전자전기공학부 김동인 교수는 “6G 기술은 단순히 5G 기술의 진화가 아니다. 완전히 새로운 패러다임을 만들어 가는 국제적이고 치열한 경쟁 속에 놓여 있다”고 강조하면서, 6G의 핵심 기술을 ‘연결 지성(Connected intelligence)’이라 소개했다. 그는 “지식 정보가 무선 공간에서 통신의 뒷받침을 받으며 인간, 기계, 사물인터넷 환경에서 전체적으로 통합되면서 인공지능이 기반이 되는 새로운 패러다임 개발이 필요하다”고 설명했다.

6G는 5G에 비해 매우 높은 수준의 통신 환경을 요구한다. 정보통신기획평가원이 최근 발표한 ‘6G 이동통신 기술 동향’ 보고서에 따르면, 홀로그램 통신과 촉각 인터넷 등의 서비스를 원활히 제공하기 위해서는 5G 대비 최소 50배 이상 빠른 속도, 40배 이상의 저지연 특성, 100배 이상의 신뢰성이 요구된다. 또 최대 1,000㎞/h 이동체의 통신 지원과 5G 대비 10배 많은 장치 연결이 가능해야 한다. 이렇게 요구 수준이 높은 만큼 6G 환경에서는 통신 효율이 매우 중요하다.

이와 관련해서 김동인 교수는 “6G 환경에서 통신 효율이 획기적으로 개선되지 않으면 지연, 보안, 정보 가치 소멸 등의 문제가 발생하는데, 이는 기존의 5G를 개선하는 것으로는 극복이 불가능하기에 새로운 패러다임이 요구된다”고 설명했다.

그는 이에 대한 해결책으로 먼저 ‘의미통신(semantic communication)’을 제안했다. 의미통신은 단순히 데이터만 전송하는 것이 아니라, 데이터의 의미를 추출해서 채널 부호화를 거쳐 정보량을 획기적으로 줄이는 방법이다. 이것이 가능한 것은 인공지능 기술의 뒷받침 덕분이다.

그는 “인공지능 기술이 의미통신에 접목되면 정보 송·수신 시 처리해야 할 과정을 학습시킬 수 있다.그러면 정보의 일부만 보내도 그다음 메시지가 무엇일지 예측이 가능하다. 꼭 필요한 정보만 추출해서 보내면 인공지능이 메시지를 복원해 내는 것이다. 이렇게 정보량이 획기적으로 줄면 6G가 요구하는 지연 및 보안 이슈를 극복할 수 있을 것”이라고 설명했다. 또 김 교수는 “의미통신을 구현하려면 새로운 학습 기법을 개발해야 한다. 복잡하고 역동적인 특성을 가진 무선 채널에 인공지능 학습 기법을 적용하기가 어렵기 때문에 그 해결법을 찾는 것이 6G 성패의 중대한 관점이 될 것”이라 덧붙였다.

아울러 김 교수는 6G 기술 구현을 위한 또 다른 새로운 패러다임으로 ‘재구성가능한 지능형 표면(RIS, Reconfigurable Intelligent Surface)’ 기술을 언급했다. RIS는 안테나 표면의 전자기적 특성을 이용해 기지국에서 나온 전파를 이용자에게 전달하는 기술이다. 통신 전파는 세대를 거듭할수록 대역폭은 넓어지고 파장은 짧아지는데, 그럴수록 데이터 전송률은 높아지나 장애물에 취약하다는 단점이 있다. RIS는 전파 특성에 맞게 전달력을 조절하는 기술로, 장애물이 있는 환경이나 실내 환경에서 5G나 6G와 같은 높은 대역폭의 통신 품질을 개선할 수 있다. 특히 6G는 5G에 비해 요구되는 RIS 기술의 수준이 매우 높다.

김 교수는 “이 역시 인공지능 기법을 이용해 RIS를 구성하면 무선 통신의 여러 한계를 단번에 극복할 새로운 돌파구를 만들어 줄 수 있다”고 전망했다. 기존에는 송신단과 수신단을 통합 설계하는 것으로 무선 채널의 문제를 극복해 왔는데, 이 방법은 이미 개발이 거의 다 이루어졌고, 여기에 인공지능을 탑재해 원하는 환경으로 바꾼다는 것이 김 교수의 설명이다. 김 교수는 “결국 6G의 성패는 인공지능을 활용한 의미통신 기술과 RIS 시스템 설계에 달려있다”고 강조했다.