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하정석 연구실
한국과학기술원 전기및전자공학부 하정석 교수
LDPC 부호
BCH 부호
오류정정 복호 알고리즘
연구 영역
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논문·특허
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하정석 연구실

한국과학기술원 전기및전자공학부 하정석 교수

하정석 연구실은 전기및전자공학 기반의 디지털 전송기술과 물리계층 보안 연구를 수행합니다. LDPC와 BCH 부호의 부호율 확장, 공간결합 구조, 학습 기반 복호 알고리즘을 개발하여 오류 바닥을 완화하고, 연속변수 양자키분배에서 정보정합을 위한 MET-LDPC 설계 규칙을 제안합니다. 또한 covert 통신과 secrecy 보장을 위해 인공잡음 및 다중사용자 간섭 설계를 포함한 전력제어·자원할당 기법을 연구합니다. 분산 AP를 갖는 cell-free massive MIMO에서 채널 하딩과 파일럿 오염의 영향 및 LSFD 계수 최적화를 분석하는 전송 성능 모델링을 수행합니다.

LDPC 부호BCH 부호오류정정 복호 알고리즘연속변수 양자키분배물리계층 보안
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LDPC/BCH 부호 기반 오류정정 및 양자 정보정합 연구 thumbnail
LDPC/BCH 부호 기반 오류정정 및 양자 정보정합 연구
LDPC/BCH Coding for Error Correction and Quantum Information Reconciliation
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
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2025
Joint Optimization of Power Control and LSFD Coefficients for Uplink Cell-Free Massive MIMO in Weak Channel Hardening Environments
Hyeonsik Yeom, Junguk Park, Jinho Choi, Jeongseok Ha
IF 7.1 (2025)
IEEE Transactions on Vehicular Technology
상향링크 셀-프리 massive multiple-input multiple-output (CF-mMIMO)에 대해 Use-and-then-Forget (UatF) bound에 기반한 성능 분석 및/또는 시스템 설계에 관한 광범위한 연구가 이루어져 왔다. 그러나 UatF bound의 타이트함(tightness)은 채널 hardening이 나타나는 채널 환경에서만 보장된다. 일부 채널 환경에서는 채널 hardening이 항상 강하게 관측되지 않을 수 있다는 보고가 자주 있어 왔다. 이러한 경우, UatF bound는 채널 hardening이 약한 사용자의 전송률을 심각하게 과소평가한다. UatF bound와 관련된 문제를 해결하기 위하여, 채널 hardening의 정도와 무관하게 CF-mMIMO 네트워크의 상향링크에서 달성 가능한 전송률을 보다 정확하게 추정하는 새로운 하한(lower bound)을 개발한다. 본 주장은 공간적으로 상관된 Ricain 페이딩 채널에서 CF-mMIMO 네트워크 설계를 위한 전력 제어 및 대규모 페이딩 복호(LSFD) 계수의 공동 최적화에 제안된 하한을 적용함으로써 뒷받침된다. 최적화를 용이하게 하기 위해, 제안된 하한을 보다 계산 친화적인 형태로 근사하는 방법도 함께 개발한다. 우리는 제안된 하한과 UatF bound로 설계된 CF-mMIMO 네트워크에 대해 광범위한 성능 평가 및 비교를 수행한다. 비교 결과, 제안된 하한에 기반한 설계는 공정성(fairness)에서 상당한 성능 향상을 가져오는 것으로 나타난다. 또한, 처음으로 새로운 하한을 통해 UatF bound에 근거해 널리 받아들여지고 있는 믿음이 틀렸음을 밝혀낸다.
https://doi.org/10.1109/tvt.2025.3543898
Telecommunications link
MIMO
Joint (building)
Power control
Channel (broadcasting)
Computer science
Power (physics)
Electronic engineering
Control theory (sociology)
Engineering
2
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2025
One-Step Ahead Decoding for Symmetric Block-Wise Concatenated BCH Codes
Gabriel Daniel, Huiyu Zhang, Inayat Ali, Jeongseok Ha
IF 8.3 (2025)
IEEE Transactions on Communications
대칭적 블록-단위 연결 보스-차우두리-호크엠(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem, SBC-BCH) 코드는 반복적 하드-판정 복호화(iterative hard-decision decoding, IHDD)에서 강력한 오류 정정 성능을 제공하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 SBC-BCH 코드의 일부 성질을 활용하면 구성 BCH 코드의 오류 정정 능력을 손쉽게 1만큼 증가시킬 수 있음을 보인다. 즉, t에서 로 확장할 수 있으며, 이는 SBC-BCH 코드의 오류율 성능을 크게 향상시킨다. 이를 위해 본 연구는 SBC-BCH 코드의 구조적 특징과 베를캄-매시(Berlekamp-Massey, BM) 알고리즘의 확장을 함께 활용하는 새로운 복호화 알고리즘을 제안하는데, 구체적으로는 one-step-ahead (OSA) BM 알고리즘을 사용한다. 이러한 조합을 통해 OSA-BM 알고리즘이 내재적으로 갖는 복호화 모호성에 대응하면서, 계산 복잡도를 감소시킬 수 있다. 또한 우리는 OSA-BM 알고리즘이 반환하는 후보 코드워드의 평균 개수를 평가하기 위한 분석적 틀을 개발하고, 모호성 확률에 대한 상한을 도출한다. 그 다음으로 OSA-aided IHDD라는 복호화 알고리즘을 제안하고, 제안된 복호화 알고리즘을 사용하는 SBC-BCH 코드 기반 오류 정정 시스템에 대해 광범위한 성능 평가 및 비교를 수행한다. 성능 평가는 제안된 OSA-aided IHDD가 워터폴(waterfall) 영역과 에러 플로어(error-floor) 영역 모두에서 오류율 성능을 상당히 향상시킴을 보여준다.
https://doi.org/10.1109/tcomm.2025.3544977
BCH code
Decoding methods
Concatenated error correction code
Computer science
Block code
Berlekamp–Welch algorithm
Block (permutation group theory)
Algorithm
Serial concatenated convolutional codes
Arithmetic
3
Article
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2023
Partial Spatial Coupling of LDPC Codes: Reducing the Gap to Capacity by Improving the Rate
Inayat Ali, Jeongseok Ha
IF 7.2 (2023)
IEEE Transactions on Communications
프로토그래프 기반 공간결합 저밀도 패리티 검사(SC-LDPC) 코드의 구성에 대한 다른 접근법을 제안한다. 코드 구성의 lifting 단계에서 동일한 SC-LDPC 프로토그래프의 다수 복사본을 그대로 lifting하는 대신, 복사본을 전체 비율로 나누어 에 해당하는 SC-LDPC 프로토그래프와 에 해당하는 결합되지 않은 블록 LDPC 프로토그래프의 비결합 수열로 분할한다. 서로 다른 두 프로토그래프 구조로부터 형성된 에지 번들(edge bundle)에서의 퍼뮤테이션(permutation)은 멀티-에지-타입(multi-edge-type) 프레임워크를 따른다. SC-LDPC 코드와 관련된 전송률 손실(rate loss)은 를 변화시킴으로써 감소시키며, 이에 따라 유연한 전송률을 갖는 코드 앙상블을 얻는다. 이러한 코드를 부분 공간결합(Partial Spatially Coupled, PSC) LDPC 코드라 부르며, 밀도 진화(density evolution)를 통해 이 코드들이 이진 소거 채널(binary erasure channel)에서 데이터 전송을 수행할 때 채널 용량(capacity)과 이 코드들의 임계값(thresholds) 사이의 간격이 SC-LDPC 코드에 비해 더 작음을 보인다. SC-LDPC 코드의 실용적 구현에서의 주요 병목은 전송률 손실이다. 통상적으로, 전송률 손실은 결합 길이(coupling length) 를 크게 함으로써 감소시킬 수 있으나, 이는 디코딩 복잡도를 증가시킨다. 제안된 PSC-LDPC 코드는 이러한 트레이드오프를 완화한다. 또한, 이 코드는 윈도우 디코더(windowed decoder, WD)로도 디코딩될 수 있으며, 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 PSC-LDPC 코드의 WD 성능이 SC-LDPC 코드보다 우수함을 보인다.
https://doi.org/10.1109/tcomm.2023.3315311
Low-density parity-check code
Code (set theory)
Mathematical notation
Discrete mathematics
Mathematics
Code rate
Algorithm
Notation
Decoding methods
Combinatorics
최신 정부 과제
51
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1
2025년 9월-2029년 12월
|300,000,000
초전도 양자프로세서 실시간 오류정정을 위한 큐비트 측정·리셋·피드백 기술 및 오류정정 알고리즘 개발
초전도 양자프로세서 실시간 오류정정을 위한 양자상태 측정·리셋·피드백 기술 및 오류정정 부호화·복호화 알고리즘 개발
양자컴퓨팅
양자상태 측정
양자오류정정
초전도 큐비트
실시간 정보처리 및 피드백
2
2025년 8월-2028년 8월
|63,285,000
편향 오류 맞춤형 양자 오류 정정 기술 연구
본 연구는 차세대 결함허용 양자 컴퓨팅을 위한 편향 오류 맞춤형 양자 오류 정정 기술 개발을 목표로 한다.본 연구를 통해 다음 세 가지 세부 목표를 확보할 것이다.1. 초전도/이온트랩 기반 편향 오류 맞춤형 양자 오류 정정 부호 개발2. 편향 오류에 최적화된 고 신뢰 저 복잡도 양자 오류 정정 복호 기술 개발3. 개발된 양자 오류 정정 프로토콜의 실측 데이...
편향 오류
양자 오류 정정
초전도 큐비트
이온트랩 큐비트
결함허용 양자 컴퓨팅
3
2025년 6월-2025년 12월
|150,000,000
신뢰가능한 양자 네트워크 시스템 보안 기술 개발
본 연구는 양자 네트워크 시스템에서 발생할 수 있는 보안 문제를 융합적으로 분석하고 해결책을 제시하는 것을 목표로 함. 본 제안서에서 말하는 양자 네트워크 시스템이란 양자 컴퓨팅과 양자 네트워크, 그리고 레거시 네트워크가 모두 포함되어 연결된 하나의 시스템을 말하며, 이러한 시스템에서 발생가능한 보안 위협을 다각도에서 체계적으로 분석하는 것이 본 연구의 최...
양자보안
양자통신
양자네트워크
취약점
안전성
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2023CI-BCH 부호의 비-복호 오류를 정정하기 위한 비트 반전 방법 및 그 장치1020230134998
공개2023회전하는 표면 부호의 위상학적 구조를 이용하여 복구 연산자를 결정하는 방법 및 장치1020230090819
공개2023보안 전력 할당 장치 및 방법1020230086781
전체 특허

CI-BCH 부호의 비-복호 오류를 정정하기 위한 비트 반전 방법 및 그 장치

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230134998

회전하는 표면 부호의 위상학적 구조를 이용하여 복구 연산자를 결정하는 방법 및 장치

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230090819

보안 전력 할당 장치 및 방법

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230086781