• KIEE International Transactions on Power Engineering
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• 제4A권4호
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• pp.227-235
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• 2004

This paper presents a new theoretical approach to energy-based power system analysis for multibus power transmission systems. On the basis of mechanical analogy, an exact energy integral expression is derived for lossy multi-bus systems through rigorous energy analysis. A simple rigid rod model of mechanical power transfer system is introduced to address the physical meanings of potential energy terms associated with transfer conductances as well as transfer susceptances. Finally, energy-based analysis has been proposed to show that the energy function has all information of the power system characteristics.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제19권2호
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• pp.67-72
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• 2021

Wireless sensor networks (WSNs) require an enormous number of sensor nodes (SNs) to maintain processing, sensing, and communication capabilities for monitoring targeted sensing regions. SNs are generally operated by batteries and have a significantly restricted energy consumption; therefore, it is necessary to discover optimization techniques to enhance network lifetime by saving energy. The principal focus is on reducing the energy consumption of packet sharing (transmission and receiving) and improving the network lifespan. To achieve this objective, this paper presents a novel improved energy-efficient cluster-based routing protocol (IECRP) that aims to accomplish this by decreasing the energy consumption in data forwarding and receiving using a clustering technique. Doing so, we successfully increase node energy and network lifetime. In order to confirm the improvement of our algorithm, a simulation is done using matlab, in which analysis and simulation results show that the performance of the proposed algorithm is better than that of two well-known recent benchmarks.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제22권1호
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• pp.1-6
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• 2024

Energy efficiency in wireless sensor networks (WSNs) is a critical issue because batteries are used for operation and communication. In terms of scalability, energy efficiency, data integration, and resilience, WSN-cluster-based routing algorithms often outperform routing algorithms without clustering. Low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH) is a cluster-based routing protocol with a high transmission efficiency to the base station. In this paper, we propose an energy consumption model for LEACH and compare it with the existing LEACH, advanced LEACH (ALEACH), and power-efficient gathering in sensor information systems (PEGASIS) algorithms in terms of network lifetime. The energy consumption model comprises energy-sensitive cluster formation and a cluster head selection technique. The setup and steady-state phases of the proposed model are discussed based on the cluster head selection. The simulation results demonstrated that a low-energy-consumption network was introduced, modeled, and validated for LEACH.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권5호
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• pp.433-440
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• 2010

무선 센서 네트워크에서 에너지 효율성, 전송 지연 그리고 확장성은 중요한 요구사항이며, 특히 다수의 노드로 구성된 무선 센서 네트워크의 경우 네트워크 라이프타임 연장을 위해 제한된 배터리 전력 내에서 각 노드의 에너지 소비를 최소화 시켜야한다. 또한 전송률을 향상시키기 위해서는 각 센서 노드의 에너지 소비를 최소화하기 위한 효율적인 알고리즘과 에너지 관리 기술이 요구된다. 본 논문은 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 데이터 전송을 위해 경로의 겹침이 없는 다중경로 프로토콜을 제안한다. 제안한 방법은 다중경로를 검색하고 라우팅 테이블에 다중경로를 추가시켜 센서 데이터 전송의 감소를 통해 네트워크 오버헤드를 최소화 시킨다. 제안한 라우팅 프로토콜은 각 노드의 에너지 소비를 최소화하고, 싱크 노드가 수신 강도 범위 내, 외부에 위치하더라도 센서 네트워크의 생명주기를 연장할 수 있다. 실제 데이터를 이용하여 현실 모델에 맞게 센서 네트워크를 구축하고 제안 기법의 타당성을 검증하며, 전체 에너지의 소비량을 평가한다.

• Carbon letters
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• 제28권
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• pp.72-80
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• 2018

In this study, an empirical relationship between the energy band gap of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and synthesis parameters in a chemical vapor deposition (CVD) reactor using factorial design of experiment was established. A bimetallic (Fe-Ni) catalyst supported on $CaCO_3$ was synthesized via wet impregnation technique and used for MWCNT growth. The effects of synthesis parameters such as temperature, time, acetylene flow rate, and argon carrier gas flow rate on the MWCNTs energy gap, yield, and aspect ratio were investigated. The as-prepared supported bimetallic catalyst and the MWCNTs were characterized for their morphologies, microstructures, elemental composition, thermal profiles and surface areas by high-resolution scanning electron microscope, high resolution transmission electron microscope, energy dispersive X-ray spectroscopy, thermal gravimetry analysis and Brunauer-Emmett-Teller. A regression model was developed to establish the relationship between band gap energy, MWCNTs yield and aspect ratio. The results revealed that the optimum conditions to obtain high yield and quality MWCNTs of 159.9% were: temperature ($700^{\circ}C$), time (55 min), argon flow rate ($230.37mL\;min^{-1}$) and acetylene flow rate ($150mL\;min^{-1}$) respectively. The developed regression models demonstrated that the estimated values for the three response variables; energy gap, yield and aspect ratio, were 0.246 eV, 557.64 and 0.82. The regression models showed that the energy band gap, yield, and aspect ratio of the MWCNTs were largely influenced by the synthesis parameters and can be controlled in a CVD reactor.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권3호
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• pp.847-858
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• 2015

Control strategy and corresponding parameters have significant impacts on the overall technical and economic characteristics of composite energy storage systems (CESS). A better control strategy and optimized control parameters can be used to improve the economic and technical characteristics of CESS, and determine the maximum power and stored energy capacity of CESS. A novel coordinated control strategy is proposed considering the coordination of various energy storage systems in CESS. To describe the degree of coordination, a new index, i.e. state of charge coordinated response margin of supercapacitor energy storage system, is presented. Based on the proposed control strategy and index, an optimization model was formulated to minimize the total equivalent cost in a given period for two purposes. The one is to obtain optimal control parameters of an existing CESS, and the other is to obtain the integrated optimal results of control parameters, maximum power and stored energy capacity for CESS in a given period. Case studies indicate that the developed index, control strategy and optimization model can be extensively applied to optimize the economic and technical characteristics of CESS. In addition, impacts of control parameters are discussed in detail.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권11B호
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• pp.1200-1206
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• 2009

본 논문에서는 유비쿼터스 센서네트워크(USN, Ubiquitous Sensor Network) 환경을 위한 에너지 효율적 상황인 식 매체접근제어(MAC, Medium Access Control) 프로토콜을 제안한다. 제안한 CASMAC(Context Aware Sensor MAC)은 상황정보를 이용하여 에너지 효율적으로 동작한다. CASMAC의 동작원리는 사전에 예측 가능한 상황을 시나리오로 작성하여 설정한 상황정보를 서버에 저장하며, 특정 센서 노드에서 이벤트가 발생할 경우, 그 이후부터 3회의 샘플 데이터를 서버로 전송한다. 서버는 전송 받은 샘플 데이터를 기 설정된 상황정보에 따라 처리한다. 만약 샘플 데이터가 이벤트로 처리되면, 서버는 해당 노드로 지속적인 데이터 전송 요청 신호를 보내 데이터를 전송 받고, 데이터 전송을 더이상 원하지 않으면 데이터 전송 중지 요청 신호를 보낸다. 또한 이벤트가 아니라고 처리할 경우에는, 무응답을 통해 샘플 데이터를 무효 처리한다. CASMAC의 성능 분석을 위해, 에너지 소모 테이블을 작성하여 에너지 소모 모델을 도출하였고, 모의 실험을 수행하였다. 그 결과 SMAC 대비 약 5.7 퍼센트의 에너지 소모 감소를 통한 성능 개선 효과를 얻었다.

• 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.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.1-7
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• 2022

무선 인체 영역 네트워크(WBAN)와 바이오센서를 활용하는 IoT기술은 자원을 최소화 하고 환자를 모니터링 하는 보건산업에서 중요한 분야이다. IoT와 WBAN을 보다 효율적으로 통합하기 위해서는 WBAN의 제한된 자원 센서노드와 효율적인 데이터 전송을 위한 신속 정확한 라우팅을 구성하는 협력 프로토콜이 필요하다. 본 논문은 중복 데이터 전송감지, 제한된 네트워크 센서의 수명연장 문제를 해결하기 위해 에너지 효율적이고 협력이 가능한 링크 에너지 효율적인 라우팅 전략(LEERS)을 제안한다. 제안된 기법은 잔류에너지 싱크쪽으로 가는 홉수 노드 혼잡 수준 및 대역폭과 효율적인 매개변수를 고려한다. 또한 노드의 경로비용함수를 결정하고 효과적인 멀티홉 라우팅을 제공함으로서 잔류에너지와 처리량 측면에서 효율성이 향상됨을 보인다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제8권2호
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• pp.223-227
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• 2010

In this paper, we present a QoS-aware MAC protocol (QA-MAC) for cluster based wireless sensor networks (WSNs). QA-MAC is a TDMA-based scheduling protocol that minimizes the energy consumption in multi-hop WSNs and provides Quality of Service (QoS). A dynamic scheduling algorithm according to the number of member nodes, node traffics, and traffic priorities is suggested. The selected cluster head allocates time slots for all member nodes in the first TDMA schedule period of each round. During the second schedule period in each round, the cluster head makes a schedule for all data transmission. The proposed QA-MAC (QoS-Aware MAC) could save energy, reduce transmission delay, and support QoS.