[릴레이 인터뷰로 만나는 미래 기술] ⑤ 일상의 혁신은 차세대 통신·네트워크로부터… 삼성리서치 인도 방갈로르 연구소

(4편에 이어)

뉴스룸은 삼성리서치 해외연구소 6곳의 연구원들을 차례로 만나 삼성전자 제품 경쟁력의 밑바탕인 차세대 기술과 연구 분야, 그리고 이들의 연구가 보다 나은 삶을 위해 어떻게 기여하고 있는지를 소개한다.

릴레이 인터뷰 다섯 번째 주자는 삼성리서치 인도 방갈로르 연구소(Samsung R&D Institute India-Bangalore, SRI-B)의 비욘드 5G(Beyond 5G) 팀장 라트나카 라오(Ratnakar Rao V R)다. 방갈로르 연구소에 합류한 지 곧 10년이 되는 그는 주로 4G, 5G와 같은 무선 통신 기술 연구에 전념해 왔다. 아래 인터뷰에서 라오와 비욘드 5G 팀이 연구하는 차세대 통신 네트워크 기술에 대해 알아보자.

Q: 시스템 소프트웨어와 마찬가지로, 통신 기술의 발전은 사용 경험을 개선하는데 핵심적 역할을 한다. 통신 분야 기술 혁신에 있어 응용 AI 연구가 어떤 역할을 하는지 궁금하다.

전통적으로 모든 이동 통신 시스템은 수학적 모델로 구현된 철저한 규칙 기반(Rule-Based) 시스템이다. 하지만 5G 시대가 열리면서 여기에 몇 가지 변화가 생겼다.

첫째, 하나의 네트워크가 여러 유스 케이스(Use Case)를 동시에 충족시켜야 하기 때문에 어떤 시스템은 전통적 모델링 기반에서는 최대 역량을 발휘하기 어려운 경우도 있다. 둘째, 연산 알고리즘과 프로세서 구조의 발달 덕분에 다양한 기기에서 AI와 머신러닝 모델을 실행하는 것이 점차 쉬워지고 있다. 셋째, 무선 네트워크가 가상화되면서 클라우드에서 실행되는 마이크로 서비스(Micro-Service)로 분할되는 추세다.

온디바이스 AI 기능이 무선 단말에 추가되는 것도 눈여겨 볼 트렌드다. 5G 이후 네트워크는 애플리케이션과 보다 긴밀히 통합될 것이기 때문에, 맞춤형 네트워크 경험을 제공하기 위해서는 네트워크가 사용자와 애플리케이션을 좀 더 잘 인식할 수 있게 만들어야 한다. 이러한 요인들로, AI와 머신러닝이 차세대 무선 네트워크와 단말에 광범위하게 적용되고 있고, 동시에 필요성도 커지고 있다.

Q: 삼성리서치 방갈로르 연구소에서 하는 일을 간략히 소개해 달라.

우리 연구소는 통신을 비롯한 카메라와 멀티미디어, 온디바이스 AI, IoT 서비스 분야를 중심으로 연구개발에 집중하고 있다. 앞서 말한 분야의 연구 단계부터 상용화까지 전 과정을 수행할 역량을 갖추고 있을 뿐만 아니라, 매년 새로운 제품·서비스 개발에도 기여하고 있다.

이 중 통신 분야는 전담 연구팀들이 있는데, 이동 통신 단말, 네트워크 RAN(Radio Access Network)/코어 개발, 무선 표준 등을 담당한다. 이 팀들의 강력한 시너지 덕분에 엔드 투 엔드(End-To-End) 방식의 도메인 기술이 완성됐다. 최근엔 비욘드 5G(Beyond 5G)와 6G 기술 리더십을 위한 선행 연구도 시작했다.

Q: 비욘드 5G 팀이 주력하고 있는 통신 연구 분야를 좀 더 자세히 소개한다면?

우리 팀은 무선(Radio), 데이터 네트워킹 프로토콜, 내장형 모뎀 시스템 소프트웨어 연구에 특화돼 있다. 이를 기반으로 전 세계 다양한 시장을 겨냥한 5G 이동 통신 단말 개발에 참여하고 있다.

통신 프로토콜 관련 첨단 연구와 개발도 우리 팀이 맡는다. 이 중에는 실제 제품에 적용된 기술도 있다. 이 외에도 비욘드 5G와 6G 시스템 관련 표준과 구현 특허(Implementation IP)를 확보하기 위한 연구도 진행 중이다.

Q: 비욘드 5G 시대에는 일상생활에서 기술을 사용하는 방식이 어떻게 바뀔 것으로 보는가?

기존 LTE망을 활용하는 비단독규격(Non-StandAlone) 5G의 출현으로 지금까지 사용되지 않던 중단파 대역의 스펙트럼이 다량 사용되기 시작했다. 이와 동시에 기존 4G가 5G와 동일한 스펙트럼을 사용할 수 있도록 대역대가 재분배(Re-farming)되면서, 초대용량 통신 시스템 시대가 더 빨리 도래하게 됐다.

사용자 입장에서는 초고화질 스트리밍, 빠른 다운로드와 업로드, 실시간 쌍방향 게임을 즐길 수 있다. 또, 동영상 스트리밍과 영상 통화를 이용할 때 혼합 현실(Mixed Reality) 경험도 가능할 것으로 본다. 규모가 커진 덕분에 더 많은 사용자가 더 많은 기기를 인터넷에 연결할 수 있고, 산간벽지에서도 인터넷을 편리하게 사용할 수 있게 된다.

5G가 발전하면 할 수록, 앞으로 수년간 ‘인포테인먼트(Infotainment)’를 비롯한 다양한 사용 경험이 생겨날 것이다. 예를 들어, IoT 기기의 저전력, 저대역폭 기능은 공공 서비스 효율을 높이고, 농업과 공장 자동화에 기여할 수 있다. 마찬가지로 인공위성 기반 5G는 전 세계에 진정한 유비쿼터스(Ubiquitous) 환경을 구현할 것으로 기대된다. 이 밖에, 5G 네트워크에 적용된 저지연(Low-Latency)성은 향후 의료와 교육 분야의 원격 서비스도 개선할 수 있다.

Q: 방갈로르 연구소에서 진행했던 과제 중 가장 보람을 느꼈던 사례를 소개해 달라.

우리 연구소는 세계 최초의 3G, 4G, 5G 스마트폰 출시에 핵심적 역할을 했다. 최근에는 5G 단독규격(StandAlone) 상용화와 5G 주파수 결합 기술(carrier aggregation)을 실현하는데도 일익을 담당했다. 이 외에도, 4G와 5G 네트워크 소프트웨어와 가상 무선접속기술(vRAN), 가상 코어망(vCore)를 개발했고, MC-PTT(Mission Critical Push to Talk) 기능 개발에도 참여했다.

우리 연구소는 특허를 내는 데도 두각을 보이고 있다. 매년 다양한 분야의 엔지니어가 백여 개의 핵심 특허를 발명하는데, 4G와 5G 부문에서 200여 개의 구현 특허와 100여 개의 표준 필수 특허를 발명하기도 했다.

Q: 삼성리서치 영국, 미국 연구소와 협업도 진행한다고 들었다. 이런 과정이 연구 전반에 큰 도움이 될 것 같다.

5G 초기 기술 개발과 실현 과정에서 한국의 삼성리서치와 긴밀히 협업했고, 지금은 초기 6G 기술 개발을 위해 함께 조율하고 있다. 마찬가지로 삼성리서치 영국과 미국 연구소와도 이런 과정을 거치고 있는데, 앞으로 많은 가능성이 열릴 것으로 확신한다.

우리 연구소엔 도메인 전문가를 비롯해 다양하고 우수한 통신 엔지니어가 포진돼 있다. 그렇기 때문에 단기간에 수준 높은 팀을 구성하고 연구를 수행하는 것이 가능하다. 다른 연구소 리더들과의 교류를 통해 다양한 가능성을 적극적으로 모색하고 있다.

Q: AI와 머신 러닝이 비욘드 5G와 6G 무선 통신 기술에 어떻게 결합돼 응용되고 있는지, 이들 기술의 결합이 진화된 모습까지 그려 본다면?

비욘드 5G와 6G의 무선 통신 기술은 AI와 머신러닝이 접목되면서 상당한 기술 발전을 이뤘다. 사실, 우리는 AI와 머신러닝 애플리케이션이 폭넓게 사용될 것으로 예상하고 해당 분야 연구에 적극 매진해 왔다.

예를 들어, △단말이나 네트워크에 특정 블록을 추가해 성능을 개선하고 연산 과정도 줄이는 블록 레벨(Block-Level) AI, △엔드 투 엔드 시스템에서 둘 이상의 개체(Entity)가 정보를 교환할 때 AI와 머신러닝 기술을 사용해 모빌리티 성능을 높이는 절차적(Procedural) AI, △차세대 통신 시스템에서 변동성이 큰 시스템 자원을 최적으로 운용할 수 있도록 지원하는 시스템 소프트웨어 AI가 그것이다.

Q: 전기전자학회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)의 선임 위원으로 어떤 활동을 하고 있는지 소개 부탁드린다.

선임 위원(Senior member) 자격으로 지역 공과대학의 학생 커뮤니티와 교수진을 대상으로 강연도 하고 소통도 한다. 목적은 가능한 많은 사람들이 전공에 대해 더 잘 알고 통신 분야의 첨단 연구를 수행하게끔 돕기 위해서다. 또, 공공기관이나 관련 업계가 주최하는 대담과 토론에도 참여한다. 이런 교류 덕분에 최신 트렌드를 빨리 파악할 수 있고, 저명한 대학의 인재들과 새로운 협업도 시도할 수 있다.

물론, 팀원들에게도 저명한 학술회의와 학술지에 연구 성과를 발표해 보길 권한다. 그 결과 최근 2년간 우리 팀이 여러 저명한 포럼에서 20여 개의 논문을 발표하는 성과를 얻었다.

※ 삼성리서치 미국 ‘브라이언 함스’ 연구원과의 인터뷰와 질문에 대한 답변은 6편에서 만날 수 있습니다.