퀄컴이 단말에 장착하는 5G 통신모뎀을 공개했다. 향후 출시되는 차세대 스냅드래곤 모바일AP의 경우 앞서 공개한 ‘스냅드래곤 X16’을 탑재할 계획이다. 예를 들어 삼성전자가 내년 출시할 ‘갤럭시S8’은 4개의 주파수를 엮는 4CA를, 2018년 출시할 ‘갤럭시S9’은 5G를 지원할 수 있게 된다.

퀄컴은 20일 서울 광화문 그랑서울 나인트리컨벤션에서 열린 ‘퀄컴 5G 미디어 워크샵’에서 사용 5G 모뎀 칩셋 솔루션인 ‘퀄컴 스냅드래곤 X50 5G 모뎀’을 국내 소개했다. 이 솔루션은 차세대 모바일 장비 및 단말을 개발하는 제조사와 이통사들의 초기 5G 시범사업 및 망 구축에 기여할 전망이다.

◇ 2018년 5G 스마트폰 상용화, 퀄컴 스냅드래곤 X50‘ 선도
‘스냅드래곤 X50 5G 모뎀’은 28GHz 주파수 대역의 밀리미터파(mmWave) 대역 지원을 시작으로 다중입출력(MIMO) 안테나 기술, 적응형 빔포밍 및 빔 트래킹 기술로 비가시(non-line-of-sight) 환경에서도 모바일 광대역 통신 성능을 유지해준다. 밀리터리파는 고주파 대역을 지칭한다. 주파수는 최대 800MHz 대역폭을 지원해 최대 5Gbps 다운로드 속도를 기대할 수 있다.

멀티모드 4G/5G 모바일 브로드밴드와 고정형 무선 브로드밴드 디바이스 모두를 위해 설계된 솔루션이다. 기가비트 LTE 모뎀이 탑재된 퀄컴 스냅드래곤 프로세서와 호환해 듀얼 커넥티비티 구현이 가능하다. 기가비트 LTE는 초기 5G 망에 넓은 서비스 영역을 제공할 수 있어, 5G 모바일 경험을 구현하는데 필수 요소가 될 것으로 전망된다.

가령 5G 지원 스마트폰의 경우 우선적으로 기가비트 LTE를 지원하는 통신모뎀이 결합된 스냅드래곤 프로세서가 장착된다. 모바일AP와 별도로 스냅드래곤 X50 5G 모뎀이 투칩 형태로 연결된다. X50 5G 모뎀은 고주파 대역에서 활용되는 SDR051 트랜시버를 통해 빔포밍 안테나와 연결된다. PMX50 전력 관리 칩셋도 포함됐다.

5G 초기 구축 때에는 기존에 커버리지가 구축된 4G LTE와 함께 5G가 혼용된다. LTE를 기반으로 커버리지와 필요 구간에 따라 5G가 연결되는 방식이다. 즉, 단말도 4G와 5G를 받아들일 수 있는 장치가 필요하다.

피터 카슨 퀄컴 모뎀담당 수석 이사는 “고주파 대역으로 올라갈수록 여러 손실이 발생할 수 있다. 무선 주파수에 따라 안테나를 위치시켜야 하는데 공간적인 제약은 큰 게 단말이다”라며, “아키텍처 차원에서 유연성을 확보하기 위해 개별적인 칩으로 디자인됐다. 향후 시스템 단일 칩에 통합될 것”이라고 설명했다.

퀄컴은 이미 기가비트 LTE에 대응하는 통신모뎀을 공개한 바 있다. ‘스냅드래곤 X16’ 통신모뎀이다. 이론상 다운로드 최대 1Gbps 속도를 구현할 수 있다. ‘스냅드래곤 X16’의 경우 파트너사들에게 샘플이 공급된 상태다. 단말은 연말 또는 내년 초 상용화될 가능성이 높다. X16이 포함된 스냅드래곤 AP와 ‘스냅드래곤 X50 5G 모뎀’이 투칩 형태로 엮어 5G 단말에 장착될 수 있는 셈이다.

스냅드래곤 X50 5G 모뎀을 활용해 밀리미터파 5G 망을 구축하는 이통사들은 퀄컴과 긴밀하게 협력해 연구소 실험, 필드 시럼, 망 조기 구축 등을 실시할 수 있다. 밀리터리파 통합에 최적화된 기기를 보다 빨리 개발할 수 있는 이점을 갖게 된다.

기기에 스냅드래곤 X50 5G 모뎀을 통합 적용함으로써 상용단말 형태의 디바이스에 새로운 5G 기술을 통합하는 데 필요한 여러가지 유용한 경험을 축적할 수 있게 된다. 퀄컴은 이를 통해 글로벌 5G 기술 표준인 5G NR의 표준화와 상용화 시기를 앞당길 수 있도록 지원할 예정이다.

밀리터리파와 802.11ad 제품의 대용량 마이모(MIMO) 아키텍처를 비롯해 퀄컴이 여러 세대에 걸쳐 쌓은 LTE 칩셋과 직교주파수분할(OFDM) 기술력을 바탕으로 설계됐다.

◇ 2017년 상반기 4CA 가능한 ‘스냅드래곤 X16 LTE ’ 상용화
퀄컴은 20일 차세대 스냅드래곤 800 시리즈에 ‘스냅드래곤 X16 LTE’ 통신 모뎀을 결합시킬 것이라 밝혔다.

당초 빠르면 올 하반기 상용화될 것으로 예상됐지만 내년 초 단말에 탑재돼 나올 가능성이 높아진 상황이다.

내년 상반기 출시되는 프리미엄 스마트폰에 탑재가 유력한 모바일AP는 퀄컴 ‘스냅드래곤 830’으로 10나노 공정에서 생산되는 빅리틀 방식의 옥타코어 프로세서다. 차세대 아드레노 540 GPU가 적용된다. 삼성전자 ‘갤럭시S8’뿐만 아니라 LG ‘G6’ 등에서도 스냅드래곤830이 쓰일 전망이다.

스냅드래곤 X16 LTE 모뎀은 FDD-LTE와 TDD-LTE를 모두 지원한다. 4x20MHz 다운링크 캐리어 애그리게이션(CA)을 지원한다. 즉, 광대역 LTE 주파수 대역 4개를 엮을 수 있다.

10MHz 주파수 대역의 LTE 속도는 이론상 하향 75Mbps다. 대역을 늘릴 수록 속도는 배가된다. 20MHz 주파수 대역에서는 150Mbps 속도를 낼 수 있다. 4개의 광대역 LTE 주파수를 엮으면 이론상 하향 최대 600Mbps 속도가 가능한 셈이다.

256쾀(QAM)을 지원해 전송속도를 33% 더 높일 수 있다. 256쾀은 전송하는 데이터량을 6비트에서 8비트 단위로 늘려 보내는 기술이다. 4x4 미모(MIMO)를 지원해 속도는 더 올라간다. 3개의 광대역 주파수를 이용해 10개의 고유한 스트림을 수신할 수 있다.

다양한 기술을 집약하면 LTE 카테고리 16인 1Gbps 이상의 속도가 가능해진다. 1Gpbs급 속도는 일반적인 LTE 속도 대비 10배 빠른 속도로 3G 대비 500배 더 빨라졌다.

업로드 속도도 올라간다. 2개의 광대역LTE 주파수를 연결해 최대 150Mbps 속도 구현이 가능하다. 64쾀을 지원, 속도는 더 빨라진다.

모든 주요 셀룰러 기술인 LTE-FDD, LTE-TDD, WCDMA, TD-SCDMA, EV-DO, CDMA 1x 및 GSM/EDGE을 지원한다. 모든 주파수 대역 및 CA 조합, LTE 듀얼심, LTE 방송, HD와 3G, 2G를 넘나드는 VoLTE도 가능하다.

비면허대역에서 사용할 수 있는 LTE-U도 지원한다. 피터 카슨 이사는 “2017년 상반기에는 면허대역을, 2017년 하반기에는 비면허대역을 활용해 기가비트 속도를 내려 한다”고 강조했다.

새로운 WTR5975 RF 트랜시버는 스냅드래곤 X16 LTE와 한쌍이다. 기가비트급 LTE와 LTE-U, LAA를 지원하는 단일 RF IC칩이다.

김문기 기자 (moon@nextdaily.co.kr)