• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권12호
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• pp.5614-5633
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• 2018

Mobile Edge Computing (MEC) and Wireless Power Transfer (WPT) are both recognized as promising techniques, one is for solving the resource insufficient of mobile devices and the other is for powering the mobile device. Naturally, by integrating the two techniques, task will be capable of being executed by the harvested energy which makes it possible that less intrinsic energy consumption for task execution. However, this innovative integration is facing several challenges inevitably. In this paper, we aim at prolonging the battery life of mobile device for which we need to maximize the harvested energy and minimize the consumed energy simultaneously, which is formulated as residual energy maximization (REM) problem where the offloading ratio, energy harvesting time, CPU frequency and transmission power of mobile device are all considered as key factors. To this end, we jointly optimize the offloading ratio, energy harvesting time, CPU frequency and transmission power of mobile device to solve the REM problem. Furthermore, we propose an efficient convex optimization and sequential unconstrained minimization technique based combining method to solve the formulated multi-constrained nonlinear optimization problem. The result shows that our joint optimization outperforms the single optimization on REM problem. Besides, the proposed algorithm is more efficiency.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.854-857
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• 2015

반도체 기술의 발전으로 시스템-온-칩(SoC : System-on-Chip) 내에 집적되는 소자의 수가 기하급수적으로 증가함에 따라 에너지 감소 기술은 매우 중요한 과제가 되었다. 다양한 저전력 기술 중에서도 동적 전압 주파수 스케일링(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)은 가장 대표적인 저전력 기술 중 하나이다. 올바른 DVFS의 구현을 위해서는 복잡한 DC-DC 변환기와 PLL이 필요로 하게 되며, 이런 특성을 정확하게 이해하고 그로 인해 발생하는 오버헤드(overhead)를 반드시 고려해야 한다. 본 논문에서는 MPSoC에서 변환 오버헤드를 최소화하는 전압 선택 알고리즘을 제안한다. 실험을 통해 제안하는 방법은 성능을 유지한 채 에너지 소모 및 변환 오버헤드 감소를 보여준다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.526-529
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• 2015

스마트폰 산업이 발전하면서 내부 하드웨어 장치들이 고사양의 장치가 되었고 이전 보다 많은 전력소비를 요구 한다. 그러므로 고용량의 배터리가 필요 하지만 스마트폰의 소형화로 인해 부피가 큰 배터리를 탑재하는 것에 한계가 있다. 리눅스 커널은 이러한 한계점을 소프트웨어 기술로 보완하기 위해 DVFS Mechanism을 제공 한다. DVFS는 동적으로 CPU의 동작주파수를 조정 하여 CPU의 전력소비를 줄이는 Mechanism이다. DVFS에서 기본정책인 ondemand는 up_threshold를 넘을 때 마다 최대 동작주파수를 적용 하여 상당 시간 유지되므로 CPU 자원의 낭비를 초래 한다. 본 논문에서는 이러한 점에 착안하여 계속해서 현재 동작주파수 대비 높은 CPU 이용률을 유지함으로써 CPU자원의 낭비를 막고 에너지를 절약 하는 기법을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권11호
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• pp.5343-5364
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• 2016

Considering the tradeoff between energy consumption and outage behavior in buffer-aided relay selection, a novel energy-efficient buffer-aided optimal relay selection scheme with power adaptation and Inter-Relay Interference (IRI) cancellation is proposed. In the proposed scheme, energy consumption minimization is the objective with the consideration of relay buffer state, outage probability and relay power control, in order to eliminate IRI. The proposed scheme selects a pair of optimal relays from multiple candidate relays, denoted as optimal receive relay and optimal transmit relay respectively. Source-relay and relay-destination communications can be performed within a time-slot, which performs as Full-Duplex (FD) relaying. Markov chain model is applied to analyze the evolution of relay buffer states. System steady state outage probability and achievable diversity order are derived respectively. In addition, packet transmission delay and power reduction performance are investigated with a specific analysis. Numerical results show that the proposed scheme outperforms other relay selection schemes in terms of outage behavior with power adaptation and IRI cancellation in the same relay number and buffer size scenario. Compared with Buffer State relay selection method, the proposed scheme reduces transmission delay significantly with the same amount of relays. Average transmit power reduction can be implemented to relays with the increasing of relay number and buffer size, which realizes the tradeoff between energy-efficiency, outage behavior and delay performance in green cooperative communications.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권10A호
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• pp.823-829
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• 2011

최근 무선 인체 네트워크 (WBAN)는 유비쿼터스 헬스케어 시스템에의 활용으로 주목 받고 있다. WBAN에서는 인체에 부착 되거나 이식되는 센서 노드와 PDA와 같은 휴대용 개인 베이스 스테이션 (BS)의 에너지 제약이 있고, 이 장치들의 제한된 계산 능력과 메모리 때문에 노드들이 수행하는 계산의 복잡도를 최대한 줄여야만 한다. 또한 생체 신호를 다루기 때문에 신뢰성 있는 데이터 전송이 필수적이다. 본 논문에서는 네트워크 코딩 오버헤드를 줄이고 에너지 효율을 높이기 위해 WBAN을 위한 시스테매틱 (systematic) 네트워크 코딩 기법을 제안한다. 제안하는 시스템을 마코프 체인 (Markov chain)을 이용해 모델링 하고 모든 노드가 BS로의 데이터 패킷 전송을 완료하는데 까지 소모되는 에너지를 최소화 하는 것을 최적화 문제로 정의 하였다. 다양한 환경에서 시뮬레이션을 수행 한 결과 기존의 전송 방법과 비교 했을 때 에너지 효율을 얻는 것을 보였다. 또한 기존의 WBAN에서의 네트워크 코딩의 디코딩 과정 보다 계산 복잡도가 낮아 네트워크 코딩으로 인한 계산 오버헤드를 줄였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권4호
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• pp.353-358
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• 2015

Energy consumption reduction has become an important key word in manufacturing that can be achieved through the efficient and optimal use of raw materials and natural resources, and minimization of the harmful effects on nature or human society. The successful implementation of this concept can only be possible by considering a product's entire life cycle and even its disposal from the early design stage. To accomplish this idea with milling, minimum quantity lubrication (MQL) strategies and cutting conditions are analyzed through process modeling and experiments. In this study, a model to predict the cutting energy in the milling process is used to find the cutting conditions, which minimize the cutting energy through a Kriging meta-modeling process. The MQL scheme is developed first to reduce the amount of cutting oil and costs used in the cutting process, which is then employed for the entire modeling and experiments.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.316-321
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• 2012

본 논문은 셀룰러 시스템에서 에너지 효율적인 마이크로 기지국 배치 방안에 관한 것이다. 먼저 기지국 배치는 영역에 대한 고려가 필요하기 때문에 공간 스펙트럼 효율(ASE)을 제한조건으로 하여, 제한조건을 만족하면서 에너지 사용을 최소로 하는 최적화 문제를 제시한다. 최적화 문제의 계산 복잡도를 감소시키기 위하여 마이크로 기지국 배치에 따른 기지국 서비스 영역과 ASE간의 관계를 기반으로 하는 마이크로 기지국 배치 방안을 제안한다. 모의실험을 통하여 제한된 알고리즘이 일정 범위 안에서 최적해의 성능을 만족시킴을 보인다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.258-263
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• 2011

본 논문에서는 추적식 태양광 발전 시스템을 위한 고품위 축전지 충방전 컨트롤러를 설계하였다. 제안하는 컨트롤러는 태양광 발전시스템에 일반적으로 사용하는 납산축전지(연축전지)뿐만 아니라 향후 개발되어 신 재생에너지 발전 시스템에 사용될 다양한 배터리를 충전하는데 적합하도록 미세 전류조절기능을 갖춘 새로운 기능을 갖는 컨트롤러이다. 사용자 편의성을 높이기 위하여 LCD 표시기의 기능을 보강하였으며 CAD를 이용한 최적설계를 통하여 대기 전력의 최소화를 구현하였다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제6권2호
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• pp.49-55
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• 2018

Recently solar cell industry needs the optimal design of Czochralski process for low cost high quality silicon mono crystalline ingot. Because market needs both high efficient solar cell and similar cost with multi-crystalline Si ingot. For cost reduction in Czochralski process, first of all energy reduction should be completed because Czochralski process is high energy consumption process. For this purpose we studied optimal water-cooling tube design and simultaneously we also check the quality of ingot with Von mises stress and V(pull speed of ingot)/G(temperature gradient to the crystallization) values. At this research we used $CG-Sim^{(R)}$ S/W package and finally we got improved water-cooling tube design than normally used process in present industry. The optimal water-cooling tube length should be 200mm. The result will be adopted at real industry.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권3호
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• pp.1123-1140
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• 2019

Many Internet of Things (IoT) applications involving bursty traffic have emerged recently with event detection. A power management scheme qualified for uplink bursty traffic (PM-UBT) is proposed by distinguishing between bursty and general uplink traffic patterns in the IEEE 802.11 standard to balance energy consumption and uplink latency, especially for stations with limited power and constrained buffer size. The proposed PM-UBT allows a station to transmit an uplink bursty frame immediately regardless of the state. Only when the sleep timer expires can the station send uplink general traffic and receive all downlink frames from the access point. The optimization problem (OP) for PM-UBT is power consumption minimization under a constrained buffer size at the station. This OP can be solved effectively by the bisection method, which demonstrates a performance similar to that of exhaustive search but with less computational complexity. Simulation results show that when the frame arrival rate in a station is between 5 and 100 frame/second, PM-UBT can save approximately 5 mW to 30 mW of power compared with an existing power management scheme. Therefore, the proposed power management strategy can be used efficiently for delay-intolerant uplink traffic in event-driven IoT applications, such as health status monitoring and environmental surveillance.