‘유비쿼터스’ ‘스마트’ 주변에서 흔히 들어볼 수 있는 단어 가운데 하나다. 유비쿼터스는 물이나 공기처럼 시공을 초월해 ‘언제 어디에나 존재한다’는 뜻의 라틴어로 사용자가 자유롭게 네트워크에 접속할 수 있는 환경을 말한다. 요즘은 유비쿼터스 앞글자 ‘u’를 인용해 u-헬스케어, u-시티, u-홈 등 다양한 관련 단어가 만들어질 정도니 하나의 트렌드라고 해도 과언이 아니다. 유비쿼터스의 핵심은 뭐니뭐니해도 자유로운 네트워크 접속으로서, 이를 위해 무선랜, 와이브로, RFID, 블루투스 등 각종 무선 기술이 사용되고 있다. 하지만 현재 상용화된 무선 기술로는 완벽한 유비쿼터스 생활을 누리기란 쉬운 일이 아니다. 데이터 전송속도부터 시작해 전력소모량, 크기, 무선 범위까지 아직 해결해야 할 문제가 많다. 궁극적으로는 유비쿼터스 단어 그 의미 그대로 장소나 시간에 구애받지 않는 무선 기술이 필요한 셈이다. 그래서 등장한 것이 UWB다. 우주의 모든 사물에 컴퓨팅 기능을 장착시켜, 유무선 네트워크로 연결하여 원하는 정보를 상호 주고받는 환경을 구축하기 위해서는 초광대역(UWB: Ultra Wide Band) 무선기술이 필요하며, 이 기술은 초소형, 저가, 저 전력의 고속 무선통신 환경을 실현하는 기술이다.

2003년 8월에 개소한 ‘초광대역무선통신연구센터’(UWB-ITRC)는 인하대학교를 주축으로 국내외 15명의 교수진과 120여 명의 석박사 연구원이 참여하는 대형 국가 프로젝트로 지능형 무선 칩을 개발하여 유비쿼터스 센서네트워크(USN)의 인프라를 구축하고 있다. 또한 무선통신 핵심기반기술과 응용기술의 연구개발과 관련 전문인력 양성에 그 목표를 두고 있다. 곽 교수는 “센터 설립 후 국제논문, 특허, 소프트웨어 개발 등 다수의 연구 결과물을 창출하여 긴밀한 산학협력을 추진하고 있다”며 “특히, 공인 국제저널(SCI)에 우수 논문발표와 국제 표준화에 UWB 핵심기술을 기고하는 우수한 성과를 거두고 있다”고 밝히며 이 분야의 산학협력 기회를 창출하고 산업화 확산을 선도하겠다고 피력했다.

다양한 논문발표와 특허 출원 등의 우수한 연구 실적 자랑

인하대학교 초광대역 무선통신연구센터는 2011년에도 활발한 활동으로 많은 성과를 거두었다. 올해 ‘ITRC 포럼 2011’에 네트워크 IT그룹 6개 연구센터 중 하나로서 초광대역 주파수를 활용한 통신과 국방전술 및 광고 시스템 등 혁신적인 연구 성과를 선보인 자리에 참가하여 초광대역(UWB) 기술의 실생활 응용 사례를 소개하였다. 곽 교수는 “가정에서 UWB 기술을 이용해 다채널 무선 AV 시스템을 구축해 선 없는 홈시어터 시스템을 만들고 음질과 음원의 손실 없이 고화질 및 고선명 오디오와 영상 전송이 가능한 기술을 소개하였고, 또 휴대폰에 저장된 대용량 영화를 다른 휴대폰으로 전송하거나 캠코더의 영상을 무선으로 연결해 디지털 TV에서 감상할 수 있는 기술도 UWB를 기반으로 구현하였다”고 밝혔다.

곽 교수는 “다양한 논문 발표와 특허 출원 등의 연구 실적이 우리 센터의 자랑이다”며 “현재까지 1000여편(SCI급 250여편)의 논문을 발표한 것을 비롯해 ‘3차원 입체음향 전송을 위한 UWB 기반의 무선 멀티채널 스피커시스템’, ‘무선인체통신네트워크 장치 및 제어장치·네트워크 장치의 비화 및 인증코드 생성방법’등 90여건의 특허를 등록하고 169건의 특허를 출원, 이 밖에 10건의 국제 특허도 등록했다”라고 밝혔다. 그동안 UWB센터는 Cognitive UWB 시스템 시뮬레이터 개발, Ranging & Location 알고리즘 개발, 협력 릴레이 기술을 활용한 성능 향상 연구, 간섭회피 빔 형성 기법 개발을 내용으로 하는 ‘UWB 무선전송기술 연구’, 광대역 RF 능동회로 개발, 안테나 및 필터회로 구현, 저전력증폭기와 Mixer 설계 및 RF 회로의 SoC화,  ‘UWB RF 및 안테나 기술’, 다중대역 Analog 핵심소자 설계 및 성능검증, WPAN 시스템을 위한 BB 모뎀 칩 핵심 서브모듈 개발, 네이터 통신 모듈과 거리측정 모듈 통합, 거리측정 정밀도 개선을 위한 Advanced DSP 기술 개발 및 적용에 대한 연구를 진행하는 ‘UWB Baseband 설계 기술 연구’, UWB-CR 프로토콜 연구, UWB 기반 WPAN/WMN 연구, MIMO-UWB 기술 연구, 간섭완화 및 회피기술 연구, WBAN에서 인체통신 채널연구 및 에너지 효율적인 물리계층 및 매체제어기술의 설계 및 알고리즘 개발의 ‘UWB 응용기술’ 연구를 전개해 왔다. 더욱이 IEEE(국제전기전자학회)에서 주도하고 있는 국제표준화 그룹인 IEEE802.15.4a/3c/6 표준회의에 20여 건의 기술을 기고하였으며, 일부는 표준안으로 채택하는 성과를 달성하였다.

세계 IT 기술과 국가 Telecommunication 기술 선도

센터는 초광대역 기술을 접목한 개인공간통신 및 무선센서 네트워크의 핵심 기술 개발에 주력하고 있다. 이들 기술을 활용해 전기기기, 음향기기, PC 주변기기, 카메라, 스마트폰 등 기기 간의 무선 접속을 가능케 해 삶의 편의성을 높이는 것이 목표다. 기기 간, 무선 네트워크가 자유롭게 구현되면 방재, 방범, 무선진단, 원격의료, 물류관리, 환경감시 기능 등 다양한 서비스가 가능하다.

곽 교수는 “한국연구재단 도약연구사업 지원으로 무선인체센터네트워크 연구를 수행하고 있으며 이와 관련한 핵심 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 개발하고 있다”며 “특히 차량 간 충돌 방지, 에너지 효율화 등을 위한 차량 안전운행 지능형차량통신시스템 연구는 1단계 개발을 완료했고 2단계 개선작업을 진행 중이다”고 밝혔다. 또한 센터는 단순 연구뿐 아니라 제품 개발과 기술 이전 등 실무 작업도 활발히 하고 있다. 곽 교수는 “그동안 개발한 무선인지기술, 위치추정기술, 통신간섭회피기술, 초광대역 안테나 및 믹서 등의 핵심기술과 관련 140여 개의 시제품을 개발했고, 20건의 기술 이전과 92건의 기술지도 성과도 이루었다”며 “또 산학협동 워크숍과 세미나도 적극적으로 추진하였다”고 덧붙였다. 센터의 이 같은 성과는 국무총리 표창 및 대통령 표창을 수상함으로써 인정받고 있다.

곽 교수는 연구센터의 활동을 통해 초광대역 주파수 대역을 사용하는 UWB 무선통신 기술을 선도하고, 산-학-연 간의 협력 연구를 통한 국가 IT 기술 수준을 개선할 것이며, 인천지역 스마트-시티관련 융합산업의 발전을 위하여 ‘u-인천포럼(수석부회장)’을 통한 유비쿼터스 사회 조기 정착에 기여하겠다는 포부를 밝혔다. 센터는 이러한 활동을 통해 차세대 IT 성장엔진인 홈네트워크·물류·의료분야의 활성화, 글로벌 R&D 협력, 고급전문 인력 양성, 동북아 IT 중심 대학이라는 대학 측면, 인천 경제특구 산업활성화라는 측면에서 비전을 제시하고 있다.