신창용 연구실
스마트정보통신공학과 신창용
신창용 연구실은 정보통신공학 분야에서 무선통신 시스템의 혁신적인 기술 개발을 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 다중 셀 환경에서의 간섭 제어, 전이중 통신, 비직교 다중접속(NOMA), 다중입출력(MIMO) 등 차세대 무선통신의 핵심 기술을 집중적으로 연구하고 있습니다. 특히, 셀 간 간섭을 효과적으로 제어하기 위한 빔포밍, 간섭 정렬, 협력 스케줄링 등 다양한 알고리즘을 개발하여 무선 네트워크의 용량과 효율성을 극대화하는 데 기여하고 있습니다.
연구실은 전이중 통신 기술을 통해 동일 주파수 대역에서 송수신을 동시에 수행할 수 있는 시스템을 구현하고, 자기간섭을 효과적으로 제거하는 반복적 채널 추정 및 디지털 소거 기법을 개발하였습니다. 이러한 기술은 LTE, 5G 등 실제 상용 이동통신 시스템에 적용될 수 있도록 상용화 가능성까지 고려하여 연구가 이루어지고 있습니다. 또한, 비직교 다중접속(NOMA)과 MIMO 기술의 융합을 통해 주파수 효율과 사용자 수용 능력을 극대화하고, 셀 경계 사용자와의 간섭을 최소화하는 다양한 솔루션을 제시하고 있습니다.
이와 더불어, 연구실은 스마트 IoT 및 클라우드 기반 응용 시스템 개발에도 앞장서고 있습니다. 예를 들어, 유해 야생동물 및 농작물 질병 탐지를 위한 IoT 및 클라우드 기반 실시간 모니터링 시스템, 딥러닝 기반 객체 인식과 이동 로봇을 결합한 자동화 시스템 등 다양한 융합 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 농업, 환경, 안전 등 다양한 산업 분야에 실제로 적용되어 그 효과를 입증하고 있습니다.
신창용 연구실은 이론적 연구뿐만 아니라, 실제 시스템 구현과 실증 실험을 통해 연구 결과의 실용성과 상용화 가능성을 높이고 있습니다. 다수의 특허 출원 및 논문 발표, 산학협력 프로젝트 수행 등을 통해 국내외 정보통신 분야의 발전에 크게 기여하고 있습니다. 또한, 다양한 산학연 협력과 국제 공동연구를 통해 글로벌 경쟁력을 갖춘 연구실로 성장하고 있습니다.
앞으로도 신창용 연구실은 무선통신의 한계를 극복하고, 초연결·초고속·초저지연이 요구되는 미래 사회를 위한 핵심 기술 개발에 매진할 것입니다. 이를 통해 정보통신공학 분야의 새로운 패러다임을 제시하고, 산업 및 사회 전반에 혁신적인 변화를 이끌어 나갈 것입니다.
무선통신 시스템의 간섭 제어 및 전이중 통신 기술
무선통신 시스템에서 간섭 제어는 네트워크의 성능을 극대화하기 위한 핵심 기술입니다. 신창용 연구실은 다중 셀 환경에서 발생하는 셀 간 간섭을 효과적으로 제어하기 위한 다양한 기법을 연구하고 있습니다. 특히, 계층 셀 구조에서 매크로 셀과 소형 셀 간의 간섭을 줄이기 위한 빔포밍, 간섭 정렬, 협력 스케줄링 등의 첨단 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 이동통신 시스템에서 데이터 전송률과 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
전이중 통신 기술은 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신이 가능한 혁신적인 방식으로, 스펙트럼 효율을 극대화할 수 있습니다. 연구실에서는 대역내 전이중 셀룰러 시스템에서 발생하는 자기간섭(Self-Interference)을 효과적으로 제거하기 위한 반복적 채널 추정, 디지털 자기간섭 소거 등 다양한 알고리즘을 개발하였습니다. 이 기술들은 실제 LTE 및 5G 시스템에 적용될 수 있도록 상용화 가능성을 염두에 두고 연구되고 있습니다.
이러한 간섭 제어 및 전이중 통신 기술은 무선 네트워크의 용량과 효율성을 획기적으로 향상시키며, 미래의 초연결 사회에서 요구되는 대용량, 저지연, 고신뢰 통신을 실현하는 데 필수적인 기반 기술로 자리매김하고 있습니다.
비직교 다중접속(NOMA) 및 MIMO 기반 무선전송 기술
신창용 연구실은 비직교 다중접속(NOMA)과 다중입출력(MIMO) 기술을 융합하여 무선통신 시스템의 주파수 효율과 사용자 수용 능력을 극대화하는 연구를 선도하고 있습니다. NOMA는 동일한 주파수 자원을 여러 사용자가 공유할 수 있도록 하여, 기존의 직교 다중접속 방식보다 더 많은 사용자를 동시에 지원할 수 있습니다. 연구실에서는 채널 정렬 기반의 NOMA, 하이브리드 NOMA/OMA 방식 등 다양한 응용 기법을 개발하고, 이론적 분석과 시뮬레이션을 통해 그 우수성을 검증하고 있습니다.
MIMO 기술은 다수의 송수신 안테나를 활용하여 데이터 전송률을 높이고, 공간 다이버시티를 통해 신호 품질을 개선하는 핵심 기술입니다. 연구실에서는 다중 셀 환경에서의 MIMO 간섭 채널 정렬, 빔포밍, 프리코딩 등 다양한 MIMO 기반 기술을 연구하며, 특히 셀 경계 사용자와의 간섭을 최소화하고 전체 네트워크 용량을 극대화하는 방안에 집중하고 있습니다. 또한, 편파 다중접속, 이중 편파 안테나 시스템 등 새로운 안테나 구조와 결합된 MIMO 기술도 활발히 연구되고 있습니다.
이러한 연구는 5G, 6G 등 차세대 이동통신 시스템에서 요구되는 초고속, 초저지연, 초연결 서비스를 실현하는 데 중요한 역할을 하며, 실제 상용 네트워크에 적용될 수 있는 실용적인 솔루션을 제공하고 있습니다.
스마트 IoT 및 클라우드 기반 응용 무선 시스템
신창용 연구실은 무선통신 기술을 기반으로 한 스마트 IoT(사물인터넷) 및 클라우드 응용 시스템 분야에서도 활발한 연구를 진행하고 있습니다. 예를 들어, 유해 야생동물 및 농작물 질병(고추 탄저병) 탐지를 위한 IoT 및 클라우드 기반 실시간 모니터링 시스템을 개발하였으며, 딥러닝 기반 객체 인식 알고리즘과 이동 로봇을 결합하여 현장 자동화 및 지능형 대응이 가능하도록 하였습니다. 이러한 시스템은 농업, 환경, 안전 등 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 실제 현장에서의 실증 실험을 통해 그 성능과 실효성을 입증하였습니다.
또한, 연구실은 클라우드 컴퓨팅과 무선통신의 융합을 통해 대규모 데이터의 실시간 처리, 분산 센서 네트워크의 효율적 관리, 음성 인식 기반 사용자 인터페이스 등 다양한 첨단 기능을 구현하고 있습니다. 이러한 연구는 스마트 시티, 스마트 팩토리, 스마트 농업 등 미래 지향적 산업 분야에서 요구되는 지능형 인프라 구축에 중요한 역할을 하고 있습니다.
이와 같은 IoT 및 클라우드 기반 무선 시스템 연구는 기존의 통신 기술을 넘어, 인공지능, 빅데이터, 로봇공학 등 다양한 첨단 기술과의 융합을 통해 새로운 가치와 혁신을 창출하고 있습니다.
1
Multi-Cell Interference Mitigation for MIMO Non-Orthogonal Multiple Access Systems
Shin, CY (Shin, Changyong), Han, JH (Han, Jiho)
IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES, 2021
2
Channel-Alignment Based Non-Orthogonal Multiple Access Techniques
Shin, CY (Shin, Changyong), Cho, SH (Cho, Se-Hyoung)
IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES, 2019
3
Digital Self-Interference Cancellation for LTE-Compatible In-Band Full-Duplex Systems
Shin, C (Shin, Changyong), Han, J (Han, Jiho)
IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES, 2018
1
유연한 전이중 방식과 비직교 다중 접속을 이용하는 무선통신 시스템