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[Vol.8 No.4] 5G 이동통신 시대의 문을 연 마법사, 밀리미터파 전송

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    관리자

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    2018-12-11 10:44

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5G 이동통신 시대의 문을 연 마법사, 밀리미터파 전송

- ‘밀리미터파 전송’ 관련 특허출원 증가 -

특허청 이동통신심사과 나병윤 사무관
042-481-53920, nabang15@korea.kr


새롭게 서비스될 5G 이동통신이 초고속, 초저지연(실시간), 초연결을 3대 비전으로 하여, “5G”를 실현할 수 있는 초고주파인 밀리미터파 전송을 표준규격에 도입함에 따라, 최근 밀리미터파 전송 관련 특허출원이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 

밀리미터파 전송 관련 특허출원은 2013년 80건, 2014년 72건에 불과하였지만, 밀리미터파를 5G 주파수 대역으로 하는 승인이 이루어졌던 2015년에는 전년도에 비해 2배 가까이 증가한 123건이 출원되었고 2016년 124건, 2017년 100건이 출원되어 2015년 이후 매년 100건 이상씩 꾸준히 출원되고 있는 것으로 조사되었다​

<연도별 mmWave 전송 관련 출원현황>
＊2018년도는 10월31일 현재 출원 기준. (이하, 동일)
 

밀리미터파는 주파수 대역이 30~300 ㎓이며 파장이 1~10 mm인 전자기파를 가리키는 것으로서, 트래픽 폭증에 따른 과부하 및 통신 음영지역을 해소할 수 있는 소형 셀(Small Cell) 기술, 고속 데이터 전송을 위한 최적의 빔을 제공하는 에너지 집중형 빔-포밍 기술, 전송속도 향상을 위한 대용량 다중 입출력(massive MIMO)기술을 실현할 수 있다. 밀리미터 웨이버 전송과 관련된 주요 기술에는 다음과 같은 것들이 있다.


● 주파수 재사용에 따른 소형 셀 운용 기술​


● 에너지 집중형 빔 포밍 기술 : 단말이 이동하더라도 기지국은 단말의 위치를 실시간으로 파악하여 해당 단말에 최적의 빔을 제공하는 빔-포밍(beam-forming) 기술을 이용하여 고속의 데이터 통신을 구현하는 기술
​

● Massive MIMO(대용량 다중 입출력 안테나 기술) : 기지국에 수백 개 이상의 안테나를 장착해 수많은 안테나들이 동시에 전파를 송수신하는 빔을 형성하여 다수의 사용자 각각에게 전파를 집중시켜 초고속 서비스를 제공하는 기술


​이전 4G(4세대) 까지는 도달범위가 넓고 투과력도 좋은 6 ㎓ 이하의 저주파수 대역을 사용하였지만, 이제 저주파 대역 사용은 포화상태에 이르렀고, 4G 보다 20배 이상 빠른 속도를 지원하기 위한 5G에서는 24 ㎓ 이상의 초고주파인 밀리미터파(mmWave)대역을 이용해 전송 대역폭을 기존(10 ~ 20 ㎒) 보다 10 ~ 100 배 (100 ㎒ ~ 1 ㎓)로 확장시켜 높은 데이터율 창출과 큰 용량 증가가 가능하게 되었다.


출원인별 동향을 살펴보면, 밀리미터파 전송 관련 특허출원은 삼성전자, 퀄컴, 인텔, LG전자, HUAWEI 등 글로벌 통신장비회사의 출원이 전체 출원의 50% 정도를 차지하고 있으며, 연구소 및 산학협력단의 출원이 30% 이상으로 그 뒤를 따르는 것으로 조사되었다. 초고주파 대역은 새로운 주파수 대역을 개척하는 분야인 관계로, 국내외 대기업과 산학연이 앞장서 연구를 주도하고 있는 것으로 분석된다.


<연도별 mmWave 전송 관련 출원현황>​

차세대 이동통신 시대가 도래할 때마다 기존 기술의 한계를 뛰어넘는 새로운 기술이 등장하는데, 이동통신 서비스에 대한 사용자의 요구가 점점 고급화, 다양화되고 있고, 이에 따른 표준화도 빠르게 진행되는 만큼 신속한 기술선점을 위해 관련 특허권 확보를 위한 노력이 필요한 것으로 전망된다.


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