Networking Research Lab
전기전자공학부 이장원
연세대학교 전기전자공학과 통신망연구실(Networking Research Lab)은 차세대 무선 통신 네트워크, 사물인터넷(IoT), 무인항공기(UAV) 기반 네트워크, 그리고 스마트 그리드 등 다양한 첨단 정보통신 분야의 핵심 기술을 연구하는 선도적인 연구실입니다. 본 연구실은 5G 및 그 이후의 차세대 네트워크 기술, 초저지연 및 초고신뢰성 통신, 대규모 동시 접속, 그리고 네트워크 자원의 효율적 관리와 최적화에 중점을 두고 있습니다.
특히, 본 연구실은 무인항공기(UAV)와 플라잉 애드혹 네트워크(FANET)를 활용한 3차원 최적 통신망 구성, UAV의 위치 및 비행 경로 최적화, 지형지물 정보를 활용한 채널 모델링, 그리고 UAV 기반 무선 전력 전송 및 에너지 하베스팅 기술 등 미래 지능형 네트워크의 핵심 요소를 집중적으로 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 환경에서의 실증 실험과 시뮬레이션을 통해 검증되며, 관련 특허와 논문, 산학협력 프로젝트로 이어지고 있습니다.
사물인터넷(IoT) 및 무선 센서 네트워크(WSN) 분야에서는 대규모 IoT 기기의 동시 접속 지원, 저지연 및 저복잡도 랜덤 액세스, 그룹 기반 접속 및 이동성 관리, 그리고 무선 전력 전송(WPT) 및 SWIPT(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer) 기술 개발에 주력하고 있습니다. 또한, 에너지 효율적 네트워크 관리, 공평성을 고려한 라우팅 및 스케줄링, 딥러닝 기반 네트워크 관리 프레임워크 등 혁신적인 솔루션을 제안하고 있습니다.
이 외에도, 본 연구실은 네트워크 최적화 이론, 분산 알고리즘, 강화학습 및 연합학습 기반 네트워크 관리, 스마트 그리드 시스템 아키텍처 설계, 에너지 자립형 네트워크 구축 등 다양한 융합 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 스마트 시티, 재난 대응, 헬스케어, 산업 자동화 등 다양한 응용 분야에서 실질적인 가치를 창출하고 있습니다.
본 연구실의 연구 성과는 국내외 주요 학술지와 특허, 그리고 정부 및 산업체와의 협력 프로젝트를 통해 실제 산업 현장에 적용되고 있으며, 미래 지능형 네트워크의 기반 기술로 자리매김하고 있습니다. 앞으로도 통신망연구실은 첨단 네트워크 기술의 혁신을 선도하며, 차세대 정보통신 인프라 발전에 기여할 것입니다.
O-RAN
O-RAN
Non-Real-Time Radio Intelligent Controller
5G 및 차세대 무선 네트워크 기술
5G 및 그 이후의 차세대 무선 네트워크 기술은 초저지연, 초고신뢰성, 대용량 데이터 전송, 그리고 대규모 동시 접속을 지원하는 첨단 통신 인프라의 핵심입니다. 본 연구실은 5G 표준 기반의 셀룰러 네트워크와 이를 넘어서는 미래 네트워크(Beyond 5G, 6G) 기술 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 초저지연 통신, 에너지 효율성 극대화, 클라우드 라디오 액세스 네트워크(C-RAN), 디바이스 간 직접 통신(D2D), 그리고 자원 할당 및 최적화 기법 등 다양한 핵심 기술을 연구합니다.
이러한 연구는 실제 네트워크 환경에서 발생하는 다양한 문제를 해결하기 위해 이론적 모델링과 실용적 알고리즘 개발을 병행합니다. 예를 들어, 네트워크 슬라이싱, 네트워크 가상화, 그리고 네트워크 트래픽의 효율적 분산 및 관리 등은 5G 및 차세대 네트워크의 필수 요소로, 본 연구실에서는 이와 관련된 최적화 이론과 인공지능 기반 네트워크 관리 기법을 적극적으로 도입하고 있습니다. 또한, O-RAN(Open Radio Access Network)과 같은 개방형 네트워크 구조에 대한 표준화 및 실증 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.
이러한 연구를 통해 미래의 통신 네트워크가 요구하는 다양한 서비스 품질(QoS) 보장, 네트워크 자원의 효율적 활용, 그리고 새로운 서비스 창출을 위한 기반 기술을 제공하고자 합니다. 본 연구실의 연구 성과는 국내외 주요 학술지와 특허, 그리고 산업체와의 협력 프로젝트를 통해 실제 네트워크에 적용되고 있으며, 차세대 통신 인프라의 혁신을 선도하고 있습니다.
무인항공기(UAV) 및 플라잉 애드혹 네트워크(FANET) 기반 통신망
무인항공기(UAV)와 플라잉 애드혹 네트워크(FANET)는 기존의 지상 기반 통신 인프라가 부족한 지역이나 재난 상황, 대규모 이벤트 등에서 유연하고 신속하게 통신망을 구축할 수 있는 혁신적인 기술입니다. 본 연구실은 UAV를 활용한 3차원 최적 통신망 구성, 중계 UAV의 위치 선정 및 자원 할당, 비행 경로 최적화, 그리고 지능형 자원 관리 기법을 중점적으로 연구하고 있습니다.
특히, UAV 기반 통신망에서는 지형지물(고층 건물 등) 정보를 활용한 채널 모델링, 확정적 Line-of-Sight(LoS) 채널 모델 도입, 그리고 Particle Swarm Optimization(PSO) 등 메타휴리스틱 알고리즘을 통한 최적화 기법 개발이 핵심입니다. 또한, UAV의 에너지 효율적 운용, 무선 전력 전송(WPT) 및 SWIPT(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer) 기술, 그리고 대규모 IoT 기기와의 연동을 위한 자원 스케줄링 및 네트워크 관리 기법도 함께 연구되고 있습니다.
이러한 연구는 실제 환경에서의 실증 실험과 시뮬레이션을 통해 검증되며, 관련 특허와 논문, 그리고 산학협력 프로젝트로 이어지고 있습니다. 본 연구실의 UAV 및 FANET 연구는 미래의 스마트 시티, 재난 대응, 군사 통신, 그리고 대규모 IoT 인프라 구축 등 다양한 분야에서 실질적인 파급 효과를 기대할 수 있습니다.
사물인터넷(IoT) 및 무선 센서 네트워크(WSN) 플랫폼 및 에너지 관리
사물인터넷(IoT)과 무선 센서 네트워크(WSN)는 다양한 디바이스와 센서가 네트워크를 통해 연결되어 데이터를 수집, 분석, 활용하는 차세대 정보통신 기술의 핵심입니다. 본 연구실은 대규모 IoT 기기의 동시 접속 지원, 저지연 및 저복잡도 랜덤 액세스, 그룹 기반 접속 및 이동성 관리, 그리고 무선 전력 전송(WPT) 및 에너지 하베스팅 기반 네트워크 프로토콜 개발에 주력하고 있습니다.
특히, IoT 환경에서는 대규모 기기 접속 시 발생하는 시그널링 오버헤드, 에너지 공급의 불균형, 그리고 네트워크의 확장성 문제가 중요한 이슈입니다. 본 연구실은 이러한 문제를 해결하기 위해 그룹 기반 접속 방식, 에너지 적응형 MAC 프로토콜, 공평성을 고려한 라우팅 및 스케줄링, 그리고 딥러닝 기반 네트워크 관리 프레임워크 등 다양한 혁신적 솔루션을 제안하고 있습니다. 또한, IoT 기기의 안정적 에너지 공급을 위한 UAV 기반 무선 전력 전송, SWIPT, 그리고 효율적인 자원 및 태스크 스케줄링 기법도 활발히 연구되고 있습니다.
이러한 연구는 스마트 시티, 스마트 그리드, 헬스케어, 산업 자동화 등 다양한 응용 분야에서 실질적인 가치를 창출하고 있습니다. 본 연구실의 IoT 및 WSN 연구는 국내외 주요 학술지와 특허, 그리고 정부 및 산업체와의 협력 프로젝트를 통해 실제 산업 현장에 적용되고 있으며, 미래 지능형 네트워크의 기반 기술로 자리매김하고 있습니다.
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Enabling technologies for AI empowered 6G massive radio access networks
Md. Shahjalal, W. Kim, W. Khalid, S. Moon, M. Khan, S. Liu, S. Lim, E. Kim, D.-W. Yun, J. Lee, W.-C. Lee, S.-H. Hwang, D. Kim, J.-W. Lee, H. Yu, Y. Sung, Y. M. Jang
ICT Express, 2023.06
2
Packet-based fronthauling in 5G networks: Network slicing-aware packetization
H.-S. Lee, S. Moon, D.-Y. Kim, J.-W. Lee
IEEE Communications Standards Magazine, 2023.06
3
Enhanced random access for massive-machine-type communications
B. Lee, H.-S. Lee, S. Moon, J.-W. Lee
IEEE Internet of Things Journal, 2021.04
2
네트워크 기반 센서를 위한 커넥티드 지능센서 플랫폼 기술 개발
3
Non-RT RIC Use case 발굴 및 관련 data 상세화
