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한상국 연구실
연세대학교 전기전자공학과
한상국 교수
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한상국 연구실

연세대학교 전기전자공학과 한상국 교수

한상국 연구실은 광통신을 중심으로 자유공간 광통신, 위성 및 6G 연계 광무선 링크, 광섬유 기반 광전송과 광액세스망, 가시광통신 및 마이크로 LED 응용까지 아우르는 연구를 수행하며, 대기 채널과 광섬유 채널의 왜곡·간섭·정렬 오차를 극복하는 송수신 및 신호처리 기술을 개발해 차세대 초고속 유무선 통신 인프라 구현에 기여하고 있다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
자유공간 광통신과 차세대 6G·위성 광링크 thumbnail
자유공간 광통신과 차세대 6G·위성 광링크
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

68총합

5개년 연도별 피인용 수

423총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
인용수 0
·
2025
Minimum Nyquist Frequency Coherent OQAM Transmission for High Sensitivity Satellite Optical Communication
Young-Jin Hyun, Hyemin Park, Manseok Uhm, Kwon-Seob Lim, Dongpil Chang, Sang‐Kook Han
Journal of Lightwave Technology
In response to the growing capacities and various losses in satellite communication, coherent detection has been investigated because of its high sensitivity and spectral efficiency. However, owing to the optical hybrid structure, conventional homodyne coherent detection schemes inherently suffer a 3 dB loss when the modulation order is increased from binary to quadrature or higher. In this paper, a novel coherent detection scheme based on a single balanced detector is proposed. By using the half-symbol rate as the frequency offset of the local oscillator, the OQAM signal was transmitted with an improved signal-to-noise ratio and a simpler structure than those of conventional coherent homodyne QAM detection. Mathematical analyses, simulations, and proof-of-concept experiments were performed on the proposed schemes.
https://doi.org/10.1109/jlt.2025.3596301
Sensitivity (control systems)
Transmission (telecommunications)
Optical communication
Communications satellite
Optics
Nyquist–Shannon sampling theorem
Computer science
Satellite
Physics
Telecommunications
2
article
|
인용수 113
·
2023
Free-Space Optical Communications for 6G Wireless Networks: Challenges, Opportunities, and Prototype Validation
Hong-Bae Jeon, Soo-Min Kim, Hyung-Joo Moon, Do‐Hoon Kwon, Joon-Woo Lee, Jong‐Moon Chung, Sang‐Kook Han, Chan‐Byoung Chae, Mohamed‐Slim Alouini
IF 8.3 (2023)
IEEE Communications Magazine
Numerous researchers have studied innovations in future sixth-generation (6G) wireless communications. Indeed, a critical issue that has emerged is to contend with society's insatiable demand for high data rates and massive 6G connectivity. Some scholars consider one innovation to be a break-through-the application of free-space optical (FSO) communication. Owing to its exceedingly high carrier frequency/bandwidth and the potential of the unlicensed spectrum domain, FSO communication provides an excellent opportunity to develop ultrafast data links that can be applied in a variety of 6G applications, including heterogeneous networks with enormous connectivity and wireless backhauls for cellular systems. In this study, we perform video signal transmissions via an FPGA-based FSO communication prototype to investigate the feasibility of an FSO link with a distance of up to 20 km. We use a channel emulator to reliably model turbulence, scintillation, and power attenuation of the long-range FSO channel. We use the FPGA-based real-time SDR prototype to process the transmitted and received video signals. Our study also presents the channel-generation process of a given long-distance FSO link. To enhance the link quality, we apply spatial selective filtering to suppress the background noise generated by sun-light. To measure the misalignment of the transceiver, we use sampling-based pointing, acquisition, and tracking to compensate for it by improving the signal-to-noise ratio. For the main video signal transmission testbed, we consider various environments by changing the amount of turbulence and wind speed. We demonstrate that the testbed even permits the successful transmission of ultra-high-definition (UHD: 3840 × 2160 resolution) 60 fps videos under severe turbulence and high wind speeds.
https://doi.org/10.1109/mcom.001.2200220
Computer science
Testbed
Wireless
Free-space optical communication
Bandwidth (computing)
Transceiver
Optical wireless
Optical communication
Channel (broadcasting)
Transmission (telecommunications)
3
article
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gold
·
인용수 45
·
2022
Flexible micro-LED display and its application in Gbps multi-channel visible light communication
Luhing Hu, Jae-Yong Choi, Sumin Hwangbo, Do‐Hoon Kwon, Bongkyun Jang, Seunghyeon Ji, Jae‐Hyun Kim, Sang‐Kook Han, Jong‐Hyun Ahn
IF 14.6 (2022)
npj Flexible Electronics
Abstract A flexible full-color micro-LED display with high mechanical robustness was fabricated by printing quantum dots (QDs) on a blue micro-LED array using standard photolithography. The red and green colors yielded from QDs exhibit a better color gamut than conventional color filters. The light conversion efficiency was enhanced by adding TiO 2 nanoparticles to the QD-photoresist composite. This full-color micro-LED display was successfully mounted on various unusual substrates such as curved glass, fabrics, and human skin, enabling diverse optoelectronic applications. In addition, wireless multi-channel visible light communication (VLC) based on the wavelength-division-multiplexing orthogonal-frequency-division-multiplexing (WDM-OFDM) technique was demonstrated using a QD-based color micro-LED panel. A high data transmission rate of 1.9 Gbps was successfully obtained owing to the high electrical–optical modulation bandwidth of the QD-based micro-LED panel.
https://doi.org/10.1038/s41528-022-00234-z
Visible light communication
Optoelectronics
Materials science
Photolithography
Gamut
Quantum dot
NTSC
Color filter array
Multiplexing
Light-emitting diode
최신 정부 과제
33
과제 전체보기
1
2025년 8월-2027년 8월
|64,357,000
광대역 디지털-아날로그 비직교 융합 광전송 기술 연구
최종목표 : 광대역 디지털-아날로그 비직교 융합 광신호 전송 구조 연구주요 기능 : 광대역 디지털-아날로그 비직교 융합 광전송을 위한 광 송수신 기술 연구 비직교 광신호 전송 성능 향상을 위한 왜곡 제어 신호처리 기술 연구
광통신
비직교 다중접속
디지털 광전송
아날로그 광전송
색분산 파워 페이딩
2
주관|
2019년 3월-2023년 12월
|544,820,000
무선광통신 기반 수직 이동통신 네트워크 기술 개발
1. 세부과제별 연구개발 내용 ◯ 제 1 세부과제: 100 Gbps/ 20 km급 FSO 전송 이동통신 네트워크 기술 개발 - FSO 기반 수직 이동통신 네트워크 구조 기초 설계 및 채널 모델링 - FSO 환경에서 광 송수신 기초 연구 및 채널 열화 완화 기법 - FSO 통신 채널에 적합한 고속 광 송수신 기법 연구 - 통신 성능 확장성을 위한 광 신호 diversity 합성 기법 설계 - FSO 기반 수직 이동통신 네트워크를 위한 테스트베드 구축 ◯ 제 2 세부과제: FSO 송수신 최적화를 위한 UAV 경로 최적화 알고리즘 설계 - UAV 제어시스템 기술 및 백홀 FSO 수직 이동통신 기초 연구- 환경에 따른 저속 UAV 배치 및 이동 궤도 결정 기법 연구 - 고속 UAV 배치에 따른 위치 및 이동 경로 결정 기법 심화 연구 - 효율적 FSO 통신을 위한 지능형 UAV 제어 기술 개발 - UAV 위치, 비행 궤도 통합 제어 시뮬레이터 개발 및 성능 분석 ◯ 제 3 세부과제: RF/FSO 기반 PAT 알고리즘 연구 - 지상 및 UAV 간 통신에서 발생하는 포인팅 에러 분석 및 기초 연구 - LOS가 유지된 환경에서 송수신기 간 Pointing & Acquisition 연구 - UAV-Relay의 이동에 따른 Link Quality 유지를 위한 송수신 기법 연구 - Ray Tracing 시뮬레이터를 이용한 PAT 알고리즘 구현 - RF/FSO 기반 PAT 알고리즘 End-to-End 테스트베드 구축 2. 세부과제별 과제수행방법 ◯ 제 1 세부과제: 100 Gbps/ 20 km급 FSO 전송 네트워크 기술 개발 - UAV가 운용되는 15~20 km 상공의 대기 채널을 수식적으로 모델링하고 이를 광 유선 링크에 그대로 재현하여 실제 FSO 전송과 동일한 현상을 분석할 수 있는 실험 테스트 베드 구축 - 100 Gbps/ 20km 전송이 가능한 송수신 기법 및 변복조 기법을 개발하고 테스트 베드를 통하여 전송 특성 및 성능을 검증. ◯ 제 2 세부과제: 수직 FSO 통신을 위한 UAV 제어 기법 개발 - 이동성을 UAV의 최적 궤도 설정 알고리즘 및 릴레이 알고리즘을 개발하고 모듈화 하여 100 Gbps/20 km 급 FSO 전송 네트워크 테스트베드와 결합해 성능 및 특성을 검증. ◯ 제 3 세부과제: 수직 FSO 통신을 위한 UAV 간의 PAT 알고리즘 개발 - 최대 20 km 전송 거리를 가지고 이동하는 지상-UAV, UAV-UAV 간의 FSO 통신을 위해 정확도 95 % 이상의 PAT 알고리즘을 개발하고 100 Gbps/20 km FSO 전송 테스트베드와 연동하여 정확도 성능
광 무선 통신
무인항공기
빔포인팅 신호획득 및 추적
수직 이동통신 네트워크
3
주관|
2019년 3월-2023년 12월
|554,000,000
무선광통신 기반 수직 이동통신 네트워크 기술 개발
1. 세부과제별 연구개발 내용 ◯ 제 1 세부과제: 100 Gbps/ 20 km급 FSO 전송 이동통신 네트워크 기술 개발 - FSO 기반 수직 이동통신 네트워크 구조 기초 설계 및 채널 모델링 - FSO 환경에서 광 송수신 기초 연구 및 채널 열화 완화 기법 - FSO 통신 채널에 적합한 고속 광 송수신 기법 연구 - 통신 성능 확장성을 위한 광 신호 diversity 합성 기법 설계 - FSO 기반 수직 이동통신 네트워크를 위한 테스트베드 구축 ◯ 제 2 세부과제: FSO 송수신 최적화를 위한 UAV 경로 최적화 알고리즘 설계 - UAV 제어시스템 기술 및 백홀 FSO 수직 이동통신 기초 연구- 환경에 따른 저속 UAV 배치 및 이동 궤도 결정 기법 연구 - 고속 UAV 배치에 따른 위치 및 이동 경로 결정 기법 심화 연구 - 효율적 FSO 통신을 위한 지능형 UAV 제어 기술 개발 - UAV 위치, 비행 궤도 통합 제어 시뮬레이터 개발 및 성능 분석 ◯ 제 3 세부과제: RF/FSO 기반 PAT 알고리즘 연구 - 지상 및 UAV 간 통신에서 발생하는 포인팅 에러 분석 및 기초 연구 - LOS가 유지된 환경에서 송수신기 간 Pointing & Acquisition 연구 - UAV-Relay의 이동에 따른 Link Quality 유지를 위한 송수신 기법 연구 - Ray Tracing 시뮬레이터를 이용한 PAT 알고리즘 구현 - RF/FSO 기반 PAT 알고리즘 End-to-End 테스트베드 구축 2. 세부과제별 과제수행방법 ◯ 제 1 세부과제: 100 Gbps/ 20 km급 FSO 전송 네트워크 기술 개발 - UAV가 운용되는 15~20 km 상공의 대기 채널을 수식적으로 모델링하고 이를 광 유선 링크에 그대로 재현하여 실제 FSO 전송과 동일한 현상을 분석할 수 있는 실험 테스트 베드 구축 - 100 Gbps/ 20km 전송이 가능한 송수신 기법 및 변복조 기법을 개발하고 테스트 베드를 통하여 전송 특성 및 성능을 검증. ◯ 제 2 세부과제: 수직 FSO 통신을 위한 UAV 제어 기법 개발 - 이동성을 UAV의 최적 궤도 설정 알고리즘 및 릴레이 알고리즘을 개발하고 모듈화 하여 100 Gbps/20 km 급 FSO 전송 네트워크 테스트베드와 결합해 성능 및 특성을 검증. ◯ 제 3 세부과제: 수직 FSO 통신을 위한 UAV 간의 PAT 알고리즘 개발 - 최대 20 km 전송 거리를 가지고 이동하는 지상-UAV, UAV-UAV 간의 FSO 통신을 위해 정확도 95 % 이상의 PAT 알고리즘을 개발하고 100 Gbps/20 km FSO 전송 테스트베드와 연동하여 정확도 성능을 검증. ◯ 국외 협력기관: 개발기술 및 파라미터의 유효성 검증, 고도화 및 상용화 가능성 논의 - UAV 기반 FSO 통신 연구수행 경험이 있는 국외 연구 기관인 Facebook, Google, NI와의 협업을 통해 개발기술의 타당성 및 유효성을 객관적 검증하여 신뢰성 향상.
광 무선 통신
무인항공기
빔포인팅 신호획득 및 추적
수직 이동통신 네트워크
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2024마이크로 LED를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법1020240080771
등록2023채널 상태 정보를 추출하여 선보상을 수행하는 무선 광 통신 장치 및 방법1020230178627
등록2023광학적 아날로그 방식의 비선형 자기 간섭 제거 장치 및 방법1020230147070
전체 특허

마이크로 LED를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법

상태
등록
출원연도
2024
출원번호
1020240080771

채널 상태 정보를 추출하여 선보상을 수행하는 무선 광 통신 장치 및 방법

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230178627

광학적 아날로그 방식의 비선형 자기 간섭 제거 장치 및 방법

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230147070

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