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인천대학교 정보통신공학과 김도엽 조교수님의 최신 무인항공기(UAV) 통신 네트워크 관련 특허 4건이 공개되었습니다. 이 특허들은 지형지물 활용 공중 기지국 최적 배치, 무선 전력 전송 UAV 네트워크의 비행 궤적 및 충전 관리, 제어 가능한 지향성 안테나를 통한 무선 자원 공동 최적화, 그리고 OFDMA 네트워크에서의 UAV 경로 설계 및 부채널 할당 기술을 다룹니다. 복잡한 무인항공기 네트워크 환경에서 통신 효율성을 극대화하고 안정적인 서비스 제공을 위한 혁신적인 해결책을 제시합니다. 김도엽 교수님의 연구는 미래 통신 시스템과 국방, 재난 통신 등 다양한 분야에서의 무인항공기 활용을 위한 핵심 기반 기술을 제공하고 있습니다. 본 기술을 통해 무인항공기 기반의 통신 서비스 신뢰도를 높이고, 전력 효율성을 향상시켜 지속 가능한 통신 환경을 구축할 수 있습니다. 자세한 내용은 특허 요약 정보를 참조하시기 바랍니다.
| 연구자 프로필 |  |
| 연구자 명 | 김도엽 |
| 직책 | 조교수 |
| 이메일 | doyup@inu.ac.kr |
| 재직 상태 | 재직 중 |
| 부서 학과 | 정보통신공학과 |
| 사무실 번호 | 0328358287 |
| 연구실 | 김도엽 교수 연구실 |
| 연구실 홈페이지 | www.doyup.com |
| 홈페이지 | www.doyup.com |
| 소속 | 인천대학교 |
| 회사명 | 인천대학교 정보통신공학과 |
| 재직기간 | 2024.02.01 ~ 재직 중 |
| 담당업무 | 조교수 |
| 회사명 | 경남대학교 SW중심대학사업단 |
| 재직기간 | 2023.08.01 ~ 2024.01.31 |
| 담당업무 | SW융합교육센터장 |
| 회사명 | 경남대학교 정보통신AI공학과 |
| 재직기간 | 2022.08.01 ~ 2024.01.31 |
| 담당업무 | 조교수 |
| 회사명 | The Ohio State University 전기컴퓨터공학과 |
| 재직기간 | 2022.02.01 ~ 2022.08.31 |
| 담당업무 | 박사후 연구원 |
| 회사명 | Virginia Tech 연구센터 전기컴퓨터공학과 |
| 재직기간 | 2021.06.01 ~ 2022.02.28 |
| 담당업무 | 방문학자 |
| 회사명 | 연세대학교 전기전자공학과 네트워킹 연구실 |
| 재직기간 | 2015.12.01 ~ 2022.01.31 |
| 담당업무 | 대학원생 |
| 연구 1 | 무인 이동 통신 시스템 및 네트워크 최적화 |
| 내용 | 본 연구실은 무인항공기(UAV)를 활용한 이동 통신 시스템 및 네트워크 최적화 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 지상 환경의 제약을 극복하고 통신 사각지대를 해소하기 위한 공중 기지국(Aerial Base Station)의 최적 배치, 효율적인 비행 궤적 설계, 그리고 무선 자원 할당 기술 개발에 집중합니다. 무인항공기 지원 네트워크(UAV-assisted Networks) 환경에서 통신 성능을 극대화하고 안정적인 서비스 제공을 위한 혁신적인 해결책을 제시하며, 실시간 데이터 전송 요구 사항을 충족하는 방향으로 연구를 진행하고 있습니다.주요 연구 방법론으로는 최적화 이론, 수리 계획법, 그리고 시뮬레이션 기반의 성능 분석 기법을 활용합니다. '지형지물 정보를 활용한 공중 기지국의 최적 배치', '제어 가능한 지향성 안테나를 갖춘 공중 기지국의 위치, 빔 및 무선 자원 공동 최적화'와 같은 특허에서 보이듯, 지형 정보, 지향성 안테나, 그리고 무선 전력 전송(SWIPT) 기술을 통합하여 공중 기지국의 위치, 빔 포밍, 전력 충전, 그리고 주파수 자원 할당을 공동으로 최적화하는 알고리즘을 개발하고 있습니다. 또한, '무인항공기 중계 직교 주파수 분할 다중 접속 네트워크에서의 하이브리드 오프라인-온라인 무인항공기 경로 설계 및 부채널 할당' 연구를 통해 시스템의 동적 변화에 유연하게 대응하는 최적의 운용 방안을 제시하고 있습니다.이러한 연구 성과는 재난 통신, 국방, 물류, 감시 등 다양한 분야에서 무인항공기 기반 통신 서비스의 신뢰도와 전력 효율성을 향상시키는 데 크게 기여합니다. 본 기술은 미래 통신 인프라 구축의 핵심 기반 기술로 발전하여 지속 가능한 통신 환경을 구축하는 데 목표를 두고 있으며, 산업체와의 활발한 협력을 통해 실제 적용 가능성을 모색하고 있습니다. |
| 연구 2 | 차세대 무선 통신망 자원 관리 및 스케줄링 |
| 내용 | 본 연구실은 5G/6G를 포함한 차세대 무선 통신 네트워크의 효율적인 자원 관리 및 스케줄링 기법 개발에 집중하고 있습니다. 급증하는 무선 트래픽과 다양한 서비스 요구사항을 만족시키기 위해 제한된 주파수, 전력, 시간 자원을 최적으로 할당하는 알고리즘 설계에 주력합니다. '무선 환경에서 시스템 운영 최적화를 위한 스케줄링적 접근 연구' 및 '차세대 무선 네트워크를 위한 지능형 시스템 레벨 최적화 연구'와 같은 과제를 통해, 다중 사용자 환경에서 서비스 품질(QoS)을 보장하면서도 네트워크 전체의 처리량과 에너지 효율성을 극대화하는 방안을 탐구하고 있습니다.특히, 동적 스케줄링, 다중 접속 기술(OFDMA, NOMA), 무선 전력 전송(SWIPT) 기반의 IoT 센서 네트워크 자원 관리 등 최신 기술들을 통합하여 연구를 진행합니다. 'Dynamic joint scheduling of anycast transmission and modulation in hybrid unicast-multicast SWIPT-based IoT sensor networks' 및 'Low-complexity dynamic resource scheduling for downlink MC-NOMA over fading channels'와 같은 연구를 통해 복잡한 무선 채널 환경에서도 안정적이고 효율적인 통신을 가능하게 하는 스케줄링 프로토콜과 알고리즘을 개발하고 있습니다. 또한, 어퍼-미드 밴드 주파수 활용과 같은 새로운 주파수 대역에서의 통신 기술 표준 분석 및 동향 자문을 통해 미래 기술 적용 가능성을 선제적으로 검토합니다.이러한 연구는 스마트시티, 자율주행, 산업 IoT 등 미래 핵심 산업 분야에서 요구되는 초고속, 초저지연, 초연결 통신 서비스를 위한 기반 기술을 제공합니다. 개발된 최적화 및 스케줄링 기법은 네트워크 운영 비용 절감과 서비스 품질 향상에 기여하며, 다양한 산업 파트너십을 통해 실제 무선 통신 시스템에 적용 가능한 솔루션으로 발전하고 있습니다. |
| 연구 3 | 인공지능 기반 지능형 통신 네트워크 기술 |
| 내용 | 본 연구실은 인공지능(AI) 기술을 활용하여 복잡하고 동적인 통신 네트워크 환경을 스스로 학습하고 최적화하는 지능형 통신 네트워크 기술 연구에 매진하고 있습니다. 머신러닝, 딥러닝, 강화학습 등의 최신 AI 기법을 네트워크 자원 관리, 스케줄링, 빔 정렬 및 보안 문제 해결에 적용하여 네트워크의 자율성을 높이고 성능을 혁신적으로 개선하는 것을 목표로 합니다. 특히, 분산된 환경에서 데이터 프라이버시를 보장하면서 모델을 학습하는 연합 학습(Federated Learning)과 동적인 의사결정의 효율성을 높이는 강화학습 기반 접근법에 강점을 가지고 있습니다.주요 연구 성과로는 'Collaborative policy learning for dynamic scheduling tasks in cloud-edge-terminal IoT networks using federated reinforcement learning', 'Radio and energy resource management in renewable energy-powered wireless networks with deep reinforcement learning' 등이 있습니다. 이러한 연구를 통해 클라우드-엣지-터미널 IoT 네트워크에서 동적 스케줄링 정책을 학습하거나, 재생 에너지 기반 무선 네트워크에서 무선 및 에너지 자원을 효율적으로 관리하는 지능형 솔루션을 개발했습니다. 또한, 블록체인 기술을 연합 학습에 접목하여 보안성과 신뢰성을 더욱 강화하는 'Blockchain-enabled federated learning' 연구를 수행하며 차세대 지능형 네트워크의 기반을 다지고 있습니다.이러한 AI 기반 지능형 네트워크 기술은 네트워크 운영의 복잡성을 줄이고, 예측 불가능한 상황에 유연하게 대응하며, 사용자 경험을 극대화하는 데 필수적입니다. 본 연구는 네트워크 자율화, 에너지 효율성 향상, 보안 강화 등 다양한 측면에서 통신 산업의 미래를 주도할 핵심 기술로, 스마트 팩토리, 자율주행 통신, IoT 보안 등 광범위한 응용 분야에서 파트너십 기회를 창출할 수 있습니다. |
| 담당 업무 | 대학수학, 이동통신, 컴퓨터네트워크 |
| 활동 내용 | [편집 위원/위원 활동] Electronic 특별호 Guest Editor (Advances in Intelligent Wireless Communications: AI, Optimization, and Beyond, 2024.12 ~ 2025.12) - Electronic 특별호 Guest Editor (Optimization and Allocation of Network Resources, 2023.12 ~ 2024.12) - ICAIIC 2025, VTC2024-Fall, VTC2024-Spring, ANT 2024 학술대회 TPC Member [학회 활동] - 한국지능시스템학회 (KIIS) 교육위원장, 재무이사, 국문편집위원회 진화연산 및 최적화 위원 (2024.12 ~ 2025.11) - 한국통신학회 (KICS), 한국지능시스템학회 (KIIS) 종신회원 (2024.10 ~ 현재) - 한국통신학회 (KICS) 국제논문 ICT Express 이사 (2023.12 ~ 2024.11) |
| 학력 사항 | 연세대학교 전기전자공학과 박사 (2022) 광운대학교 전자통신공학과 학사 (2016) |
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