전현채 부교수

주파수 자원 고갈 문제를 해결하기 위해 RF 스펙트럼 외에 가시광·자외선 등 광 스펙트럼을 활용하는 무선통신 기술 개발이 필요합니다. 이를 위해 형광 평면 집광기(Fluorescent Concentrator) 기반 광안테나를 설계하고, Optical OFDM 변조 방식과 GaN 기반 micro-LED, SiPM·APD·SPAD 수신기, 유기 포토다이오드 및 컬러 컨버터 소재 기술을 결합한 광무선통신 시스템을 연구했습니다. 이 기술은 실내 광무선통신, 스마트팜의 RF-free 통신, 차량 간 V2V/V2I 가시광통신을 위한 스마트 번호판, 고휘도 조명 겸용 통신 등에 적용되고 있습니다. 형광 집광기 기반 광안테나를 통해 수신 신호 강도를 2.5배 개선했으며, 1.12Gbps 전송을 구현했습니다. 최대 35Gb/s 실내 VLC 링크 구현 결과는 Scientific Reports에 게재되었으며, IEEE Journal of Lightwave Technology, Optics Letters, Optics Express, Advanced Science, Optica 등 다수 SCI(E) 저널에 연구 성과를 발표했습니다. 관련 기술은 광통신용 형광 집광기(등록번호 2004966610000)로 특허 등록을 완료했습니다.

6G 및 저궤도(LEO) 위성 통신망 구축을 위해서는 장거리·고신뢰 광링크 기술이 필요합니다. 이를 위해 PAT(Pointing-Acquisition-Tracking) 모델링을 수행하고, 태양광 노이즈 제거 기술과 UAV 기반 재귀반사(retro-reflective) FSO 링크, 궤도 간(Inter-Shell) 경로 최적화 시뮬레이터를 개발했습니다. 이 기술은 저궤도 위성 광통신망, UAV 기반 고속 광링크, 6G 이동성을 지원하는 스마트 모빌리티용 광무선통신 등에 적용됩니다. USRP 기반 실시간 OWC 기술과 Intelligent PAT 기반 FSO 관련 과제를 수행했으며, 관련 연구 성과는 Applied Sciences, IEEE Access, Journal of Lightwave Technology 등에 다수 게재되었습니다. 장거리 광링크의 안정적 포인팅과 추적, 태양광 간섭 제거 기술을 통해 위성 및 이동체 간 고신뢰 광통신 구현 가능성을 확인했습니다.

무선통신의 보안성을 강화하기 위해 양자 키 분배 기술과 차세대 공간다중화 기술 연구가 필요합니다. 이를 위해 동적 움직임을 보상하는 휴대형 자유공간 QKD 송신기를 개발하고, 축적 광학 및 Axicon 기반 회절을 이용한 OAM 모드 분리 기술, 광학 RIS(재구성 가능 지능형 표면)와 형광안테나를 융합한 통신 시스템을 연구했습니다. 이 기술은 실내 무선 보안통신인 퀀텀 라이파이, 차세대 광 공간다중화 통신, RIS 융합 무선통신 등에 활용되고 있습니다. 관련 성과는 Optics Express에 게재된 Handheld free space QKD 연구와 IEEE Photonics Journal에 게재된 OAM 모드 분리 연구로 발표되었습니다. 퀀텀 라이파이 관련 국가과제 3건을 누적예산 약 3.8억원으로 수행했으며, 광학 RIS 융합형 형광안테나 관련 과제 3건과 동적 환경 적응형 OAM-머신러닝 융합 양자암호통신 과제를 수행했습니다.