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CoCoA

한국과학기술원 반도체시스템공학과

하정석 교수

Quantum Communication

6G Communication Systems

Error-Correcting Codes

CoCoA

반도체시스템공학과 하정석

CoCoA 연구실은 차세대 정보통신 시스템의 핵심 기술인 무선 통신, 채널 부호, 물리계층 보안, 그리고 양자통신 및 오류정정 분야에서 세계적인 연구 역량을 보유하고 있습니다. 본 연구실은 6G 및 그 이후의 무선 네트워크, 위성통신, 초소형 위성 네트워크 등 미래형 통신 환경에서 요구되는 초고속, 초저지연, 초연결, 초신뢰 특성을 실현하기 위한 다양한 기술을 개발하고 있습니다. 대규모 다중 안테나(Massive MIMO), 셀-프리 네트워크, 비직교 다중 접속(NOMA), 인공지능 기반 신호처리 등 첨단 기술을 융합하여 무선 통신 시스템의 성능을 극대화하고, 실제 산업체 및 국가 연구과제와의 협력을 통해 실용화에도 앞장서고 있습니다. 특히, 물리계층 보안 분야에서는 인공 잡음, 협력 재밍, 비밀 키 추출, 파일럿 오염 공격 대응 등 다양한 보안 기법을 개발하고, 정보 이론적 분석과 실제 시스템 적용을 동시에 추구합니다. 6G 환경에서의 셀-프리 Massive MIMO, 위성 통신, 초소형 위성 네트워크 등 새로운 응용 분야로 연구를 확장하며, 정보의 기밀성과 무결성을 보장하는 차세대 보안 기술을 선도하고 있습니다. 오류정정 부호 분야에서는 LDPC, 터보, 폴라, 블록 단위 연접 BCH 등 다양한 채널 부호의 설계 및 복호 알고리즘 개발에 집중하고 있습니다. 저장장치와 통신 시스템에서 요구되는 초저에러 환경을 위한 고성능, 저복잡도 오류정정 기술을 선도적으로 연구하며, 인공지능 기반 딥러닝 복호기, trapping set 문제 해결, 에러 플로어 저감 등 다양한 성능 개선을 달성하고 있습니다. 또한, 양자 오류정정 부호와 같은 미래형 컴퓨팅 및 통신 환경을 위한 연구도 활발히 진행 중입니다. 양자통신 및 양자 오류정정 분야에서는 양자암호통신, 양자 네트워크, 양자 부호 설계 및 복호 알고리즘 등 미래 정보통신의 핵심이 될 기술을 집중적으로 다루고 있습니다. 표면 코드, 토폴로지 기반 부호, 딥러닝 기반 양자 복호기 등 첨단 알고리즘을 개발하고, 실제 양자 시스템의 구현을 고려한 실용적 복호기 설계와 신뢰 전파 기반 딥러닝 모델 등 혁신적 접근법을 제시하고 있습니다. CoCoA 연구실은 정보 이론, 신호처리, 무선 네트워크, 인공지능, 양자정보 등 다양한 학문적 배경을 융합하여 연구를 진행하고 있습니다. 다수의 국제 저널 논문, 특허, 학회 발표를 통해 연구 성과를 발표하고 있으며, 글로벌 표준화 및 산업 발전에 크게 기여하고 있습니다. 앞으로도 CoCoA 연구실은 차세대 정보통신 및 보안 분야의 글로벌 리더로서, 미래 사회의 핵심 인프라 구축에 중요한 역할을 할 것입니다.

Quantum Communication
6G Communication Systems
Error-Correcting Codes
차세대 무선 통신 시스템 및 물리계층 보안
CoCoA 연구실은 차세대 무선 통신 시스템의 설계와 최적화, 그리고 물리계층 보안 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 6G 및 그 이후의 무선 네트워크 환경에서는 초고속, 초저지연, 초연결 특성이 요구되며, 이를 실현하기 위해 대규모 다중 안테나(Massive MIMO), 셀-프리 네트워크, 비직교 다중 접속(NOMA), 그리고 인공지능 기반 신호처리 기술 등이 적극적으로 연구되고 있습니다. CoCoA 연구실은 이러한 첨단 기술을 바탕으로 무선 통신 시스템의 신뢰성과 효율성을 극대화하는 다양한 알고리즘과 시스템 구조를 제안하고 있습니다. 특히, 물리계층 보안(Physical Layer Security)은 기존의 암호화 방식과 달리 무선 채널의 특성을 활용하여 정보의 기밀성과 무결성을 보장하는 기술로, CoCoA 연구실의 핵심 연구 분야 중 하나입니다. 도청자(eavesdropper)가 존재하는 환경에서 인공 잡음(Artificial Noise), 협력 재밍(Cooperative Jamming), 비밀 키 추출(Secret Key Extraction), 파일럿 오염 공격(Pilot Contamination Attack) 대응 등 다양한 보안 기법을 개발하고, 이론적 분석과 실제 시스템 적용을 동시에 추구합니다. 최근에는 6G 환경에서의 셀-프리 Massive MIMO, 위성 통신, 초소형 위성 네트워크 등 새로운 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이러한 연구는 정보 이론, 신호처리, 무선 네트워크, 인공지능 등 다양한 학문적 배경을 융합하여 진행되며, 실제 산업체 및 국가 연구과제와도 긴밀히 연계되어 있습니다. CoCoA 연구실의 연구 결과는 IEEE Transactions, 국제 학회, 특허 등 다양한 형태로 발표되고 있으며, 차세대 무선 통신 및 보안 분야의 글로벌 리더로 자리매김하고 있습니다.
오류정정 부호 및 인공지능 기반 오류정정 기술
CoCoA 연구실은 오류정정 부호(Error-Correcting Codes) 분야에서 세계적인 연구 역량을 보유하고 있습니다. 저밀도 패리티 검사(LDPC) 부호, 터보 부호, 폴라 부호, 블록 단위 연접 BCH 부호 등 다양한 채널 부호의 설계, 분석, 그리고 복호 알고리즘 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 저장장치(SSD, NAND Flash, Magnetic Tape 등)와 통신 시스템에서 요구되는 초저에러 환경을 위한 고성능, 저복잡도 오류정정 기술을 선도적으로 연구합니다. 최근에는 인공지능, 특히 딥러닝 기반의 오류정정 복호기 개발에 주목하고 있습니다. 전통적인 메시지 패싱(Message Passing) 기반 복호기와 달리, 신경망(Neural Network) 구조를 활용하여 trapping set 문제 해결, 복호 속도 향상, 에러 플로어(Error Floor) 저감 등 다양한 성능 개선을 달성하고 있습니다. 또한, 양자 오류정정 부호(Quantum Error Correction Codes)와 같은 미래형 컴퓨팅 및 통신 환경을 위한 연구도 활발히 진행 중입니다. 양자 부호의 복호 알고리즘, 신뢰 전파 기반 딥러닝 복호기, 표면 코드(Surface Code) 등 첨단 주제에 대한 연구 결과가 다수의 논문과 특허로 이어지고 있습니다. 이러한 연구는 실제 산업체와의 협력, 국가 연구과제 수행을 통해 실용화와 기술 이전으로도 이어지고 있습니다. CoCoA 연구실의 오류정정 부호 연구는 차세대 통신, 저장장치, 양자통신 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 하며, 글로벌 표준화 및 산업 발전에 크게 기여하고 있습니다.
양자통신 및 양자 오류정정 기술
CoCoA 연구실은 양자통신(Quantum Communication)과 양자 오류정정(Quantum Error Correction) 분야에서도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 양자암호통신(Quantum Key Distribution, QKD), 양자 네트워크, 양자 부호 설계 및 복호 알고리즘 등 미래 정보통신의 핵심이 될 기술을 집중적으로 다루고 있습니다. 양자통신은 기존의 고전적 보안 한계를 극복할 수 있는 궁극의 보안 솔루션으로, CoCoA 연구실은 양자 키 분배, 양자 채널 부호화, 양자 신호처리 등 다양한 주제를 연구합니다. 특히, 양자 오류정정 부호(QECC)는 양자 컴퓨터 및 양자통신 시스템에서 필수적인 기술로, CoCoA 연구실은 표면 코드(Surface Code), 토폴로지 기반 부호, 딥러닝 기반 양자 복호기 등 첨단 알고리즘을 개발하고 있습니다. 실제 양자 시스템의 구현을 고려한 실용적 복호기 설계, 신뢰 전파 기반 딥러닝 모델, 계층적 신뢰 전파 복호 등 다양한 혁신적 접근법을 제시하고 있습니다. 또한, 양자통신 네트워크의 신뢰성 향상, 보안성 강화, 실시간 오류정정 등 실용화에 필요한 핵심 기술을 개발 중입니다. 이러한 연구는 국가 양자연구원, 정보통신기획평가원, 산업체 등과의 협력을 통해 진행되고 있으며, 다수의 특허와 국제 논문, 학회 발표로 이어지고 있습니다. CoCoA 연구실의 양자통신 및 오류정정 연구는 미래 정보통신 패러다임 전환을 선도하며, 글로벌 양자 네트워크 구축과 보안 혁신에 중요한 기여를 하고 있습니다.
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Topological blocking decoder for surface codes
H. Jung, J. Ha
Physical Review A, 2025.04
2
One-step Ahead Decoding for Symmetric Block-wise Concatenated BCH Codes
G. Daniel, H. Zhang, I. Ali, J. Ha
IEEE Transactions on Communications, 2025
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Joint Optimization of Power Control and LSFD Coefficients for Uplink Cell-Free Massive MIMO in Weak Channel Hardening Environments
H. Yeom, J. Park, J. Choi, J. Ha
IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2025.07
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절대동기 타이밍 오류 요인 저감 기술 고도화 연구
ETRI
2022년 04월 ~ 2022년 12월
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Development of Tbps Optical Communication Infrastructure Technology (Development of Low-complexity Error Correction Algorithm for 6G Optical Access)
ETRI
2021년 05월 ~ 2023년 11월
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Channel Coding Design Supporting Tbps High Speed Decoding for 6G Communications
LG Electronics
2020년 07월 ~ 2024년 12월