7GHz 대역에서 Extreme-MIMO 야외 필드 테스트로 6G 스펙트럼을 개척하다

7GHz 대역은 5G보다 높은 주파수이면서도 초고속 용량과 커버리지의 균형을 기대할 수 있는 후보로 제시됐다. 삼성리서치는 야외 필드 트라이얼을 통해 이 대역의 6G 활용 가능성을 검증했고, Extreme-MIMO(X-MIMO) 기반의 PoC 플랫폼으로 실제 전파 환경에서 성능을 확인했다.

기지국 쪽 핵심은 X-MMU(eXtremely large Massive MIMO Unit) 다. 이 장치는 256 digital ports와 1024 antenna elements를 갖추고, 7.125 - 7.325 GHz 구간의 100 MHz 채널을 지원한다. 또한 약 85 dBm EIRP로 높은 출력과 빔포밍 성능을 확보했고, X-DU 에뮬레이터와 결합해 RF 성능뿐 아니라 6G air interface 설계까지 검증했다.

UE 측은 Keysight Technologies와 함께 개발한 전용 에뮬레이터를 사용했다. 이 플랫폼은 8 receive antennas를 1:1로 8개 digital port에 매핑해 8-layer downlink reception을 지원하며, 7GHz용 transport block 처리와 reference signal 구조, 동적 beam tracking 기능을 포함해 실제 채널 조건을 정밀하게 측정할 수 있게 했다.

필드 테스트는 Samsung Seoul R&D campus에서 진행됐다. 기지국은 약 50m 높이의 건물 옥상에 설치됐고, 외부 측정 지점은 50~300m 거리의 다양한 LOS/NLOS 환경으로 구성됐으며, 콘크리트 건물과 유리 외벽 오피스 등 실내 지점도 포함됐다. 비교용으로 5G C-band(약 3.8GHz) 상용 MMU도 함께 배치해 커버리지 차이를 측정했다.

성과는 분명했다.

• 다운링크에서 8-layer MIMO와 256QAM을 결합해 3.06Gbps를 기록했다.
• 이는 단일 100MHz 채널에서 달성한 결과로, NLOS 환경과 약 100m 거리에서도 구현됐다.
• 빔포밍과 precoding이 대규모 MIMO를 7GHz에서 효과적으로 동작시킬 수 있음을 보여줬다.

커버리지 측정에서도 가능성이 확인됐다. SSB RSRP 기준으로 7GHz와 C-band의 중앙값 격차는 약 5.72 dB였고, 적절한 빔포밍과 고출력 설계를 전제로 하면 7GHz도 야외 구간에서 5G C-band에 근접한 도달거리를 기대할 수 있다고 봤다. 다만 실내 커버리지와 신호 투과는 여전히 과제로 남아 있으며, 향후에는 AI 기반 네트워크 최적화와 고급 안테나 기술을 통해 보완할 계획이다.

결론적으로 7GHz는 6G의 capacity layer이자 도시·초밀집 환경, fixed wireless access를 위한 핵심 스펙트럼 후보로 부상했다. 이번 야외 실증은 6G가 필요한 대역폭, 용량, 빔포밍 설계의 방향을 구체적으로 보여준 사례다.