차세대 이동통신, 5G를 위한 시뮬레이션
빠른 데이터 전송속도를 기반으로 차세대 이동통신 기술로 주목받는 5G는 높은 주파수의 밀리미터파(mmWave)를 사용하기 때문에, 관련 제품 개발에서 더 작은 부품과 안테나 시스템의 복잡성, 효과적인 측정과 디버깅 등이 이슈에 대응해야 한다. 이를 해결할 수 있는 방법으로 전자장과 열유동, FEM 등 시뮬레이션의 필요성은 더욱 커지고 있다.
■ 자료 제공 : 앤시스 코리아, 02-3441-5000, ansys.com/ko-kr
1. 이통통신 기술의 발전과 5G의 등장
이동통신 기술이 발전하면서 겪게 된 가장 큰 변화는 데이터 전송속도의 발전이다.
<그림 1>은 현재까지 이동통신 기술 발전의 흐름을 간략하게 나타내었다.
현재 보편화되어 있는 4G LTE 통신은 최고 300Mbps의 전송속도로 데이터 통신이 가능하지만, 5G는 20Gbps의 속도를 목표로 현재 개발 중인 기술이다. 현재 휴대폰으로 사용하고 있는 인터넷을 생각해 본다면, 더 빠른 통신환경이 필요 없는 것처럼 생각될 수도 있다. 그러나 이동통신을 이용한 무선 인터넷 사용자가 증가하면서 사용시간도 증가하게 되면, 상대적으로 이동통신망이 처리할 수 있는 용량을 벗어나 속도가 떨어질 수밖에 없다. 최근 IoT(사물인터넷)와 관련하여 수 많은 서비스들이 예상되고 있는데 이와 동반되어 엄청난 양의 데이터들의 원활한 통신을 위한 새로운 무선 네트워크 환경 구축이 필수적이다.
이와 함께 5G에서는 mmWave(밀리미터파) 대역 주파수를 사용한다. mmWave는 높은 주파수의 파장이 mm 단위로 되어 부르는 명칭으로, 한국말로는 극초단파라고도 한다. 파장은 빛의 속도/주파수로 계산되는 물리적 의미의 전기적 길이를 이야기한다.
최근 28GHz가 5G의 표준 주파수 중 하나로 선정되면서 관련 제조업체들의 기술적 이슈도 부각되고 있다. 기존의 이동통신에서는 대부분 3GHz 이하의 주파수를 사용하면서 이에 맞추어 제조공정들이 발전해 왔는데, mmWave 대역을 사용할 경우 파장이 아주 짧기 때문에 제품의 크기도 아주 작고 정밀해져야 하며, 기존 제조 방식이 아닌 반도체 공정과 유사한 제조방식이 필요하게 된다. 물론 설계적 측면에서도 경험도 부족할 뿐 아니라 이론적 지식이 더 많이 필요하다.
이러한 이유로 5G는 무선이동통신 환경의 변화뿐 아니라 제조산업에서의 큰 변화가 필수적이어서 많은 주목을 받고 있는 상황이다.
