현재 전자정보통신 분야의 연구에 있어서 각 분야별로 이론적 한계에 부딪혀 돌파구 마련에 고심하고 있다. 이러한 돌파구를 마련하는 대안 중 하나가 전자융합공학의 활성화라 할 수 있다. 새로운 방법론이나 분야를 개척하여 기술 장벽을 돌파하는 동시에, 기존의 한계점에 도달한 현재의 최첨단 기술을 다른 학문분야와 융합하여 새로운 대안 제시도 가능할 것으로 여겨지기 때문이다.
21세기 IT 융합화 사회를 구현하는 전자융합공학과
광운대학교 전자융합공학과는 1991년 설립되어 RF 및 전파, 안테나, 이동 및 위성통신 분야에서 우수 인력을 배출해 온 전파공학과에서 비롯되었다. 김진영 교수는 전자융합공학과에 대해 “다양한 학문분야와 연계된 산업기술의 융합이 이루어지는 시대적 요구에 효율적으로 대처하기 위해 학과 발전을 도모하고 학과 학생들의 학과목 선택을 확대하여, 졸업 후 취업분야를 다양화 할 수 있는 기회를 제공하기 위해 2009년부터 학과명을 전파공학과에서 전자융합공학과로 변경하였다”고 설명했다.
전자융합공학과는 전자정보통신분야의 교육프로그램을 바탕으로 국방, 방송통신, IT 등 3개 분야의 융합 심화과정을 운영함으로써 다양한 전자정보통신 융합분야에 대한 전문연구능력 및 실무능력을 갖추고 과학적 사고력과 응용능력을 겸비한 국제적 전문가를 양성하고 있다. 김 교수는 “12명의 교수진을 주축으로, 교육과학기술부의 BK사업, 정보통신부의 ITRC 센터인 RFIC센터, 산업자원부의 창의적 공학설계사업, 정보통신부의 NEXT 사업, 삼성전자 정보통신트랙 운영 등 IT분야의 대표적인 특성화 사업을 주도해 왔다”며 “특히 광운대학교 교내에 ‘전자융합기술연구센터’를 설립하여 국내 IT융합관련 분야에서 국내외 최고 수준의 연구실적을 달성할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
전자융합공학과의 6가지 핵심연구 분야
스마트 그리드는 첨단 IT 기술을 접목하여 전력망의 효율성, 신뢰성, 유연성을 향상시키고 추가적인 전기 설비비용을 줄이는 것을 목표로 현재 많은 연구가 진행 중이다. 김 교수는 “스마트 그리드 산업에서 통신 분야는 중요한 부분을 차지하고 있는데, 잠재력 있는 통신기술로서 전력선 통신(PLC, Power Line Communication)이 거론되고 있다”고 말했다. 특히, 최근에 국가적으로 심각한 피해를 가져온 정전사태도 스마트 그리드 기술의 개발로 해결이 가능할 것으로 기대되고 있다. 현재 세계 각국 기업들이 연합된 HomePlug, G.h/n, OPERA 등과 같은 표준화 단체에서 PLC에 대한 많은 연구와 표준화 작업을 수행중이며 이 분야와 관련하여 김 교수는 전력선 통신 및 스마트 그리드 관련 교재인 ‘전력선통신시스템’ 교재를 집필하였으며, 전력선 통신과 관련하여 다수의 국내외 저널 및 학술대회에 발표하였다.
군 통신 분야에서 첨단 정보통신기술은 새로운 무기체계에 응용되며, 디지털 전장관리와 같은 기술에 적극 활용되어 전쟁 수행에 더 효과적인 수단이 되고 있다. 이러한 군 통신 분야는 지정학적, 사회적 환경 상 매우 중요한 연구 분야임에도 불구하고 아직 대학에서 활발한 연구가 진행되지 않고 있다. 이에 김 교수는 군 통신 관련 전문가 그룹인 ‘군통신연구회’를 한국통신학회 산하에 창설하는 데에 기여하였고, 현재 군 통신 분야의 각 분야 전문가들과 국내 유일의 군 통신 관련서적을 집필 중이다.
인지무선통신(CR, Cognitive Radio)은 비효율적인 주파수 자원의 사용을 보다 효율적으로 활용하기 위해 개발되었다. 기존의 면허 사용자에게 간섭을 주지 않으면서 비 면허 사용자에 의해 유휴 주파수에 대한 사용을 허용한 기술로 인지무선 시스템의 핵심기술인 스펙트럼 센싱을 통해 비 면허 사용자는 주변 환경을 인식하여 변화된 상황에 시스템을 적절하게 적용하도록 하는 지능적인 차세대 무선 통신 시스템이다. 이에 김 교수는 다양한 분야에 적용할 수 있는 인지무선통신에 관한 연구를 활발히 진행 중이다. 국내 유일의 인지무선통신 관련 저서인 ‘인지무선통신’ 교재를 집필하여 해당 연구를 이끌었으며 다소 생소할 수 있는 내용을 누구나 알기 쉽게 보편화하는데 이바지 하였다. 또한 교과부 지원의 인지무선통신 관련 과제를 통해 전파자원의 효율적 이용을 위한 주파수 공유기술의 발전을 도모하였으며, 차세대 국가산업에 대한 경쟁력 확보에 앞장서고 있다.
가시광통신 기술은 가정의 조명기기, 옥외광고나 신호기기의 표시기, 자동차 전구 등 LED를 사용하는 기기에서 나오는 가시광선을 이용해서 정보를 전달하는 기술이다. 김 교수는 “기존의 유선 광섬유를 통한 광통신기술과는 응용범위가 차별화된 것으로, 조명용 LED는 향후 형광등 및 자동차용 램프를 대체할 것으로 예상되며 이를 이용한 통신용 모듈은 언제 어디서나 접속 가능한 통신망 구축의 요소기술로 발전될 수 있다”고 밝혔다. 이에 따라 김 교수는 LED 가시광동신시스템에 관한 교재를 집필하여 관련분야 기술 확대에 기여하였고, 지경부 및 중소기업 지원의 프로젝트를 통해 가시광통신 기술에 대한 원천기술을 확보하여 향후 그린 홈 컨버전스 네트워크 구형 방안을 제시하는 데 선구자 역할을 하고 있다.
소형화 기기와 무선 통신 및 인터넷 망을 바탕으로 시간과 장소에 구애받지 않고 원격 건강관리 및 진료를 받을 수 있는 u-Healthcare 서비스는 저전력 기기, 나노 센서 기술, 유무선 네트워크 기술의 급격한 발전에 따라 점차 현실화 되고 있다. 김 교수는 u-Healthcare 분야의 이론적/기술적 주도권을 확보하기 위해 현재 KAIST와 함께 효율적인 u-Healthcare시스템 구축을 위한 신호처리 및 무선통신 기술에 대한 공동 연구를 진행하고 있다. 김 교수는 “향후 초고령화 사회에 대비하여, IT·BT가 만나는 융합기술의 수요는 폭발적으로 증가할 것으로 기대, u-Healthcare 시스템의 핵심 원천기술 개발 및 u-Healthcare 관련 고급 인력 양성은 필수불가결한 일이다”고 피력했다.
현재 우리나라는 4세대 이동통신에 대한 모든 개발을 마친 상태다. 이제는 MIMO와 OFDM 기술이 특징인 4세대 이동통신 기술과 차별화된 4G 이후 이동통신 시스템 개발이 요구되고 있다. 이에 김 교수는 “B4G 시스템을 위한 Multi-tier 네트워크에 관한 구축 방안의 모색이 필요하며 그에 따른 간섭제거 기술방안이 연구되어야 한다”고 말했다. 김 교수는 관련기업과 함께 Multi-tier 네트워크 환경에서 각 계층별 셀들 간의 간섭문제를 분석하고 효과적인 간섭제거 기법을 제안 및 검증하였으며, 특허 및 논문을 다수 발표하였다. 이러한 연구 성과는 4G 이후 이동통신망의 유연한 망 설계에 크게 기여할 것으로 기대된다.
전자융합관련 연구 선도를 다짐
김 교수는 “향후 전자융합공학과는 교수진 및 학생 전체의 뜻을 모아 국방, 방송통신, 그린 IT 분야에서 국내 최고수준의 연구 및 교육을 수행하여 국가 발전에 이바지하며, 전자융합관련 우수교수진의 유치와 연구시설 확충, 인프라 구축을 의욕적으로 추진하여 전자융합관련 연구를 선도하겠다”고 포부를 다졌다.
전자융합분야의 인력은 하루아침에 만들어지지 않는다. 지속적이면서 효율적인 투자를 전제로 정부의 지원이 있을 때 2020년 이후 융합분야의 열매가 풍년을 이룰 것이라 기대된다.
