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WINNER Lab.

아주대학교 전자공학과

김재현 교수

LEO Satellite Communication

LEO Satellite Communications

UAV Networks

WINNER Lab.

전자공학과 김재현

WINNER Lab은 차세대 무선 네트워크, 위성통신, 그리고 비지상 네트워크(NTN) 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하는 연구실입니다. 본 연구실은 5G/6G 셀룰러 네트워크, 저궤도 위성통신, 무선랜(WLAN) 시스템, 전이중 MAC 프로토콜 등 다양한 무선 정보통신 기술의 이론적·실용적 발전을 목표로 하고 있습니다. 특히, 대규모 단말 연결, 초고속·초저지연 서비스, 그리고 실시간 멀티미디어 응용을 위한 네트워크 구조 및 자원 관리 기법 개발에 주력하고 있습니다. 연구실은 LTE-Advanced, LTE-Beyond, 6G 등 차세대 이동통신 시스템에서의 종단간 QoS 보장, 크로스 레이어 프로토콜 설계, 소형셀 기반 서비스, 그리고 대규모 IoT 단말 연결을 위한 네트워크 설계 등 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 위성통신 분야에서는 저궤도 위성 간 링크, 군집 위성망, 위성-지상 융합 네트워크, 핸드오버 최적화, 빔 크기 설정, 도플러 효과 보상 등 위성 환경 특유의 문제를 해결하는 첨단 알고리즘과 프로토콜을 개발하고 있습니다. 최근에는 인공지능 및 강화학습 기반의 네트워크 자원 할당, 위성 빔 호핑, 핸드오버 최적화, 그리고 SAR(합성개구레이더) 데이터 처리 및 이미지 분석 등 융합 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 실제 위성 시스템 개발, 큐브 위성 프로젝트, 군집 위성망 설계, 시뮬레이터 개발 등 산학연 협력 프로젝트도 활발히 수행하고 있으며, 국내외 특허 및 국제 표준화 활동에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 무선랜(WLAN) 및 전이중 MAC 프로토콜 분야에서는 IEEE 802.11/15 기반의 고효율 무선랜, 전이중 통신 환경에서의 MAC 프로토콜, 충돌 방지 알고리즘, RFID 시스템, 멀티홉 멀티미디어 지원 MAC 프로토콜 등 다양한 연구를 통해 스마트 시티, 자율주행, IoT, 군사 통신 등 다양한 응용 분야에 기여하고 있습니다. 또한, 무인기(UAV) 네트워크, 재난 환경, 군집 드론 등 특수 환경에 적합한 MAC 프로토콜 설계도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 연구 성과는 6G 시대의 글로벌 커버리지, 재난 대응, 군사 통신, 우주 인터넷 등 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 대한민국 정보통신 기술의 경쟁력 강화와 국제 표준화 선도에 크게 기여하고 있습니다. 앞으로도 WINNER Lab은 무선통신 및 위성통신 분야의 혁신적인 연구를 지속적으로 추진하여, 미래 정보통신 사회의 핵심 인프라 구축에 앞장설 것입니다.

LEO Satellite Communication
LEO Satellite Communications
UAV Networks
차세대 무선 네트워크 및 6G 셀룰러 네트워크 연구
본 연구실은 차세대 무선 네트워크, 특히 5G와 6G 셀룰러 네트워크의 핵심 기술 개발에 주력하고 있습니다. 6G 네트워크는 초고속, 초저지연, 초연결성을 목표로 하며, 이를 위해 다양한 무선 접속 기술, 네트워크 구조, 그리고 자원 관리 기법을 연구합니다. 특히, LTE-Advanced, LTE-Beyond와 같은 차세대 이동통신 시스템에서의 종단간 QoS(서비스 품질) 보장, 대규모 단말 연결성, 그리고 멀티미디어 서비스 지원을 위한 크로스 레이어 프로토콜 설계에 집중하고 있습니다. 연구실에서는 소형셀(Smallcell) 기반의 서비스 및 성능 분석, 대규모 IoT 단말의 연결을 위한 네트워크 설계, 그리고 다양한 무선 환경에서의 효율적인 자원 할당 및 스케줄링 알고리즘을 개발하고 있습니다. 또한, 네트워크 시뮬레이터(Riverbed Modeler 등)를 활용하여 실제 환경과 유사한 조건에서 개발된 기술의 성능을 평가하고, 3GPP, IEEE 802.11, IEEE 802.15 등 국제 표준화 동향에 맞춘 연구를 수행합니다. 이러한 연구를 통해 미래의 초연결 사회에서 요구되는 대용량 데이터 전송, 실시간 서비스, 그리고 다양한 응용 분야(스마트 시티, 자율주행, 산업 자동화 등)에 적합한 무선 네트워크 인프라를 구축하는 데 기여하고 있습니다.
위성통신 및 비지상 네트워크(NTN) 기술
연구실은 저궤도(LEO) 위성통신, 위성-지상 통합 네트워크, 그리고 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network, NTN) 분야에서 국내외 선도적 연구를 수행하고 있습니다. 저궤도 위성 간 링크(Inter-Satellite Link) 프레임워크 설계, 군집 위성망, 위성-지상망 융합, 그리고 군통신 등 다양한 응용 분야를 포괄합니다. 특히, 위성 이동성 관리, 조건부 핸드오버, 빔 크기 최적화, 도플러 효과 보상 등 위성 환경 특유의 문제를 해결하기 위한 알고리즘 및 프로토콜을 개발하고 있습니다. 최근에는 인공지능 및 강화학습 기반의 위성 빔 호핑, 자원 할당, 핸드오버 최적화 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 또한, 위성통신의 신뢰성 향상을 위한 네트워크 코딩, 에너지 효율적 통신, 그리고 위성 기반 SAR(합성개구레이더) 데이터 처리 및 이미지 분석 등 다양한 융합 연구도 진행 중입니다. 실제 위성 시스템 개발 및 큐브 위성 프로젝트, 군집 위성망 설계, 시뮬레이터 개발 등 산학연 협력 프로젝트도 활발히 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 6G 시대의 글로벌 커버리지, 재난 대응, 군사 통신, 우주 인터넷 등 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 대한민국 위성통신 기술의 경쟁력 강화와 국제 표준화 선도에 크게 기여하고 있습니다.
무선랜(WLAN) 및 전이중 MAC 프로토콜 연구
본 연구실은 무선랜(WLAN) 시스템의 성능 향상과 차세대 전이중(Full-Duplex) MAC 프로토콜 개발에 집중하고 있습니다. IEEE 802.11, 802.15(UWB, Zigbee) 등 다양한 무선랜 표준 기반에서, 전이중 통신 환경에서의 효율적인 매체접근제어(MAC) 기법, 충돌 방지 알고리즘, RFID 시스템의 안티콜리전, 그리고 멀티홉 멀티미디어 지원 MAC 프로토콜 등을 연구합니다. 특히, 전이중 MAC 프로토콜은 기존 반이중 방식의 한계를 극복하여, 동일 주파수에서 송수신을 동시에 수행함으로써 네트워크 용량을 획기적으로 증가시킬 수 있습니다. 연구실에서는 전이중/반이중 노드 혼재 환경에서의 공정성, 처리율, 지연 특성 분석, 그리고 실제 환경에서의 프로토콜 최적화 및 시뮬레이션을 수행합니다. 또한, 무인기(UAV) 네트워크, 재난 환경, 군집 드론 등 특수 응용 환경에 적합한 MAC 프로토콜 설계도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는 스마트 팩토리, 자율주행, IoT, 군사 통신 등 다양한 분야에서 고신뢰·고효율 무선 네트워크 구현에 필수적이며, 국내외 특허 및 표준화 활동, 산학연 협력 프로젝트로 이어지고 있습니다.
1
A Geodesic Distance-based Conditional Handover Strategy for LEO Satellite-based Non-Terrestrial Networks
J. Lee, J. H. Kim
IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2025.05
2
Attention-Based Multi-Agent Deep Reinforcement Learning for Optimized Handover Method in Air-to-Ground Networks
J. Lee, W. J. Lee, T. Y. Kim, J. H. Kim
IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2025.05
3
Multi-Agent Deep Reinforcement Learning for Joint Movement and User Association of UAV-BS Emergency Indoor User Service
T. Y. Kim, J. Kang, J. Lee, J. H. Kim
IEEE Internet of things journal, 2025.04
1
3GPP 표준기반 오버헤드 절감을 위한 저궤도 위성 핸드오버 성능분석 시뮬레이터 개발
한국전자통신연구원
2024년 06월 ~ 2024년 12월
2
저궤도 위성통신 시스템 설계
한국연구재단
2024년 05월 ~ 2025년 04월
3
3GPP NTN 기반 위성간 핸드오버 성능분석 시뮬레이터 고도화
한국전자통신연구원
2023년 04월 ~ 2023년 11월