• 한국통신학회논문지
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• 제40권10호
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• pp.1900-1911
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• 2015

본 논문에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 전력의 제약이 있는 센서들의 장거리통신을 가능케 하는 backscatter 통신에 대해 소개하고, 이를 접목해 무선전력 통신네트워크(wireless-powered communication networks, WPCN)의 doubly near-far 문제를 해결하는 방안을 논의한다. Backscatter에 기반한 WPCN에서 유저들은 하이브리드 엑세스 지점으로부터 전송되는 신호와 반송파 송신기로부터 전송되는 반송파 신호로부터 에너지를 수집한 후, 주파수 편이 변조를 이용한 반송파 신호의 반사를 통해 정보를 전송하게 된다. 위의 통신환경에서 energy-free 조건과 신호대 잡음비 outage 영역을 정의한다. 또한 본 논문에서는 에너지 수집과 정보 전송을 위한 최적의 시간 할당 방법을 제안하고, 이를 통해 시스템 전체의 정보전송 효율을 최대화할 수 있는 backscatter 기반의 수집 후 전송 프로토콜을 설계한다. 실험결과를 통해 제안한 backscatter 기법이 종래의 WPCN에 비해 광범위한 서비스 영역과 축소된 신호대 잡음비 outage 영역을 갖는 것을 보였고, 정보전송 효율을 최대화할 수 있음을 보였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.60-64
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• 2016

본 논문에서는 multi-tag를 사용하는 backscatter communication에 MIMO beamforming 기술을 적용하여, 수신신호의 BER과 energy harvesting을 효율을 증대시키고자 한다. multi-tag와 Hybrid-AP(H-AP) 사이의 communication을 통해 기본 채널 정보를 얻었으며, 얻은 채널정보를 이용하여, Spatial Channel Model(SCM)의 전송 시나리오에 맞는 파라미터를 설정하고 SCM 채널을 생성하였다. 그리고 MIMO Beamforming 기술을 이용하여, H-AP는 각 tag에 SINR을 올리기 위한 optimal power를 갖는 신호를 보낸다. tag에서는 optimal power를 갖는 신호를 수신하여 backscatter communication을 수행하고, receiver에서는 multi-tag가 보내는 backscatter 신호를 수신하여 time switching 기법으로 Energy harvesting을 수행한다. 따라서 Receiver에서 energy harvesting 효율과 backscatter 신호의 BER 성능 향상을 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.1164-1170
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• 2020

In this paper, we consider the wireless-powered backscatter communication which consists of a power beacon, a source, a relay, and a destination. For the proposed wireless-powered backscatter communication, the source transmits its signals to both the relay and the destination via a backscattering channel and the relay which has a rechargeable battery performs an energy harvesting as well as an information forwarding based on the time switching relay (TSR) protocol. Based on the decode-and-forward (DF) relay transmission, we investigate performances of the proposed system in terms of outage probability and transmission rate in which the exact performance analysis of outage probability is given. Finally, some numerical examples are given to verify our provided analytical results for different system conditions.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.6-11
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• 2016

본 논문은 무전원의 백스케터 통신이 결합된 RF 에너지 하비스팅 시스템에서 주파수 자원의 효율을 높이기 위한 스펙트럼 센싱 알고리즘을 연구했다. 송신기 측에 스팩트럼 센싱 알고리즘을 이용해서 유휴주파수 대역을 찾고, 찾은 유휴주파수 대역 중에서 페이딩 영향이 적은 채널을 선택한다. 알고리즘을 적용한 송신기는 페이딩의 영향이 적은 신호를 송신하여, 수신측에서 수신신호의 간섭을 완화시키고, 수신신호강도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 백스케터 통신이 결합된 RF 에너지 하비스팅에 스팩트럼 센싱 알고리즘이 적용된 송신기를 사용하고, 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 통해 백스케터 통신의 BER과 수신거리별 수신세기, 그리고 RF 에너지 하비스팅의 성능이 이전보다 향상하는 것을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.7-12
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• 2019

주변 후방산란 통신은 송신 전력효율 문제로 기존 RF통신에서 채널 추정방법인 파일럿(pilot) 신호를 통한 채널 추정기법이 제한된다. 제한된 송신 전력 환경에서 기존 주변 후방산란통신의 연구는 채널 상태로 인한 신호 변동을 고려하지 않은 이상적인 채널로 가정을 하고 연구되어 왔다. 본 논문은 주변 후방산란 통신 시스템에서 정규분포를 따르는 채널 상태인 주변 후방산란 통신 시스템에서 채널 추정 방법으로 블라인드 채널 추정기법 중 하나인 기댓값-최대화 알고리즘을 제안한다. 모의실험은 제안한 시스템 모델에서 기댓값-최대화 알고리즘과 추정값의 최소 분산을 나타내는 Bayesian Cramer-Rao 하한 경계를 이용하여 평균 제곱 오차(Mean Square Error, MSE)값이 하한 경계와 근접해 가는 것을 확인하고, 주변 후방산란 통신 시스템에서 채널 파라미터의 추정이 가능함을 증명한다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제16권4호
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• pp.214-218
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• 2016

In this paper, we present an ambient light backscatter communication design that enables Internet of Things (IoT) devices to communicate through the backscattering ambient light emitted from lighting infrastructure or sunlight. The device can selectively modulate ambient light by switching a liquid crystal display (LCD) shutter located on its surface, so that a nearby smart device, which includes a photodiode or a camera, can demodulate this backscattered light information. To verify the practicality of the proposed concept, we design an IoT device equipped with a commercial LCD shutter and a microcontroller. Our device produces ambient light backscattered data at a speed of 100 bps, and these data are successfully decoded by a commercial photodiode module 10 cm away from the IoT device. We believe that our ambient light backscatter communication design is appropriate for implementation in various IoT applications.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권2호
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• pp.1250-1264
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• 2017

This paper presents the architecture design, implement, experimental validation of a bistatic backscatter wireless communication system in Wi-Fi network. The operating principle is to communicate a tag's data by detecting the power level of the power modulated Wi-Fi packets to be reflected or absorbed by backscatter tag, in interconnecting with Wi-Fi device and Wi-Fi AP. This system is able to provide the identification and sensor data of tag on the internet connectivity without requiring extra device for reading data, because this uses an existing Wi-Fi AP infrastructure. The backscatter tag consists of Wi-Fi energy harvesting part and a backscatter transmitter/a power-detecting receiver part. This tag can operate by harvesting and generating energy from Wi-Fi signal power. Wi-Fi device decodes information of the tag data by recognizing the power level of the backscattered Wi-Fi packets. Wi-Fi device receives the backscattered Wi-Fi packets and generates the tag's data pattern in the time-series of channel state information (CSI) values. We believe that this system can be achieved wireless connectivity for ultra- low-power IoT and wearable device.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.98-102
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• 2017

이 논문에서는 백스케터 통신에 기반한 무선 센서인 보조 사용자의 성능을 향상시키기 위해 인지 무선 기반 백스케터 네트워크를 연구한다. 제안 된 모델에서, 캐리어 이미터를 추가하고 스펙트럼 센싱 정보를 활용하기 위해 이중감쇄를 피하는 것을 고려한다. 기본 채널이 사용 중일 때 보조 사용자는 Hybrid-Access Point(H-AP)와 캐리어 이미터를 통해 채널에서 RF 에너지를 수집 할 수 있다. 채널이 유휴 상태가 되면 보조 사용자는 수확된 에너지를 사용하여 무선 센서를 작동시키고 스펙트럼 센싱 후, 캐리어 이미터를 통해 백스케터 통신을 수행한다. 따라서 우리는 다수의 태그가 존재하는 벡스케터 채널을 deterministic과 멀티소스 요소로 수학적 모델링한다. 제안한 통신 환경에서 WiFi 신호를 활용한 벡스케터 통신의 BER 성능을 보인다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제10권4호
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• pp.212-218
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• 2010

The radar backscatter from various earth surfaces is sensitive to the frequency of the incident wave. This study examined the radar sensitivities for surface parameters such as soil moisture content and surface roughness of both bare and vegetated surfaces at X-band. Because L-band frequencies are often used for sensing the surface parameters, the sensitivities of X-band are also compared with those of the L-band. The sensitivities of the X-band radar backscatter were examined with respect to soil moisture content and surface roughness of rough bare soil surfaces. These sensitivities were also examined using the same parameters for vegetated surfaces for various vegetation densities and incidence angles. Use of the X-band radar for soil moisture detection was as effective as L-band radar for bare soil surfaces. For vegetated surfaces, the soil moisture could be detected using an X-band radar at lower incidence angles, where the upper limit of the incidence angles was dependent on vegetation density.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.81-86
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• 2020

주변 후방산란 통신 (Ambient Backsactter Communication, AmBC)은 주변의 RF 신호를 활용해 데이터를 전송하기 때문에 송신 전력이 제한되는 단점을 가지고 있다. 이를 위해, 송수신기 간 전송 효율을 높이 위한 방법으로 수신단에서 채널 상태를 추정할 수 있는 채널 추정기가 필요하다. 본 논문에서는 주변 후방산란 통신에서 기댓값-최대화 알고리즘(Expectation-Maximization Algorithm, EM algorithm) 기반의 채널 추정기의 성능 개선을 위해 K-means 알고리즘 도입 방안을 고려하였다. 모의실험은 제안한 채널 추정기의 성능 확인을 위해 성능 지표로 평균 제곱 오차 (Mean Square Error, MSE)를 사용한다. 모의실험을 통해 K-means을 통한 초깃값 설정 시, 기존 EM 알고리즘을 통한 채널 추정 방식 대비 개선된 성능을 보인다.