• Title/Summary/Keyword: 무선 에너지 하베스팅

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Design of Energy Harvesting Optimization Model for TSR Protocol based on Interference Channel in Wireless Relay Networks (무선 중계 네트워크에서 간섭 채널 기반의 TSR 프로토콜을 위한 에너지 하베스팅 최적화 모델 설계)

  • Kim, hyun-tae;Ra, in-ho
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.45-46
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    • 2017
  • 본 논문에서는 간섭신호가 존재하는 무선 에너지 중계 네트워크 환경에서 중계 노드의 에너지 수확률을 결정하는 TSR 기반 에너지 하베스팅 기법의 성능을 향상시키기 위하여 간섭을 고려한 전송채널 분석 모델과 에너지 하베스팅 최적화 기법을 제안한다. 특히, 간섭 신호를 고려한 최적의 수신기 모드 스위칭 메커니즘 설계를 위한 최적의 에너지 수확률(energy harvesting ratio) 결정 기법을 제안하여 RF 에너지 하베시팅 시스템의 처리율을 최대화 할 수 있도록 하였다.

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Optimal Harvesting Time Allocation Scheme for Maximizing Throughput in Wireless Cognitive Relay Network with Secondary Energy Harvesting Relay (무선 인지 중계 네트워크에서 이차 사용자의 중계기가 에너지 하베스팅을 사용할 때 처리량을 최대화하기 위한 최적의 하베스팅 시간 분배 방법)

  • Im, Gyeongrae;Lee, Jae Hong
    • Journal of Broadcast Engineering
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    • v.20 no.2
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    • pp.215-223
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    • 2015
  • Energy harvesting technique is an energy charging technique for communication device in energy-constrained environment. Recently, energy harvesting technique that harvests energy from wireless radio frequency signal is proposed. Representatively, there are time switching technique and power splitting technique. This paper proposes an optimal harvesting time allocation scheme in a wireless cognitive relay network when secondary user relay uses energy harvesting technique to transmit information. Secondary user relay receives information and energy simultaneously from the secondary user source's signal via time switching technique. We aim to maximize the instantaneous throughput by optimizing harvesting time of the secondary user relay. Simulation results show that using optimized harvesting time gets larger instantaneous throughput compared to using constant harvesting time.

Outage Probability for a Two-Way Cognitive Relay Network with User Selection in the Presence of Energy Harvesting Devices (무선 인지 양방향 중계 네트워크에서 에너지 하베스팅 단말기 선택 기법의 불능 확률)

  • Im, Gyeongrae;Lee, Jae Hong
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2017.06a
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    • pp.5-8
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    • 2017
  • 본 논문은 무선 인지 네트워크에서 에너지 하베스팅을 하는 다수의 단말이 하나의 중계기를 사용하여 양방향 통신을 하는 시스템을 다룬다. 한 신호 전송 프레임은 에너지 하베스팅 단계와 신호 전송 단계로 이루어 진다. 에너지 하베스팅 단계에서 각 단말은 일차 사용자의 송신기에서 보내는 무선 에너지 신호를 이용하여 신호 전송에 필요한 에너지를 저장한다. 신호 전송 단계에서 중계기는 처리량이 가장 높은 하나의 유저 쌍을 선택하며, 선택된 유저는 중계기를 통하여 세 단계를 거쳐 정보를 교환한다. 이 때 각 단말에서의 불능 확률을 1) 중계기에서의 전송 전력이 변화할 때, 2) 단말 수가 변화할 때로 나누어 시뮬레이션 하고, 결과를 분석한다.

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A Selective ACK Protocol for Energy-Harvesting Wireless Sensor Networks (에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크를 위한 선택적 ACK 프로토콜)

  • Yoo, Jae-Young;Shin, Min-Chul;Joe, In-whee
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2013.11a
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    • pp.351-352
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    • 2013
  • 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크 환경에서 센서는 에너지 하베스팅 모듈을 통하여 배터리를 충전하고 충전된 배터리를 이용하여 동작을 한다. 센서는 컨트롤러에게 고정적인 주기로 데이터와 Reclaim 메시지를 전송하고 컨트롤러는 그에 대한 응답으로 ACK 메시지를 전송한다. 본 논문에서는 센서가 컨트롤러에게 데이터와 Reclaim 메시지를 전송하는데 있어 고정적인 주기를 센서 주변의 온도 정보를 이용하여 데이터의 전송주기 및 Reclaim 메시지를 동적으로 제어하여 ACK 메시지를 선택적으로 수신하도록 하였다. 제안하는 선택적 ACK 프로토콜은 기존의 ACK 프로토콜을 저 전력화하는 방법으로써 센서의 한정된 배터리 전력을 보다 효율적으로 사용하여 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크의 Life Time을 연장하였다.

Energy Efficiency of Decoupled RF Energy Harvesting Networks in Various User Distribution Environments (다양한 사용자 분포 환경에서의 비결합 무선 에너지 하베스팅 네트워크의 에너지 효율)

  • Hwang, Yu Min;Sun, Young Ghyu;Shin, Yoan;Kim, Dong In;Kim, Jin Young
    • The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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    • v.17 no.4
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    • pp.159-167
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    • 2018
  • In this paper, we propose an algorithm to optimize energy efficiency in a multi-user decoupled RF energy harvesting network and experiment on the trend of energy efficiency change assuming users' various geographical distribution scenarios. In the RF energy harvesting network where both wireless data transmission and RF energy harvesting are simultaneously performed, the energy efficiency is a key indicator of network performance, and it is necessary to investigate how various factors can affect the energy efficiency. In order to increase energy efficiency effectively, we can confirm that users' distributions are important factors in the RF energy harvesting network from the simulation results.

A Study on the Relay-Based Wireless Power Transmission Scheme in Energy Harvesting (에너지 하베스팅에서 무선 릴레이 전력 전송 방식 연구)

  • Baek, Seung-min;Jeon, Min-ho;Oh, Chang-heon
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2013.05a
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    • pp.925-928
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    • 2013
  • In this paper, we propose a relay-based wireless power transmission scheme in order to solve the problems of an existing wired power transmission for energy harvesting system. The proposed scheme can be transferred electromagnetic induction-based wireless power transmission by placing a 4-way coils in the energy block. We confirm the reliability of the electricity transmission through the relay control algorithm. Consequently, the proposed scheme can extend the transmit receive paths of transmission power.

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Stray Electric Field Energy Harvesting for Power Supply of Ubiquitous Sensor Network (유비쿼터스 무선 센서 네트워크의 전력공급을 위한 표유전계에너지 하베스팅 기술 연구)

  • Chang, Keun-Su;Kang, Sung-Muk;Park, Kyoung-Jin;Shin, Seung-Hwan;Kim, Ho-Seong
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.1310-1311
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    • 2011
  • 본 논문에서는 신개념의 에너지 하베스팅 기술로서 전력선의 표유전계에너지 하베스팅을 제안하였고, 저전력 무선 센서노드에 전력공급이 가능함을 실험적으로 확인하였다. 전류가 흐르지 않는 무부하 상태의 220 V 전력선에 20 cm 길이의 알루미늄 포일을 감아서 하베스팅 할 때, 하베스터 회로의 접지가 220 V 전력선의 접지선에 연결되어 있는 경우, 수집 가능한 평균전류는 900 nA, 연구실 콘크리트 바닥에 접지되어 있을 경우, 700 nA의 평균전류를 얻을 수 있음을 확인하였다. 콘크리트 바닥에 접지되어 있는 하베스터 회로의 경우 220 V 전력선으로부터 접지선을 따로 빼 낼 필요가 없기 때문에 충분히 실용적이며 알루미늄 포일의 길이를 60 cm로 느리면 약 2분 만에 저전력 무선 센서노드 구동을 위해 필요한 에너지인 약 2 mJ 만큼 하베스팅이 가능하다. 본 기술을 적용하면 유비쿼터스 센서 네트워크의 전력을 공급할 수 있을 것으로 사료된다.

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Design of MAC Protocol for Improving Energy Efficiency and Reducing Transmission Delay in EH-WSN (EH-WSN에서 에너지 효율 향상 및 전송지연 축소를 위한 MAC 프로토콜 설계)

  • Park, Seok Woo;Ra, In-Ho
    • Smart Media Journal
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    • v.8 no.2
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    • pp.21-28
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    • 2019
  • Recent research on energy harvesting wireless sensor networks focuses on the development of techniques to solve the limited energy resource problem and to extend the whole network life efficiently. Energy harvesting technology can increase the lifetime of a network, but data transmission becomes unavailable when it harvests energy from radio frequency, resulting longer network delay with respect to the increased time in energy harvesting. Therefore, building energy harvesting wireless sensor network should consider the possible network delay as well as the network lifetime problem. In this paper, we propose a new MAC protocol that minimizes end-to-end network delay by adjusting the data transmission time for a packet based on estimating the energy for data transmission along with the amount of traffic flowing into the network and harvested energy. For this goal, it engineers an energy management mechanism that adjusts the sleep time of the network by measuring energy harvesting time. In addition, with simulation results it shows that the proposed MAC protocol improves the performance in terms of energy consumption and end-to-end delay, compared to the existing MAC protocols.

ICARP: Interference-based Charging Aware Routing Protocol for Opportunistic Energy Harvesting Wireless Networks (ICARP: 기회적 에너지 하베스팅 무선 네트워크를 위한 간섭 기반 충전 인지 라우팅 프로토콜)

  • Kim, Hyun-Tae;Ra, In-Ho
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.27 no.1
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    • pp.1-6
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    • 2017
  • Recent researches on radio frequency energy harvesting networks(RF-EHNs) with limited energy resource like battery have been focusing on the development of a new scheme that can effectively extend the whole lifetime of a network to semipermanent. In order for considerable increase both in the amount of energy obtained from radio frequency energy harvesting and its charging effectiveness, it is very important to design a network that supports energy harvesting and data transfer simultaneously with the full consideration of various characteristics affecting the performance of a RF-EHN. In this paper, we proposes an interference-based charging aware routing protocol(ICARP) that utilizes interference information and charging time to maximize the amount of energy harvesting and to minimize the end-to-end delay from a source to the given destination node. To accomplish the research objectives, this paper gives a design of ICARP adopting new network metrics such as interference information and charging time to minimize end-to-end delay in energy harvesting wireless networks. The proposed method enables a RF-EHN to reduce the number of packet losses and retransmissions significantly for better energy consumption. Finally, simulation results show that the network performance in the aspects of packet transmission rate and end-to-end delay has enhanced with the comparison of existing routing protocols.

Outage Probability of Relay Selection in Cognitive Relay Network(CRN) with Energy Harvesting Relays (인지 무선 중계 시스템에서 에너지 하베스팅을 사용하는 중계기 선택 기법의 불능 확률)

  • Im, Gyeongrae;Lee, Jae Hong
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2014.11a
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    • pp.23-25
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    • 2014
  • 에너지 하베스팅 기술은 외부의 지속적인 에너지 공급 없이 통신 시스템의 수명을 오랫동안 유지할 수 있는 수단의 하나로 각광받고 있다. 최근에는 수신한 신호에서 에너지를 얻는 전력 분배의 기법이 제안되었다. 본 논문에서는 인지 무선 통신 시스템에서 이차 사용자가 에너지 하베스팅을 사용하는 중계기를 사용할 때 중계기들 중 하나를 선택하는 기법의 불능 확률을 분석한다. 중계기는 전력 분배의 기법을 사용하여 에너지를 저장하며 선택된 중계기는 수신한 신호를 복호 후 전송한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 간섭 제약 조건과 이차 사용자의 중계기 수가 달라질 때의 불능 확률을 살펴본다.

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