6G 주파수 확보해도 독점 못한다...'공유 기술' 핵심 변수로

IEEE, 기존 이용자와 주파수 공존 불가피 분석

6G 이동통신에 필요한 주파수를 새로 확보하더라도 이동통신사가 독점적으로 사용하기는 어려울 전망이다. 군사 공공 통신과 위성 등 기존 이용자가 차지한 주파수를 모두 비우기 어려운 데다 와이파이 등 다른 무선 서비스의 수요도 증가하고 있기 때문이다. 이에 따라 주파수 공유 기술과 간섭 관리 체계가 6G 상용화의 핵심 변수로 떠올랐다.

19일(현지시간) 국제전기전자공학자협회(IEEE) 기술 블로그에 따르면, 6G 주파수 정책을 분석하며 신규 대역 확보뿐 아니라 기존 서비스와의 공존을 보장할 기술적 조건 마련이 중요해졌다고 짚었다.

국제전기통신연합 전파통신부문(ITU-R)도 IMT-2030 비전에서 주파수 공유와 공존 기술을 주요 발전 과제로 제시했다.

통신전문매체인 라이트리딩닷컴은 미국 국가통신정보청(NTIA), AT&T, 통신 시험장비 기업 라이트포인트, 동적주파수연합(DSA) 관계자들이 참여한 6G 포럼 토론을 전하며 주파수 공유가 차세대 이동통신 설계의 주요 요소가 될 것으로 내다봤다.

6G 표준 논의 과정에서 주파수 공동 활용 방식이 논의되기 시작했다. 사진_클립아트코리아

미국, 800MHz 확보 추진에도 기존 이용자 이전 난항

미국은 2030년 이전까지 최소 500MHz 폭의 주파수를 상업용 경매 대상으로 확보하고, 2034년까지 공급 규모를 800MHz로 확대하는 계획을 추진하고 있다. NTIA는 이를 위해 1.6GHz, 2.7GHz, 4.4GHz, 7GHz 대역 일부를 조사하고 있다.

현재 이 주파수를 사용하는 연방정부 시스템을 모두 이전하기 어렵다. 국가안보와 공공업무에 필요한 일부 설비는 상당 기간 기존 대역을 유지해야 할 가능성이 크다. 주파수를 상업용으로 개방하더라도 이동통신사가 다른 이용자와 공유해야 하는 상황이 발생할 수 있다는 설명이다.

데릭 클로핀 NTIA 주파수담당 부국장은 6G 포럼에서 “이동통신 분야뿐 아니라 다른 상업용 주파수 이용자들의 수요도 멈추지 않고 있기 때문에 더 많은 주파수 공유가 필요할 것”이라고 말했다.

그는 기존 시스템 일부는 다른 대역으로 이전할 수 있지만 나머지는 특정 지역의 이용을 제한하거나 접속 권한을 동적으로 조정하는 방식으로 보호해야 한다고 설명했다. 미국의 시민광대역무선서비스(CBRS)를 참고 사례로 제시하며 AI를 활용한 주파수 이용 관리 기술의 가능성도 언급했다.

국제적인 주파수 조정도 진행되고 있다. 2027년 세계전파통신회의(WRC-27)에서는 4.4~4.8GHz, 7.125~8.4GHz 일부, 14.8~15.35GHz 대역의 이동통신 활용 가능성을 검토하지만 후보 대역으로 확정된 것은 아니다.

주파수 공유 기술 개념도, 제미나이로 제작, 사진_IEEE 기술 블로그

5G 주파수에 6G 함께 수용, 공유 효율 개선 기대

신규 주파수 확보가 어려워지면서 기존 5G 대역을 6G와 함께 사용하는 기술도 주목받고 있다.

통신전문매체 RCR와이어리스는 6G가 기존 5G 인프라를 전면 교체하기보다 이를 활용하면서 기능을 고도화하는 방향으로 개발되고 있다고 보도했다. 핵심 기술로는 다중 무선접속기술 주파수 공유(MRSS)가 거론된다.

MRSS는 5G와 6G가 동일한 주파수 대역을 사용할 수 있도록 하는 기술이다. 과거 4G와 5G 사이에 적용된 동적 주파수 공유(DSS)는 LTE 기준 신호와 제어채널로 인해 주파수 이용 효율이 떨어지는 문제가 있었지만, 5G 무선 접속기술은 LTE와 같은 고정 공통 기준 신호를 사용하지 않아 6G와의 공동 운용에서 상대적으로 유연한 자원 배분이 가능하다는 분석이다.

밀랍 마즈문다르 AT&T 연구소 부사장은 “5G, 6G MRSS를 과거 4G, 5G DSS보다 훨씬 효율적으로 구현할 수 있을 것으로 낙관한다”고 밝혔다.

MRSS가 구현되면 통신사는 기존 5G 저주파 대역으로 6G 서비스 범위를 확보하고, 신규 중대역 주파수를 추가 용량 확보에 활용할 수 있다. 다만 실제 효율은 향후 표준 규격과 장비 구현 방식에 따라 달라질 수 있다.

주파수 공유가 늘어날수록 장비 시험도 복잡해진다. 서로 다른 주파수와 안테나 구성, 간섭 조건을 동시에 고려해야 하기 때문이다.

쿠슈부 칼리아니 라이트포인트 제품마케팅 매니저는 “단말기가 실제 환경에서 마주할 수 있는 상황이 100가지라면 이를 모두 시험하는 것은 사실상 불가능하다”고 지적했다.

이에 따라, 모든 운용 조건을 개별적으로 시험하기보다 대표적인 간섭 환경을 선정해 장비 성능을 검증하는 방안이 실제로 논의되고 있다.

6GHz 놓고 미국 유럽 엇갈려...공유 방식도 쟁점

6G 주파수 정책에서 또 다른 쟁점은 6GHz 대역의 활용 방식이다. 미국은 5.925~7.125GHz 전체를 비면허 무선통신에 개방했지만, 유럽은 상위 6GHz 일부를 미래 이동통신에 활용하는 방향을 검토하고 있다.

영국은 이동통신과 와이파이가 동일 대역을 조건부로 공유하는 방안을 제안했다. 6.425~6.585GHz는 와이파이에, 6.585~7.125GHz는 이동통신에 우선권을 부여하되 지역별 이용 상황에 따라 다른 서비스의 접속도 허용하는 방식이다.

마르타 수아레스 DSA 회장은 “모든 용도에 독점적인 주파수 대역을 확보하는 것은 이제 더 어려워졌다”며 “6G는 주파수 공유를 설계 개념 자체에 포함해야 한다”고 강조했다.

그는 영국의 접근 방식이 이동통신 사업자의 투자 예측 가능성을 유지하면서 주파수 활용도를 높일 수 있는 대안이라고 평가했다.

다만 국가별 주파수 정책이 다르고 공유에 따른 간섭 관리 기준도 확정되지 않아 상용화까지 해결해야 할 과제는 적지 않다. 이동통신사 입장에서는 공유 주파수를 확보하더라도 실제 이용할 수 있는 지역과 출력, 서비스 품질을 예측할 수 있어야 투자가 가능하다.

IEEE는 이러한 상황에서 국제 주파수 조정과 기술 표준화가 함께 진행돼야 한다는 점에 주목했다.

이에 따라 WRC-27의 후보 대역 검토와 3GPP의 5G 6G 공동 사용 기술 논의가 향후 통신사들의 주파수 확보 전략과 6G 네트워크 구축 방식에 영향을 미칠 전망이다.