'移通 주파수' 효율적 사용 길터
[이달의 과학기술자상] 성단근 한국과학기술원 전자전산학과 교수직교 부호ㆍ자원 도약 다중화방식 기술개발동일한 주파수 대역 접속 회선수 대폭늘려통신업체 적은 비용으로 안정적서비스 가능
• [인터뷰] "4세대移通 표준 채택에 힘쓸것"
한국과학기술원 성단근(뒷줄 가운데) 전자전산학과 교수와 연구진. 차세대 이동통신 시스템 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 인정 받고 있다.
이 달의 과학기술자상 5월 수상자로 선정된 성단근 한국과학기술원(KAIST) 전자전산학과 교수는 같은 주파수 대역에서 접속 가능한 이동통신 사용자를 수배 이상 늘일 수 있는 ‘직교 부호ㆍ자원 도약 다중화 방식(OCHM/ORHM : Orthogonal Code/Resource Hopping Multiplexing)’ 기술을 개발, 이동통신 사업자들이 한정된 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있게 만들었다는 평가를 받고 있다.
이 기술이 실용 시스템에 적용될 경우 이동통신사나 사용자는 적은 비용으로 보다 안정된 서비스를 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
현재 국내의 이동통신 시스템은 2세대의 음성위주의 통신시대를 거쳐, 2.5세대와 3세대로 발전하고 있다. IxEV-DO, cdma2000, W-CDMA 등 3세대에서는 인터넷과 같은 영상ㆍ음성 등 멀티미디어 지원이 중요한 서비스 모델이 되고 이에 맞추기 엄청난 시설투자가 진행되고 있다. 거대한 투자는 사용 회선 수와 속도를 키우기 위해 불가피하다.
성 교수팀이 이번에 개발한 OCHM 방식은 사용가능 회선 수를 획기적으로 증가시킬 수 있는 기술. 회선 수만 늘리기 때문에 속도와는 관련이 없으나 실제 회선부족으로 대규모의 시설투자가 이뤄지는 점에서 최소한의 비용으로 안정적인 서비스를 제공하는 기술로 평가된다.
성 교수팀이 개발한 기술은 통신시스템의 수준을 한 단계 끌어올릴 것으로 전망된다. CDMA 기술을 기반으로 한 기존의 통신 시스템은 각 사용자들의 채널이 기지국으로부터 단말기에 할당되고 통신이 끝났을 때 다시 기지국으로 반환되는 방식이었다. 이는 기존의 음성위주의 데이터를 대상으로 하는 경우 끊임없이 흐르는 데이터를 유지할 독점적인 채널이 필요했기 때문이다.
이러한 통신방식은 직교 부호 분할 다중화 방식(OCDM:Orthogonal Code Division Mutiplexing) 또는 부호(코드) 분할 다중 접속 방식(CDMA:Code Division Mutiplexing Access)으로 불린다. 즉 코드를 분할 받아 독점적으로 사용한다는 의미를 가진다.
이에 비해 OCHM 방식은 할당된 채널이라도 실제로 통신에 사용되고 있지 않은 채널은 코드의 도약(hopping)을 통해 다른 사용자가 사용할 수 있게 했다. 사용가능 회선 수를 늘렸다는 얘기다. 3세대에서는 영상데이터를 전송 받거나 보내는 채널은 대부분의 통신과정이 휴지기에 있고 실제 사용되는 때는 적다는 현실에 바탕을 두고 있다.
예를 들면 고등학교에서 모든 학생이 체육복을 구입하는 것 보다 일정한 수의 체육복을 학교가 준비하고 체육시간인 학급 학생에 대여해 주는 것이 훨씬 싸게 먹히는 것과 같다. 기껏 비용을 들인 후에 결국 옷장 속에서 잠자게 되는 체육복을 없앤다는 의미다.
성 교수팀의 작품은 체육복을 학생들에게 대여하고 회수하는 시스템이라고 생각하면 쉽게 이해할 수 있다. 기존 이동통신 방식은 일정한 수의 회선을 동시에 그 숫자만큼만이 사용할 수 있었지만 OCHM 방식은 회전율을 크게 늘린 셈이다.
성 교수는 시뮬레이션을 통해 OCHM 기술을 cdma2000에 적용했을 경우 1/4 터보 코드 사용시에 약 0.3dB의 eb/No의 증가만으로 10%의 채널 활성도와 64개의 직교부호를 사용하는 상황에서 370명의 사용자를 수용할 수 있다고 설명했다. 기존 방식보다 채널 수 대비 최대 5.78배를 수용한다는 의미다.
ORHM 기술의 경우는 OCHM의 효율을 극대화한 것이다. OCHM이 직교 부호에만 초점을 맞춘 데 비해 ORHM은 주파수와 직교 부호, 공간까지 통합해 제어하는 방식이다.
OCHM/ORHM 기술은 현재 서비스 중인 2세대, 3세대 시스템에 큰 변화를 주지 않고도 사용자 수를 늘릴 수 있다. 단지 기지국에는 직교 자원 도약 패턴 발생기, 도약 패턴 충돌 검출기, 전송 심볼 비교 검출기와 같은 세 가지 하드웨어만 추가하면 된다. 단말기에는 직교자원 도약 패턴 발생기만 덧붙이면 그만이다. 추가 비용은 거의 들어가지 않는다.
하지만 OCHM 기술의 상용화를 위해서는 성능의 검증은 물론, 국제표준화 작업이 요구되고 있다. 아직까지는 이론적인 수준에 머갬？있기 때문이다.
성 교수가 이를 위해 선택한 것이 한국전자통신연구원(ETRI)과의 산학협력. 이번 협력은 대학의 기술이 ETRI에 이전된 최초의 사례다. 이번 기술의 실용화도 관심거리지만 KAIST와 ETRI의 협력도 과학계의 주목을 받고 있다.
성 교수는 OCHM 관련기술의 세계적 권위자로 손꼽힌다. 3가지 원천 기술을 세계 8개국에 특허 출원했거나 일부 등록시켰으며 IEEE 학회 저널 등에 발표, 표준화 기술에 반영을 위한 여론 조성과 함께 국제적으로 한국 이동통신 기술의 우수성을 알리고 있다.
최수문기자 chsm@sed.co.kr
입력시간 : 2004-05-05 16:34
