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표준과학연-삼성전자, 세계 최고 수준 5G 품질 측정시스템 개발

(아시아뉴스통신= 이기종기자) 기사입력 : 2019년 07월 22일 16시 07분

한국표준과학연구원 전자기표준센터(홍영표 선임연구원팀)에서 개발한 광섬유 기반 초소형 센서와 이동형 시스템은 초고속·고품질 측정플랫폼을 기반으로 하는 새로운 패러다임의 5G 측정 솔루션을 제공한다./아시아뉴스통신=이기종 기자

한국표준과학연구원(KRISS)은 전자기표준센터 홍영표 선임연구원팀이 삼성전자와 협력을 통해 신개념의 5G 안테나 성능 측정시스템을 개발했다고 22일 밝혔다.

5세대 이동통신 기술(5G, 5th Generation Mobile Telecommunication)은 모든 사람과 사물을 연결하는 ‘초연결’을 지향하고 있어 앞으로 5G는 자율주행, 사물인터넷, 인공지능 등 다양한 목적을 지닌 단말기에 서비스를 제공할 것으로 기대되고 있다.

이에 5G의 품질 확보와 함께 통신망의 고품질 여부를 판가름하는 측정기술도 그 중요성이 더 커지고 있다. 

그러나 최근 해외 유명 제조사들이 측정 솔루션을 제시하고 있지만 아직 세계적으로 확립된 5G의 측정 기준은 없는 실정이다.

특히 측정 센서가 5G 안테나보다 커 물리적인 근접 측정이 불가능하고 5G에 적용되는 여러 개의 안테나를 동시에 사용하는 ‘빔포밍’ 기술의 오차도 분석할 수 없다.

이번 전자기표준센터 연구팀(홍영표·이동준·강노원 박사)은 이러한 제한점을 해결하기 위해 광섬유 기반의 초소형 센서를 이용해 5G 통신시스템을 위한 초고속 정밀 측정시스템을 개발했다.
 
한국표준과학연구원 전자기표준센터(홍영표 선임연구원팀)는 두께 0.05 밀리미터(mm)의 초박형 센서 결정을 미세한 광섬유에 결합한 초소형 완전유전체의 전자파 센서를 개발했다./아시아뉴스통신=이기종 기자

연구과정을 보면 머리카락 수준으로 가는 광섬유 기반 초소형 센서를 개발했는데 이 초소형 센서는 두께 0.05 mm급 센서가 광섬유에 결합된 형태로 구성되어 있다.

이를 통해 마이크로미터(µm)급의 초미세선로까지 구별할 수 있어 입출력이 제각각인 수많은 안테나들을 정확하게 측정할 수 있다.

또 어떠한 공간 제약도 없이 0.1 밀리미터(mm) 이내 초근접 거리까지 측정 가능한 컴퓨터 본체 크기의 이동용 시스템을 구현했다.

이 연구결과에 의하면 이번 기술로 5G의 핵심이며 지금까지 측정 불가능했던 다중입출력(MIMO) 통신시스템을 개별 안테나 단위로 정교하게 측정할 수 있게 됐다.
 
한국표준과학연구원 전자기표준센터(홍영표 선임연구원팀)에서 개발한 광섬유 기반 초소형 센서는 반복적으로 안정적인 측정결과를 얻을 수 있으며 안테나를 개별적으로 고속측정도 할 수 있다./아시아뉴스통신=이기종 기자

이 연구는 10년 이상 KRISS의 주요사업으로 수행한 결과이며 여기에 삼성전자의 양산용 5G 기지국 안테나와 5G 스마트폰 평가에 대한 연구과제 지원과 공정과정 공개 등 협력으로 이뤄졌다.
 
홍영표 선임연구원은 “현재 이번 기술에 대해 삼성전자의 여러 사업부로부터 연구 제안을 받아 과제를 수행하고 있다”며 “5G에서 활용하는 6 기가헤르츠(GHz) 이하 및 그 이상인 밀리미터파 주파수 대역 이동통신시스템 평가에 널리 활용될 것”이라고 말했다.

이 연구결과는 광학분야의 세계적 학술지인 옵틱스 레터스(Optics Letters, IF: 3.589)와 센서스(Sensors, IF: 3.031) 6월호에 게재됐다.


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