6G 연구는 특정 채널 특성을 탐구하는 것 뿐만 아니라, 물리 계층부터 상위 계층 프로토콜까지 주파수, 파형 및 기타 새로운 기능의 성능을 검증해야 합니다. 연구자들은 채널 및 네트워크 수준 모두에서 과제를 해결해야 합니다.
채널 수준의 과제
채널 수준에서 고주파 신호 전송은 경로 손실을 포함한 여러 가지 어려움을 겪습니다. 테라헤르츠(THz) 및 서브테라헤르츠 대역은 감쇠가 심하여 장거리에서 신호 강도가 급격히 감소하기 때문입니다. 또한, 이러한 대역은 나무나 건물과 같은 장애물을 만나면 고주파 신호가 약해지는 누화 손실(crosstalk loss) 문제도 발생하여 커버리지 문제를 야기합니다.
또 다른 문제는 대기 흡수입니다. THz 신호는 대기 중 가스에 의한 흡수에 특히 취약하여 신호 강도와 신뢰성이 저하됩니다.
전송 전력 예산에도 문제가 있습니다. 6G 신호의 넓은 대역폭은 전력이 더 넓은 대역에 분산되기 때문에 신호 대 잡음비(SNR)가 낮아질 수 있습니다.
다중 경로 전파의 문제점으로는 간섭과 페이딩이 있습니다. 표면에서 반사된 신호가 수신기에 서로 다른 시간에 도달하여 간섭과 신호 왜곡을 초래합니다. 이러한 문제는 도시 환경에서 더욱 심각합니다. 페이딩이 발생하면 다중 경로 효과로 인한 신호 진폭의 급격한 변화로 인해 신호 품질이 저하되고 전송 신뢰성이 저하됩니다.
빔 생성 및 관리에서는 고주파의 좁은 빔을 수신기로 유도하기 위한 정밀한 빔포밍 기술이 필요하며, 동적 환경에서는 빔 조향이 어려울 수 있습니다. 또 다른 과제는 빔 추적인데, 빔 조향을 실시간으로 조정하기 위해 수신기 위치를 지속적으로 모니터링해야 하기 때문에 시스템이 더욱 복잡해집니다.
네트워크 수준의 과제
네트워크 수준의 과제에는 네트워크 밀도 및 간섭, 지연 및 안정성, 이기종 네트워크와의 통합과 관련된 문제가 포함됩니다.
네트워크 수준에서 성능은 네트워크 밀도 및 셀 간 간섭으로 인해 발생하는 문제 완화와 스펙트럼 관리에 달려 있습니다. 여러 개의 소형 셀이 있는 고밀도 네트워크는 셀 간 간섭을 증가시켜 전체 네트워크 성능을 저하시킬 수 있습니다. 간섭을 줄이고 가용 주파수 활용도를 높이기 위해서는 효율적인 스펙트럼 관리가 필수적입니다.
지연 시간과 신뢰성 또한 초저지연 목표(예: 1마이크로초 지연 시간)를 달성하기 위한 핵심 요소이며, 고효율 신호 처리 및 전송 기술이 요구됩니다. 또한, 도시, 농촌, 오지 등 다양한 환경에서 안정적인 6G 연결을 보장해야 합니다.
6G 네트워크를 기존 5G 네트워크 및 기타 무선 기술과 통합하려면 네트워크 유형 간 원활한 핸드오버와 상호운용성 문제 해결이 필수적입니다. 위성, 지상, 공중 네트워크 등 다양한 네트워크 구성 요소와 기술의 상호운용성을 보장하는 것은 포괄적인 커버리지와 성능 목표를 달성하는 데 필수적입니다.
6G 이론부터 시뮬레이션 및 에뮬레이션까지
연구자들은 시뮬레이션 설계 소프트웨어 도구를 사용하여 채널 전파, 파형, 네트워크를 포함한 다양한 6G 사용 시나리오를 모델링하고 있습니다.
6G 개발 프로세스의 다음 단계는 이러한 시뮬레이션 결과를 실시간 신호 시뮬레이션으로 변환하는 것입니다. 시뮬레이션은 물리적 프로토콜부터 상위 계층까지, 실시간 채널 및 네트워크에서 6G 시스템의 성능을 측정하는 데 중요한 요소입니다.
통제된 환경에서 6G 신호를 시뮬레이션함으로써 연구자들은 6G 시스템의 성능을 정확하게 평가할 수 있습니다. 여기에는 재현 가능한 조건에서 위에서 언급한 과제들을 평가하고 다양한 시나리오에 맞춰 프로그램을 미세 조정하는 것이 포함됩니다. 또한, 연구자들은 시뮬레이션을 통해 시스템 취약성을 연구하고 보안 문제를 조기에 해결할 수 있습니다.
6G: 혁신적인 연구에서 현실로
예를 들어, 6G 기술 개발에 기여하기 위해 Keysight는 Northeastern University의 6G 연구자들과 협력하여 130GHz 광대역 MIMO 시스템을 연구하고 네트워크 계층에서 실시간 근THz 연구를 수행했습니다.
시장은 2030년까지 6G가 상용화될 것으로 예상하고 있습니다. 즉, 아직 확정되지 않은 표준을 준수하는 제품과 애플리케이션을 구현하는 데 최대 5년이 걸린다는 의미입니다. 6G 생태계 전반의 연구원, 장치 및 부품 설계자, 테스트 및 측정 전문가, 네트워크 및 사이버 보안 엔지니어, 그리고 규제 기관이 6G를 현실로 만들기 위해 협력하고 있습니다.
출처: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/nhung-thach-thuc-trong-xac-nhan-hop-chuan-cho-cac-sang-tao-6g/20250619052935383
댓글 (0)