세계 최초 이동통신 기반 센싱 기술로
6G의 문을 열다

‘5G 이동통신 기반 통신-센싱 기술’이 상용화된다면, 어떤 영역에서 활용될 수 있을까요?

차세대 이동통신 시장은 2030년 기준으로 연평균 9.9억 달러에 달할 것으로 전망됩니다. 그 규모가 방대한 만큼 다양한 영역에 활용될 것입니다. 특히, 5G 통신의 넓은 주파수 대역을 활용해 1㎳ 이하의 지연율을 달성한 초저지연 통신 기술은 자율주행, 스마트 팩토리 등에 적용할 수 있습니다. 또한 인공지능을 적극적으로 도입해 실제 공간에서 초실감 미디어와 콘텐츠를 통해 현실과 가상의 경계를 지우는 메타버스, 디지털 트윈, AR 같은 분야가 발전할 것입니다. 이러한 공간의 한계를 뛰어넘은 초공간 통신 기술은 디지털 공간을 통한 사회 문제 예측 및 해결, 정교한 실감 콘텐츠(AR을 통한 실시간 원격 수술, 홀로그램 VR 콘서트, 애플사의 비전 프로 등)에 적용돼 사회, 경제, 환경적 효과를 높일 것으로 기대됩니다.

통신-센싱 기술이 전 세계적으로 주목받는 이유는 무엇인가요? 또 해당 분야에서 연구실이 어떤 경쟁력을 갖췄다고 판단하십니까?

차세대 통신에서는 무선전송을 최적화하기 위해 각 단말의 위치를 정확히 파악하는 것이 매우 중요합니다. 그뿐만 아니라, 테라헤르츠(㎔) 주파수 대역 및 넓은 배열 안테나를 사용함으로써 더욱 정확한 감지 능력과 물리적 환경에 대한 공간적 지식이 필요합니다. 따라서 레이더(Radar)와 같은 센싱 기술을 접목해 주변 환경 정보(위치, 움직임 등)를 감지하고, 이를 통신에 활용하는 통신-센싱 기술 연구가 필수적입니다.
무선시스템연구실은 2017년부터 5G/무인이동체 융합기술 연구센터(5G/UVRC)를 운영하며 슬램(SLAM)과 같은 통신-센싱 핵심 원천기술을 연구했고, 이로부터 도출된 연구 성과를 통신 분야 최고 수준의 저널에 게재해 우수성을 입증받았습니다. 또한 세계 최고 수준의 대학(미국 MIT, 스웨덴 샬머스 공과대학, 이탈리아 페라라 대학 등)과의 연구 협력으로 글로벌 네트워크를 형성하고 있습니다. 이외에도 NI사의 PXI 장비를 이용한 테스트베드를 구축해 이론적 분석뿐 아니라 실제 적용 가능성 또한 검증하고 있습니다.

통신-센싱 기술 연구와 관련해 현재 어떤 국가들이 앞서 나가고 있나요? 관련 기술 발전을 위해 우리 정부 및 국내 기관들이 어떤 노력을 기울이고 있는지도 말씀해 주세요.

차세대 통신-센싱 기술 연구는 난도가 매우 높아 현재 세계 유수의 대학과 기업에서 공동연구 그룹을 꾸려 연구를 수행하고 있습니다. 먼저 미국 국방성 산하 방위고등연구계획국(DARPA)의 주도하에 퀄컴, GATEH, UIUC 등의 대학과 기업 연구소가 6G 선행연구 그룹을 구성하고 6G를 비롯한 통신-센싱 연구를 진행하고 있습니다. 유럽연합에서도 오울루 대학, 알토 대학, VTT 기술연구소, 벨 연구소가 헥사(Hexa)-X를 설립해 연구에 매진하고 있습니다. 또한 정부와 화웨이를 중심으로 통신-센싱 연구를 진행 중인 중국은 엄청난 속도로 통신-센싱 기술 수준을 끌어올리고 있습니다.
우리나라도 가만히 보고만 있는 것은 아닙니다. 우리나라의 통신-센싱 기술은 크게 위성 항법 기술을 고도화하는 통신사업자 SKT, KT, LG U+와 3GPP 표준화 과정에 참여하는 삼성전자, LG전자, 한국전자통신연구원(ETRI)을 중심으로 연구되고 있습니다. 하지만 다른 선진국처럼 대학과 기업이 대규모 연구 그룹을 조성해 연구하고 있지는 않습니다. 세계 통신-센싱 연구를 선도하고 기술 선점을 하기 위해서는 우리나라도 하루빨리 이러한 통신-센싱 연구가 이루어져야 합니다. 우리 연구실도 이를 위해 미국 MIT와 협업해 통신-센싱 연구를 가속화하려는 노력을 기울이고 있습니다.

그 밖에 연구실의 성과 및 자랑거리를 말씀해 주세요.

우리 연구실은 차세대 통신 분야를 선도하기 위한 최적의 연구 환경을 구축하고 있습니다. 앞서 말씀드린 것처럼 미국 MIT, 스웨덴 샬머스 공과대학, 이탈리아 페라라 대학과의 전략적 협력을 통해 통신-센싱 분야의 다양한 협력 연구를 진행하고 있습니다. 그 결과로 얻은 연구 성과를 세계적 수준의 저널인 IEEE JSTSP, TWC 등에 게재해 그 우수성을 입증받았습니다.
또한 대만의 TMYTEK, 미국의 NI, 한국의 누비콤 등 다양한 산업 기관과의 전략적 협업을 통해 차세대 5G/6G 통신, 센싱 시스템 구현 및 검증을 위한 테스트베드를 구축했습니다. 우리 연구실의 테스트베드는 기저대역 신호처리 장치, 주파수 변환기, 밀리미터파 배열 안테나 등 실제 5G 밀리미터파 통신 구현을 위한 장비를 갖추고 있어 통신-센싱 기술의 성능을 체계적으로 평가하고 검증할 수 있습니다. 이에 따라 이론적 검증에서 마무리되는 타 연구에 비해 수준 높은 산학협력 연구 성과를 달성했으며, 이를 국제학회(ACM MobiSys) 및 국내 월드IT쇼에 전시해 우수성을 확인했습니다. 아울러 앞서 언급한 산업체들과의 적극적인 산학협력 네트워크를 형성하고 있습니다.

마지막으로 향후 연구실 운영 계획 및 목표를 말씀해 주세요.

연구실을 거쳐 간 연구원들이 차세대 통신을 이끌 글로벌 연구자로 성장하기를 바랍니다. 졸업한 연구원들이 관련 분야에서 활약하는 모습은 큰 기쁨입니다. 훌륭하게 성장한 연구실 제자 중 한 명이 최근 국립대 교수로 임용돼 우수한 연구, 교육 역량을 보여주고 있습니다. 다른 졸업생들도 국가연구소, 통신사, 대기업 연구원 등으로 취업해 차세대 통신 분야에서 활약하고 있죠. 앞으로도 국가의 통신 기술 경쟁력을 높이는 데 기여할 인재 양성에 힘쓰겠습니다.
이를 위해 독립적인 연구자로서 연구 역량을 고양하는 한편, 실제 산업체에서 필요로 하는 문제해결형 인재 육성을 목표로 나아가고 있습니다. 글로벌 연구 협력을 통해 채널 추정, 측위, 센싱 기술뿐 아니라 차세대 통신의 새로운 인프라(RIS, LEO 등) 구현을 위한 기술과 AI 기반 통신 기술 등을 개발할 계획입니다. 또한 테스트베드 구축을 통해 개발 기술에 대한 실험적인 검증을 수행하고, 차세대 통신 기술 도입에 필수적인 표준특허를 개발해 산업 발전에 이바지할 것입니다.