[단독] K-UAM 통신망 ‘1.4GHz’ 유력…항우연, ‘위성 전파간섭’ 검증

▲사진=구글 생성형 인공 지능(AI) 제미나이

정부가 한국형 도심항공교통(K-UAM) 상용화의 핵심 인프라인 '전용 상공망(통신망)' 후보 주파수로 1.4기가헤르츠(GHz) 대역을 사실상 낙점하고 정밀 기술 검증에 돌입한 것으로 확인됐다.

전 세계 주요국들이 미래 항공 모빌리티 상용화를 위해 치열한 주파수 확보전을 벌이는 가운데, 최적의 대역을 선점하겠다는 포석이다.

다만 해당 주파수가 기존 상용 통신 위성망과 겹쳐 심각한 '전파 간섭' 우려가 제기됨에 따라, 정부 당국이 이를 차단하기 위한 긴급 돌파구 마련에 나섰다.

28일 본지 취재 결과 한국항공우주연구원(이하 항우연)은 K-UAM 상공망 후보 대역을 특정하고, 해당 대역의 위성 간섭 현상을 해결하기 위한 연구 과제에 착수한 것으로 확인됐다.

'K-UAM 상공망 후보 대역(1.4GHz) 대상 정지 궤도 위성 전파 간섭 영향성 분석 및 간섭 완화 기술 효과 분석' 과업 지시서에는 도심 환경을 3D로 모델링해 위성 전파가 UAM 기체에 미치는 영향을 정밀 분석하고 방어 기술을 검증하라는 지침이 담겨 있다. 특히 정부 공식 문건에 K-UAM 상공망 후보 대역으로 1.4GHz가 명시된 것은 이번이 처음이다.

◇'빌딩풍' 뚫는 1.4GHz, K-UAM 생명선 낙점된 이유

UAM 기체는 고층 빌딩이 즐비한 도심 상공 300~600m 저고도를 비행한다. 승객이 기내에서 유튜브를 보는 '서비스용 통신'은 기존 5G·LTE 망을 일부 활용할 수 있지만, 기체의 안전한 자율 비행과 지상 관제를 책임지는 '제어용 통신(C2, Command and Control)'은 단 1초의 끊김이나 지연도 대형 참사로 직결될 수 있다. 기존 스마트폰망과 완벽히 분리된 별도의 독립된 주파수가 필수적인 이유다.

항공·통신 전문가들은 1.4GHz 대역이 도심 항공 통신의 '황금 주파수'라고 입을 모은다. 스마트폰에 쓰이는 5G 고주파는 직진성이 강해 도심 고층 빌딩에 막히면 전파가 끊기는 '음영 지역'이 발생하기 쉽다. 반면 저대역에 속하는 1.4GHz(L-대역)는 파장이 길어 빌딩 숲을 유연하게 에둘러 피해 가는 '회절성(回折性)'이 매우 뛰어나다. 비나 눈이 오는 악천후에도 통신 품질 저하가 적어 수도권 상공을 누비는 K-UAM에 최적화됐다는 평가다.

정부가 수천만 원의 예산을 투입해 특정 주파수의 간섭 시뮬레이션을 긴급히 돌린다는 것 자체가 최종 할당을 앞둔 사실상의 '내정 단계'라는 분석이 지배적이다.

◇글로벌 주파수 삼국지…미국은 5GHz, 중국·홍콩은 1.4GHz

안전한 상공망 주파수 확보는 글로벌 모빌리티 패권을 쥐기 위한 국가적 과제다.

광활한 영공을 가진 미국의 경우 연방통신위원회(FCC)가 최근 드론 및 UAM 제어 통신을 위해 5GHz 대역(5030~5091MHz)을 우선적으로 할당해 규정을 마련하고 있다. 반면 고층 빌딩이 밀집한 중국 선전시나 홍콩 통신국(CA)은 도심 환경에 유리한 1.4GHz 대역(1430~1444MHz)을 저고도 무인기 전용망으로 공식 할당해 이미 실증에 돌입했다. 한국이 1.4GHz 대역을 성공적으로 채택할 경우, 아시아 시장을 중심으로 향후 기체 및 통신 장비 수출 시 글로벌 호환성을 확보하는 데 절대적으로 유리하다.

◇하늘길 덮치는 우주 전파… 제2의 '美 고도계 사태' 막아라

뛰어난 이점에도 불구하고 1.4GHz 대역은 치명적인 암초를 안고 있다. 바로 우주에서 쏟아지는 기존 '위성 전파'와의 정면 충돌이다.

1467~1492MHz 대역은 현재 동경(東經) 105도 상공에 위치한 통신 위성 '아시아스타(ASIASTAR)'와 향후 발사될 후속 위성 '실크웨이브-1(Silkwave-1)' 등 정지 궤도 위성들이 지상으로 강하게 쏘아 보내고 있는 주파수 대역과 정확히 겹친다. 위성에서 내리꽂히는 강력한 전파가 UAM 기체와 지상 기지국 안테나에 섞여 들어갈 경우 심각한 노이즈를 발생시켜 자칫 에어택시 통신 두절을 유발할 수 있다.

항공 분야에서 전파 간섭은 국가적 재난을 부를 수 있는 민감한 사안이다. 2021년 미국에서는 통신사들이 5G용 주파수(C-밴드)를 개통하려 하자 연방항공청(FAA)이 “항공기 전파 고도계 주파수와 인접해 전파 간섭으로 착륙 시 추락 사고가 날 수 있다"고 강력히 반발하며 대규모 항공기 무더기 결항 사태가 벌어지기도 했다. 항우연이 이번 시뮬레이션을 서두르는 이유도 이와 같은 '주파수 간섭 대란'을 미연에 방지하기 위해서다.

◇기지국이 '방어막' 친다…7월 K-UAM 운명 가를 분수령

이에 항우연은 오는 7월 17일까지 기존 위성의 시간에 따른 궤도 기동 변화와 도심 건물에 의한 전파 차폐 효과를 반영해 3차원 정밀 시뮬레이션을 진행한다.

나아가 간섭을 원천적으로 튕겨내는 '방어막 기술'도 검증한다. 지상 기지국의 섹터 안테나 방향을 물리적으로 조정하거나, 위성 방향으로 향하는 기지국 안테나의 전파 수신율을 소프트웨어적으로 억제하는 '빔 패턴 최적화 기술'을 적용해 위성 간섭이 실제로 차단되는지를 정량적으로 도출할 계획이다.

박규빈 기자 kevinpark@ekn.kr