분야에서 기존 대비 2배 주파수 전송 효율을 달성한 바 있다. 같은 주파수로 송신과 수신이 동시에 일어나다보면 자기간섭이나 에코(송신부 신호가 수신부 안테나로 흘러들어오는 현상)이 발생한다. LG전자는 내부 간섭을 최소화하는 솔루션을 개발, 하드웨어로 구현했다. 기술 검증도 마쳤다. 실제로 솔루션을 적용하자 60dB(10의 60제곱·100만분의 1)정도 간섭이 줄어들었다. 디지털 프로세싱을 거치면 약 110dB까지도 줄일 수 있다.

정 연구위원은 “간섭을 거의 없는 것처럼 만들어서 기존 통신에 수신대비 잡음비율(SNR)을 그대로 보존하면서 주파수는 두 배로 활용하게 하는 기술”이라고 설명했다.

이밖에 채널 변화와 수신기 위치에 따라 빔 방향을 변환하는 ‘가변 빔포밍’ 기술도 볼 수 있었다. 빔포밍이란 빔을 자유자재로 전환해서 이동하는 물체를 조준해서 신호에너지를 모아주는 걸 말한다. 빔 각도에 따라 수신여부가 달라진다. 

정 연구원은 향후 6G 상용화에 대해선 “6G가 국가 기술 패권 경쟁 키워드로 떠올랐지만 단계가 있다”라며 “6G 기반 원천기술 (개발이) 선행돼야 하고 2025년이 되면 글로벌 표준이 시작돼서 3,4년 지나면 상용화할 것”이라고 전망했다. 

그는 이어 “보통 기술을 만든다고 하면 상용화까지 짧게는 8,9년, 길게는 10년 정도 걸린다. 그래서 10년 주기 세대교체라고도 한다”고 덧붙였다.

송금종 기자 song@kukinews.com