왼쪽부터 서강대학교 전자공학과 박태제·고제우 박사과정생, 박상천 박사(현 순천향대 교수).
연구팀은 국제 5G 이동통신 표준(3GPP 5G NR)을 기반으로 대규모 안테나 시스템의 성능을 분석하는 시뮬레이터를 구축했다. 해당 시뮬레이터는 안테나와 서브 어레이 구조, 안테나 틸트, 사용자 분포, 채널 환경 등을 달리해 빔포밍과 전송 성능을 비교·평가할 수 있다. 이를 활용해 KMW의 192AE/32TRX 대규모 안테나 어레이에서 기존 하드웨어를 변경하지 않고 통신 환경에 따라 서브 어레이 구조와 틸트를 AI로 조정하는 기술을 개발했다.
박태제 박사과정생은 3GPP 5G NR의 프리코딩 행렬 지시자(Precoding Matrix Indicator·PMI) 피드백을 활용해 서브 어레이 구조와 틸트를 딥러닝으로 동적으로 최적화하는 방법을 논문화했다. 논문은 ‘IEEE Transactions on Vehicular Technology’(IF 7.5, JCR 상위 11%)에 게재됐다.
시뮬레이션 결과 기존 고정형 안테나 구성보다 평균 합 전송률이 약 13% 높아졌다. 완전 디지털(Fully Digital) 어레이와 비교하면 RF 체인 수를 약 6분의 1로 줄이면서 에너지 효율은 약 273% 향상됐다.
연구팀은 산업체의 기존 안테나 하드웨어에 3GPP 표준 기반 시뮬레이션과 AI 운용 기술을 결합해 실제 5G 시스템에 적용할 가능성을 제시했다고 설명했다.