Booil Jung

무선통신 기술의 원리, 진화, 그리고 미래에 대한 고찰

무선통신(Wireless Communication)은 물리적 전도체의 연결 없이 정보를 전송하는 기술로서, 현대 사회를 규정하는 가장 핵심적인 인프라 중 하나로 자리매김했다.1 유선(wired) 통신이 지닌 공간적 제약에서 인류를 해방시킨 이 기술은 단순한 편의성 증대를 넘어, 사회, 경제, 문화 전반에 걸쳐 근본적인 패러다임 전환을 촉발했다. 20세기 후반 이동통신 기술의 폭발적인 보급은 음성 통화라는 단일 서비스를 넘어 문자, 이미지, 그리고 동영상에 이르는 멀티미디어 데이터의 자유로운 유통을 가능하게 하였으며, 이는 스마트폰 혁명과 사물 인터넷(IoT) 시대를 여는 기술적 토대가 되었다.1 오늘날 무선통신은 개인의 일상적 소통에서부터 국가의 핵심 산업 인프라, 나아가 전 지구적 연결망에 이르기까지 그 영향력이 미치지 않는 곳이 없다.

본 연구노트는 이처럼 현대 문명의 신경망 역할을 수행하는 무선통신 기술에 대한 통합적이고 심도 있는 고찰을 목적으로 한다. 이를 위해 연구노트는 총 다섯 개의 장으로 구성된다.

제1장에서는 무선통신을 가능하게 하는 물리적, 이론적 토대를 탐구한다. 전하의 움직임에서 시작되는 전자기파의 생성 원리와 공간을 통해 전파되는 다양한 방식을 맥스웰 방정식의 관점에서 분석하고, 동시에 잡음이 존재하는 현실 세계에서 정보 전송의 근본적인 한계를 규정한 섀넌-하틀리 정리를 심층적으로 고찰한다.

제2장에서는 이론적 가능성이었던 무선통신이 인류의 삶을 바꾸는 현실 기술로 구현된 역사적 궤적을 추적한다. 헤르츠의 전파 발견과 마르코니의 대서양 횡단 실험에서부터 라디오와 텔레비전 방송의 대중화, 그리고 1세대 아날로그 통신에서 5세대 초연결 통신에 이르는 이동통신 패러다임의 변혁 과정을 시대순으로 분석한다.

제3장에서는 현대 무선 시스템의 성능을 결정하는 세 가지 핵심 기술-변조(Modulation), 다중 접속(Multiple Access), 채널 부호화(Channel Coding)-을 공학적 관점에서 깊이 있게 파헤친다. 디지털 정보를 아날로그 파형에 싣는 변조 기술의 원리, 유한한 주파수 자원을 다수의 사용자가 효율적으로 공유하게 하는 다중 접속 기술의 진화, 그리고 통신 오류를 극복하여 신뢰성을 확보하는 채널 부호화 기술의 원리를 수학적 모델과 함께 제시한다.

제4장에서는 앞서 다룬 핵심 기술들이 어떻게 조합되어 우리 주변의 다양한 무선 시스템을 구성하는지 다각적으로 분석한다. 근거리 통신의 대명사인 Wi-Fi, 개인 기기 간 연결을 담당하는 블루투스와 NFC, 지구적 커버리지를 제공하는 위성 통신, 그리고 사물 인터넷 시대를 견인하는 저전력 광역 통신(LPWAN) 기술의 표준과 특성을 비교 분석한다.

마지막으로 제5장에서는 미래 무선통신이 직면한 도전 과제와 비전을 제시한다. 주파수 자원 고갈 문제와 그 해결책인 동적 스펙트럼 접속, 통신망의 지속 가능성을 위한 그린 커뮤니케이션 기술, 양자 컴퓨팅 시대의 새로운 보안 위협과 대응 전략, 그리고 기술이 사회와 경제에 미치는 파급 효과를 종합적으로 조망하며 미래 무선통신이 나아갈 방향을 제시한다. 이와 같은 체계적인 접근을 통해 본 연구노트는 무선통신 기술에 대한 단편적 지식을 넘어, 그 근본 원리부터 최신 동향, 미래 전망까지 아우르는 통합적 이해를 제공하고자 한다.

무선통신 기술의 거대한 구조물은 눈에 보이지 않는 두 개의 근본적인 기둥 위에 세워져 있다. 하나는 전자기파(Electromagnetic Wave)의 거동을 설명하는 물리 법칙이며, 다른 하나는 불확실한 환경 속에서 정보 전송의 가능성과 한계를 규정하는 수학적 이론이다. 이 장에서는 무선통신의 근원인 전자기파의 발생과 전파 원리를 탐구하고, 정보이론의 초석인 섀넌-하틀리 정리를 통해 통신 용량의 본질을 파헤침으로써 무선통신 기술을 이해하기 위한 가장 근본적인 토대를 마련한다.

무선통신은 정보를 실어 나르는 매개체로서 전자기파, 그중에서도 특히 전파(Radio Wave)를 이용한다.1 전자기파가 어떻게 생성되고 공간으로 퍼져 나가는지에 대한 이해는 무선통신 공학의 출발점이다.

전자기파는 전하(electric charge)의 가속 운동에 의해 발생한다.3 정지해 있는 전하는 주변에 정적인 전기장(electric field)만을 형성하며, 등속으로 움직이는 전하는 정적인 자기장(magnetic field)을 추가로 형성한다. 그러나 이 두 경우 모두 에너지를 방출하며 공간으로 퍼져 나가는 파동을 만들지는 않는다. 파동, 즉 전자기파가 생성되기 위해서는 전하가 가속하거나 감속하는 운동, 혹은 방향을 바꾸는 진동 운동을 해야 한다.4

이 과정은 다음과 같이 설명될 수 있다. 전자가 안테나와 같은 도체 내에서 가속 운동(예: 교류 전류에 의한 진동)을 하면, 그 주변에 시간에 따라 세기와 방향이 변하는 전기장이 형성된다.4 맥스웰 방정식에 따르면, 시간에 따라 변하는 전기장은 다시 시간에 따라 변하는 자기장을 유도한다. 이렇게 생성된 변하는 자기장은 또다시 변하는 전기장을 유도하는 연쇄 반응을 일으킨다. 이처럼 전기장과 자기장이 서로를 원인으로 삼아 파동의 형태로 에너지를 실어 공간으로 퍼져 나가는 현상이 바로 전자기파다.3

전자기파는 진행 방향에 대해 전기장과 자기장이 모두 수직인 횡파(transverse wave)의 특성을 가진다. 또한, 전기장의 진동 방향과 자기장의 진동 방향 역시 서로 90도의 각도를 이루며 수직 관계를 유지한다.3 이 세 가지 요소(진행 방향, 전기장 진동 방향, 자기장 진동 방향)는 항상 서로 직교하는 3차원 벡터 관계를 형성하며 빛의 속도(c)로 전파된다.

송신 안테나에서 방사된 전파는 수신 안테나에 도달하기까지 다양한 물리적 현상을 겪으며, 이는 통신 채널의 특성을 결정하는 핵심 요인이 된다. 전파의 전파(propagation) 방식은 주파수, 지형, 대기 상태 등 여러 요인에 따라 복합적으로 나타난다.5

• 기본 현상: 전파는 빛과 같은 성질을 공유하므로 직진, 반사, 굴절, 회절 등의 현상을 보인다.
  • 직진(Rectilinear Propagation): 전파는 기본적으로 직진하는 성질을 가지며, 주파수가 높을수록 직진성이 강해진다.7
  • 반사(Reflection): 전파가 파장보다 훨씬 큰 물체(지표면, 건물, 산 등)를 만나면 거울처럼 반사된다. 이는 신호가 예상치 못한 경로로 수신되게 하는 원인이 되기도 한다.5
  • 굴절(Refraction): 전파가 밀도가 다른 매질(예: 대기의 다른 층)을 통과할 때 진행 방향이 꺾이는 현상이다.5
  • 회절(Diffraction): 전파가 장애물의 모서리를 만났을 때 그 뒤편으로 휘어져 전달되는 현상이다. 주파수가 낮을수록(파장이 길수록) 회절이 더 잘 일어나므로, 저주파수 대역의 신호는 건물이나 산과 같은 장애물 뒤편에도 도달할 수 있다.5
  • 산란(Scattering): 전파가 파장보다 작거나 거친 표면을 가진 물체들을 만났을 때 여러 방향으로 흩어지는 현상이다.5
• 전파 경로: 이러한 물리 현상들의 조합으로 인해 송신기에서 수신기로 향하는 전파 경로는 다양하게 형성된다.
  • 직접파(Direct Wave): 송신기와 수신기 사이에 장애물이 없는 가시선(Line of Sight, LOS) 경로를 따라 직선으로 전달되는 전파다. VHF(초단파) 대역 이상의 고주파수 통신(이동통신, 위성통신, Wi-Fi 등)에서 주된 전파 경로가 된다.8
  • 반사파(Reflected Wave): 지표면이나 건물 등에 한 번 이상 반사되어 수신기에 도달하는 전파다.8
  • 지표파(Ground Wave): 낮은 주파수(장파, 중파) 대역의 전파가 지구 표면을 따라 휘어지며 전파되는 경로다. AM 라디오 방송이 이에 해당한다.11
  • 공간파(Space Wave): 대기권을 통해 전파되는 경로로, 직접파와 반사파를 포함한다. 단파(HF) 대역의 경우, 상공의 전리층에서 반사되어 수천 km 떨어진 곳까지 도달할 수 있다.6
• 다중경로 페이딩(Multipath Fading): 무선 환경에서는 직접파뿐만 아니라 다양한 경로를 거친 반사파, 회절파 등이 시차를 두고 수신기에 도달한다. 이 다중경로 신호들은 서로 다른 진폭과 위상을 가지며 중첩되는데, 이때 위상이 서로 반대이면 신호가 상쇄되어 급격히 약해지는 현상이 발생한다. 이를 다중경로 페이딩이라 하며, 무선통신 품질을 저하시키는 가장 근본적인 원인 중 하나다.5 따라서 현대 무선통신 시스템 설계는 이 페이딩 현상을 효과적으로 극복하는 것을 핵심 과제로 삼는다.

이처럼 무선통신 기술의 본질은 결정론적인 물리 법칙(맥스웰 방정식)이 지배하는 매체를 통해 정보를 전달하려는 시도에서 출발한다. 전자기파가 어떻게 생성되고 어떤 경로를 통해 전파되는지에 대한 물리적 이해는 예측 가능한 통신 시스템을 설계하는 기반이 된다. 하지만 실제 통신 채널에는 이러한 물리적 현상 외에 예측 불가능한 잡음이라는 또 다른 요소가 존재한다. 이 확률론적 불확실성을 극복하고 신뢰성 있는 통신을 구현하기 위한 이론적 토대는 다음 절에서 다루는 정보이론에서 찾을 수 있다. 즉, 무선통신 공학의 역사는 맥스웰의 결정론적 세계와 섀넌의 확률론적 세계 사이의 간극을 메우는 과정이라 할 수 있으며, 이 근본적인 딜레마가 모든 기술 발전의 원동력이 되어 왔다.

전자기파를 통해 정보를 실어 보낼 수 있다는 물리적 가능성이 확인된 후, 공학자들은 자연스럽게 “주어진 통신 환경에서 얼마나 많은 정보를, 얼마나 빠르고 정확하게 보낼 수 있는가?”라는 근본적인 질문에 직면하게 되었다. 이 질문에 대한 수학적 해답을 제시한 것이 바로 1948년 클로드 섀넌(Claude Shannon)이 발표한 정보이론(Information Theory)이며, 그 핵심에 섀넌-하틀리 정리(Shannon-Hartley Theorem)가 있다.14

섀넌 이전에는 잡음(noise)이 존재하는 통신 채널에서 오류 없이 정보를 전달하는 것은 불가능하다고 여겨졌다. 잡음은 신호를 왜곡시키므로, 전송 속도를 높이거나 전송 거리를 늘리면 오류는 필연적으로 증가할 수밖에 없다고 생각했다. 그러나 섀넌은 채널 부호화(channel coding)라는 개념을 통해, 특정 한계 속도 이하에서는 전송 오류율을 이론적으로 0에 가깝게 만들 수 있음을 증명했다.16 이 한계 속도를 채널 용량(Channel Capacity)이라고 정의하며, 이는 주어진 채널이 최대로 전송할 수 있는 정보량의 이론적 상한선을 의미한다.

섀넌-하틀리 정리는 통신 시스템에서 가장 보편적으로 가정되는 채널 모델 중 하나인 가산성 백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise, AWGN) 채널에서의 채널 용량 $C$를 정량적으로 계산하는 공식을 제공한다.18 이 정리는 다음과 같이 표현된다. \(C = B \log_2(1 + \frac{S}{N})\) 여기서 각 변수는 다음과 같은 의미를 가진다 15:

• $C$: 채널 용량(Channel Capacity)으로, 오류 없이 전송 가능한 최대 정보 전송률을 의미하며 단위는 초당 비트(bits per second, bps)이다.
• $B$: 채널의 대역폭(Bandwidth)으로, 통신에 사용할 수 있는 주파수 범위의 폭을 의미하며 단위는 헤르츠(Hertz, Hz)이다.
• $S$: 수신된 신호의 평균 전력(Signal Power)을 의미하며 단위는 와트(Watts)이다.
• $N$: 채널 내 잡음의 평균 전력(Noise Power)을 의미하며 단위는 와트(Watts)이다.
• $S/N$: 신호 대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio, SNR)로, 신호의 세기가 잡음에 비해 얼마나 강한지를 나타내는 무차원 비율이다.

이 간결한 공식은 무선통신 시스템 설계에 있어 몇 가지 심오한 통찰을 제공한다.

• 대역폭과 SNR의 역할: 채널 용량 C는 대역폭 B에 정비례하고, SNR의 로그값에 비례한다. 이는 대역폭을 두 배로 늘리면 채널 용량도 거의 두 배로 증가하지만, 신호 전력을 두 배로 높여 SNR을 두 배로 만들어도 채널 용량은 그만큼 증가하지 않음을 의미한다. 즉, 채널 용량을 높이는 데에는 SNR 개선보다 대역폭 확보가 더 직접적인 효과를 가진다.19

• 대역폭-전력 트레이드오프: 이 정리는 대역폭과 신호 전력(SNR) 사이에 근본적인 상호 교환(trade-off) 관계가 있음을 보여준다.16 예를 들어, 동일한 채널 용량을 달성하기 위해 넓은 대역폭과 낮은 SNR을 사용하거나(예: 초광대역 통신), 좁은 대역폭과 높은 SNR을 사용할 수 있다. 이는 시스템 설계자가 주어진 환경과 비용 제약 하에서 최적의 균형점을 찾아야 함을 시사한다.

• 이론적 한계의 존재: 섀넌-하틀리 정리는 잡음이 존재하는 한 채널 용량은 유한하며, 대역폭을 무한정 늘리더라도 채널 용량이 무한대가 될 수는 없음을 보여준다.16 또한, 이 정리는 정보 전송률(

  R)이 채널 용량(C)보다 작으면 (R<C), 오류율을 원하는 만큼 낮출 수 있는 부호화 기법이 ‘존재한다’는 것을 보장한다. 반대로 R>C이면 아무리 좋은 부호화 기법을 사용하더라도 오류를 피할 수 없다.17 이 정리는 ‘어떻게’ 그 한계에 도달할 수 있는지를 알려주지는 않지만, 모든 통신 시스템이 도달하고자 하는 명확한 이론적 목표점을 제시했다는 점에서 그 의의가 매우 크다.

• 섀넌 한계(Shannon Limit): 섀넌-하틀리 정리를 비트당 에너지 대 잡음 전력 스펙트럼 밀도(Eb/N0)의 관점에서 재해석하면, 특정 대역폭 효율성(C/B)을 달성하기 위해 필요한 최소 Eb/N0 값을 계산할 수 있다. 대역폭 효율성이 0에 가까워질 때, 즉 매우 넓은 대역폭을 사용할 때, 오류 없는 통신에 필요한 Eb/N0의 이론적 최저 한계는 ln(2), 즉 약 -1.6 dB에 수렴한다.16 이를 ‘섀넌 한계’라 부르며, 현대의 터보 부호(Turbo Code)나 LDPC 부호(Low-Density Parity-Check Code)와 같은 강력한 채널 부호화 기술들은 이 이론적 한계에 매우 근접하는 성능을 보여준다.17

결론적으로, 섀넌-하틀리 정리는 무선통신 시스템 설계의 나침반과 같다. 이는 우리가 극복해야 할 잡음이라는 장애물의 크기를 정량화하고, 대역폭과 전력이라는 제한된 자원을 어떻게 활용하여 최대한의 정보를 전달할 수 있는지에 대한 근본적인 지침을 제공한다. 이후에 등장하는 모든 무선통신 기술들은 이 이론적 한계에 더 가까이 다가가기 위한 공학적 노력의 산물이라고 할 수 있다.

이론적 가능성이었던 무선통신이 인류의 삶을 근본적으로 바꾸는 현실 기술로 구현되기까지는 100년이 넘는 시간 동안 수많은 과학자와 공학자들의 끊임없는 도전과 혁신이 있었다. 이 장에서는 전자기파의 존재가 처음으로 증명된 순간부터 오늘날의 초연결 사회를 가능하게 한 5세대 이동통신에 이르기까지, 무선통신 기술이 거쳐온 역사적 변곡점들을 추적한다. 이 과정은 단순히 기술이 선형적으로 발전해 온 역사가 아니라, 이전 세대의 성공이 낳은 새로운 ‘결핍’을 다음 세대가 해결하며 패러다임을 전환해 온 역동적인 진화의 역사임을 보여준다.

무선통신의 역사는 19세기 후반, 눈에 보이지 않는 파동의 존재를 둘러싼 과학적 탐구에서 시작되었다.

• 이론적 예측과 실험적 증명: 1864년, 스코틀랜드의 물리학자 제임스 클러크 맥스웰(James Clerk Maxwell)은 전기와 자기에 관한 기존의 법칙들을 통합하여 전자기파의 존재를 수학적으로 예측했다.22 그의 이론은 빛 역시 전자기파의 일종임을 시사하는 혁명적인 것이었다. 이 이론적 예측은 20여 년이 지난 1888년, 독일의 물리학자 하인리히 헤르츠(Heinrich Hertz)에 의해 마침내 실험적으로 증명되었다. 헤르츠는 발진기와 수신기 사이에서 전기 불꽃을 발생시켜 공간을 통해 에너지가 전달됨을 보임으로써 전자기파의 존재를 실증했다.23 오늘날 우리가 사용하는 주파수의 단위 ‘헤르츠(Hz)’는 그의 업적을 기리기 위해 명명된 것이다.26
• 실용화와 상업화의 개척자, 마르코니: 헤르츠의 발견은 순수한 과학적 성과였으나, 이를 실용적인 통신 기술로 전환시킨 인물은 이탈리아의 발명가 굴리엘모 마르코니(Guglielmo Marconi)였다. 그는 헤르츠의 장치를 개량하여 검파기와 안테나를 결합한 무선 전신 시스템을 개발했고, 1896년 영국에서 특허를 출원한 뒤 이듬해 자신의 이름을 딴 무선전신회사를 설립하며 무선통신의 상업화를 이끌었다.27
• 역사적 이정표, 대서양 횡단 성공: 마르코니의 도전은 1901년 12월 12일 정점에 달했다. 그는 영국 콘월에서 보낸 모스 부호 ‘S’(점 세 개) 신호를 약 3,500 km 떨어진 캐나다 뉴펀들랜드에서 수신하는 데 성공했다.29 지구가 둥글기 때문에 직진하는 전파로는 불가능할 것이라는 당시의 회의적인 시각을 극복한 이 성공은 장거리 무선통신 시대의 본격적인 개막을 알리는 신호탄이었다.32 이 기술의 중요성은 1912년 타이타닉호 침몰 사고 당시 무선 전신을 통한 SOS 구조 신호가 700여 명의 생명을 구하면서 전 세계에 각인되었다.33

다만, 무선통신의 발명은 마르코니 한 사람의 업적만은 아니었다. 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)를 비롯한 동시대 여러 과학자들의 기여가 있었으며, 이들 사이에는 수십 년에 걸친 치열한 특허 소송이 존재했다.29 또한 마르코니가 말년에 이탈리아 파시즘 정권을 적극적으로 지지했다는 점은 그의 업적을 평가할 때 함께 고려되어야 할 역사적 맥락이다.29

마르코니의 무선 전신이 점과 선으로 이루어진 부호를 전달했다면, 20세기 초반의 기술 혁신은 인간의 목소리와 영상을 전파에 실어 불특정 다수에게 전달하는 ‘방송(Broadcasting)’ 시대를 열었다.

• 음성 전송의 시작: 무선으로 음성을 전달하려는 최초의 시도는 1901년 캐나다의 레지날드 페든슨(Reginald Fessenden)에 의해 이루어졌다. 그는 마이크로폰을 통해 음성을 전기 신호로 바꾸고 이를 연속적인 전파와 결합하는 진폭 변조(Amplitude Modulation, AM) 기술을 개발했다.36 그리고 1906년 12월 24일, 그는 자신의 목소리와 녹음된 음악을 송출하며 세계 최초의 라디오 방송을 성공시켰다.36
• 기술적 기반과 대중화: 라디오 방송이 대중화되는 데에는 1906년 리 디포리스트(Lee de Forest)가 발명한 3극 진공관이 결정적인 역할을 했다. 3극 진공관은 미약한 전기 신호를 증폭시키는 기능을 통해 고출력 송신과 고감도 수신을 가능하게 했다.30 이를 기반으로 1920년 11월 2일, 미국 피츠버그의 KDKA 방송국이 세계 최초의 상업적 정규 라디오 방송을 시작했으며, 이는 라디오가 대중 매체로 자리 잡는 기점이 되었다.36
• FM의 등장과 음질 혁신: 초기 AM 라디오는 잡음에 취약하다는 단점이 있었다. 1933년, 미국의 공학자 에드윈 암스트롱(Edwin Armstrong)은 정보 신호를 반송파의 주파수 변화에 싣는 주파수 변조(Frequency Modulation, FM) 방식을 발명했다. FM은 AM에 비해 잡음에 훨씬 강하고 깨끗한 음질을 제공하여 라디오 방송의 품질을 한 단계 끌어올렸다.36

• 한국의 라디오 역사: 한국에서는 일제강점기인 1927년 경성방송국(호출부호 JODK)이 최초의 정규 라디오 방송을 시작했다.36 광복 이후인 1947년, 국제적으로 ‘HL’이라는 호출부호를 할당받았고, 1954년에는 최초의 민간방송인 기독교방송(CBS)이 개국하며 국영 방송 시대에 경쟁 구도를 도입했다.36 1960년대 민영 방송사들이 본격적으로 성장하며 라디오는 텔레비전이 보편화되기 전까지 가장 중요한 대중 매체로 황금기를 누렸다.39

• 기계식에서 전자식으로의 전환: 움직이는 영상을 무선으로 전송하려는 시도는 1920년대에 시작되었다. 초기 텔레비전은 파울 닙코프(Paul Nipkow)가 고안한 ‘닙코프 디스크’라는 구멍 뚫린 원판을 회전시켜 영상을 주사하는 기계식 방식이었다. 1929년 영국 BBC가 이 방식으로 세계 최초의 TV 방송을 시작했다.41 그러나 기계식 TV는 해상도가 낮고 화면이 어두운 한계가 명확했다. 진정한 의미의 텔레비전 시대는 카를 브라운(Karl Braun)이 발명한 음극선관(Cathode-Ray Tube, CRT), 즉 브라운관을 이용한 전자식 TV가 개발되면서 열렸다.41
• 세계 최초의 정규 방송과 컬러 TV: 전자식 TV를 이용한 세계 최초의 정규 방송은 1935년 독일에서 시작되었으며, 이듬해인 1936년 베를린 올림픽을 전 세계에 생중계하는 데 성공했다.37 제2차 세계대전 이후 텔레비전 기술은 급속도로 발전하여 컬러 방송 시대로 접어들었다. 미국에서는 1953년 NTSC 방식이 표준으로 채택되었고, 유럽에서는 이후 PAL과 SECAM 방식이 개발되었다.41
• 한국의 TV 역사: 한국에서는 1956년 5월, 대한방송(호출부호 HLKZ-TV)이 개국하며 텔레비전 시대의 막을 열었다.43 이후 1961년 국영 KBS-TV가 개국하고, 1960년대 후반부터 민영 방송사들이 경쟁에 참여하면서 텔레비전은 라디오를 넘어 가장 영향력 있는 대중 매체로 성장했다.40

20세기 후반, 무선통신 기술은 방송이라는 일방향 매체를 넘어 개인과 개인이 언제 어디서든 연결될 수 있는 양방향 개인 통신, 즉 이동통신(Mobile Communication)으로 진화하며 또 한 번의 혁명을 일으켰다. 이 진화 과정은 약 10년 주기로 뚜렷한 기술적 단계를 거치며 진행되었다.

• 1세대 (1G, 1980년대) - 아날로그 시대의 개막: 1979년 일본 NTT가 도쿄에서 세계 최초로 상용화한 1세대 이동통신은 아날로그 신호 처리 기술에 기반했다.46 주파수 변조(FM) 방식을 사용하여 오직 음성 통화만 가능했으며, 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 기술로 채널을 할당했다.47 이는 ‘이동성’이라는 결핍을 해결한 혁신이었으나, 통화 품질이 낮고 도청에 취약했으며, 무엇보다 한정된 주파수 자원을 비효율적으로 사용하여 많은 가입자를 수용할 수 없는 ‘채널 용량’의 결핍이라는 명확한 한계를 드러냈다.35
• 2세대 (2G, 1990년대) - 디지털 전환과 데이터 서비스의 시작: 1G의 채널 용량 한계를 극복하기 위해 등장한 2G는 통신 방식을 아날로그에서 디지털로 전환했다. 디지털 기술은 음성 신호를 압축하고 오류를 정정할 수 있어 통화 품질과 보안성이 향상되었을 뿐만 아니라, 주파수 효율을 획기적으로 개선했다.49 유럽 중심의 시분할 다중 접속(TDMA) 기반 GSM(Global System for Mobile Communications)과 북미 및 한국에서 채택한 코드 분할 다중 접속(CDMA) 기반 IS-95가 대표적인 2G 표준이다.49 2G는 음성 통화 외에 문자 메시지(SMS)와 같은 저속 데이터 서비스를 처음으로 제공하며 모바일 데이터 시대의 가능성을 열었지만, 음성 중심 설계로 인해 본격적인 인터넷 접속에는 한계가 있어 ‘데이터 전송 능력’의 결핍이라는 새로운 과제를 남겼다.2
• 3세대 (3G, 2000년대) - 모바일 인터넷 시대의 서막: 2G의 데이터 전송 능력 부족을 해결하기 위해 등장한 3G는 WCDMA(Wideband CDMA)와 CDMA2000 같은 광대역(wideband) 기술을 기반으로 했다.1 데이터 전송 속도가 수 Mbps급으로 향상되면서 사진 전송, 영상 통화, 초기 단계의 무선 인터넷 접속이 가능해졌다.2 3G는 휴대폰을 단순한 통화 장치에서 멀티미디어 기기로 변모시키며 스마트폰 시대를 위한 발판을 마련했다. 그러나 아이폰의 등장과 함께 폭발적으로 증가한 모바일 데이터 트래픽을 감당하기에는 역부족이었고, 이는 ‘데이터 속도와 대역폭’의 결핍으로 이어졌다.35
• 4세대 (4G, 2010년대) - 본격적인 모바일 광대역 시대: 3G의 속도와 대역폭 한계를 극복하기 위해 개발된 4G는 LTE(Long-Term Evolution) 기술로 표준화되었다. 4G의 핵심은 다중 접속 방식을 CDMA에서 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA)으로 전환한 것이다.50 OFDMA는 다중경로 페이딩에 강하고 주파수 자원을 매우 유연하고 효율적으로 할당할 수 있어 고속 데이터 전송에 유리하다. 여기에 다중 안테나 기술(MIMO)이 결합되면서 4G는 수백 Mbps에서 최대 1Gbps에 이르는 데이터 속도를 구현했다.2 이로써 고화질 동영상 스트리밍, 실시간 모바일 게임, 클라우드 서비스 등 오늘날 우리가 당연하게 여기는 대부분의 모바일 경험이 가능해졌다. 하지만 4G는 사물 인터넷(IoT) 기기의 폭증과 자율주행, 가상현실(VR) 등 실시간 상호작용을 요구하는 새로운 서비스의 등장으로 인해 ‘지연 시간(latency)’과 ‘연결 밀도(connection density)’의 결핍이라는 새로운 도전에 직면했다.
• 5세대 (5G, 2020년대) - 초연결, 초저지연, 초고속 시대: 4G가 남긴 과제를 해결하기 위해 5G는 세 가지 핵심 목표를 설정했다: 초고속 모바일 광대역(eMBB), 초고신뢰 저지연 통신(URLLC), 그리고 대규모 사물 통신(mMTC).35 이를 구현하기 위해 5G는 28GHz, 39GHz 등 초고주파 대역인 밀리미터파(mmWave)를 활용하고, 수십, 수백 개의 안테나를 집적하여 특정 사용자에게 전파를 집중시키는 매시브 MIMO(Massive MIMO) 및 빔포밍(Beamforming) 기술을 도입했다. 또한, 하나의 물리적 네트워크를 다수의 가상 네트워크로 분리하여 각 서비스의 요구사항(속도, 지연시간 등)에 맞게 맞춤형으로 제공하는 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 기술을 통해 자율주행차, 스마트 팩토리, 원격 의료, 실감형 미디어 등 이전 세대에서는 불가능했던 혁신적인 서비스들을 현실화하고 있다.2

이처럼 이동통신 기술의 진화는 각 세대가 이전 세대의 성공이 만들어낸 새로운 결핍과 병목 현상을 해결하는 과정의 연속이었다. 이러한 주기적인 패러다임 전환은 다음 세대인 6G가 해결해야 할 과제, 예를 들어 인공지능 네이티브 통신, 에너지 효율의 극대화, 우주-공중-지상 통합 네트워크 등의 방향성을 예측하게 하는 강력한 분석 틀을 제공한다.

표 1: 이동통신 세대별 핵심 기술 비교

구분	1세대 (1G)	2세대 (2G)	3세대 (3G)	4세대 (4G)	5세대 (5G)
상용화 시기	1980년대	1990년대	2000년대	2010년대	2020년대
핵심 기술	아날로그	디지털	광대역 디지털	IP 기반 패킷 통신	네트워크 슬라이싱
다중 접속 방식	FDMA	TDMA (GSM), CDMA (IS-95)	WCDMA, CDMA2000	OFDMA	OFDMA
최대 이론 속도	~2.4 Kbps	~64 Kbps (GSM), ~144 Kbps (CDMA)	~2 Mbps (WCDMA), ~3.1 Mbps (CDMA2000)	~1 Gbps (LTE-A)	~20 Gbps (NR)
주요 서비스	음성 통화	음성, 문자(SMS)	음성, 영상통화, 웹 서핑	고화질 동영상, 모바일 게임	자율주행, VR/AR, 스마트 팩토리
주파수 대역	800/900 MHz	800/900/1800 MHz	~2 GHz	~3.5 GHz	Sub-6GHz, mmWave (~300GHz)
참고 자료	47	2	1	2	2

무선통신 시스템의 성능, 즉 얼마나 빠르고, 얼마나 많은 사용자를 수용하며, 얼마나 신뢰성 있게 데이터를 전송할 수 있는지는 세 가지 핵심 기술의 정교한 조합에 의해 결정된다. 바로 디지털 정보를 아날로그 파형으로 변환하는 변조(Modulation), 한정된 자원을 여러 사용자가 공유하게 하는 다중 접속(Multiple Access), 그리고 채널의 오류로부터 정보를 보호하는 채널 부호화(Channel Coding)이다. 이 장에서는 이 세 가지 기술의 원리를 수학적, 공학적 관점에서 심층적으로 분석한다. 이 기술들의 발전 과정은 ‘스펙트럼 효율성’을 높여 섀넌 한계에 다가가려는 목표를 공유하지만, 이는 필연적으로 시스템의 ‘복잡성’ 증가를 동반하는 상호 교환 관계 속에서 이루어져 왔음을 보여준다.

정보 신호(음성, 데이터 등)는 일반적으로 저주파수 성분을 갖는 기저대역 신호(baseband signal)다. 이 신호를 그대로 무선으로 전송하기에는 몇 가지 근본적인 문제가 있다. 첫째, 효율적인 전파 방사를 위해서는 안테나의 길이가 파장의 1/4 ~ 1/2 정도가 되어야 하는데, 저주파 신호는 파장이 매우 길어 비현실적으로 긴 안테나가 필요하다. 둘째, 여러 사용자가 동시에 통신할 경우 저주파 대역에서 신호가 모두 겹쳐 분리할 수 없게 된다.

변조는 이러한 문제들을 해결하기 위해 저주파의 정보 신호를 고주파의 반송파(carrier wave)에 싣는 과정이다. 즉, 정보 신호의 특성에 따라 반송파의 진폭, 주파수, 또는 위상과 같은 파라미터를 변화시켜 정보를 인코딩한다.

아날로그 변조는 정보 신호가 연속적인 아날로그 파형일 때 사용되며, 라디오 방송 등에서 오랫동안 사용되어 왔다.

• 진폭 변조 (AM, Amplitude Modulation): 반송파의 진폭을 정보 신호 $m(t)$의 크기에 비례하여 변화시키는 가장 기본적인 변조 방식이다.53 반송파 신호를 $A_c \cos(2\pi f_c t)$라 할 때, AM 변조된 신호 $s_{\text{AM}}(t)$는 다음과 같이 표현할 수 있다. \(s_{\text{AM}}(t) = A_c[1 + k_a m(t)] \cos(2\pi f_c t)\) 여기서 Ac와 fc는 각각 반송파의 진폭과 주파수이며, ka는 변조 지수이다. 주파수 영역에서 AM 신호는 중심의 반송파 주파수(fc)와 그 양옆으로 정보 신호의 스펙트럼이 대칭적으로 나타나는 상측파대(Upper Sideband, USB)와 하측파대(Lower Sideband, LSB)로 구성된다.55 송수신 회로가 간단하다는 장점이 있지만, 신호 정보가 진폭에 실려 있어 잡음에 매우 취약하다.54

• 주파수 변조 (FM, Frequency Modulation): 반송파의 진폭은 일정하게 유지하면서, 순시 주파수(instantaneous frequency)를 정보 신호 $m(t)$의 크기에 비례하여 변화시키는 방식이다.53 FM 변조된 신호 $s_{\text{FM}}(t)$의 수학적 표현은 다음과 같다. \(s_{\text{FM}}(t) = A_c \cos\left(2\pi f_c t + 2\pi k_f \int_{-\infty}^t m(\tau) d\tau\right)\) 여기서 $k_f$는 주파수 민감도 상수이다. FM은 진폭이 일정하기 때문에 진폭에 실리는 잡음의 영향을 크게 줄일 수 있어 AM에 비해 훨씬 뛰어난 음질을 제공한다.54 그러나 AM보다 훨씬 넓은 대역폭을 필요로 하며, 송수신 회로가 더 복잡하다는 단점이 있다.57

디지털 변조는 0과 1로 구성된 디지털 데이터를 유한개의 이산적인 아날로그 신호 상태로 변환하는 과정이다. 각 신호 상태는 성상도(Constellation Diagram)라는 2차원 평면에 점으로 표현되며, 원점으로부터의 거리는 진폭을, x축(동위상, In-phase)으로부터의 각도는 위상을 나타낸다.

• 진폭 편이 변조 (ASK, Amplitude Shift Keying): 디지털 데이터 ‘0’과 ‘1’을 서로 다른 진폭 레벨에 대응시키는 방식이다. 가장 간단한 형태는 On-Off Keying(OOK)으로, ‘1’일 때 반송파를 보내고 ‘0’일 때 보내지 않는다. 구현이 매우 간단하지만 잡음에 취약하여 현대 고속 통신에서는 거의 사용되지 않는다.59

• 주파수 편이 변조 (FSK, Frequency Shift Keying): ‘0’과 ‘1’을 서로 다른 주파수 f1과 f2에 대응시키는 방식이다. 잡음과 채널 왜곡에 강한 편이지만, ASK나 PSK에 비해 상대적으로 넓은 대역폭을 요구하여 주파수 효율이 낮다.59

• 위상 편이 변조 (PSK, Phase Shift Keying): 반송파의 위상을 변화시켜 디지털 데이터를 표현한다.

  • BPSK (Binary PSK): 가장 기본적인 PSK 방식으로, ‘0’과 ‘1’을 180°의 위상차를 갖는 두 개의 상태로 구분한다 (예: 0°와 180°). 성상도 상의 두 점 간 거리가 가장 멀어 잡음에 대한 내성이 매우 뛰어나지만, 하나의 심볼(symbol)이 1비트의 정보만 전달하므로 데이터 전송률이 낮다.61
  • QPSK (Quadrature PSK): 90° 간격의 네 가지 위상 상태(예: 45°, 135°, 225°, 315°)를 사용하여 한 심볼에 2비트의 정보를 인코딩한다 (00, 01, 10, 11). BPSK와 동일한 대역폭을 사용하면서 전송률을 두 배로 높일 수 있어 대역폭 효율성이 크게 향상된다.61

• 직교 진폭 변조 (QAM, Quadrature Amplitude Modulation): ASK와 PSK를 결합한 고효율 변조 방식이다. 서로 90° 위상차를 갖는 두 개의 반송파(동위상 반송파 I와 직교위상 반송파 Q)의 진폭을 각각 독립적으로 변조한 후 합산하여 신호를 생성한다.65 이를 통해 성상도 상에 더 많은 점을 배치할 수 있다. 예를 들어, 16-QAM은 16개의 상태를 가지며 한 심볼당 4비트(

  24=16)를 전송하고, 64-QAM은 64개의 상태로 6비트, 256-QAM은 256개의 상태로 8비트를 전송한다.66 변조 차수가 높아질수록(예: 16-QAM –» 256-QAM) 동일한 대역폭에서 더 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있지만, 성상도 상의 점들 사이의 거리가 가까워져 작은 잡음에도 오류가 발생하기 쉽다. 따라서 고차 QAM을 사용하기 위해서는 매우 높은 SNR과 정밀한 송수신기가 요구된다.65

이처럼 변조 기술의 발전은 BPSK에서 QPSK, 그리고 고차 QAM으로 진화하며 심볼당 더 많은 비트를 담아 스펙트럼 효율성을 높이는 방향으로 이루어졌다. 이는 섀넌 공식의 log2(1+S/N) 항을 공학적으로 구현하려는 노력의 일환이다. 그러나 효율성 증가는 필연적으로 더 높은 신호 품질(SNR) 요구와 송수신기 복잡도 증가라는 대가를 치르게 하는 명백한 트레이드오프 관계를 보여준다.

표 2: 주요 디지털 변조 방식 비교

변조 방식	심볼당 비트 수	대역폭 효율성 (bps/Hz, 이론치)	요구 SNR (동일 BER 기준)	구현 복잡도	주요 응용
BPSK	1	1	낮음	낮음	위성 통신, 심우주 통신
QPSK	2	2	BPSK 대비 +0dB	중간	2G/3G CDMA, 위성 통신
16-QAM	4	4	높음	높음	4G LTE, Wi-Fi 5/6
64-QAM	6	6	매우 높음	매우 높음	4G LTE-A, Wi-Fi 5/6
256-QAM	8	8	극히 높음	극히 높음	5G NR, Wi-Fi 5/6/7
1024-QAM	10	10	극히 높음	극히 높음	5G NR, Wi-Fi 6/7
참고 자료	61	63	65	61	68

무선통신에 사용되는 주파수 스펙트럼은 한정된 자원이다. 다중 접속 기술은 이 제한된 자원을 다수의 사용자가 충돌 없이 동시에 공유하여 통신할 수 있도록 하는 방법론이다.70 어떤 자원(주파수, 시간, 코드)을 어떻게 분할하여 사용자에게 할당하는지에 따라 여러 방식으로 구분된다.

• FDMA (Frequency Division Multiple Access, 주파수 분할 다중 접속): 가장 직관적이고 오래된 방식으로, 사용 가능한 전체 주파수 대역을 여러 개의 작은 채널로 분할하여 각 채널을 서로 다른 사용자에게 독점적으로 할당한다.48 1세대 아날로그 이동통신에서 사용되었다. 구현은 간단하지만, 인접 채널 간의 간섭을 방지하기 위해 채널 사이에 보호 대역(guard band)을 두어야 하므로 주파수 이용 효율이 떨어진다는 단점이 있다.50
• TDMA (Time Division Multiple Access, 시분할 다중 접속): 하나의 주파수 채널을 시간적으로 분할하여 여러 개의 시간 슬롯(time slot)을 만들고, 각 사용자에게 주기적으로 특정 시간 슬롯을 할당하는 방식이다.72 사용자는 자신에게 할당된 시간 동안만 채널을 독점적으로 사용한다. 2세대 이동통신 기술인 GSM에서 사용되었으며, FDMA에 비해 보호 대역이 필요 없어 주파수 효율이 3~6배가량 높다.50
• CDMA (Code Division Multiple Access, 코드 분할 다중 접속): 모든 사용자가 동일한 주파수 대역과 시간을 동시에 사용하는 혁신적인 방식이다. 대신, 각 사용자에게 서로 직교성(orthogonality)을 갖는 고유한 확산 부호(spreading code)를 할당한다.72 송신 측에서는 이 코드를 이용해 원래 신호를 넓은 대역으로 확산시켜 전송하고, 수신 측에서는 동일한 코드를 이용해 원하는 신호만을 선택적으로 복원한다. 다른 사용자의 신호는 코드가 일치하지 않아 복원되지 않고 마치 잡음처럼 처리된다.48 2G(IS-95)와 3G(WCDMA)의 핵심 기술로 채택되었으며, 주파수 효율이 높고, 다중경로 페이딩에 강하며, 기지국 간 부드러운 통화 전환(소프트 핸드오프)이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 모든 사용자의 신호 세기를 동일하게 유지하기 위한 정밀한 전력 제어가 필수적이라는 복잡성을 가진다.
• OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 직교 주파수 분할 다중 접속): 4G LTE, 5G, 그리고 최신 Wi-Fi 표준의 핵심이 되는 가장 진보된 다중 접속 방식이다. 이는 광대역 채널을 수백 또는 수천 개의 매우 좁은 협대역 부반송파(subcarrier)로 분할하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술에 다중 접속 개념을 결합한 것이다.74 OFDMA의 핵심은 이 부반송파들이 수학적으로 서로 간섭을 일으키지 않는 ‘직교성’을 갖도록 조밀하게 배치하여 주파수 효율을 극대화하는 데 있다.76 시스템은 이 수많은 부반송파들을 자원 블록(resource block) 단위로 묶어, 각 사용자의 채널 상태와 요구 데이터량에 따라 동적이고 유연하게 할당한다.77 이 방식은 주파수 선택적 페이딩(특정 주파수 대역만 신호가 약해지는 현상)에 매우 강하고, 시스템 전체의 처리량을 극대화할 수 있는 장점이 있다. 그러나 이를 구현하기 위해서는 고속 푸리에 변환(FFT/IFFT) 연산과 송수신기 간의 매우 정밀한 시간 및 주파수 동기화가 요구되어 시스템 복잡도가 매우 높다.78

다중 접속 기술의 발전사는 FDMA의 단순한 주파수 분할에서 시작하여, 시간 자원을 활용한 TDMA, 코드라는 새로운 차원을 도입한 CDMA를 거쳐, 주파수와 시간을 2차원 격자로 보고 미세하게 자원을 할당하는 OFDMA에 이르기까지, 한정된 스펙트럼 자원을 얼마나 더 효율적이고 유연하게 사용할 것인가에 대한 고민의 역사다. 이 과정 역시 효율성 증대가 시스템 복잡성의 증가를 수반하는 전형적인 공학적 트레이드오프를 보여준다.

표 3: 다중 접속 기술 비교

구분	FDMA	TDMA	CDMA	OFDMA
자원 분할 기준	주파수	시간	코드	부반송파 (주파수+시간)
주파수 효율성	낮음	중간	높음	매우 높음
다중경로 페이딩 내성	약함	약함	강함	매우 강함
시스템 복잡도	낮음	중간	높음 (전력 제어)	매우 높음 (동기화, FFT)
주요 사용 세대/기술	1G, 아날로그 라디오	2G (GSM)	2G (IS-95), 3G (WCDMA)	4G (LTE), 5G (NR), Wi-Fi 6/7
참고 자료	48	50	72	74

무선 채널은 잡음, 페이딩, 간섭 등 다양한 요인으로 인해 전송되는 데이터에 오류를 발생시킨다. 채널 부호화는 이러한 오류를 수신단에서 검출하고 정정하기 위해 원본 데이터에 의도적으로 잉여 정보(redundancy)를 추가하는 기술이다.21 이는 섀넌이 이론적으로 존재한다고 증명한 ‘오류 없는 통신’을 현실 세계에서 구현하기 위한 핵심적인 수단이며, 통신 시스템의 신뢰성을 결정한다.

• 채널 부호화의 목적: 예를 들어, 가장 단순한 채널 부호화인 반복 부호(repetition code)는 ‘1’을 보내고 싶을 때 ‘111’을, ‘0’을 보낼 때 ‘000’을 전송한다. 수신단에서 ‘101’을 받았다면, 다수결 원칙에 따라 하나의 비트가 오류라고 판단하고 원본 비트를 ‘1’로 복원할 수 있다. 이처럼 잉여 정보를 추가함으로써 채널의 불확실성에 대응하는 것이 채널 부호화의 기본 원리다. 현대 통신 시스템에서는 이보다 훨씬 정교하고 강력한 부호화 기법들이 사용된다.
• 터보 부호 (Turbo Codes): 1993년 프랑스의 클로드 베루(Claude Berrou) 등이 발표한 터보 부호는 통신 이론계에 큰 충격을 주었다. 이전까지 이론적 한계로만 여겨졌던 섀넌 한계에 불과 0.5dB 차이로 근접하는 경이로운 성능을 보여주었기 때문이다.81 터보 부호의 핵심 아이디어는 두 개의 간단한 순환적 조직 컨벌루션 부호기(Recursive Systematic Convolutional Encoder)를 인터리버(Interleaver)라는 장치로 병렬 연결하는 것이다. 인터리버는 입력 비트의 순서를 의사 난수적으로 섞어주는 역할을 한다. 수신단에서는 두 복호기(decoder)가 서로의 복호 결과를 확률 정보(soft decision) 형태로 교환하며 반복적으로(iteratively) 오류를 정정해 나간다. 이 과정이 마치 자동차의 터보차저처럼 성능을 점진적으로 끌어올린다고 하여 ‘터보 부호’라는 이름이 붙었다. 3G(WCDMA)와 4G(LTE) 이동통신 표준에 핵심 기술로 채택되었다.17
• 저밀도 패리티 검사 부호 (LDPC, Low-Density Parity-Check Codes): LDPC 부호는 1962년 MIT의 로버트 갤러거(Robert Gallager)가 박사 논문에서 처음 제안했으나, 당시의 기술 수준으로는 구현이 어려워 잊혔다가 1990년대 중반 터보 부호의 등장 이후 재발견되었다.81 LDPC 부호는 1의 밀도가 매우 낮은(low-density) 희소 행렬(sparse matrix)인 패리티 검사 행렬(parity-check matrix)로 정의되는 선형 블록 부호이다.82 복호 과정은 터보 부호와 유사하게 믿음 전파(belief propagation)라는 반복적인 알고리즘을 사용한다. LDPC 부호는 터보 부호에 필적하거나 그 이상의 성능을 보이면서, 구조적으로 병렬 처리에 매우 유리하여 하드웨어 구현이 용이하다는 큰 장점을 가진다. 이러한 특성 덕분에 5G 이동통신, Wi-Fi(802.11n 이후 모든 표준), 디지털 방송(DVB-S2) 등 현재 대부분의 고속 무선통신 표준에서 채널 부호화 기술로 채택되어 있다.17

채널 부호화 기술의 발전은 섀넌이 제시한 이론적 가능성을 현실로 만드는 과정이었다. 단순한 반복 부호에서 시작하여, 복잡한 대수적 구조를 가진 블록 부호와 컨벌루션 부호를 거쳐, 마침내 막대한 계산 복잡성을 감수하고 반복적 복호를 통해 섀넌 한계에 근접한 터보 부호와 LDPC 부호에 이르렀다. 이러한 발전은 현대 반도체 기술의 발전이 뒷받침되었기에 가능했으며, 효율성과 복잡성 사이의 트레이드오프를 극복하려는 공학적 도전의 대표적인 사례라 할 수 있다.

앞서 3장에서 분석한 변조, 다중 접속, 채널 부호화와 같은 핵심 기술들은 단독으로 존재하지 않는다. 이 기술들은 특정 목적과 환경에 맞게 최적화된 형태로 조합되어 우리가 일상에서 사용하는 다양한 무선 시스템을 구성한다. 현대 무선 시스템은 단일 기술로 모든 요구를 충족시키는 ‘만능 열쇠’가 아니라, ‘처리량(Throughput)’, ‘전력(Power)’, ‘도달 범위(Range)’, ‘지연 시간(Latency)’이라는 다차원적인 목표 공간에서 특정 응용에 최적화된 방향으로 기술이 분화하고 전문화되는 양상을 보인다. 이 장에서는 근거리 통신부터 지구 전체를 아우르는 위성 통신에 이르기까지, 각 시스템이 어떤 최적화 문제를 풀고 있으며, 이를 위해 어떤 기술들을 선택했는지 심층적으로 분석한다.

Wi-Fi는 유선 이더넷(Ethernet)을 무선으로 대체하기 위해 탄생했으며, 그 진화의 역사는 ‘처리량’ 즉, 데이터 전송 속도를 극대화하는 방향으로 전개되어 왔다. 이는 IEEE 802.11 표준 그룹에 의해 주도되었다.68

• 초기 표준 (802.11a/b/g): 1999년에 등장한 802.11b는 혼잡하지만 도달 범위가 넓은 2.4GHz 대역을 사용하여 최대 11Mbps의 속도를 제공했다.69 같은 해에 발표된 802.11a는 상대적으로 깨끗한 5GHz 대역을 사용하고, 다중경로 페이딩에 강한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 방식을 최초로 도입하여 최대 54Mbps의 속도를 구현했다.68 2003년에 표준화된 802.11g는 802.11b와 동일한 2.4GHz 대역에서 802.11a의 OFDM 기술을 사용하여 54Mbps 속도를 달성함으로써 속도와 하위 호환성을 모두 만족시켰다.68
• 802.11n (Wi-Fi 4) - MIMO의 도입: 2009년 등장한 802.11n은 Wi-Fi 역사상 가장 중요한 기술적 도약을 이루었다. 핵심은 다중 안테나 기술인 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)의 도입이다. MIMO는 여러 개의 안테나를 사용하여 동일한 주파수 채널을 통해 여러 개의 독립적인 데이터 스트림(spatial streams)을 동시에 전송함으로써, 안테나 수에 비례하여 데이터 전송률을 획기적으로 높였다. 또한, 인접한 두 개의 20MHz 채널을 묶어 40MHz 채널로 사용하는 채널 본딩(Channel Bonding) 기술을 도입하여 이론상 최대 600Mbps의 속도를 달성했다.69
• 802.11ac (Wi-Fi 5) - 기가비트 시대: 2013년에 표준화된 802.11ac는 802.11n의 개념을 더욱 확장하여 기가비트급 무선 속도를 현실화했다. 5GHz 대역 전용으로 동작하며, 채널 대역폭을 최대 160MHz까지 확장하고, MIMO 공간 스트림을 최대 8개까지 지원했다. 또한, 더 많은 비트를 한 번에 전송하기 위해 고밀도 변조 방식인 256-QAM을 도입했다. 특히, 하나의 액세스 포인트(AP)가 여러 개의 데이터 스트림을 서로 다른 사용자에게 동시에 전송할 수 있는 하향링크 다중 사용자 MIMO(Downlink MU-MIMO) 기술을 도입하여 네트워크 전체의 효율성을 개선했다.68
• 802.11ax (Wi-Fi 6/6E) - 속도를 넘어 효율성으로: 2019년에 등장한 802.11ax는 단순히 최고 속도를 높이는 것을 넘어, 스마트폰, IoT 기기 등 수많은 장치가 밀집된 환경에서의 ‘평균 처리량’과 ‘효율성’을 높이는 데 초점을 맞췄다. 이를 위한 핵심 기술이 바로 4G LTE에서 검증된 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)이다.68 기존의 OFDM이 전체 채널을 한 번에 한 사용자에게만 할당했던 것과 달리, OFDMA는 채널을 더 작은 자원 단위(Resource Unit, RU)로 분할하여 다수의 사용자에게 동시에 할당할 수 있다. 이는 작은 데이터 패킷을 전송하는 여러 장치가 채널을 효율적으로 공유하게 하여 지연 시간을 줄이고 네트워크 전체의 용량을 증대시킨다.68 또한, 더 높은 데이터 밀도를 위해 1024-QAM을 도입했으며, 6GHz 대역까지 확장한 버전을 Wi-Fi 6E라고 부른다.83
• 802.11be (Wi-Fi 7) - 초고속 처리량 시대: 2024년 표준화된 802.11be는 VR/AR, 8K 비디오 스트리밍, 클라우드 게이밍 등 극도로 높은 처리량과 낮은 지연 시간을 요구하는 미래 애플리케이션을 목표로 한다. 6GHz 대역을 적극적으로 활용하여 채널 대역폭을 Wi-Fi 6의 두 배인 320MHz까지 확장하고, 4096-QAM을 도입했다. 가장 혁신적인 기술은 다중 링크 운용(Multi-Link Operation, MLO)으로, 단말기가 2.4GHz, 5GHz, 6GHz 대역의 여러 채널에 동시에 연결하여 데이터를 전송함으로써 처리량을 높이고 지연 시간을 줄이며 연결 신뢰성을 향상시킨다.69

표 4: Wi-Fi 표준별 핵심 기술 비교

표준	별칭	주파수 대역	최대 채널 대역폭	최대 데이터 속도 (이론치)	핵심 기술
802.11a	Wi-Fi 2	5 GHz	20 MHz	54 Mbps	OFDM
802.11b	Wi-Fi 1	2.4 GHz	20 MHz	11 Mbps	DSSS
802.11g	Wi-Fi 3	2.4 GHz	20 MHz	54 Mbps	OFDM
802.11n	Wi-Fi 4	2.4 / 5 GHz	40 MHz	600 Mbps	MIMO, 채널 본딩
802.11ac	Wi-Fi 5	5 GHz	160 MHz	3.5 Gbps	256-QAM, MU-MIMO
802.11ax	Wi-Fi 6/6E	2.4 / 5 / 6 GHz	160 MHz	9.6 Gbps	OFDMA, 1024-QAM
802.11be	Wi-Fi 7	2.4 / 5 / 6 GHz	320 MHz	~40 Gbps	4096-QAM, MLO
참고 자료	69	69	69	69	68

Wi-Fi가 수십 미터 범위의 네트워킹을 목표로 한다면, 개인 영역 통신(Wireless Personal Area Network, WPAN)은 수 미터 이내의 개인 소유 기기들을 연결하는 데 최적화되어 있다. 이 영역의 대표적인 기술은 블루투스이며, 초근접 통신을 위한 NFC 역시 중요한 역할을 한다. 이 기술들은 처리량보다는 ‘저전력’과 ‘사용 편의성’을 최적화 목표로 삼는다.

블루투스는 하나의 브랜드 아래 서로 다른 목적을 가진 두 가지 기술, 즉 ‘클래식’과 ‘저전력(LE)’으로 분화하여 발전해왔다.

• 블루투스 클래식 (BR/EDR): 초기 블루투스 기술로, 무선 헤드셋, 스피커, 키보드, 마우스 등 지속적인 데이터 스트리밍이나 연결 유지가 필요한 기기에 사용된다.85 데이터 전송률이 최대 3Mbps에 달하지만, 연결을 유지하기 위해 상대적으로 많은 전력을 소모한다.86
• 저전력 블루투스 (BLE, Bluetooth Low Energy): 블루투스 4.0 규격에서 처음 도입된 BLE는 이름 그대로 ‘저전력’ 소모에 극단적으로 최적화된 기술이다.86 웨어러블 기기, 피트니스 트래커, 스마트홈 센서, 자산 추적 태그 등 배터리 수명이 매우 중요한 IoT 기기를 위해 설계되었다. BLE는 데이터를 전송할 필요가 없을 때는 깊은 슬립 모드(sleep mode)를 유지하다가, 필요한 순간에만 빠르게 깨어나 짧은 시간 동안 소량의 데이터를 전송하고 다시 잠드는 방식으로 동작한다.87 이 덕분에 작은 코인 셀 배터리 하나로 수개월에서 수년까지 작동이 가능하다. 데이터 전송률은 1~2Mbps로 클래식보다 낮고, 지연 시간은 더 짧아 입력에 대한 빠른 반응이 가능하다.86 클래식과 BLE는 프로토콜이 달라 직접 호환되지 않지만, 스마트폰과 같은 대부분의 최신 기기는 두 가지를 모두 지원하는 듀얼 모드 칩을 탑재하고 있다.88

NFC는 4cm 이내의 매우 짧은 거리에서 동작하는 초근접 무선통신 기술이다.89 13.56MHz의 고주파(HF) RFID 기술에 기반하며, 두 개의 루프 안테나 사이의 전자기 유도 결합(inductive coupling) 원리를 이용한다.89 한쪽 기기(리더)가 생성한 자기장이 다른 쪽 기기(태그)에 전류를 유도하여, 태그가 별도의 전원 없이도 작동하고 데이터를 전송하게 할 수 있다.

NFC는 복잡한 페어링 과정 없이 기기를 단순히 ‘탭(tap)’하는 직관적인 동작만으로 통신이 이루어지는 것이 가장 큰 특징이며, 세 가지 주요 동작 모드를 가진다 91:

1. 리더/라이터 모드: 스마트폰이 포스터나 제품에 내장된 NFC 태그를 읽어 웹사이트에 접속하거나 정보를 얻는 경우.
2. P2P(Peer-to-Peer) 모드: 두 대의 NFC 지원 기기가 서로 데이터를 교환하는 경우(예: 명함 정보, 사진 전송).
3. 카드 에뮬레이션 모드: 스마트폰이 교통카드나 신용카드처럼 동작하여 결제 단말기에서 사용되는 경우.

이러한 특성 덕분에 NFC는 모바일 결제(Apple Pay, Google Pay), 교통 시스템, 출입 통제, 스마트 기기 간 간편 설정(블루투스/Wi-Fi 페어링) 등 빠르고 안전하며 직관적인 상호작용이 필요한 다양한 분야에서 널리 활용되고 있다.91

표 5: 블루투스 클래식 vs. 저전력 블루투스(BLE) 기술 사양 비교

항목	블루투스 클래식 (BR/EDR)	저전력 블루투스 (BLE)
주요 용도	오디오 스트리밍, 파일 전송	IoT 센서, 웨어러블, 비콘, 자산 추적
데이터 속도	1–3 Mbps	125 kbps – 2 Mbps
전력 소모	상대적 높음 (1 W 기준)	극히 낮음 (0.01–0.50 W)
지연 시간	~100 ms	~6 ms
네트워크 토폴로지	Scatternet (최대 7개 슬레이브)	Scatternet (구현에 따라 다름)
참고 자료	85	86

위성 통신은 지구 상공에 떠 있는 인공위성을 거대한 중계기로 활용하여 통신하는 방식으로, ‘도달 범위’를 지구 전체로 확장하는 것을 목표로 한다. 지상망 구축이 어려운 해양, 사막, 산악 지대나 재난 상황에서도 통신을 제공할 수 있다는 독보적인 장점을 가진다.2 위성 통신 시스템의 특성은 위성이 어떤 고도의 궤도를 도는지에 따라 극명하게 달라진다.

• 정지궤도 (GEO, Geostationary Earth Orbit): 적도 상공 약 35,786km 고도의 원형 궤도다.93 이 고도에서는 위성의 공전 주기가 지구의 자전 주기와 정확히 일치하여, 지상에서 관측 시 위성이 하늘의 한 지점에 고정되어 있는 것처럼 보인다. 이 특성 덕분에 지상 안테나를 한 번 특정 방향으로 고정해두면 위성을 계속 추적할 필요가 없어 위성 TV 방송, 기상 관측, 고정형 위성 통신 서비스에 매우 유리하다.94 단 3기의 GEO 위성으로 극지방을 제외한 지구 대부분의 지역을 커버할 수 있다. 하지만 고도가 매우 높아 신호가 왕복하는 데 약 0.25초의 긴 전송 지연(latency)이 발생하며, 이는 실시간 음성 통화나 온라인 게임 등 상호작용이 중요한 서비스에는 부적합하다.93
• 중궤도 (MEO, Medium Earth Orbit): GEO와 LEO 사이, 고도 2,000km에서 35,786km 미만의 궤도다.93 GEO보다 고도가 낮아 전송 지연이 수십 밀리초 수준으로 짧고, LEO보다는 고도가 높아 더 적은 수의 위성으로도 전 지구적 커버리지가 가능하다. 이러한 균형 잡힌 특성 덕분에 MEO는 GPS(미국), 글로나스(러시아), 갈릴레오(유럽)와 같은 전 지구 위성 항법 시스템(GNSS)에 주로 사용된다.94
• 저궤도 (LEO, Low Earth Orbit): 고도 160km에서 2,000km 사이의 가장 낮은 궤도다.93 지상과의 거리가 매우 가까워 전송 지연이 20~30ms 수준으로 지상 통신망과 유사할 정도로 짧다는 것이 가장 큰 장점이다. 또한, 낮은 송신 전력으로도 통신이 가능하여 단말기 소형화에 유리하다.95 그러나 위성이 약 90분 주기로 지구를 매우 빠르게 공전하기 때문에, 특정 지역에 끊김 없는 서비스를 제공하기 위해서는 수백에서 수만 개의 위성이 서로 연동하여 거대한 그물망처럼 작동하는 위성 군집(satellite constellation)을 구축해야 한다.94 최근 스페이스X의 스타링크(Starlink), 원웹(OneWeb) 등이 LEO 위성 군집을 통해 전 세계 오지에 저지연 광대역 인터넷을 제공하는 서비스를 상용화하면서 LEO 위성 통신이 다시금 주목받고 있다.

표 6: 위성 통신 궤도별 특성 비교

구분	저궤도 (LEO)	중궤도 (MEO)	정지궤도 (GEO)
고도 (km)	160 – 2,000	2,000 – 35,786	35,786
전송 지연 시간 (왕복)	20 – 40 ms	100 – 150 ms	~500 ms
위성 수 (글로벌 커버리지)	수백 ~ 수만	수십	3 – 4
장점	저지연, 저전력, 고해상도 영상	중간 수준의 지연 및 커버리지	광역 커버리지, 고정 안테나
단점	다수의 위성 필요, 복잡한 네트워크	LEO/GEO의 중간적 단점	고지연, 극지방 커버리지 불가
주요 응용 분야	저지연 위성 인터넷, 지구 관측	위성 항법 시스템 (GPS)	위성 방송, 기상 관측
참고 자료	93	93	93

사물 인터넷(Internet of Things, IoT) 시대가 도래하면서 수십억 개의 저전력 기기를 넓은 지역에 걸쳐 저렴한 비용으로 연결해야 하는 새로운 통신 요구가 발생했다. 기존의 셀룰러 통신(LTE, 5G)은 성능은 뛰어나지만 비용이 비싸고 전력 소모가 커서 소량의 데이터만 가끔 전송하는 단순한 IoT 기기에는 적합하지 않다. 반면, Wi-Fi나 블루투스는 전력 소모는 낮지만 도달 거리가 수십 미터에 불과하여 광역 서비스에는 한계가 있다.

이러한 기술적 공백을 메우기 위해 등장한 것이 바로 저전력 광역 통신(Low-Power Wide-Area Network, LPWAN)이다.97 LPWAN 기술들은 공통적으로 데이터 전송 속도를 수 kbps에서 수십 kbps 수준으로 크게 낮추는 대신, 수 km에 달하는 긴 도달 거리와 10년 이상 지속되는 배터리 수명을 달성하는 데 초점을 맞춘다. LPWAN 시장은 크게 비면허(unlicensed) 대역을 사용하는 기술과 면허(licensed) 대역을 사용하는 기술로 나뉜다.

• LoRa (Long Range): 비면허 ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 대역을 사용하는 대표적인 LPWAN 기술이다. 처프 확산 스펙트럼(Chirp Spread Spectrum, CSS)이라는 독특한 변조 방식을 사용하여 매우 낮은 SNR 환경에서도 신호를 복원할 수 있어 긴 도달 거리와 잡음 내성을 확보했다. LoRa는 물리 계층 기술의 이름이며, 이를 기반으로 한 네트워크 프로토콜이 LoRaWAN이다. LoRaWAN은 개방형 표준으로, 누구나 직접 게이트웨이를 설치하여 사설망(private network)을 구축할 수 있다는 유연성이 큰 장점이다. 스마트 농업, 스마트 시티, 산업용 모니터링 등 다양한 분야에서 활용된다.98
• Sigfox: LoRa와 마찬가지로 비면허 대역을 사용하지만, 초협대역(Ultra-Narrow Band, UNB)이라는 다른 접근 방식을 취한다. 매우 좁은 대역폭으로 매우 느린 속도(최대 100bps)의 짧은 메시지만 전송하도록 설계되어 극도의 저전력과 저비용을 구현했다.98 Sigfox는 프랑스 기업이 직접 글로벌 네트워크를 구축하고 통신 서비스를 제공하는 사업 모델을 가지고 있어, 사용자는 별도의 인프라 구축 없이 Sigfox 네트워크가覆盖된 지역 어디서나 서비스를 이용할 수 있다. 간단한 센서 데이터(온도, 위치 등)를 주기적으로 전송하는 자산 추적이나 원격 검침 등에 적합하다.97
• NB-IoT (Narrowband-IoT): 이동통신 표준화 기구인 3GPP에 의해 표준화된 기술로, 기존의 LTE 셀룰러 망 인프라를 활용하여 서비스를 제공한다.99 면허 대역을 사용하므로 비면허 대역 기술에 비해 간섭이 적고 통신 품질(QoS)이 보장되며 보안성이 뛰어나다는 장점이 있다. LTE 대역 내의 좁은 대역폭(200kHz)만을 사용하도록 설계되어 저전력 동작과 높은 연결 밀도를 지원한다. 기존 셀룰러 망을 그대로 활용할 수 있어 통신 사업자들이 신속하게 전국적인 커버리지를 확보할 수 있다. 스마트 미터링, 스마트 주차, 커넥티드 가전 등 높은 신뢰성이 요구되는 서비스에 주로 적용된다.98

이처럼 현대 무선 시스템들은 각기 다른 ‘최적화 문제’를 풀고 있다. Wi-Fi는 처리량을, LPWAN은 전력 효율을, 위성 통신은 도달 범위를 최우선 가치로 삼아 발전해왔다. 따라서 “어떤 기술이 더 우수한가?”라는 질문보다는 “주어진 응용 환경에 어떤 기술이 가장 적합한가?”라는 질문이 더 타당하다. 이는 무선 기술 시장이 성숙기에 접어들어 다양한 요구에 맞춰 전문화되고 있음을 명확히 보여주는 현상이다.

표 7: 주요 LPWAN 기술 비교

구분	LoRaWAN	Sigfox	NB-IoT
주파수 대역	비면허 (ISM Band)	비면허 (ISM Band)	면허 (LTE Band)
데이터 속도	0.3 – 50 kbps	~100 bps	~250 kbps
도달 거리 (최대)	~15 km (교외)	~40 km (교외)	~10 km (LTE 기지국 기반)
배터리 수명	10+ 년	10+ 년	~10 년
네트워크 구조	자가망/사업자망 혼용	사업자망 전용	사업자망 전용
주요 장점	개방형 표준, 자가망 구축 용이	극저전력, 저비용, 글로벌 로밍	고신뢰성, 고보안성, QoS 보장
적합한 IoT 활용 사례	스마트 농업, 스마트 팩토리	자산 추적, 환경 모니터링	스마트 미터링, 커넥티드 헬스케어
참고 자료	98	97	98

지난 한 세기 동안 눈부신 발전을 거듭해 온 무선통신 기술은 이제 새로운 차원의 도전에 직면하고 있다. 폭발적으로 증가하는 데이터 트래픽은 주파수와 에너지라는 물리적 자원의 한계를 시험하고 있으며, 초연결 사회의 도래는 전례 없는 수준의 보안 위협을 야기하고 있다. 미래의 무선통신은 단순히 더 빠른 속도를 추구하는 것을 넘어, 한정된 자원의 효율적 관리, 복잡한 시스템의 보안, 그리고 사회와의 지속 가능한 상호작용이라는 ‘시스템 문제’를 해결해야 하는 과제를 안고 있다. 이 장에서는 미래 무선통신이 나아갈 방향과 이를 위해 극복해야 할 핵심 과제들을 탐구한다.

• 문제 제기: 스펙트럼의 역설: 무선 서비스와 기기의 폭발적인 증가는 주파수라는 유한한 천연자원의 고갈 위기를 초래하고 있다.101 그러나 실제로는 정부가 특정 용도로 할당한 수많은 주파수 대역이 시간과 장소에 따라 거의 사용되지 않는 ‘스펙트럼의 비효율적 사용’ 문제가 심각하다.102 즉, 주파수의 물리적 희소성보다는 경직된 관리 정책이 스펙트럼 부족 현상을 심화시키고 있는 것이다.
• 해결 방안: 동적 스펙트럼 접속(DSA): 이러한 문제를 해결하기 위한 혁신적인 접근법이 바로 동적 스펙트럼 접속(Dynamic Spectrum Access, DSA)이다. DSA의 핵심 아이디어는 현재의 고정적인 주파수 할당 방식에서 벗어나, 무선 기기가 주변의 스펙트럼 환경을 실시간으로 인지하고, 주 사용권자(licensed user)가 사용하지 않는 유휴 주파수 대역(white space)을 기회적으로 찾아 통신에 활용하는 것이다.101
  • 핵심 기술, 인지 라디오(Cognitive Radio): DSA를 구현하는 핵심 기술은 인지 라디오다. 인지 라디오는 스펙트럼 센싱(spectrum sensing) 기술을 통해 주변의 전파 환경을 지속적으로 감지하고, 머신러닝 알고리즘을 이용해 사용 가능한 주파수 대역, 채널 특성, 간섭 수준 등을 분석한다. 그리고 이 정보를 바탕으로 자신의 통신 파라미터(주파수, 전력, 변조 방식 등)를 동적으로 변경하여 주 사용권자에게 간섭을 주지 않으면서 최적의 통신을 수행한다.102
  • 기대 효과: DSA는 사용되지 않고 낭비되는 주파수 자원을 효율적으로 활용함으로써 전체 스펙트럼 이용 효율을 극대화하고, 네트워크 용량과 커버리지를 향상시키며, 서비스 품질(QoS)을 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.101 5G에서 도입된 스펙트럼 공유(Dynamic Spectrum Sharing, DSS) 기술은 4G와 5G가 동일 주파수 대역을 동적으로 공유하는 초기 단계의 DSA 기술로 볼 수 있으며, 미래 6G 시대에는 더욱 지능화된 DSA가 핵심 기술로 자리 잡을 전망이다.104
• 문제 제기: 통신망의 에너지 딜레마: 데이터 트래픽의 기하급수적인 증가는 통신 네트워크, 특히 전국에 촘촘히 설치된 기지국의 전력 소모를 급증시키는 결과를 낳았다. 이는 통신 사업자의 막대한 운영 비용 부담으로 이어질 뿐만 아니라, ICT 부문의 탄소 배출량 증가라는 환경적 문제까지 야기한다. 따라서 과거에는 스펙트럼 효율성(bps/Hz)이 주된 성능 지표였다면, 이제는 에너지 효율성(bits/Joule)이 그에 못지않게 중요한 핵심 성능 지표로 부상했다.105
• 해결 방안: 그린 커뮤니케이션 기술: 그린 커뮤니케이션은 통신 시스템의 성능을 유지하면서 에너지 소비를 최소화하기 위한 다양한 기술적 접근을 포함한다.
  • 기지국 슬립 모드(Base Station Sleep Mode): 기지국 전력의 상당 부분은 실제 데이터 전송 여부와 관계없이 장비를 켜두는 데 소모된다. 슬립 모드 기술은 심야 시간대와 같이 트래픽이 적은 시간에 기지국의 일부 부품이나 특정 주파수 대역의 송신기를 동적으로 비활성화(turn off)하여 불필요한 전력 낭비를 줄이는 기술이다.107
  • 에너지 하베스팅(Energy Harvesting): 기지국 운영에 필요한 전력을 전통적인 전력망에만 의존하는 대신, 태양광, 풍력과 같은 신재생 에너지를 적극적으로 활용하는 방식이다.105 더 나아가 주변 공간에 존재하는 RF 에너지나 진동, 열에너지를 수집하여 저전력 IoT 센서 등을 구동하는 기술 연구도 활발히 진행되고 있다.
  • 에너지 효율적인 하드웨어 및 네트워크 아키텍처: 전력 증폭기(Power Amplifier)는 기지국 전력 소모의 가장 큰 부분을 차지하는 부품이다. 도허티(Doherty) 전력 증폭기와 같이 효율이 높은 부품을 개발하고 적용하는 것이 중요하다.107 또한, 하나의 거대 기지국(macro cell)이 넓은 지역을 담당하는 대신, 다수의 소형 기지국(small cell)을 밀집 배치하는 이종 네트워크(Heterogeneous Network, HetNet) 구조는 단말기와 기지국 간의 거리를 줄여 더 낮은 송신 전력으로도 통신이 가능하게 함으로써 시스템 전체의 에너지 효율을 높일 수 있다.107
• 새로운 위협 환경: 5G를 넘어 6G 시대로 진입하면서 무선 네트워크의 보안 환경은 질적으로 변화하고 있다. 인공지능(AI)이 네트워크 운영에 깊숙이 관여하고, 네트워크 기능이 소프트웨어 기반의 분산 아키텍처로 전환되며, 지상을 넘어 위성, 드론까지 포함하는 우주-공중-지상 통합 네트워크가 구성되면서 공격자가 침투할 수 있는 공격 표면(attack surface)이 기하급수적으로 확대된다.108
  • 양자 컴퓨팅의 위협: 이 중 가장 근본적인 위협은 양자 컴퓨터의 등장이다. 대규모 양자 컴퓨터가 실용화되면, 현재 인터넷 뱅킹, 전자상거래 등에서 널리 사용되는 공개키 암호체계(RSA, ECC 등)를 매우 빠른 시간 안에 해독할 수 있게 된다. 이는 현대 디지털 사회의 신뢰 시스템 전체를 붕괴시킬 수 있는 심각한 위협이다.108
• 차세대 대응 전략: 6G 시대의 복합적인 보안 위협에 대응하기 위해서는 새로운 패러다임의 보안 기술이 요구된다.
  • 양자내성암호 (PQC, Post-Quantum Cryptography): 양자 컴퓨터로도 효율적으로 풀기 어려운 새로운 수학적 난제(예: 격자 기반 문제, 코드 기반 문제)에 기반한 차세대 암호 알고리즘이다. PQC는 미래의 양자 공격에 대비하여 현재의 암호 시스템을 대체하기 위한 핵심 기술로, 전 세계적으로 표준화 작업이 진행 중이다.108
  • 물리 계층 보안 (Physical Layer Security): 암호화와 같은 상위 계층의 보안 기술에만 의존하지 않고, 무선 채널 자체가 가진 고유한 물리적 특성(잡음, 페이딩, 채널 상태 정보 등)을 역이용하여 정보의 기밀성을 보장하는 기술이다. 합법적인 수신자는 채널 특성을 알고 있어 신호를 쉽게 복호할 수 있지만, 다른 위치에 있는 도청자는 채널 특성이 달라 정보를 제대로 수신할 수 없게 만드는 원리를 이용한다.111
  • AI 기반 지능형 보안: AI 기술은 새로운 공격 벡터를 만들기도 하지만, 동시에 강력한 방어 도구가 될 수도 있다. 머신러닝 알고리즘을 활용하여 방대한 네트워크 트래픽을 실시간으로 분석하고, 정상적인 패턴에서 벗어나는 이상 징후나 알려지지 않은 새로운 공격 패턴을 자동으로 탐지하고 차단하는 지능형 위협 탐지 및 대응 시스템이 6G 보안의 핵심 요소가 될 것이다.109
  • 탈중앙화 신뢰 모델: 블록체인이나 분산원장기술(DLT)을 활용하여 중앙화된 인증 기관 없이도 네트워크에 참여하는 기기나 사용자 간의 신뢰를 형성하고 데이터의 무결성을 보장하는 아키텍처 연구도 활발하다. 이는 특정 지점의 공격이 전체 시스템을 마비시키는 것을 방지하는 데 기여할 수 있다.110\

무선통신 기술은 단순한 공학적 성취를 넘어 사회와 경제 구조를 근본적으로 변화시키는 동력으로 작용해왔다.

• 경제적 영향: 특히 개발도상국에서 이동통신의 보급은 경제 성장에 지대한 영향을 미쳤다.
  • 시장 효율성 증대: 어부가 바다 위에서 실시간으로 어시장 가격을 확인하고 가장 높은 가격을 쳐주는 항구로 이동하거나, 농부가 모바일로 농산물 시세를 확인하여 적정 가격에 판매하는 등, 정보 비대칭성을 해소하여 시장의 효율성을 높이고 낭비를 줄인다.112
  • 금융 포용성 확대: 은행 지점이 없는 외딴 지역의 주민들도 휴대폰을 통해 송금, 결제, 대출 등의 금융 서비스를 이용할 수 있게 하는 모바일 뱅킹(M-Pesa 등)은 금융 소외 계층을 경제 시스템 안으로 포용하는 역할을 한다.112
  • 새로운 비즈니스 창출: 모바일 앱 개발, 모바일 광고, 공유 경제 플랫폼 등 이동통신 인프라는 수많은 새로운 산업과 일자리를 창출하는 기반이 되었다.112
• 사회적 영향: 무선통신은 정보 접근성을 보편화하여 사회 발전에 기여했다. 재난 발생 시 신속한 경보 전파와 구조 활동을 가능하게 하고, 원격 교육과 원격 의료를 통해 교육 및 의료 서비스의 지역적 격차를 완화하며, 시민들이 사회적 이슈에 대해 의견을 표출하고 연대하는 새로운 소통의 장을 열었다. 그러나 동시에 디지털 격차(digital divide)의 심화, 개인정보 및 프라이버시 침해, 가짜뉴스와 사이버 불링의 확산과 같은 어두운 그림자도 드리우고 있다.112
• 미래 전망: 6G를 향한 기술 발전은 무선통신이 단순한 ‘연결’을 넘어 ‘지능’과 ‘융합’의 인프라로 진화할 것임을 예고한다. 미래의 무선 네트워크는 모든 사물과 공간에 인공지능이 내재되어 스스로 소통하고 협력하는 ‘만물지능인터넷(AIoE, AI of Everything)’의 신경망이 될 것이다. 또한, 현실 세계의 물리적 객체와 프로세스를 디지털 세계의 가상 모델과 실시간으로 연동하는 ‘사이버-물리 시스템(Cyber-Physical System, CPS)’을 구현하여, 스마트 시티, 디지털 트윈, 확장 현실(XR)과 같은 미래 서비스를 뒷받침하는 핵심적인 역할을 수행할 것이다.

결론적으로, 미래 무선통신의 핵심 과제들은 개별 기술의 성능 향상을 넘어, 한정된 자원의 효율적 관리, 복잡계의 보안, 사회 시스템과의 조화라는 더 큰 차원의 ‘시스템 문제’로 전환되고 있다. 따라서 미래의 무선통신 전문가는 순수한 공학적 지식을 넘어, 경제, 정책, 사회, 환경을 아우르는 다학제적 시각을 갖춘 ‘시스템 설계자’로서의 역량을 요구받게 될 것이다.

본 연구노트는 무선통신 기술의 광범위한 스펙트럼을 체계적으로 고찰하기 위해, 그 근본을 이루는 물리적/이론적 토대에서부터 역사적 진화 과정, 시스템을 구성하는 핵심 기술, 그리고 현대 사회를 구성하는 다양한 응용 시스템과 미래의 도전 과제에 이르기까지 다각적인 분석을 수행했다.

분석 결과, 무선통신 기술은 제임스 클러크 맥스웰의 전자기학 이론에서 출발하여 하인리히 헤르츠의 실험적 증명으로 그 가능성을 열었고, 클로드 섀넌의 정보이론을 길잡이 삼아 잡음 속에서 신뢰성 있는 통신이라는 목표를 향해 발전해왔음을 확인했다. 이 과정에서 정보 신호를 전파에 싣는 변조, 한정된 자원을 공유하는 다중 접속, 그리고 오류를 극복하는 채널 부호화라는 세 가지 핵심 기술이 상호작용하며 진화해왔다. 특히, 기술의 발전은 스펙트럼 효율성을 높여 섀넌이 제시한 이론적 한계에 다가가려는 목표를 추구해왔으나, 이는 필연적으로 시스템의 복잡성 증가를 동반하는 공학적 트레이드오프 관계 속에서 이루어졌다.

1세대 아날로그 통신에서 5세대 초연결 통신에 이르는 이동통신의 역사는 이전 세대의 성공이 낳은 새로운 ‘결핍’을 다음 세대가 해결하는 주기적인 패러다임 전환의 과정이었음을 밝혔다. 또한, 현대 무선 시스템은 단일 기술로 모든 요구를 충족시키는 것이 아니라, Wi-Fi(처리량), 블루투스 및 LPWAN(저전력), 위성 통신(도달 범위) 등 각기 다른 응용 목적에 맞춰 최적화된 방향으로 기술이 분화하고 전문화되는 성숙 단계에 접어들었음을 분석했다.

미래를 향한 여정에서 무선통신은 새로운 국면을 맞이하고 있다. 주파수와 에너지라는 물리적 자원의 한계, 양자 컴퓨팅과 같은 전례 없는 보안 위협, 그리고 기술이 사회에 미치는 영향력 증대 등은 더 이상 개별 기술의 성능 향상만으로는 해결할 수 없는 복합적인 ‘시스템 문제’이다. 동적 스펙트럼 접속, 그린 커뮤니케이션, 양자내성암호, AI 기반 보안과 같은 미래 기술들은 이러한 시스템 차원의 문제에 대한 해답을 모색하는 과정에서 등장했다.

결론적으로, 미래의 무선통신은 단순히 ‘더 빠른 속도’를 넘어 지능(AI-native), 지속 가능성(Green), 그리고 신뢰(Trust)를 핵심 가치로 삼아 진화할 것이다. 이는 인간과 사물, 그리고 가상 세계를 완벽하게 융합하는 사회의 중추 신경망으로서, 인류의 삶과 산업의 모든 영역에 더욱 깊숙이 관여하게 될 것임을 의미한다. 따라서 미래 무선 기술의 혁신은 순수한 기술적 진보를 넘어, 사회, 경제, 환경 시스템과의 조화를 모색하는 방향으로 나아가야 할 것이며, 이는 공학자들에게 더 넓은 시야와 깊은 통찰을 요구하게 될 것이다.

1. 무선 통신 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전, 8월 3, 2025에 액세스, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AC%B4%EC%84%A0_%ED%86%B5%EC%8B%A0
2. 무선통신 - 위키원, 8월 3, 2025에 액세스, http://wiki.hash.kr/index.php/%EB%AC%B4%EC%84%A0_%ED%86%B5%EC%8B%A0
3. 전자기파 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전, 8월 3, 2025에 액세스, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%84%EC%9E%90%EA%B8%B0%ED%8C%8C
4. 전자기파의 발생과 수신 - 고등수학, 고등물리 - 티스토리, 8월 3, 2025에 액세스, https://zhonya.tistory.com/39
5. 장거리 무선 통신에서 전파는 어떻게 이동합니까?, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.iwavecomms.com/ko/news/how-do-radio-waves-travel-in-long-range-wireless-communication/
6. 전파 - 나무위키, 8월 3, 2025에 액세스, https://namu.wiki/w/%EC%A0%84%ED%8C%8C
7. 전파기초 - 방송공동수신설비 - 팔마로 돌아드니, 8월 3, 2025에 액세스, https://cafe.daum.net/palmaro/M7us/6?svc=cafeapi
8. 직접파 - TTA정보통신용어사전, 8월 3, 2025에 액세스, https://terms.tta.or.kr/dictionary/dictionaryView.do?subject=%EC%A7%81%EC%A0%91%ED%8C%8C
9. 전파통신 - :::::: AEL ::::::, 8월 3, 2025에 액세스, http://ael.chungbuk.ac.kr/lectures/lecture_notes/antenna/%EB%8F%99%EC%9D%98%EB%8C%80-%EC%A0%95%EB%B3%B4%ED%86%B5%EC%8B%A0/%EB%B3%84%EC%B2%A8%2006%20%EC%A0%84%ED%8C%8C%EC%A0%84%ED%8C%8C%EC%9D%98%20%EA%B8%B0%EC%B4%88.pdf
10. 데이터통신론 02 물리 계층(Physical Layer) - 정리하며 삽시다, 8월 3, 2025에 액세스, https://miny-genie.tistory.com/19
11. 전파 (電波) - [정보통신기술용어해설], 8월 3, 2025에 액세스, http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?no=1575
12. 전파의 전달과정 - QSL.net, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.qsl.net/hl2dna/123/ham_7.htm
13. fading - 지금 이 순간 - 티스토리, 8월 3, 2025에 액세스, https://ensxoddl.tistory.com/120
14. (통신이론) 샤논의 채널용량, 샤논의 이론에 대하여 레포트 - 해피캠퍼스, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.happycampus.com/report-doc/13285959/
15. Mastering Shannon-Hartley Theorem - Number Analytics, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.numberanalytics.com/blog/shannon-hartley-theorem-ultimate-guide
16. 샤논의 한계 - 통신이론/공학 - 우영이집 - Daum 카페, 8월 3, 2025에 액세스, https://cafe.daum.net/sharkchoi/o0v/214
17. Noisy-channel coding theorem - Wikipedia, 8월 3, 2025에 액세스, https://en.wikipedia.org/wiki/Noisy-channel_coding_theorem
18. terms.tta.or.kr, 8월 3, 2025에 액세스, http://terms.tta.or.kr/dictionary/searchList.do?searchContent=conts01&searchRange=all&listCount=10&listPage=1&orderby=KOR_SUBJECT&reFlag=N&orderbyOption=TRUE&conts01WhereSet=&firstWordVal=&firstWord=N&word_seq=&div_big_cd_in=51&div_big_cd=&searchTerm=%EC%84%80%EB%84%8C-%ED%95%98%ED%8B%80%EB%A6%AC%20%EC%A0%95%EB%A6%AC&searchCate=field#:~:text=%EC%84%80%EB%84%8C%2D%ED%95%98%ED%8B%80%EB%A6%AC%20%EC%A0%95%EB%A6%AC%2C%20%2D%E5%AE%9A%E7%90%86,%2BS%2FN)%EC%9D%B4%EB%8B%A4.이다.)
19. 샤논의 채널용량 공식 - 담쟁이 - 티스토리, 8월 3, 2025에 액세스, https://linecard.tistory.com/25
20. Back to Basics: The Shannon-Hartley Theorem - Ingenu, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.ingenu.com/2016/07/back-to-basics-the-shannon-hartley-theorem/

21. Channel Coding

    PySDR: A Guide to SDR and DSP using Python, 8월 3, 2025에 액세스, https://pysdr.org/content/channel_coding.html

22. 날로 높아지는 전파의 가치 - 브런치, 8월 3, 2025에 액세스, https://brunch.co.kr/@@foVE/15
23. 헤르츠, 8월 3, 2025에 액세스, https://images.dongascience.com/uploads/article/pdf/200507/S200507N030.pdf
24. plus.hankyung.com, 8월 3, 2025에 액세스, https://plus.hankyung.com/apps/newsinside.view?aid=2020022151671&category=NEWSPAPER#:~:text=%ED%97%A4%EB%A5%B4%EC%B8%A0%EB%8A%94%201888%EB%85%84%EC%97%90,%EB%B0%9C%EC%A0%84%EC%9D%98%20%EC%B4%88%EC%84%9D%EC%9D%B4%20%EB%90%90%EB%8B%A4.
25. [이 아침의 인물] 전자기파 최초 발견, 하인리히 헤르츠 - 한국경제, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.hankyung.com/article/2020022151671
26. 하인리히 루돌프 헤르츠 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전, 8월 3, 2025에 액세스, https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%95%98%EC%9D%B8%EB%A6%AC%ED%9E%88%EB%A3%A8%EB%8F%8C%ED%94%84%ED%97%A4%EB%A5%B4%EC%B8%A0
27. [12/12 오늘] 대서양횡단 전파 송신…무선시대 개막 - 오피니언뉴스, 8월 3, 2025에 액세스, http://www.opinionnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=12452
28. 무선통신의 역사 - Beyond Technology - 티스토리, 8월 3, 2025에 액세스, https://nexus21.tistory.com/2
29. 무선통신을 개발해 전세계를 하나로 묶게 한 과학자 - 한겨레, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.hani.co.kr/arti/opinion/column/1094321.html
30. 라디오(radio) - 한국민족문화대백과사전 - 한국학중앙연구원, 8월 3, 2025에 액세스, https://encykorea.aks.ac.kr/Article/E0017231
31. [이 아침의 인물] ‘무선통신의 아버지’ 굴리엘모 마르코니 - 한국경제, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.hankyung.com/article/2015042441591
32. 굴리엘모 마르코니, 첫 대서양횡단 무선통신 성공 - 지지앤지 ZZNZ, 8월 3, 2025에 액세스, https://zznz.co.kr/archives/10651
33. 시대를 앞서간 혁신으로 세상을 연결한 무선 혁명 [역사&오늘] - 머니S, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.moneys.co.kr/article/2024121206018046860
34. [오늘의 역사] 무선 통신 대서양 횡단 성공(1901. 7. 11) - 조선일보, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.chosun.com/kid/kid_history/2000/07/10/INVRHZUB5K2YOIQCUHAZRQA5GI/
35. 이동통신 역사 요약: 1G부터 6G까지 - Rohde & Schwarz, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.rohde-schwarz.com/kr/about/magazine/brief-history-1g-to-6g/brief-history-1g-to-6g_256390.html
36. 라디오 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전, 8월 3, 2025에 액세스, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%9D%BC%EB%94%94%EC%98%A4
37. 방송 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전, 8월 3, 2025에 액세스, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B0%A9%EC%86%A1
38. 방송국 > 개요 - 국가기록원, 8월 3, 2025에 액세스, https://theme.archives.go.kr/next/photo/broadcast.do?page=2
39. 기록으로 만나는 대한민국 > 생활 > 라디오 방송, 8월 3, 2025에 액세스, https://theme.archives.go.kr/next/koreaOfRecord/radio.do
40. 라디오와 텔레비전 방송의 등장과 변모 - 우리역사넷, 8월 3, 2025에 액세스, https://contents.history.go.kr/mobile/km/view.do?levelId=km_004_0060_0020_0020_0010
41. 텔레비전 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전, 8월 3, 2025에 액세스, https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%85%94%EB%A0%88%EB%B9%84%EC%A0%84
42. 텔레비전의 역사, 8월 3, 2025에 액세스, http://woosuk.izerone.co.kr:8090/~s120170948/
43. 방송(放送) - 한국민족문화대백과사전, 8월 3, 2025에 액세스, https://encykorea.aks.ac.kr/Article/E0021719
44. 기록으로 만나는 대한민국 > 생활 > 텔레비전 방송 - 콘텐츠 목록, 8월 3, 2025에 액세스, https://theme.archives.go.kr/next/koreaOfRecord/television.do
45. 우리나라 TV 방송은 어떻게 발전해 왔을까 - 행정안전부, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.mois.go.kr/frt/bbs/type010/commonSelectBoardArticle.do?bbsId=BBSMSTR_000000000008&nttId=45674
46. Timeline from 1G to 5G: A Brief History on Cell Phones - CENGN, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.cengn.ca/information-centre/innovation/timeline-from-1g-to-5g-a-brief-history-on-cell-phones/
47. Evolution of wireless technologies 1G to 5G in mobile communication - RF Page, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.rfpage.com/evolution-of-wireless-technologies-1g-to-5g-in-mobile-communication/
48. 이동통신의 발전 과정(1) 1G와 2G, 디지털 세상이 오다 - connecting the dots - 티스토리, 8월 3, 2025에 액세스, https://nuemeel.tistory.com/40
49. 2주. 이동통신세대별 핵심기술, 8월 3, 2025에 액세스, http://kocw-n.xcache.kinxcdn.com/data/document/2022/edu/gcu/yongsungjung1216/02-1.pdf
50. 다중접속(Multiple Access) - FDMA/TDMA/CDMA/OFDMA 통신방식, 8월 3, 2025에 액세스, https://rf-yeolmu.tistory.com/30
51. 무선통신기술 현황분석 – 댁내통신기술 중심 - ETRI Electronics and …, 8월 3, 2025에 액세스, https://ettrends.etri.re.kr/ettrends/70/0905000265/16-4_077_086.pdf
52. 5G - Wikipedia, 8월 3, 2025에 액세스, https://en.wikipedia.org/wiki/5G
53. 변조 종류 및 복조(아날로그 변조, 디지털 변조, 펄스 변조) - AndrewNA - 티스토리, 8월 3, 2025에 액세스, https://it-life.tistory.com/20
54. 변조방식 - 아날로그 변조 (AM, FM, PM) - 담쟁이 - 티스토리, 8월 3, 2025에 액세스, https://linecard.tistory.com/46
55. Amplitude Modulation in Analog Communication - Tutorialspoint, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.tutorialspoint.com/analog_communication/analog_communication_amplitude_modulation.htm
56. Amplitude Modulation AM: Theory & Equations - Electronics Notes, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.electronics-notes.com/articles/radio/modulation/amplitude-modulation-am-theory-equations-formulas.php
57. 1. 아날로그 변조 방식 - チップワンストップ, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.chip1stop.com/sp/knowledge/059_analog-modulation-method_ko
58. Frequency Modulation - HF2 User Manual, 8월 3, 2025에 액세스, https://docs.zhinst.com/hf2_user_manual/tutorials/tutorial_frequency_modulation.html
59. ASK와 FSK의 특징에 대한 설명, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.easytv.co.kr/29
60. 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환_ASK, FSK, PSK, QAM, 8월 3, 2025에 액세스, https://swingswing.tistory.com/262
61. PSK와 QAM에 대한 설명 - 김대리들을 위한 하드웨어 기술 공유, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.easytv.co.kr/30
62. Digital Phase Modulation: BPSK, QPSK, DQPSK - All About Circuits, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.allaboutcircuits.com/textbook/radio-frequency-analysis-design/radio-frequency-modulation/digital-phase-modulation-bpsk-qpsk-dqpsk/
63. Phase-shift keying - Wikipedia, 8월 3, 2025에 액세스, https://en.wikipedia.org/wiki/Phase-shift_keying
64. Quadrature Phase Shift Keying - Tutorialspoint, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.tutorialspoint.com/digital_communication/digital_communication_quadrature_phase_shift_keying.htm
65. Quadrature amplitude modulation - Wikipedia, 8월 3, 2025에 액세스, https://en.wikipedia.org/wiki/Quadrature_amplitude_modulation

66. Exploring communications technology: 1.7 Quadrature amplitude modulation (QAM)

    OpenLearn - Open University, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.open.edu/openlearn/digital-computing/exploring-communications-technology/content-section-1.7

67. 직교 진폭 변조 - 나무위키, 8월 3, 2025에 액세스, https://namu.wiki/w/%EC%A7%81%EA%B5%90%20%EC%A7%84%ED%8F%AD%20%EB%B3%80%EC%A1%B0
68. The Wi-Fi Evolution - Qorvo, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.qorvo.com/resources/d/qorvo-the-wi-fi-evolution-white-paper

69. Wi-Fi Standards: IEEE 802.11ac, 802.11ax, and Wireless Internet Standards

    Dell Kenya, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.dell.com/support/contents/en-ke/article/product-support/self-support-knowledgebase/networking-wifi-and-bluetooth/wi-fi-network-standards-overview

70. FDMA, TDMA 및 CDMA 다중 접속: 무선 통신에서 신호(대역폭)의 효과적인 활용(1), 8월 3, 2025에 액세스, https://article.murata.com/ko-kr/article/multiplexing-and-multiple-access-1
71. FDMA, TDMA, CDMA - Beyond Technology - 티스토리, 8월 3, 2025에 액세스, https://nexus21.tistory.com/16
72. TDMA, FDMA, CDMA - 지식덤프, 8월 3, 2025에 액세스, http://www.jidum.com/jidums/view.do?jidumId=453
73. 코드분할다중접속 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전, 8월 3, 2025에 액세스, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%BD%94%EB%93%9C%EB%B6%84%ED%95%A0%EB%8B%A4%EC%A4%91%EC%A0%91%EC%86%8D
74. Mastering OFDMA in Wireless Communications - Number Analytics, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.numberanalytics.com/blog/mastering-ofdma-wireless-communications
75. OFDM vs CDMA: Key Differences Explained - RF Wireless World, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.rfwireless-world.com/terminology/ofdm-vs-cdma
76. Intro to OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) - Rohde & Schwarz, 8월 3, 2025에 액세스, https://cdn.rohde-schwarz.com/ymkt/na/content/RF_fundamentals_seminar_materials/6RF_Fun-_Introduction_to_OFDMA.pdf
77. What is OFDMA? Orthogonal Frequency-Division Multiple Access - RUCKUS Networks, 8월 3, 2025에 액세스, https://pt.ruckusnetworks.com/insights/ofdma/
78. Difference Between CDMA and OFDM - GeeksforGeeks, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.geeksforgeeks.org/electronics-engineering/difference-between-cdma-and-ofdm/
79. Fundamentals of Communications Access Technologies: FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA, and SDMA - Electronic Design, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.electronicdesign.com/technologies/communications/article/21802209/electronic-design-fundamentals-of-communications-access-technologies-fdma-tdma-cdma-ofdma-and-sdma
80. SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) - velog, 8월 3, 2025에 액세스, https://velog.io/@agnusdei1207/SC-FDMASingle-Carrier-Frequency-Division-Multiple-Access
81. Capacity-approaching codes, 8월 3, 2025에 액세스, https://ocw.mit.edu/courses/6-451-principles-of-digital-communication-ii-spring-2005/1a3ad00d83d1d042da3328a8edd9edc2_chap13.pdf
82. LDPC and turbo codes - MLSPTlab, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.mlsptlab-unicampania.it/images/palmieri/Information_Theory_and_Coding_/Ch9_LDPC_and_TurboCodes_Biglieri_CodingForThe_WirelessChannel.pdf
83. What are 802.11 Standards? - CBT Nuggets, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.cbtnuggets.com/blog/technology/networking/when-to-use-802-11-a-b-g-b-nc-wifi-standards
84. Wi-Fi 7 - Wikipedia, 8월 3, 2025에 액세스, https://en.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi_7
85. What is the difference between Bluetooth Classic and Bluetooth Low Energy? - Unitron, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.unitron.com/us/en_us/help-and-support/bluetooth-support/what-is-the-difference-between-bluetooth-classic-and-bluetooth-low-energy.html
86. Comparing with Different Bluetooth Versions: Complete Guide You Should Know - Minew, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.minew.com/comparing-bluetooth-versions/
87. Bluetooth Vs. Bluetooth Low Energy: What’s The Difference? [2023 Update] - Link Labs, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.link-labs.com/blog/bluetooth-vs-bluetooth-low-energy
88. Bluetooth Low Energy - Wikipedia, 8월 3, 2025에 액세스, https://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth_Low_Energy
89. Near-field communication - Wikipedia, 8월 3, 2025에 액세스, https://en.wikipedia.org/wiki/Near-field_communication
90. An Introduction to Near Field Communications - Mouser Electronics, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.mouser.com/applications/rfid-nfc-introduction/
91. NFC Technology - Essentials & Insights - STMicroelectronics, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.st.com/content/st_com/en/support/learning/essentials-and-insights/connectivity/nfc.html
92. NFC Technology - NFC Forum, 8월 3, 2025에 액세스, https://nfc-forum.org/learn/nfc-technology/
93. Communications satellite - Wikipedia, 8월 3, 2025에 액세스, https://en.wikipedia.org/wiki/Communications_satellite

94. LEO vs MEO vs GEO Satellites

    Symmetry Electronics, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.symmetryelectronics.com/blog/leo-vs-meo-vs-geo-satellites/

95. Satellite Orbits - Teledyne Technologies, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.teledyne.com/digital-imaging-space-science-monthly/satellite-orbits
96. ESA - Types of orbits - European Space Agency, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Transportation/Types_of_orbits
97. LPWAN in 2025: LTE-M vs NB-IoT vs LoRaWAN vs Sigfox - DFRobot, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.dfrobot.com/blog-17238.html
98. Battle of IoT Protocols: NB-IoT, LoRa, and Sigfox - Narrowband, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.narrowband.com/nb-iot-vs-lora-vs-sigfox
99. IoT Connectivity - Comparing NB-IoT, LTE-M, LoRa, SigFox, and …, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.iotforall.com/iot-connectivity-comparison-lora-sigfox-rpma-lpwan-technologies
100. Comparison of LoRaWAN, NB-IoT, Sigfox, and LTE - TEKTELIC, 8월 3, 2025에 액세스, https://tektelic.com/expertise/lorawan-vs-nb-iot-sigfox-and-lte-comparison/
101. Unlocking Dynamic Spectrum Access - Number Analytics, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.numberanalytics.com/blog/unlocking-dynamic-spectrum-access
102. (PDF) Dynamic Spectrum Access: An Overview and Synchronization Issue - ResearchGate, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.researchgate.net/publication/269105161_Dynamic_Spectrum_Access_An_Overview_and_Synchronization_Issue
103. A Survey of Dynamic Spectrum Access, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.csd.uoc.gr/~hy439/reading/list_2011/04205091.pdf
104. The Evolution of 5G: From Spectrum Scarcity to Spectrum Sharing - 5Gstore.com, 8월 3, 2025에 액세스, https://5gstore.com/blog/2024/07/22/the-evolution-of-5g-from-spectrum-scarcity-to-spectrum-sharing/
105. Green Communications for Energy-Efficient Wireless Systems and Networks - University of Edinburgh Research Explorer, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.research.ed.ac.uk/en/publications/green-communications-for-energy-efficient-wireless-systems-and-ne
106. (PDF) Energy Efficiency Optimization in Green Wireless Communications - ResearchGate, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.researchgate.net/publication/260751200_Energy_Efficiency_Optimization_in_Green_Wireless_Communications
107. A Brief Overview of Energy Efficiency Resources in Emerging … - MDPI, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.mdpi.com/2673-4001/3/2/16

108. 6 Potential Security Concerns With the Eventual Rollout of 6G

     Tripwire, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.tripwire.com/state-of-security/potential-security-concerns-eventual-rollout-6g

109. 6G Technology Risks: Security Threats, Cybersecurity Challenges …, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.eccu.edu/blog/understanding-the-risks-of-6g-technology-the-next-cybersecurity-challenge/
110. A Systematic Survey on 5G and 6G Security Considerations, Challenges, Trends, and Research Areas - MDPI, 8월 3, 2025에 액세스, https://www.mdpi.com/1999-5903/16/3/67
111. Security Requirements and Challenges of 6G Technologies and Applications - PMC, 8월 3, 2025에 액세스, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8914636/
112. Mobile goes global: The effect of cell phones on economic growth …, 8월 3, 2025에 액세스, https://digitalcommons.bucknell.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1003&context=honors_theses