삼성 리서치, 배터리 프리 6G 연결 위한 Ambient IoT 설계안 공개

삼성 리서치가 배터리가 없는 6G 연결을 위한 Ambient IoT 설계안을 공개했다. 이 기술은 기존 셀룰러 모뎀이나 배터리를 장착할 수 없는 사물을 위해 설계된 배터리 프리 디바이스 계층이다. handheld 스캐너가 필요한 수동형 RFID와 달리, 기지국이나 네트워크 제어 스마트폰이 리더 역할을 수행해 광범위한 재고 관리를 가능하게 한다.

디바이스 제약 및 요구 사항

이 디바이스들은 전파, 빛, 열, 진동에서 에너지를 수확하며, 소비 전력은 대략 1 마이크로와트에서 수백 마이크로와트 수준이다. 한 번에 수백 비트만 교환하며 에너지 수확 중 일시적으로 오프라인 상태가 될 수 있다. 설계 목표 성능 지표는 다음과 같다:

• 처리량: 0.1–5 kbps
• 지연 시간: 1–10초
• 밀도: 실내 기준 100 m²당 최대 150개 디바이스
• 커버리지: 실내 수십 미터, 실외 수백 미터

기술 구현

Ambient IoT는 n28 (700 MHz), n5 (850 MHz), n8 (900 MHz) 등 NR FDD 대역에서 작동한다. PHY와 MAC 계층만 사용하는 간소화된 무선 인터페이스를 채택해 일반 셀룰러 디바이스의 복잡한 프로토콜 스택을 피한다. 전송 기술로는 리더에서 디바이스로의 신호에 **on-off keying (OOK)**을, 디바이스에서 리더로의 신호에 OOK 또는 **binary phase-shift keying (BPSK)**을 사용한다. 이를 통해 복잡한 OFDM 복조가 필요 없어져 전력 소모와 비용을 줄인다.

지속 가능성을 위한 설계 원칙

기사에 따르면 Ambient IoT가 성공하려면 공통 기반이 단순해야 한다. 주요 설계 원칙은 다음과 같다:

• 에너지 가용성을 정상 동작으로 간주: 교환 중단과 불필요한 재시도를 허용하고, 디바이스 오프라인 상태를 표준 운영 조건으로 취급해야 한다.
• 유연한 리더 기능: 기지국, 스마트폰, 고정 노드 등 다양한 리더 유형을 네트워크가 조율하되, 환경별 별도 시스템을 구축하지 않아야 한다.
• 표준화된 상호 운용성: 보안, 식별, 기본 능력 신호는 공통 규칙을 따르되, 리더 배치 등 배포 관련 선택은 유연하게 유지한다.

최종 목표는 태그 성능 극대화가 아니라, 라이선스 스펙트럼과 코어 네트워크 통합을 통해 매우 저렴한 사물을 장기간 신뢰성 있게 연결하는 것이다.