6G 연구 분야의 선구자

6G 연구는 지능형 자원 관리를 위한 AI 네이티브 네트워크와 초고속 데이터 전송을 위한 테라헤르츠(THz) 통신을 포함한 혁신적인 기술을 탐구합니다. 초격자 캐슬레이티드 전계 효과 트랜지스터(SLCFET)와 같은 새로운 GaN 반도체 장치도 6G 신호 처리에 필수적인 고주파 성능 및 전력 밀도에 대해 연구되고 있습니다.

다른 혁신 기술로는 통합 감지 및 통신(ISAC), 재구성 가능한 지능형 표면(RIS), 초고보안 데이터 교환을 위한 양자 통신 등이 있습니다. 이러한 기술은 미래에 홀로그램 원격 현장감, 자율 시스템, 실시간 원격 의료와 같은 몰입형 6G 애플리케이션을 지원하는 것을 목표로 합니다.

이 비디오 보기: 키사이트의 6G 연구 및 솔루션을 소개합니다.

새로운 지평은 새로운 기술을 요구합니다. 6G가 엣지 컴퓨팅, 인공지능(AI), 머신러닝(ML), 네트워크 슬라이싱 등과 같은 분야에서 5G로부터 큰 이점을 얻을 것이라는 것은 사실입니다. 동시에 무선 기술 연구는 새로운 6G 기술 요구 사항을 충족해야 합니다.

가장 합리적인 요구 사항은 서브테라헤르츠 주파수에서 작동하는 방법을 이해하는 것입니다. 5G가 잠재력을 최대한 발휘하려면 24.25GHz에서 52.6GHz에 이르는 밀리미터파(mmWave) 대역에서 작동해야 하지만, 차세대 모바일 연결은 서브테라헤르츠 및 테라헤르츠 범위라고 불리는 100GHz 이상의 주파수로 이동할 것입니다.

또 다른 연구 관심 분야는 AI 및 ML을 위한 6G 네트워크 설계입니다. 5G 네트워크는 기존 네트워크에 AI 및 ML을 추가하는 방안을 모색하기 시작했지만, 6G에서는 이러한 기술과 기본적으로 작동하도록 설계된 네트워크를 처음부터 구축할 기회가 있습니다.

6G가 해결하고자 하는 또 다른 과제는 보안입니다. 데이터의 안전을 보장하고 승인된 사람만 접근할 수 있도록 하는 방법, 그리고 시스템이 복잡한 공격을 자동으로 예측하도록 하는 솔루션이 필요합니다.

마지막 기술적 요구 사항은 가상화입니다. 6G가 발전함에 따라 가상 환경으로 전환하기 시작할 것입니다. Open RAN(O-RAN) 아키텍처는 오늘날 더 많은 처리 및 기능을 클라우드로 이동시키고 있습니다. 엣지 컴퓨팅과 같은 솔루션은 미래에 더욱 보편화될 것입니다.

다음은 6G 연구 및 표준화를 선도하는 10개의 선도적인 기관입니다.

• ITU-R: 전 세계 무선 스펙트럼 및 위성 궤도 자원을 관리합니다.
• 3GPP: 5G 및 6G를 포함한 글로벌 모바일 통신 표준을 개발합니다.
• O-RAN 얼라이언스: 개방형, 지능형, 상호 운용 가능한 무선 액세스 네트워크를 촉진합니다.
• 6G 샌드박스: 6G 연구자들을 위한 모듈형 테스트 환경을 제공하는 EU 자금 지원 이니셔티브.
• 6G 플래그십: 핀란드에 기반을 둔 세계 최초의 6G 연구 프로그램.
• Next G Alliance: 미래 무선 기술을 형성하는 북미 이니셔티브.
• 6G-IA: 차세대 네트워크 및 서비스를 위한 유럽을 대표합니다.
• SUSTAIN-6G: 지속 가능하고 전체론적인 6G 네트워크 설계를 발전시키는 EU 프로젝트.
• Bharat 6G Alliance: 글로벌 6G 리더십 및 협력을 위한 인도 주도 이니셔티브
• IMT-2030 추진 그룹: 중국의 6G 연구 및 표준화 플랫폼.

6G 연구에서 AI와 머신러닝은 실시간 자원 관리, 예측 분석 및 자율 운영을 통해 지능적이고 자체 최적화되는 네트워크를 가능하게 합니다.

다른 6G 연구 분야에는 AI 및 ML을 사용하여 이상 감지를 통해 보안을 강화하고, 에너지 효율성을 개선하며, 가상 현실 및 자율 시스템과 같은 저지연 애플리케이션을 위한 엣지 인텔리전스를 지원하여 네트워크를 더욱 적응적이고 효율적으로 만드는 것이 포함됩니다.

6G가 2030년까지 상용화될 것으로 예상됨에 따라, Next Generation Mobile Networks Alliance(NGMN), 6G Flagship, Next G Alliance를 포함한 여러 산업 그룹에서 6G 비전을 발표했습니다. 이러한 조직들이 구상하는 차세대 통신 기술의 사용 사례 및 애플리케이션은 다음과 같습니다.

유비쿼터스 연결성: 6G에서는 포괄성 향상과 디지털 격차 해소가 핵심적인 사회적 목표입니다. 향상된 비지상 네트워크, 공중 및 우주 기반 기지국 스웜, 메시 액세스 네트워크와 같은 5G를 넘어선 발전을 통해 음성, 비디오 및 광대역 서비스는 외딴 지역과 재난 지역에서도 이용 가능할 것입니다.

몰입형 개인 디지털 경험: 초당 50-200기가비트(Gbps), 심지어 초당 1테라비트(Tbps)의 네트워크 대역폭이 예상됩니다. 장치당 300-500메가비트(Mbps)의 처리량과 마이크로초 단위의 지연 시간으로, 사용자는 몰입형 고해상도 화상 통화, 확장 현실 디스플레이, 다중 감각 및 홀로그램 인터페이스를 통한 원격 텔레프레즌스를 통해 풍부한 통신 및 디지털 경험을 즐길 수 있습니다.

공동 통신 및 감지: 6G에서 고려되는 서브 테라헤르츠 주파수는 통신 신호를 이미징 레이더의 파형과 유사한 파형과 결합할 수 있게 합니다. 통신 및 감지 모두에 동일한 안테나, 트랜시버 및 스펙트럼을 재사용하기 위한 연구가 진행 중이며, 이는 자율 주행을 위한 스마트폰 사용 또는 저시정 구조 임무에서 사람 감지와 같은 사용 사례를 가능하게 합니다.

자동차: 자동차 회사들은 향상된 자율 주행 시스템, 실시간 데이터 처리, V2X(차량-사물) 통신 및 고급 감지 기능을 위해 6G 기술의 사용을 적극적으로 연구하고 프로토타입을 제작하고 있습니다.

산업 규모 통신: 스마트 도시, 농업, 운송, 에너지 그리드 및 환경 모니터링을 위한 사물 인터넷(IoT) 장치의 광범위한 사용과 함께 광범위한 공공 및 사설 네트워크를 기대합니다.

정밀 위치 확인: 1~10센티미터(cm)의 정확도를 가진 실내외 위치 확인은 정밀한 객체 및 존재 감지, 내비게이션, 이미징 및 매핑을 가능하게 합니다.

지속 가능성은 6G 연구 개발의 핵심 동인입니다. 2023년 12월, 국제전기통신연합(ITU)은 6G "IMT-2030 프레임워크"의 세부 정보를 권고 ITU-R M.2160에 발표했습니다.

IMT-2030은 환경, 사회 및 경제적 지속 가능성 증대 요구 사항을 해결하는 데 기여할 것으로 예상되며, 유엔 기후 변화 협약 파리 협정의 목표를 지원할 것입니다.