[뉴미연탐방]전파 및 무선통신연구실

전파 및 무선통신 연구실은 김성철 교수님을 지도교수님으로 하여 1999년에 설립되었다. 현재 박사과정 13명, 석사과정 5명이 뉴미디어통신공동연구소 223-B호와 302동 511-1호에서 연구를 수행하고 있다. 주 연구 분야는 통신 채널 특성에 대한 이해를 바탕으로 통신 알고리즘, 레이더 신호처리, 자원 관리 등으로 다방면의 연구가 이루어지고 있다.

현재 수행 중인 연구과제로는 미래창조과학부의 지원을 받는 핵심연구지원사업으로 “최대 100km 연근해상에서의 초고속 데이터 서비스 제공 및 사고예방 안전운항을 위한 해상 광대역 디지털 통신 시스템 구축 및 초정밀 위치인식 기술 개발”, 국방과학연구소의 지원을 받는 “국방생체모방자율로봇 특화연구센터, 네트워크 기반 생체모방 로봇 위치 추정 기술”, 산업통상자원부의 지원을 받는 “Euro NCAP AEB 대응을 위한 중거리 레이더 개발” 등이 있다.

현재까지 44편의 국제 학술지 논문이 게재되었고, 국제 학술대회에서 72편의 논문이 발표되었다. 또한 국제특허 2건 등록 및 2건 출원, 국내특허 14건 등록 및 3건 출원의 실적을 갖고 있다.

주요 연구 내용 소개

■ 통신 알고리즘

채널 측정 결과와 채널 모델을 기반으로 기지국과 단말간의 거리에 따른 경로 손실 및 페이딩 현상 등에 의한 링크 성능을 분석 하고, 각 단말의 링크 성능에 따라 자원을 효율적으로 할당하는 스케줄링 기법에 대한 연구가 이루어지고 있다. 시스템 전체의 성능을 분석하기 위하여 시스템 레벨 시뮬레이터를 개발하여 연구에 사용하고 있으며, 기지국의 커버리지, 셀 간 간섭, 상위/하위 사용자의 전송률 등의 성능을 측정할 수 있다.

최근에는 HetNet 환경에서 각 사용자가 최적의 기지국을 선택하는 기법을 연구하였으며, 소형 셀 기지국을 효율적으로 사용하여 시스템 전체의 성능을 개선하며 특히 하위 사용자의 서비스 품질을 개선하는 결과를 얻었다. 또한, 이동통신과 무선센서 네트워크에서의 간섭제어 및 에너지 효율성 증대 등을 위해 게임이론에 기반한 자원 관리 기법들을 연구한 바 있다.

기지국 커버리지 예측

그림1. 기지국 커버리지 예측

■ 레이더 신호처리

자동차 기술 분야에서 운전자의 안전 및 편의가 중요해짐에 따라, 차량용 레이더 시스템의 성능 향상에 대한 관심이 늘어나고 있다. 그 중에서도 고해상도 타겟 감지 및 다중 타겟 검출, 클러터 제거, 레이더 간 간섭 완화, 그리고 보행자와 차량을 구분에 대한 연구들이 중요해지고 있다. 본 연구실에서는 차량용 FMCW 레이더의 신호 특성을 바탕으로 타겟 검출의 정확도를 높이고자 하는 신호 처리 알고리즘에 대해서 연구하고 있다.

동종 레이더 신호간의 간섭의 영향으로 나타나는 고스트 타겟 문제를 해결하기 위해 광대역 간섭 신호를 시간 영역에서 제거하고, 그 흔적을 선형 예측 기법을 응용한 기술로 복원하여 레이더 탐지 성능을 향상시키는 연구를 수행한 바 있으며, 다중 타겟에 대한 효율적인 타겟 위치 추정 기법, 주파수 영역에서의 고해상도 각도 추정 기법, 철제 터널 환경에서의 클러터 제거 기법, 간단한 기계 학습 알고리즘을 사용한 보행자와 차량 구분 기법과 같은 차량용 레이더를 위한 실용적인 신호 처리 기법들에 대해 연구하고 있다.

■ 음파 전파 특성 분석 및 모델

가상현실 구현에는 시각이나 촉각적인 요소뿐만 아니라 청각적인 요소도 중요하게 작용한다. 본 연구실에서는 실감나는 음향을 재현해내기 위하여 음원으로부터 청취자까지 음파의 전달함수를 다양한 환경에서 측정하고, 이를 사람이 음파를 인지하는 원리와 연관지어 모델링하는 것을 연구하고 있다. 음파 역시 전자기파와 마찬가지로 파동방정식을 따르므로, 무선 통신 채널 분석에서 사용되던 기법들을 다수 이용하여 분석할 수 있다.