5G/6G 시뮬레이션을 통한 효율적인 제품 설계 및 인증

5G 통신 시스템은 초고대역폭 연결과 실시간 통신 및 상호작용을 위한 초고신뢰 저지연 통신(URLLC) 링크를 제공하는 것은 물론 소규모 지역에서 수많은 연결 장치를 지원할 수 있습니다. 5G 통신은 더 많은 사용자에게 더 빠른 인터넷 접속을 제공하는 것 외에도, 향상된 IIoT(산업용 사물 인터넷) 기반 스마트 제조부터 안전한 자율주행 및 원격 수술에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 새로운 비즈니스 수행 방식을 지원합니다.

5G 장치 제조업체와 네트워크 인프라 공급업체는 규정과 안전 표준을 계속 준수하면서 단기간에 정해진 비용 안에서 기대되는 고성능을 제공해야 하는 어려운 과제를 안고 있습니다. 이러한 분야에 투자하는 기업들은 매우 어려운 과제에 직면해 있으며 많은 엔지니어링 문제가 해결되지 않은 채 남아 있습니다.

5G/6G 통신 장치 설계에는 다중물리 시뮬레이션이 필요합니다

6GHz 이하 및 mm-wave 주파수 범위에서 유비쿼터스 5G 통신 링크를 사용하려면 대규모 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 및 안테나 어레이 기술을 사용해야 합니다. 이러한 기술은 소형 셀 베이스 스테이션과 스마트폰과 같은 장비에서 사용됩니다.

이미 공간이 포화 상태인 소형 장치에 5G 통신 표준 지원하는 기능을 추가하는 것은 엔지니어에게 엄청난 부담을 안겨줍니다. 엔지니어들은 다른 통신 시스템의 수진 감도 저하 와 같은 전자기 적합성(EMC)이나 전자기간섭(EMI) 문제를 일으키지 않는 혁신적인 고성능 솔루션을 제공해야 합니다. 밀집도가 높은 장치는 열 성능에 더 많은 주의를 기울여야 합니다. 밀리미터파 주파수에서 작동하는 부품은 더욱 정밀한 기계적 공차가 필요합니다. 이러한 요소들은 잘 통합된 다중 물리 및 다중 도메인 제품 설계의 필요성을 증가시킵니다.

물리학 전반에서 초기 개념 탐구부터 가상 적합성 테스트까지 설계 프로세스의 모든 단계에서 정확한 5G 시뮬레이션이 필수적입니다. 광범위한 다쏘시스템 SIMULIA 시뮬레이션 기술 포트폴리오는 전체 5G 시스템 설계를 위한 다중 물리 기술을 갖추고 있습니다. 여기에는 Abaqus 를 사용한 기계, 구조 및 응력 해석, CST Studio Suite 를 사용한 전자기 시뮬레이션, 열, 피로 및 시스템 시뮬레이션을 위한 기타 도구가 포함됩니다. 3DEXPERIENCE 플랫폼에서 지원하는 이 기술은 팀 간 협업을 지원합니다. 시뮬레이션은 5G 통신을 설계함으로써 발생하는 어려움에도 불구하고 경쟁력 있는 제품을 적시에 예산에 맞춰 출시할 수 있도록 지원합니다.

5G에서 6G로

5G 네트워크의 후계자인 6G 기술은 모바일 네트워크의 혁신적인 발전을 나타내며, 데이터 속도, 지연 시간, 연결 및 네트워크 성능의 상당한 발전을 약속하고 있습니다. 6G 개발을 향해 나아가는 과정에서 주요 중점 분야로는 초당 테라비트급의 초고속 데이터 전송, 즉각적인 응답 시간의 지연 대폭 감소, IoT 장치의 대규모 연결 지원, 용량 증대를 위한 고주파수 대역 탐색, 새로운 네트워크 아키텍처 도입, 최적화된 성능을 위한 고급 AI 및 머신러닝 기술의 통합 등을 포함합니다. 6G는 용량, 안정성, 보안을 향상시키는 동시에 지속 가능성과 에너지 효율성을 우선적으로 고려하여 새로운 네트워크를 구축하고자 합니다. 스펙트럼 가용성, 기술 발전, 비용 등의 과제에도 불구하고 6G로의 여정은 계속되고 있으며 2030년대에 상용화가 예상됩니다.

이러한 개발 단계에서 시뮬레이션은 중요한 역할을 합니다. 이를 통해 전문가는 6G의 기반이 되는 복잡한 시스템을 모델링하고 테스트할 수 있으며, 변수를 테스트하고, 결과를 예측하고, 기술을 개선함으로써 위험을 완화하고, 혁신을 추진하며, 출시 기간을 단축할 수 있습니다.

6G 개념의 진척 상황에 대해 자세히 알아보세요

5G 통신 인프라

통신 인프라는 데이터를 적절한 수신인에게 픽업, 전송 및 전달할 수 있도록 합니다. 5G 모바일 통신의 경우, 인프라로 진입하는 입구는 기지국이 담당합니다. 기지국은 안테나 배열을 통해 휴대 전화의 신호를 수신합니다. 안테나 어레이의 설치 성능을 시뮬레이션하고 예측할 수 있을 뿐 아니라 다른 통신 장치와의 간섭을 통해 지속적인 연결이 보장됩니다.

5G 적용 범위와 채널 시뮬레이션에 대해 자세히 알아보세요

ADAS 및 자율 주행 시스템

ADAS 시스템은 차량을 안전하게 제어하기 위해 주변 환경에 대한 모든 지식을 필요로 합니다. 이는 차선 표시 및 표지판부터 도로 상황, 다른 차량, 도로 사용자 및 예상치 못한 장애물에 이르기까지 모든 것을 의미합니다. 이를 위해 차량에는 카메라, 레이더 및 라이다 거리 측정 시스템, 위치정보 확인 장치 및 기타 장비와 같은 다양한 센서가 장착되어 있습니다. 고속 모바일 데이터 연결(예: 강력한 5G)은 ADAS 시스템이 인터넷 서비스, 스마트 도로 인프라, 다른 차량 및 탑승자 장치 등과 연결되는 데 필수적입니다. 하지만 이러한 시스템을 구성하는 부품들은 다른 안테나 및 전자 장치의 간섭, 흙이나 눈에 따른 오염, 그리고 배치 효과에 민감하다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 안전하고 안정적인 ADAS 및 자율 구동 시스템을 설계하려면 시스템 수준에서 이러한 모든 요인을 해결하는 것이 매우 중요합니다.

다쏘시스템 소프트웨어로 ADAS 및 AV 시스템 시뮬레이션

스마트 팩토리 및 제조 IIoT

IIoT(Industrial Internet of Things) 및 사설 네트워크는 업계 디지털 혁신을 위한 전례 없는 연결 및 데이터 교환 기능을 제공합니다. IIoT는 연결된 장치와 센서를 활용하여 산업장비에서 방대한 양의 데이터를 수집하며, 이 데이터를 분석하면 효율성 향상, 예측 유지보수 및 혁신적인 서비스로 이어질 수 있습니다. 사설 네트워크는 실시간 산업 애플리케이션에 필요한 전용 대역폭과 짧은 지연 시간 통신을 제공하여 안정적이고 안전한 데이터 전송을 보장합니다. 그러나 사설 네트워크를 통해 IIoT 솔루션을 개발 및 구축하는 것은 복잡한 통합, 확장성 및 보안 문제를 포함한 중대한 과제입니다. 시뮬레이션은 엔지니어가 IIoT 환경과 네트워크 조건을 정확하게 모델링함으로써 이러한 문제를 완화하는 데 도움이 됩니다. 시뮬레이션을 통해 개발자는 실제 구축 전에 통제된 가상 환경에서 설계를 테스트하고 조정할 수 있으므로 개발 시간, 비용 및 실패 위험을 줄일 수 있습니다. 또한 시뮬레이션은 잠재적인 보안 취약점과 성능 병목 현상을 식별하여 IIoT 솔루션이 견고하고 안전하며 확장될 수 있도록 합니다.

3DEXPERIENCE® 플랫폼은 5G 개발 복잡성을 관리하기 위한 데이터 중심의 모델 기반 접근 방식을 제공하여 가상 프로토타입 제작을 촉진하고 IIoT를 도입하는 데 따른 위험을 완화시킵니다.

가상 프로토타입 제작을 통해 최적의 5G 설계를 확인해 보세요

웨어러블

스마트 시계 및 피트니스 트래커와 같은 웨어러블 기술의 개발에는 소형화, 전력 효율성, 원활한 연결, 안테나 설계 및 배치 최적화 등의 문제가 포함됩니다. 시뮬레이션은 이러한 문제를 해결하기 위한 핵심 요소로서 설계자는 실제 버전을 만들기 전에 프로토타입을 가상으로 조정할 수 있습니다. 시뮬레이션을 통해 엔지니어는 연결된 환경에서 간섭 없는 작동을 위해 웨어러블의 전자기 호환성(EMC)을 보장할 수 있습니다. 또한 전자파 노출을 안전 한계 이내로 유지하기 위해 SAR(Specific Absorption Rate) 수준을 확인하는 것도 중요합니다. 시뮬레이션은 장치의 열 관리에 도움이 됩니다. 따라서 시뮬레이션은 웨어러블 기술 개발에 필수적이며, 안전, 기능 및 사용자 만족도를 보장하면서 혁신을 주도합니다.

스마트 시계 정전식 센서에 대해 자세히 알아보기

고객 사례 연구

선도적인 기업들이 SIMULIA 시뮬레이션 솔루션을 사용하여 연결된 통신 시스템을 설계하고 최적화하는 방법을 알아보세요.

5G 안테나 설계 및 시뮬레이션

안테나 설계 및 시뮬레이션은 커넥티드 시스템을 개발하는 데 중요한 역할을 하며, 점점 복잡해지는 환경에서 장치가 효과적으로 통신할 수 있도록 합니다. 이 프로세스에서는 고급 전자기 시뮬레이션을 활용하여 안테나 방사선 패턴, 임피던스 및 대역폭을 분석합니다. 시뮬레이션은 물리적 프로토타입을 제작하기 전에 모바일 통신에서 위성 네트워크까지 특정 애플리케이션에 맞게 안테나 설계를 최적화할 수 있도록 지원합니다. 시뮬레이션을 통해 잠재적인 설계 문제를 조기에 파악함으로써 시간과 리소스를 절약하고, 엔지니어가 엄격한 요구 사항에 맞게 안테나 구성을 조정할 수 있습니다.

휴대폰용 5G 안테나 디자인에 대해 자세히 알아보기

안테나 배치

안테나 배치는 커넥티드 시스템의 설계 및 구축에 있어 중요한 요소입니다. 어떤 환경이든 안테나의 방사 패턴과 이 시스템의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 하우징 및 장착 시스템, 그리고 모든 물체나 형태는 모두 무선 신호의 전파 방식을 변경시켜 신호 강도와 커버리지에 영향을 미칠 수 있습니다. 효율적인 전자기 시뮬레이션 도구는 물리적 설치 전에 플랫폼이 안테나 동작에 미치는 영향을 분석하는 데 정교한 도움을 줍니다. 설계자는 안테나와 주변 환경의 상호 작용을 시뮬레이션하여 안테나 배치를 최적화함으로써 최상의 커버리지와 성능을 얻을 수 있습니다.

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커버리지 시뮬레이션

커넥티드 시스템에 대한 커버리지 시뮬레이션은 통신 네트워크가 최적의 성능을 제공하도록 보장하는 핵심 프로세스입니다. 적용 분야에 따라 건물 및 작업장의 내부 공간, 공장 현장, 도시, 구역 등 다양한 환경에서 적용할 수 있습니다. 효율적인 시뮬레이션 도구를 통해 엔지니어와 시스템 설계자는 이러한 다양한 환경에서 파동 전파를 가상으로 매핑하고 테스트할 수 있습니다. 설치된 안테나의 사실적인 방사선 특성을 바탕으로 시뮬레이션은 신호가 물리적 구조, 자연 환경 및 대기 조건과 어떻게 상호 작용하는지를 분석합니다. 시뮬레이션은 신호 약화 또는 간섭 영역을 예측하고 안테나 및 기타 통신 인프라를 배치할 가장 효과적인 위치를 식별하여 통신 범위가 포괄적이고 일관적인지 확인합니다. 네트워크 설계자는 이러한 시뮬레이션 기술을 통해 커넥티드 시스템의 신뢰성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있으며, 모든 대상 영역에서 최종 사용자의 연결성을 최적화하고 사각지대를 최소화할 수 있습니다.

5G 민첩한 사설 네트워크 설계에 대해 자세히 알아보세요

EMC/EMI 시뮬레이션

오늘날의 기술 환경에서 장치는 동일한 전자기 스펙트럼에서 원활하게 작동해야 합니다. 전자기 적합성(EMC) 및 전자기 간섭(EMI) 시뮬레이션은 커넥티드 시스템이 유해한 간섭 없이 공존하도록 보장하는 데 필수적입니다. 고급 시뮬레이션 도구를 사용하면 엔지니어가 잠재적 호환성 문제를 발견하기 전에 식별하고 해결할 수 있습니다. 시뮬레이션은 장치의 전자파 방출을 분석하고 주변 시스템에 미치는 영향을 평가하여 규제 표준 준수와 효과적인 차폐 및 필터링을 보장합니다. 이러한 사전 예방 전략은 생산 후 비용이 많이 드는 수정 가능성을 크게 낮추고 정교한 기술 시스템의 원활한 작동을 촉진합니다.

전자기 호환성 시뮬레이션에 대해 자세히 알아보기

인증

연결된 기기에 대한 인증은 안전, 성능 및 환경 지속 가능성을 위한 필수적인 기준입니다. SAR(전자파 흡수율) 및 MPE(최대 허용 노출)와 같은 특정 인증에서는 기기가 사용자를 보호하기 위해 전자기장 노출의 안전 한도 내에서 작동하는지 확인합니다. EMC(전자파 호환성) 및 EMI(전자파 간섭) 인증은 기기가 주변 장치와의 간섭을 방해하지 않고도 원활하게 작동할 수 있는 능력을 증명합니다. ESD(정전기 방전) 인증은 갑작스러운 고전압 서지에 대한 기기의 복원력을 입증하는 반면, IP67 및 IP68 표준과 같은 방수 및 방진 인증은 환경 오염 물질에 대한 기기의 저항성을 검증합니다. 새로운 ESPR(유럽의 지속 가능한 제품을 위한 친환경 설계 규제)을 포함한 견고성 및 친환경 설계 표준은 제품의 내구성과 환경 영향을 평가합니다. 배터리 인증은 UN 38.3 및 UL 2054와 같은 표준에 따라 에너지 저장 부품의 안전성과 신뢰성을 보장합니다. Simulation은 인증 표준을 충족하는 연결된 기기를 개발하는 데 도움이 됩니다.

5G 스마트폰 FCC 인증 시뮬레이션에 대해 자세히 알아보기