• 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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.839-842
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• 2011

최근 무선 센서노드의 에너지 제약을 해결하기 위해 에너지 하비스팅 기반 무선 센서 네트워크에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 에너지 하비스팅 기반 무선 센서 네트워크는 태양열, 풍력, 지력 에너지 등의 환경 에너지를 센서 노드의 전력으로 사용하여 노드의 생존 시간을 향상시키는 기술이다. 이러한 에너지 하비스팅 환경에서 기존의 에너지가 제약된 환경을 배경으로 개발된 라우팅 프로토콜을 사용할 경우, 하비스팅 장치로부터 축적되는 에너지가 경로 설정 시 반영되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 분산되지 않은 경로들은 네트워크의 수명을 단축하게 된다. 따라서 본 논문에서는 각 노드간의 경로를 분산시키는 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이터를 통해 제안하는 알고리즘을 사용했을 경우 노드의 경로가 다양하게 반영되는 것을 보여주었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권9호
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• pp.896-902
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• 2012

For most applications of the vibration energy harvesting technology as in wireless sensor networks for smart buildings and plants, the evaluation of DC output performance of vibration energy harvesters is typically required. However, there is no dedicated algorithm for the evaluation. The lack of a dedicated algorithm results from difficulties in the direct incorporation of nonlinear rectifying and regulating circuitry into finite element models of piezoelectric vibration energy harvesters. In this study, we develop a dedicated algorithm and present software based on it for the evaluation of not only AC but also DC electrical quantities. Here, an equivalent electrical circuit model is employed. The COMSOL multiphysics simulation tool is adopted for extracting equivalent electrical circuit parameters of a piezoelectric vibration energy harvester and MATLAB is used to make a graphical user interface. The AC voltage and power outputs calculated by the proposed algorithm under various conditions are compared with those by a traditional finite element analysis. The DC output voltage and power through a rectifier are obtained for varying values of smoothing capacitance and external resistance.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제10권2호
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• pp.7-12
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• 2018

The spread of IoT (Internet of Things) technology that connects objects based on wired / wireless networks is accelerating, and IoT-based smart home technology that constitutes a super connected network connecting sensors and home appliances existing inside and outside the home is getting popular. In addition, demand for alternative energy technologies such as photovoltaic power generation is rapidly increasing due to rapid increase of consumption of energy resources. Recently, small solar power systems for general households as well as large solar power systems for installation in large buildings are being introduced, but they are effectively implemented due to limitations of small solar panels and lack of power management technology. In this paper, we have studied smart home structure and IoT / IoL device discovery algorithm for energy harvesting system based on photovoltaic power generation, It is possible to construct an efficient smart home system for device control.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권6호
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• pp.2709-2734
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• 2020

The growing demand to make wireless data services 5G compatible has necessitated the development of an energy-efficient approach for an effective new wireless environment. In this paper, we first propose a cognitive sensor node (CSN) based game theory for deriving energy via a primary user-transmitted radio frequency signal. Cognitive users' time was segmented into three phases based on a time switching protocol: energy harvest, spectrum sensing and data transmission. The proposed model chooses the optimal energy-harvesting phase as the effected factor. We further propose a distributed energy-harvesting model as a utility function via pricing techniques. The model is a non-cooperative game where players can increase their net benefit in a selfish manner. Here, the price is described as a function pertaining to transmit power, which proves that the proposed energy harvest game includes Nash Equilibrium and is also unique. The best response algorithm is used to achieve the green connection between players. As a result, the results obtained from the proposed model and algorithm show the advantages as well as the effectiveness of the proposed study. Moreover, energy consumption was reduced significantly (12%) compared to the benchmark algorithm because the proposed algorithm succeeded in delivering energy in micro which is much better compared to previous studies. Considering the reduction and improvement in power consumption, we could say the proposed model is suitable for the next wireless environment represented in 5G.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.55-59
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• 2016

기존 무선에너지 하비스팅시스템에서 유저는 하나의 Hybirid-AP (H-AP)로부터 에너지와 정보를 동시에 받았다. 하지만 무선에너지 하비스팅은 거리가 멀수록 감쇄가 심하기 때문에 H-AP에서 거리가 먼 유저들은 낮은 하비스팅 효율 가진다 (이중 근거리/원거리 문제). 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문은 Power beacon (PB)을 통해 유저에게 별도의 파워를 공급하는 비결합 무선에너지 하비스팅 네트워크를 시스템 모델로 사용하였다. 이 논문의 주된 목적은 다양한 제약 조건과 Quality of service (QoS), 그리고 Quality of harvested power (QoP)를 만족하면서 목적 함수인 Energy efficiency (EE)를 최대화 하는 것이다. 제안된 시스템은 라그랑지안 쌍대 분해법 이론을 기반으로 EE 최대화를 위한 최적의 시간 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘을 통해 프레임 분해 요소, H-AP의 송신파워, 그리고 PB의 송신파워의 최적 값과 EE의 최대값을 구할 수 있다. 모의 실험 결과는 제안된 알고리즘으로 파라미터가 최적 값으로 빠르게 수렴하고 제안된 모델의 성능이 기존의 시스템 모델보다 우수하다는 것을 증명한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권1호
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• pp.319-333
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• 2022

In order to enhance system energy efficiency, bidirectional link resource allocation strategy in GFDM-based multiuser SWIPT systems is proposed. In the downlink channel, each SWIPT user applies power splitting (PS) receiver structure in information decoding (ID) and non-linear energy harvesting (EH). In the uplink channel, information transmission power is originated from the harvested energy. An optimization problem is constructed to maximize weighted sum ID achievable rates in the downlink and uplink channels via bidirectional link power allocation as well as subcarriers and subsymbols scheduling. To solve this non-convex optimization problem, Lagrange duality method, sub-gradient-based method and greedy algorithm are adopted respectively. Simulation results show that the proposed strategy is superior to the fixed subcarrier scheme regardless of the weighting coefficients. It is superior to the heuristic algorithm in larger weighting coefficients scenario.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권2호
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• pp.140-150
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• 2012

In this paper, we investigate the optimal packet scheduling problem in a two-user multiple access communication system, where the transmitters are able to harvest energy from the nature. Under a deterministic system setting, we assume that the energy harvesting times and harvested energy amounts are known before the transmission starts. For the packet arrivals, we assume that packets have already arrived and are ready to be transmitted at the transmitter before the transmission starts. Our goal is to minimize the time by which all packets from both users are delivered to the destination through controlling the transmission powers and transmission rates of both users. We first develop a generalized iterative backward waterfilling algorithm to characterize the maximum departure region of the transmitters for any given deadline T. Then, based on the sequence of maximum departure regions at energy arrival instants, we decompose the transmission completion time minimization problem into convex optimization problems and solve the overall problem efficiently.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.141-145
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• 2017

스펙트럼 센싱은 인지무선 (cognitive radio) 시스템을 동작시키기 위한 주요한 기법이며 인지무선 시스템을 통해 최근 주목받고 있는 무선에너지하비스팅 시스템에 에너지 하비스팅 효율을 개선할 수 있다. 최근 스펙트럼 센싱을 위한 다양한 기술이 연구되었는데, 그 중에서 가장 널리 쓰이고 있는 에너지 검출 (energy detection) 기술이 있다. 그러나 2차 유저 (secondary user; SU) 가 주파수 페이딩 (frequency fading) 및 쉐도잉 (shadowing)에 의해 영향을 받을 수 있기 때문에, 에너지 검출은 실제 무선 통신에서 숨겨진 단말기 문제 (hidden terminal problem)를 갖는다. 협력 스펙트럼 센싱 (cooperative spectrum sensing)은 SU의 공간적 다양성을 이용하여 이 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 다중 보조를 처리하여 데이터를 증가시키는 문제가 있기 때문에 우리는 적응형 스펙트럼 센싱 알고리즘을 사용하는 시스템 모델을 제안하고 성능을 시뮬레이션 한다. 이 알고리즘은 기본 사용자 (primary user; PU)의 수신 신호의 신호 대 잡음비 (signal to Noise Ratio; SNR)에 따라 단일 에너지 검출과 협동 에너지 사이의 감지 방법을 선택하는 방법을 이용한다. 시뮬레이션 결과를 통해 적응형 스펙트럼 센싱이 인지무선 시스템에서 더 효율적이라는 것을 확인한다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1998년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.481-486
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• 1998