ETRI, 5G 단독모드 스몰셀 SW 개발…3.5GHz 대역 사용

다운속도 800Mbps·상향속도 75Mbps…퀄컴 플랫폼에 탑재

한국전자통신연구원(ETRI)은 5G 단독모드(SA) 스몰셀 소프트웨어 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

5G 상용화 이후 그간 비단독모드(NSA)로 서비스가 이뤄졌으나 최근 단독모드 서비스도 시작되고 있다. 세계이동통신공급자협회(GSA)가 38개국 68개 사업자 조사 결과, 5개 국가·지역 7개 통신사가 서비스를 개시한 것으로 파악된다. 기술 개발 속도와 국가·통신사업자별 투자 계획 사정을 반영해 5G 표준이 나뉘어 제정됐기 때문이다.

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

ETRI 연구진이 3.5GHZ 대역의 스마트폰 32대를 5G 단독모드 스몰셀 기지국에 동시접속해기지국 최대 성능을 확인하고 기지국에 접속한 단말의 상태정보를 확인하는 모습.

이번에 ETRI가 개발한 기술을 활용하면 건물 내부, 인구 밀집 지역, 음영 지역 등에서 LTEL 도움 없이 5G 기술만으로 접속이 가능하다. 덕분에 트래픽을 분산하며 체감 통신 속도를 높이고 다양한 서비스를 제공할 수 있다.

해당 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. 3.5GHz 대역의 100MHz 대역폭에서 다운링크 성능 800Mbps, 상향링크 75Mbps 속도를 동시 달성했다.

ETRI는 5G 단독모드 스몰셀을 위한 통신 소프트웨어 5G 무선 접속 제어, 무선 자원 관리, 이동성 관리, 무선 액세스 전송 기술 등 5G NR 기반 통신 프로토콜을 개발했다. MAC·RLC·PDCP·RRC·SDAP 등이 이에 해당한다.

ETRI는 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, 5G SA 시스템에서 5G 코어망을 통해 음성, 영상통화 서비스 제공하는 'VoNR' 등을 등을 시연했다.

5G를 이용해 대용량 콘텐츠를 주고받고 LTE 기반 기술보다 정교하게 위치, 방향을 구분해 서비스를 제공할 수 있게 됐다.

아울러 ETRI가 지난해에 개발한 28GHz 대역에서 동작하는 NSA 스몰셀 기술도 기존 전송속도가 550Mbps였던 것을 1Gbps 이상 낼 수 있게 고도화 했다.

향후 연구진은 5G 단계별 표준에 따라 차세대 규격 3GPP Rel.16 규격에 맞게 기술을 고도화 하고, 스몰셀의 기능 분할, 셀 배치, 동적인 무선자원관리 알고리즘, 자가구성네크워크, 다중연결기술 등 성능 개선을 위한 5G 핵심 기술 후속 연구를 진행할 예정이다.

ETRI는 이번 기술 개발을 통해 국내·외 특허 60건, 국제 표준 기고 10건을 출원했다. 또한 지난해 개발한 28GHz NSA 스몰셀 SW 기술을 두 기업에 기술을 이전했고 이번에 개발한 3.5GHz SA 스몰셀 SW 기술도 기술이전 작업을 진행 중이다.

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

김일규 ETRI 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.

제랄도 지아레타 퀄컴테크날러지 제품관리담당 시니어 디렉터는“ETRI 5G 단독모드 스몰셀 SW의 성공적인 개발에 퀄컴이 함께 하게 돼 기쁘다"며 "앞으로도 ETRI와 차세대 5G 스몰셀 기술 개발 3GPP Rel.16 규격을 지원하는 5G 스몰셀 기술 협력을 이끌고 5G의 전 세계 획산을 앞당길 것이다”고 밝혔다.

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