6G에서 에너지와 전송지역 획기적 줄이는 '빔과 사용자 협력 스케줄링 기술' 개발
미래 6G시대 클라우드랜기반 아키텍처에서 피드백양과 구현 복잡도 감소 기대
대구경북과학기술원(DGIST)은 곽정호 정보통신융합전공 교수팀이 6G 네트워크의 기지국 전력 소모와 서비스 지연을 획기적으로 감소시키는 '빔과 사용자 협력 스케줄링 기술'을 개발했다고 11일 밝혔다. 향후 6G 시대 다양한 네트워크 구조 및 표준화에 적용될 것으로 기대된다.
5G, 6G와 같은 네트워크 시스템은 각 안테나로 공급되는 신호의 진폭, 위상을 변화시켜 특정한 방향으로 신호를 송수신하는 '빔 형성'을 활용해 빔과 사용자를 스케줄링하는 기술 기반으로 운영된다. 현재 5G 네트워크 환경에서 상용화되어있는 빔과 사용자 스케줄링 기술은 복잡도가 높을 뿐만 아니라 기지국 전력을 많이 사용하고 전송지연이 높다는 단점이 있다. 하지만 향후 개발될 6G 기반 VR·AR 서비스나 자율주행 서비스는 방대한 양의 데이터 처리가 필수이기에 현재 기술로 6G 서비스 요구사항을 만족시키기 어렵다.
교수팀은 이를 해결하기 위해 현재 빔과 사용자 스케줄링 기술 계산 복잡도를 해결하는 것에 중점을 두었다. 그 결과 협력 빔포밍 네트워크에서 피드백 양과 구현 복잡도를 줄이면서 현재 기술 대비 최대 기지국 전력을 66%를 절약하고 전송지연을 68% 줄이는 빔과 사용자 스케줄링 알고리즘인 'BEANS'를 새로이 제안했다.
BEANS 알고리즘은 에너지와 전송지연 관련 대기열의 길이에 대한 상한을 보장하는 것을 수학적으로 증명했다. 또 실제 셀룰러 기지국 토폴로지와 실제 5G 파라미터를 사용해 시뮬레이션을 진행, 개발한 BEANS 알고리즘이 기존 사용 중이던 알고리즘 대비 동일한 전송지연 성능에서 66% 기지국 전력을 절감했다. 동일한 기지국 전력에서 68% 평균 전송지연 관련 대기열을 절감한다는 사실도 확인했다.
곽정호 교수는 “기존 알고리즘 대비 알고리즘 복잡도를 줄이고 클라우드랜의 피드백 양을 줄였다는 현실적 기여 측면 모두를 만족하는 연구”라며 “향후 6G 시대에 극단적으로 낮은 전송지연을 요구하는 AR·VR이나 자율주행 서비스를 위한 네트워크 인프라를 제공한다는 측면에서 의미가 있다”고 말했다.
DGIST 정보통신융합전공 안수영 석사과정생을 비롯한 김영진 인하대 교수팀, 정송 KAIST 교수팀이 참여한 이번 연구결과는 최근 국제학술지인 'IEEE Transactions on Wireless Communications'에 온라인 게재됐다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
