야구장이나 축구장처럼 사람들이 갑자기 많이 모이는 지역에서는 스마트폰 통화나 통신이 쉽지 않다. 국내 연구진이 이러한 불편함을 없애는 진보된 소형셀 기지국 SW 기술을 개발, 상용화를 앞두고 있다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 지난 2016년 LTE 소형셀 기지국 SW 개발에 이어 LTE-TDD 기술과 이중연결성이 지원되는 SW기술 개발에 성공했다고 밝혔다. 이러한 기술들은 향후 건물이나, 운동경기장, 가정 등에서 활용이 가능하고 기존 SW 기술이 업그레이드됨에 따라 향후 5G에서도 활용될 수 있는 핵심기술로 평가받고 있다.
연구진이 개발한 LTE-TDD 기술은 상향과 하향의 비율을 시간으로 나눠 사용이 가능한 기술이다. LTE에서는 7가지 방법으로 상·하향 링크 비율을 달리할 수 있다. 예컨대 한정된 데이터에 대해 상황에 맞게 상·하향 데이터속도 비율을 조절할 수 있는 셈이다.
또 이중연결성이 지원되는 SW 기술은 5G에서도 활용이 가능하다. 이는 LTE-A 프로 기술이라 불리는데 사용자가 두 개의 기지국을 동시 연결해 데이터를 송·수신한다. 5G에서는 4G와 5G 기지국을 동시 연결해 사용도 가능하다.
아울러 연구진은 추가적으로 기지국간 간섭을 제어해 셀의 가장자리에 해당되는 부분에서 사용자의 전송 속도를 높여주는 향상된 간섭제어(eICIC) 기능, eMBMS 기능도 개발했다. 또 소형셀 기지국 SW를 검증하는 시험환경 기술도 성공적으로 개발했다고 밝혔다.
ETRI가 개발한 LTE-FDD/TDD SW는 국내뿐만 아니라 수출이 가능한 모델로, 연구진은 4건을 기술이전 했다. 임시 LTE망을 구성할 수 있는 반경 수백 미터에서 수 킬로미터 거리에서 배낭형태 기지국으로 상용화도 가능할 전망이다.
연구진은 과거에는 소형셀의 가입자 수용이 8명 정도였는데 이를 8배 늘려 64명이 동시접속도 가능케 만들었다. 기존 방식에서는 FDD 방식만 사용이 가능했는데 이를 TDD 방식까지 넓혔다.
본 기술은 향후 사람이 많이 모이는 경기장, 백화점, 재난지역, 군통신 등 트래픽이 급증하는 곳에 적당하며 실내·외 건물 벽이나 전봇대, 통신안테나 등에 마치 무선랜 AP처럼 척척 붙이거나 배낭을 메고 다니면서 활용될 것으로 보인다. 연구진은 소형셀의 크기는 용도에 따라 실내용은 무선랜 AP 크기정도로 실외용은 신발박스 크기로 최소화했고 배낭으로 만들 경우 무게는 10kg 내외라고 설명했다.
이로써 셀간 경계의 통신음영 및 사각지대의 해소는 물론 기존에 사용하던 외산을 대체, 관련 기술의 자립화에도 도움이 될 전망이다. 실제 1만명을 수용하는 야구경기장의 경우, 소형셀 100개 정도를 붙이게 되면 기존 데이터 서비스 대비 50배 정도의 전송속도로 받을 수 있게 된다. 소형셀 1대의 가격은 대략 수 십에서 수 백만원 대로 예상된다.
ETRI 기술경제연구본부의 조사에 따르면 현재 통신시장에서 대형기지국(매크로)이 차지하는 비율이 약 80%에 달하고 있지만 5년 후면 소형셀 시장이 점점 커질 것으로 예상하고 있고 LTE-TDD 시장도 점차 증가하는 추세다.
현재 LTE 기반 소형셀 기지국 관련 SW는 대부분 수입에 의존하고 있어 가격 경쟁력 약화, 기술 차별화 미비, 제품출시가 늦어지는 등의 문제가 있었지만 ETRI가 기술 개발에 성공함으로써 이러한 문제점 해결이 가능케 됐다. 연구진이 세계적 수준의 기업들과 성과측면에서 어깨를 나란히 하자 글로벌 칩 제조사들과 협업을 위한 국제공동연구도 타진중이다.
ETRI 정현규 5G기가서비스연구부문장은 “본 기술로 LTE 소형셀 기술 독립을 원하는 업체의 기술경쟁력 강화와 5G 이동통신 스몰셀 시장을 선점하고자 하는 중소기업에게 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.
정보통신기술진흥센터(IITP) 이재학 이동통신 PM도 “소형셀 기지국 SW 기술이 국산화돼 중소기업의 효과적 활용이 예상되며, 이러한 기술력을 바탕으로 5G로 이어질 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
한편 이번 기술은 과학기술정보통신부와 IITP의 초연결 스마트 모바일 서비스를 위한 5G 이동통신 핵심기술 개발 과제의 일환으로 개발됐다. 연구진은 오는 26일부터 스페인 바르셀로나에서 개최되는 MWC 2018에 유캐스트와 함께 기술을 출품, 해외마케팅을 할 예정이다.
