"단군이래 글로벌 원천기술 개가"

직교복소확산변조방식, CDMA 국제표준이 되다

기자명 길애경 기자

입력 2024.04.14 17:15

수정 2024.04.15 16:38

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[21세기 과학기술 도공열전] 3-2 CDMA 서비스 개발 주역들

CDMA 서비스 세계최초 상용화 축배 식기 전에

굴지의 글로벌 통신 기업들과의 표준 채택 경쟁

1년 만에 기술 개발해 해외 학회서 발표하자

일본은 "이미 모토로라 개발한 기술 같다" 폄하

"ETRI 성과가 오늘날 통신 국제경쟁력의 배경"

     우리나라를 이동통신 강국에 올려놓은 CDMA 기술.[영상= ETRI]

1997년 2월 어느날, 이동통신 서비스 기술인 코드분할다중접속(CDMA)를 최초로 개발한 미국의 벤처기업 퀄컴 연구진이 내한해 한국전자통신연구원( ETRI)을 찾아왔다. 자신들이 개발한 기술을 한국의 이동통신서비스 표준에 채택되도록 하기 위해서였다.

우리나라가 CDMA 상용화에 성공하면서 미국, 일본, 유럽 등 과학기술 강국들간에는 시장 선점을 위한 총성없는 전쟁이 벌어졌다. 치열했다. 모토로라, 노키아, 에릭슨, 퀄컴 등 당시 내로라하는 통신기업들이 다 뛰어들었다. 자신들의 기술을 이동통신의 표준 기술로 만들어 시장 지배자가 되겠다는 것이 이들의 목표였다.  

결론부터 말하면 당시 3세대 이동통신의 무선전송기술을 우리가 표준 기술로 선점하는데 성공했다. 직교복소확산변조방식(OCQPSK) 기술이 CDMA2000 및 WCDMA 서비스 표준에 선정된 것이다. 무선전송기술은 3세대 시스템으로 세계 어디서나 음성전화를 송수신하고 실시간 유통되는 뉴스와 정보, 인터넷 정보를 검색해 내려받는 것은 물론 사무실이나 가정의 PC에 저장된 정보에 접속할 수 있다는 기술을 말한다. 이번 이야기는 CDMA 서비스 연구개발팀의 표준기술 선점 성공 스토리다.

이동전화 시장의 폭발적 성장이 시장 선점 경쟁의 배경이었다. ETRI에 의하면 1998년 한국과 미국에서는 CDMA2000 가입자가 1600만명이었다. 유럽에서 1억명 이상의 GSM(global system for mobile) 사용자들이 CDMA로 옮겨타고 있었다. 이런 시장 수요를 수용하기 위해 세계 31개국 75개 사업자가 CDMA 방식으로 서비스를 제공하거나 준비중이었다.

CDMA는 1세대와 2세대 통신을 지나 3세대 이동통신으로 2000년대를 주도하는 기술이 되면서 표준 선점에 불꽃 경쟁이 일었다. 개발한 기술이 표준에 선정된다는 것은 이동통신 서비스의 세계 시장을 장악한다는 것이었기 때문에 누구도 물러설 수 없는 한판이었다.

우리의 경쟁 여건은 매우 좋지 않은 상황이었다 .1997년 IMF 외환위기로 경제와 산업이 마비돼 연구개발 투자와 지원도 위축됐다. 구조조정 바람이 연구계에도 몰아닥쳐 설립 20주년을 맞은 ETRI는 연구진의 20% 정도를 자의반 타의반으로 떠나보내고 1500여명 만 남겼다.  

ETRI는 R&D 뱡향과 방식을 일신했다. 1997년 1701건(국제 334건)의 특허를 출원하는 성과를 거뒀다. 1998년부터는 지식재산권 확보 전략을 양이 아닌 질적인 성장으로 전환해 1080건(국제 329건)의 특허를 출원했다. CDMA연구진도 전열을 더욱 가다듬었다. CDMA 개발에 고갈됐던 에너지를 다시 끌어 모았다.  

가장 괄목할 만한 성과는 CDMA 연구 분야에서 나왔다. 계통연구부 이동통신방식실의 방승찬 팀장(현 ETRI 원장)과 심재룡 선임연구원(현 에이블 AI 대표)이 개발한 직교복소확산변조방식(OCQPSK) 기술이 과학기술 선진국과 굴지의 글로벌 통신 기업들을 제치고 CDMA2000 및 WCDMA 서비스 표준에 선정되는 개가를 올렸다. OCQPSK는 무선전화의 핵심인 음성과 데이터 등을 안전하고 효과적으로 전송하는 기술이다.

◇ 방승찬과 심재룡, 퀄컴 높은 벽 실감하며 심기일전

우리가 퀄컴의 CDMA 기술을 활용해 상용화에 성공했지만 넘어야 할 산이 많았다.

퀄컴은 더 많은 기술의 우위에 있었다. 이 기업은 겨우 음성통화 상용화에 성공한 우리를 찾아와 "음성과 더불어 문자, 이미지 서비스가 가능하다"며 이런 기술을 우리의 이동통신 표준에 넣을 것을 제안했다. 이 기술을 로얄티를 주고 사서 쓰라는 말이었다.  

이런 제안을 받은 계통연구부(부장 한기철) 이동통신방식실의 방 팀장과 심 선임연구원은 "한마디로 신박한 기술에 깜짝 놀랐다"며  "역시 큰 레벨의 시스템은 정말 모래알 같이 많은 기술들이 모아져 만들어지고 기술 강대국의 기업은 다르구나 하는 것을 느꼈다"고 회고했다.

CDMA 상용화 이후 각국은 개발한 기술을 표준으로 넣기 위해 기고서를 작성해 공개했다. 치열한 각축전에서 자국이 기술을 개발하고 선점했다는 일종의 선포 같은 거였다. 하지만 아직 개발될 여지가 있는 기술들은 아직 적지 않은 상태였다.

심 대표는 "우리는 CDMA 상용화 이후 지속적으로 문제를 해결하면서 특허를 내고 기술을 개발하는데 매진하던 과정이었다"며 "다만, 퀄컴이 제안한 기술에서 새롭지만 뭔가 부족한 부분이 있어 보였다"고 덧 붙였다. 그  '뭔가 부족한 부분'이 이들 연구진이 채워 넣어야할 부분이었다.  

당시 방 팀장과 심 선임은 퀄컴의 기술 분석에 들어갔다. 방 팀장과 심 선임팀은 무엇이 문제인지, 해결할 방법은 있는지, 우리가 개발할 기술은 무엇인지 토의와 논의에 밤을 하얗게 새웠다. CDMA 상용화를 성공해 본 경험은 이들에게 자신감으로 작용했다. 집에 가는 것도 잊고 토의와 실험이 반복됐다. 밤새도록 두런거리는 사람의 목소리에 1동을 지나던 경비인력이 혼비백산하기도 했고 아침 조간신문이 배달된 이후 퇴근하면서 '조간신문 사나이'라는 별명이 붙기도 했다.

방 원장은 "우리 연구실에서 밤낮없이 이야기가 나오면서 경비를 돌던 분이 1동에 귀신이 산다며 놀란적이 있다고 하더라(웃음)"면서 "기술을 빨리 개발하려면 밤잠을 줄이는 방법뿐이었다. 그때는 밤샘이 일상이었다"도 과거를 돌이켰다.

심 대표도 "아침 7시에 퇴근하면 신문을 들고 집에 들어가서 씻고 밥 먹고 옷 갈아입고 돌아 나왔다. 퇴근을 몇시에 하던 상관없이 출근시간은 9시였다"면서 "밥 먹으면서도 아이디어를 고민했다. 생각이 떠오르면 밥상에서 아이들이 그림 그리던 A4용지 빈곳에 바로 수식을 써보고 그려서 가지고 왔다.  모든 시간을 다 쏟았다"고 밝혔다.

방 팀장과 심 선임 연구팀에 KAIST에서 박사학위를 마친 김정임 박사가 합류했다. 세사람은 누가 더 열심히 하는지 시합이라도 하듯이 연구에 매달렸다. 다른팀에서도 별종이라고 혀를 내둘렀을 정도였다. 정작 본인들은 서로를 격려하며 연구하느라 힘든지도 몰랐다고 기억하고 있었다. 이들의 열정이 빛을 발휘했다.

퀄컴 연구진이 ETRI를 다녀간지 1년만에 연구팀은 직교복소확산변조방식(OCQPSK, 변조) 개발에 성공한다. 시뮬레이션 결과도 성공적이었다. 변조는 통신에서 많이 사용되는 신호 전송 방식이다. 멀리 있는 사람에게 음성과 데이터가 안전하게 전송돼 잘 들리게 하는 기술이다. 변조된 반송파를 사용해  잡음에 강하고 주파수 대역폭이 넓어진다. 즉 아날로그 상태인 목소리를 변환시켜 전파 간섭이나 잡음을 막아내며 무선에 실어 보내는 기술로 이동통신 서비스에서 핵심이 되는 기술이다. 연구팀이 시뮬레이션 한 결과 사람이 옆에 있는 것처럼 깨끗하게 들렸다. 그야말로 유레카 였다. 연구를 시작한지 꼭 1년만의 결실이었다.

방 팀장과 심 선임은 변환 기술을 적용해 문자, 이미지를 전송하면서도 배터리 수명을 기존보다 25%나 늘릴 수 있음을 확인했다. 해외 표준회의에서 발표하기로 하고 우리가 개발한 기술 내용과 시뮬레이션 결과까지 꼼꼼하게 담은 기고서를 작성했다.

◇ '한국의 글로벌 표준 개발', 외국선 처음 믿지 않았다

연구팀은 기고서를 작성해 1998년 4월 가까운 일본의 표준기관을 방문했다. 작성한 기고서를 제출했다. 하지만 일본 연구진의 반응은 시큰둥했다. 그들은 모토로라가 이미 만들어 낸 기술과 비슷하다며 평가 절하했다 당시 우리 연구진은 일본 표준기관과 교류도 없었고 그 시기 일본은 세계 무대에서도 최고의 과학기술 강국이었다. 한국팀은 발표기회도 얻지 못하고 돌아왔다. 그렇다고 포기할 연구팀이 아니었다.

심 대표는 "당시 팀장이었던 방 원장을 중심으로 우리는 바로 유럽으로 가기로 했다. 유럽은 WCDMA로 이동통신서비스가 무섭게 확산되고 있어서 모토로라, 노키아, 에릭슨이 눈독을 들이는 곳이었다"면서 "프랑스 파리에서 4월에 WCDMA표준화 회의가 열렸는데 우리는 기고서만 내고 우리를 알리는 인사정도만 했다. 기고서 순서가 뒤라서 발표를 못했다"며 당시를 돌아봤다.

그는 "우리는 아직 표준화 인식이 낮아 개별로는 못하고 국내 표준화를 이끌던 한국정보통신기술협회(TTA)를 중심으로 이동통신 국가대표를 선발하듯 ETRI, 기업 등 선수단(?)을 꾸렸다. 그런데 해외 글로벌 기업들의 위세가 등등했다. 말이 회의이지 실제는 거의 전쟁터, 총성없는 전쟁처럼 경쟁이 치열했다"면서 "일부에서는 모토로라에서 개발한 기술이라며 우리 기술을 끌어내렸다"고 말했다.

표준화 선수단은 같은해 5월 독일 뒤셀도르프에서 열린 표준화 회의에도 참석했다. 한국처럼 성능지표를 제대로 해온 나라가 없을정도로 선수단의 기고서는 완성도가 높았다.

심 대표는 "당시 모토로라가 발표를 하고 있었는데 우리기술과 전혀 다른 방식이었다. 배터리 사용시간을 늘린다는 목표는 같았지만 그들이 낸 기고서는 복잡했다"면서 "모토로라와 한국의 경쟁이었다. 결국 승패가 나지 않았다. 하지만 당시 의장은 한국의 기술을 더 인정하는 분위기였다"고 기억했다.

한기철 부장은 "해외에 가면 회의라고 하지만 우리 기술 주장하고 싸우고 난장판이었다"면서 "우리는 공동화장실을 쓰는 모텔에 머물면서 비용을 아끼고 전쟁을 치렀다. 국내에서는 아직 표준화 인식이 없어 우리팀이 회의에 가는 것을 고깝게 생각하기도 했다"고 회고했다.

같은해 6월 이탈리아 토리노에서 다시 CDMA표준화 회의가 열렸다. 일부 나라에서는 한국이 모토로라 기술을 베낀게 아니냐는 의혹이 나오기도 했다. 하지만 모토로라는 한국과 다른 하이브리드 변조방식(HPSK)으로 확인됐고 같은해 7월 영국 개트윅에서 열린 회의에서 우리나라가 개발한 직교복소확산변조방식(OCQPSK)이 CDMA2000, WCDMA 모두에 표준기술로 채택됐다. 기존 전화만 하던 방식의 이동통신에서 음성, 문자, 이미지를 전송하고도 배터리 사용시간을 늘릴 수 있는 기술로 세계 굴지의 기업들을 제치고 한국의 기술이 최고임을 인정 받은 것이다. 전세계 이동통신서비스에 한국의 기술이 들어갔다.

그해 9월 ETRI연구팀은 다시 일본을 방문했다. 몇개월만에 일본의 태도는 180도 달라졌다. 한국의 기술을 높게 인정하는 분위기로 역전됐다. 우리나라가 미국 기술을 얻어 이동통신 서비스의 흐름을 바꾼데 이어 단군이래 최고로 평가받는 이동통신 원천 기술을 개발해 세계 만방에 알린 사례다. 우리나라 과학기술의 위상도 한껏 높아졌다. 국내 기업들의 유럽에서 존재감도 한층 높아졌다.  

◇ 이제야 말할 수 있는 "수백억 회유 거절"

연구팀이 개발한 직교복소확산변조방식(OCQPSK)이 CDMA200, WCDMA 이동통신 핵심 기술 표준으로 확정되며 해외 이동통신 서비스 기업들이 내야 할 특허료는 1000억원에 이르렀다. 진정한 이동통신 종주국의 면모를 확고하게 알린 셈이다. 경제적 효과만 해도 1조원이 넘었다.

한국이 글로벌 기업들에게 특허료를 받아야 했지만 과정은 순조롭지 않았다. 일부 기업은 특허료를 챙기려고 달라 붙었다. 글로벌 대기업의 횡포였다. 결국 2011년 직접 현장에 가서 재판을 하는 미국 순회법원이 서울 플라자호텔에서 열렸다. 각 기업 변호사들이 한국으로 들어왔다. 국내 연구진도 며칠간 머물며 개발 과정을 담은 연구노트를 증거로 제출하고 증언했다.

심 대표는 "이들 글로벌 기업들은 ETRI의 기술을 두고 여전히 모토로라 기술을 따라한 것이 아니냐고 했다. 한국의 기술을 깨고 싶어했다"면서 "난 집에서 딸 아이가 어릴적 그린 그림 옆면에 수식을 쓰고 구조를 그려낸 것 등 자료를 다 갖고 있었다. 모두를 연구노트에 기록하고 있었고 우리가 직접 개발한 기술이기에 우리는 자신있었다"며 그때를 회상했다.



심재룡 선임연구원이 1997년 연구당시 아침에 퇴근해 밥상에서 떠오른 아이디어를 적은 A4 용지. 아래쪽 인형 모습

은 당시 그림그리기를 좋아했던 9세 자녀가 그린 것으로 이 종이 한장이 직교복소확산변조방식이 토종기술임을 입증하는 중요한 근거가 됐다.[사진= 심재룡 에이블AI 대표]

"필립스 변호사들이 우리집에 오더니 수백만 달러를 주겠다며 자기편에 서달라고 하더라."

심 대표는 10여년이 지났으니 공개한다며 한가지 일화를 소개했다. 2011년 무렵 심 선임은 ETRI를 퇴직하고 창업한 회사가 잘 안돼 경제적으로 쪼달리고 있었다. 가족 모두가 방 2개짜리 셋방에 살정도로 형편이 안좋았다. 그런 상황을 알았던지 필립스의 변호사가 심 선임의 집을 찾아왔다. 수백만 달러를 줄테니 ETRI 기술이 아니라고 말해달라며 회유했다. 물론 심 선임은 한순간의 흔들림도 없었다고 했다.

그는 "국가연구소의 연구원으로서 자부심, 국격이 올라가는데 기여했다는 자긍심이 훨씬 컸다. 순회법원에 가서 필립스의 회유까지 모두 까발렸다"면서 "결국 굴지의 기업들이 손을 들었다. 한국의 토종 기술이라고 인정했다. 기술이 표준에 채택되면서 개발한지 14년만인 2012년에 해외 기업들로부터 특허료를 받게 됐다. 우리나라 이동통신 기술이 변방에서 중심으로 들어갔다"며 다시한번 감격스러워했다.

심 대표는 당시 배터리 절약기술을 인공지능에 접목해 사업화를 진행 중이다.  우리나라는 ETRI를 중심으로 이동통신 기술 개발을 지속하며 WiBro,  LTE 등 이동통신 원천 기술을 확보하며 스마트폰 중심의 4세대 이동통신도 주도하게 된다.  국내 기업들은 세계 시장에서 최고의 이동통신 기업으로 우뚝 섰다. 지금은 삼성이 애플과 함께 이동통신의 양대산맥으로 자리를 지키고 있다.

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