세계 최초로 저궤도 위성통신을 위한 유니-멀티캐스팅 동시 전송 기술이 고려대 연구진에 의해 개발됐다.

고려대 전기전자공학부 신원재 교수 연구진이 개발한 차세대 저궤도 위성 네트워크를 위한 통신 원천기술은 ICTC 2024 국제학회서 진행된 ‘2024년도 6G 원천기술 페스티벌’에서 우수상을 수상했다.

연구는 연세대, 한국전자통신연구원(ETRI)과 공동으로 진행됐으며 정보통신 기술 분야 세계적 학술지인 ‘IEEE Journal on Selected Areas in Communications’ 2025년 1월호에 게재됐다.

공동 연구진이 개발한 유니-멀티캐스팅 동시 전송 기술은 저궤도 위성 통신 환경에서 주파수, 시간, 전력 자원을 효율적으로 활용해 개인화된 콘텐츠뿐 아니라 방송 및 재난 문자와 같은 공용 콘텐츠를 다수의 사용자에게 동시에 빠르게 제공할 수 있다.

6G는 기존 지상 네트워크를 넘어 비지상 네트워크를 통합해 전 지구적 연결성을 제공한다. 고도 약 300~1천500km에서 운용되는 저궤도 위성 통신시스템은 넓은 지역에 통신 서비스를 제공할 수 있으면서도 낮은 통신 지연시간, 고속 데이터 처리 능력을 갖춰 6G를 위한 핵심 기술로 주목받고 있다.

저궤도 위성은 방송과 재난 문자 같은 공용 콘텐츠를 넓은 지역의 다수 사용자에게 효율적으로 전송할 수 있으며, 낮은 지연시간과 높은 데이터 처리량을 기반으로 사용자 개별 콘텐츠 제공에도 탁월한 성능을 발휘한다.

다만, 저궤도 위성은 현재 6G 시대에 폭발적으로 증가하고 있는 데이터 수요에 대응하는 무선 자원이 극히 제한된다는 한계가 있다.

이에 따라 공동 연구진은 동일한 주파수와 시간 자원을 활용해 개인 콘텐츠와 공용 콘텐츠를 제공할 수 있는 비직교 통합 유니-멀티캐스트 전송 기법을 개발했다. 이 기술은 트래픽 요구량과 제공 트래픽 간의 차이를 최소화해 전력 자원까지 효율적으로 활용, 통신 효율을 극대화할 수 있다.

공동 연구진은 비직교 통합 유니-멀티캐스트 전송의 성능 최적화를 위한 조건을 도출하고, 이를 바탕으로 낮은 계산 복잡도를 가진 알고리즘을 개발했다. 이를 통해 저궤도 위성의 제한된 통신 탑재체 컴퓨팅 자원으로도 사용자가 요구하는 개인 공용 콘텐츠 트래픽을 효과적으로 충족할 수 있는 기반을 마련했다.

신원재 교수는 “유니캐스팅과 멀티캐스팅 서비스를 동시에 효과적으로 제공할 수 있는 기술을 개발한 것은 기존 위성 네트워크의 기술적 한계를 극복한 중요한 성과”라며, “저궤도 위성 통신에서 계산 복잡도를 획기적으로 낮추며 통신 효율성을 극대화할 수 있는 기술을 제시함으로써 6G 저궤도 위성 네트워크 구현에 새로운 가능성을 열었다는 점에서 의의가 크다”고 말했다.

한편, 이 연구는 정보통신기획평가원과 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.