삼성전자, 5G 핵심기술 FD-MIMO 첫 시연

NIWEEK2015 컨퍼런스서 공개

[오스틴(미국)=손경호 기자] 4일(현지시간) 미국 텍사스 오스틴에서 개최된 내쇼날인스트루먼트(NI)의 연례행사인 'NIWEEK2015' 현장. 삼성전자 미국 법인 삼성 리서치아메리카가 5G 이동통신을 구현하는데 필요한 핵심기술 중 하나인 'FD-MIMO(Full Dimension Multiple Input Multiple Output )'를 실시간 시연해 눈길을 끌었다. 그동안 제한된 환경에서 이론적으로만 연구되던 기술을 직접 구현할 수 있다는 점이 확인됐다는 평가다.

이번에 공개된 삼성전자 FD-MIMO는 기존 LTE 통신 대비 주파수 효율성(spectral efficiency)이 3~5배 가량 개선됐다. 이날 발표를 맡은 파루크 칸 삼성 리서치아메리카 연구소장은 "세계최초 실시간으로 FD-MIMO를 시연한 것"이라며 "32개 안테나가 탑재된 기지국과 여러 스마트폰을 연결해 최대 400Mbps 이상의 높은 쓰루풋을 낼 수 있다"고 강조했다.

미국 달라스에 위치한 삼성 리서치 아메리카가 5G 관련 핵심기술 중 하나인 FD-MIMO에 대한 실시간 시연에 성공했다. 기존 LTE 통신의 주파수 효율성을 3배~5배까지 높일 수 있다는 설명이다.

삼성 리서치아메리카는 3.5GHz 주파수 대역에서 20MHz LTE 신호를 FD-MIMO에 실어 스마트폰과 같은 단말기에 전송할 수 있다는 이론을 테스트를 통해 증명했다. 이 방식을 적용하면 주파수 효율성이 20bps/Hz에 달한다는 설명이다.

시연에서는 32개 안테나를 탑재한 기지국에서 스마트폰이 데이터를 송수신 받는 것과 같은 역할을 하는 노트북 4대에 각각 11Mbps~29Mbps의 속도로 데이터를 전송하는 모습이 공개됐다.

실시간 시연을 위해 삼성 리서치아메리카는 NI 제품 중 USRP RIO와 지난해 말 출시된 통신 전용 그래픽기반 설계툴인 랩뷰 커뮤니케이션(LabVIEW communications)을 활용했다. 이를 통해 노트북을 스마트폰과 같은 단말기와 같은 테스트 환경을 보다 빠른 시간 안에 구축할 수 있었다는 설명이다.

NI가 제공하는 USRP RIO, LabVIEW communiations를 통해 구성한 FD-MIMO 테스트용 단말기에서 실제로 11.45Mbps 속도로 데이터가 전송되는 모습을 확인할 수 있다.

사전에 삼성 리서치아메리카 내부에서 진행된 자체 테스트에서는 3.5GHz 대역에서 20MHz LTE 신호를 FD-MIMO 기술을 활용해 12개 단말기에 동시에 전송하면서 400Mbps 이상 통신속도를 내는데 성공했다.

기존에 LTE 통신에 사용되는 기지국 안테나는 전파를 방사형으로 보내는 탓에 데이터를 송수신하는 과정에서 손실률이 컸다. FD-MIMO는 여러 개 안테나를 사용해 목표로 한 단말기들에게 일종의 전파로 이뤄진 빔을 쏘는 방식으로 효율성을 개선한 '빔포밍(beamforming)' 기술을 더욱 진전시킨 것이다. 사방으로 전달됐던 신호를 상하좌우로까지 방향을 조절해 스마트폰과 같은 단말기가 위치한 곳에 보다 정확히 전달할 수 있게 하는 점을 이론이 아니라 실제 테스트를 통해 구현했다는 점에서 의미가 크다.

이와함께 연구가 이뤄지고 있는 5G 관련 핵심기술로는 기존에 사용하지 않던 28GHz 이상 고주파수 대역을 사용해 5G 통신 기술을 구현하는 '밀리미터웨이브(milimeter wave), 100개 이상 안테나를 사용해 통신속도를 높이는 '매시브마이모(massive MIMO)' 기술 등이 있다.

지난해 5월 삼성 리서치 아메리카가 공개한 FD-MIMO 기술 개념도.