• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.10-13
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• 2015

본 논문에서는 네트워크 에너지 하베스팅 효율 향상을 위한 새로운 사용자 정보 피드백 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 방사되는 에너지 대비 수신되는 하베스팅 에너지 양의 증가폭을 중요한 하베스팅 파라미터인 임계점 와 비교하고 에너지 하베스팅 유저를 결정하는데 중점을 둔다. 이 방법을 이용하면 비효율적으로 방사되는 에너지 낭비를 막아 전체 네트워크의 에너지 하베스팅 효율을 증가 시킨다. 본 논문의 실험결과는 사용자 피드백 알고리즘을 이용해서 계산된 네트워크 유저의 하베스팅 에너지 양의 증가폭을 임계점 =15%와 비교해서 에너지 하베스팅 유저를 결정했을 때 전체 네트워크의 에너지 하베스팅 효율이 가장 높게 증가한 다는 것을 입증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.506-512
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• 2016

최근 에너지 하베스팅 기술은 배터리 용량 부족 문제를 해결하여 네트워크 수명을 향상시킬 수 있는 방안으로 관심을 받고 있다. 하지만 기존 연구의 경우 정확한 채널정보를 바탕으로 한 이상적인 환경에서의 하베스팅 기술만을 고려하였다. 본 논문에서는 채널 추정 절차와 이에 따른 채널 추정 오차를 반영한 현실적 에너지 하베스팅 네트워크 환경에서 에너지 효율성을 향상시키기 위한 자원 할당 기법을 제안한다. 제안 기법에서는 최적화 기법을 이용하여 시스템 데이터 전송률, 에너지 획득량, 불완전한 채널 추정 특성 등을 동시에 고려한 스케줄링 및 파워 할당 해를 찾는다. 제안 기법은 에너지 효율성 관점에서 기존의 하베스팅 기법보다 향상된 성능을 보이며, 채널 추정 오차가 반영되었을 때의 에너지 효율적 자원할당 방법에 대한 새로운 정보를 제공한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.206-211
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• 2021

본 논문에서는 열전에너지 하베스팅을 위한 자가 리셋(self-reset) 기능을 갖는 영점 전류 스위칭(Zero-Current Switching) 회로를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 영점 전류 스위칭 회로는 전압비교기 회로에 자가 리셋 기능을 추가하여 전압비교기의 동작전류를 최소화함으로써 에너지 하베스팅 회로의 전력 소비를 줄이고 에너지 변환 효율을 향상시킬 수 있게 한다. 회로 시뮬레이션으로 본 논문에서 제안하는 영전 전류 스위칭 회로의 동작을 검증하고 성능을 평가한 결과, 열전에너지 하베스팅 회로의 출력전압-입력전압 비가 5.5 일 때, 기존의 영점 전류 스위칭 회로를 이용한 하베스팅 회로와의 비교를 통해서 본 논문의 하베스팅 회로의 전력효율이 3.4% 개선되는 것으로 평가된다. 본 논문에서 제안하는 영점 전류 스위칭 회로는 열전에너지 하베스팅의 응용 중에서 특히 저전력과 고에너지 효율 특성이 중요한 웨어러블, 바이오 헬스 관련된 하베스팅 회로의 성능 개선에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권4호
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• pp.159-167
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• 2018

본 논문에서는 다중 사용자 기반의 비결합 무선 에너지 하베스팅 네트워크에서 에너지 효율을 최적화하는 알고리즘을 제안하고 사용자들의 다양한 지리적 분포 시나리오를 가정하여 에너지 효율의 변화의 트랜드를 분석 및 실험하였다. 무선 데이터 전송 및 무선 에너지 충전이 동시에 이루어지는 무선 에너지 하베스팅 네트워크에서는 에너지 효율 지표는 네트워크 성능을 판단하는 주요한 지표로서 이를 향상시키기 위해서 다양한 요소가 어떻게 영향을 줄 수 있는지 조사할 필요가 있다. 본 논문에서의 모의실험 결과에서 효과적으로 에너지 효율 내지 무선 전력전송 효율을 증대시키기 위해서 두 송신기 hybrid-access point (H-AP)와 power beacon (PB)을 기준으로 사용자들의 분포 형태가 중요한 요소라는 점을 확인할 수 있다.

• 스마트미디어저널
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• 제8권2호
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• pp.21-28
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• 2019

최근의 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크에 대한 연구는 제한된 에너지 자원 문제를 해결하여 네트워크 수명을 효율적으로 연장시킬 수 있는 기술 개발에 집중되고 있다. 에너지 하베스팅 기술은 무선신호에 포함된 에너지를 이용하여 배터리를 충전시킴으로써 네트워크 수명을 지속적으로 연장시킬 수 있는 장점을 지니고 있으나 에너지를 수확하는 시간 동안에는 데이터를 전송할 수 없기 때문에 에너지 수확양이 증가할수록 데이터 전송지연도 증가하는 문제점을 지니고 있다. 이에 따라 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크를 설계할 때에는 네트워크 수명 연장뿐만 아니라 전송지연 축소 문제를 모두 고려하여야 한다. 본 논문에서는 네트워크에 유입되는 트래픽 양과 수확되는 에너지양에 따라 데이터 전송에 필요한 에너지를 계산하고 패킷데이터의 전송 시간을 조절함으로써 종단간 네트워크 지연을 최소화하는 MAC 프로토콜을 제안한다. 이를 위해 에너지 수확 시간을 측정하여 네트워크의 수면 시간을 조절하는 에너지 관리 메커니즘을 설계한다. 또한, 시뮬레이션을 이용한 성능평가를 통하여 기존의 MAC 프로토콜보다 에너지 소비량과 종단간 지연 측면에서 성능이 향상됨을 보인다.

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.400-405
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• 2021

본 연구에서는 인장 시 에너지 하베스팅을 하는 Polyvinylidene Fluoride(PVDF) 리본 하베스터를 신발에 접목한 스마트 슈즈의 에너지 하베스팅 효율을 증가시키기 위한 복합재료 프레임을 설계하였다. 프레임의 하중방향 변형량을 최소화하기 위해 이방성 재료인 탄소 연속 섬유를 사용하여 설계하고 3D 프린터를 이용하여 복잡한 형상을 제작하였다. 보행 시 발생하는 하중에 의한 안창과 중창의 변형량을 계산하기 위해 스프링 요소를 이용하여 안창과 중창을 모델링 하였다. 유한요소 해석을 사용하여 보행 시 스마트 슈즈에 장착된 리본형 하베스터의 인장량을 계산하였다. 예측된 하베스터의 최종 인장 길이 정보는 스마트 슈즈의 에너지 하베스팅 효율 증대에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.1-6
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• 2017

최근의 에너지 하베스팅(energy harvesting) 무선 네트워크에 대한 연구는 제한된 에너지 자원 문제를 해결하여 효율적으로 네트워크 수명을 연장할 수 있는 기법 개발에 집중되고 있다. 에너지 하베스팅을 통해 획득할 수 있는 에너지의 양과 효율을 향상시키기 위해서는 여러 가지 에너지 하베스팅 특성을 종합적으로 고려하여 에너지 획득과 데이터 전송을 병행하는 네트워크 구조를 설계하는 매우 중요하다. 본 논문에서는 수신측에서 간섭 정보와 충전 시간을 고려하여 네트워크 내의 에너지 하베스팅 용량을 최대화하면서 종단간 지연 시간을 최소화할 수 있는 간섭 기반의 충전 인지 라우팅 프로토콜(ICARP)을 제안한다. 이를 위해 기회적 에너지 하베스팅 무선 네트워크에서 종단간 지연시간을 최소화할 수 있도록 충전 시간을 패킷 전달의 지연 성분을 적용한 새로운 간섭 기반 충전 인지 라우팅 기준(routing metric)과 ICARP를 설계하였다. 본 논문에서 제시한 라우팅 기법을 통한 전달 지연시간의 단축은 패킷손실이나 재전송으로 인한 에너지 소비량을 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 시뮬레이션을 이용한 성능평가를 통하여 제안된 기법이 기존의 라우팅 기법보다 패킷전달율과 종단간 지연시간 측면에서 성능이 향상됨을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.1255-1261
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• 2016

무선신호로부터 전력을 수집하는 에너지 하베스팅 기술은 센서의 전원 부족 문제를 해결하고, 무선네트워크의 수명을 향상시킬 수 있는 방안으로 최근 큰 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 최적화 기법을 이용하여 에너지 하베스팅이 가능한 인지 라디오 네트워크에서 제 2 사용자의 에너지 효율성을 최대화하기 위한 센싱 시간 및 파워 할당 해를 도출하고, 이를 이용하여 반복 기반의 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 최적의 에너지 효율을 달성함을 보이고, 기존방안(Max rate scheme)과의 비교를 통해 제안 방안의 우수성을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.917-922
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• 2016

RF신호로부터 전력을 수집하는 에너지 하베스팅 기술은 센서의 전원 공급 문제를 해결함으로써 네트워크의 수명을 향상시킬 수 있는 방안으로 최근 큰 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 무선 정보 및 전력 동시 전송을 위한 효율적인 알고리즘을 제안하고자 한다. 먼저, 에너지 하베스팅 네트워크에서 채널의 probability density function을 이용하여 water-level의 하계값을 찾은 후, 이를 기반으로 파워 할당 해를 도출한다. 또한, 최소 필요 획득 에너지 조건을 효율적으로 만족시켜줄 수 있는 파워 분할 방안을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안은 기존 방안에 비해 최소 필요 획득 에너지 조건을 보장하면서 평균 데이터 전송률을 향상시키고, 최적해에 비해서는 10% 미만의 미미한 성능 저하가 있었지만 계산 복잡도를 현저히 줄일 수 있음을 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.201-206
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• 2022

에너지 하베스팅(Harvesting)은 1954년 미국 벨 연구소가 태양광을 에너지로 바꾸는 태양전지 연구를 진행하면서 소개된 개념이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일상생활 속 버려지거나 미활용 되는 에너지를 모아 전력으로 재활용하는 기술로서 에너지를 효율적으로 활용할 수 있게 하는 친환경 에너지 방안 중 하나로서 다양한 에너지를 적용할 수 있다. 특별히 태양광발전시스템의 경우 맑은 날에 비해 흐린 날씨에 전력생산 Loss가 발생하는 형태로 인버터에서 발생하는 전력 소모를 줄이기 위해, 배터리를 이용하여 발생하는 전기를 저장함으로써 에너지 하베스팅을 적용할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 일출, 일몰, 흐린 날씨 등의 낮은 일조량 구간에서 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 인버터 동작 최저전압 이하 및 소멸하는 전력을 회수하여 발전량을 개선하고자 한다. 이에 따라 태양광발전 전력량에 따른 시스템 및 알고리즘 개발과 일몰, 일출, 그 밖에 환경에서 발전되는 저 전력을 이용한 시스템과 알고리즘 개발을 통해 연구내용을 증명하였다.