본 논문은 다중안테나를 구비한 전송단과 수신단의 활성화된 안테나 개수를 조절하여 통신 시스템의 소비전력을 최소화함으로써 동작시간을 최대화하는 전력절감 MAC 기법에 관한 것이다. 제안기법은 전력절감을 목적으로 다중안테나 시스템의 전송 방식인 멀티플렉싱 기법과 다이버시티 기법을 채널 상황에 따라 선택한다. 이러한 다중안테나 전력절감을 위한 MAC 기법은 무선단말에서 소모하는 전력을 고려한다. 이때 전송전력 뿐 아니라 활성화된 안테나 개수와 비례하는 회로 소모 에너지를 고려하기 때문에 성능분석 결과, 기존의 용량증대 접근 방법과는 다른 다중안테나 방안을 선택한다. 따라서 제안하는 다중안테나 전력절감 방식은 무선단말의 소비에너지 면에서 성능 향상을 보인다.
본 논문에서는 광 버스트 스위칭 네트워크에서 서비스 차별화를 제공하고 파장의 보다 효율적인 활용성을 제공하는 공유(sharing) 기반의 허락 제어(admission control) 방식을 제안한다. 제안하는 공유 기반의 허락 제어 방식은 광 버스트 스위치의 출력링크 파장 중 일부를 다수의 클래스가 공유하여 사용하고 나머지는 가장 높은 클래스가 전용하게 함으로서 서비스 차별화를 제공함과 동시에 공유를 통한 파장의 효율성을 도모한다. 제안하는 공유기반의 허락 제어 방식에 대한 서비스 차별화 기능 및 공유파장의 수와 스루풋(throughput)간의 관계를 도출하기 위하여 마코흐(Markov) 기반의 분석모델을 적용하고 산술적 분석을 시행한다. 분석을 통해 낮은 클래스의 트래픽 성능은 높은 클래스나 낮은 클래스가 균등하게 입력되는 경우와 낮은 클래스의 입력률이 낮은 경우에는 공유파장의 수가 많을수록 개선되지만 낮은 클래스의 입력률이 특정 임계치를 초과하게 되면 공유 파장의 효과는 다소 감소되는 것을 보인다.
본 논문에서는 사용 가능한 최대 송신 전력과 만족해야 하는 최소 전송률에 대한 제한 조건 아래에서, maximal ratio transmission (MRT) 기법 사용 시 다중 사용자 다중 안테나 하향링크 시스템의 에너지 효율을 최대화하는 최적의 안테나 수와 송신 전력을 찾는 알고리즘을 제시한다. 순시 채널에 대한 최적화 문제는 직접 풀기 어려우므로 단말 간 채널의 독립성, 평균 채널 이득, 평균 path loss를 이용하여 근사한다. 근사된 에너지 효율에 대한 최적화 문제는 두 개의 변수를 동시에 고려해야 하는 2차원 최적화 문제가 된다. 우리는 이러한 2차원 최적화 문제를 라그랑지 승수법과 제안하는 알고리즘을 통하여 최적의 안테나 수와 송신 전력을 구한다. 실험을 통해, 제안하는 알고리즘으로 구한 최적의 송신 안테나 수와 송신 전력이 exhaustive search로 찾은 값과 근사함을 확인한다.
A hybrid electric vehicle (HEV) powertrain has more than one energy source including a high-voltage electric battery. However, for a high voltage electric battery, the average current is relatively low for a given power level. Introduced to increase the voltage of a HEV battery, a compact, high-efficiency boost converter, sometimes called a step-up converter, is a dc-dc converter with an output voltage greater than its input voltage. The inductor occupies more than 30% of the total converter volume making it difficult to get high power density. The inductor should have the characteristics of good thermal stability, low weight, low losses and low EMI. In this paper, Mega Flux® was selected as the core material among potential core candidates. Different structured inductors with Mega Flux® were fabricated to compare the performance between the conventional air cooled and proposed potting structure. The proposed inductor has reduced the weight by 75% from 8.8kg to 2.18kg and the power density was increased from 15.6W/cc to 56.4W/cc compared with conventional inductor. To optimize the performance of proposed inductor, the potting materials with various thermal conductivities were investigated. Silicone with alumina was chosen as potting materials due to the high thermo-stable properties. The proposed inductors used potting material with thermal conductivities of 0.7W/m·K, 1.0W/m·K and 1.6W/m·K to analyze the thermal performance. Simulations of the proposed inductor were fulfilled in terms of magnetic flux saturation, leakage flux and temperature rise. The temperature rise and power efficiency were measured with the 40kW boost converter. Experimental results show that the proposed inductor reached the temperature saturation of 107℃ in 20 minutes. On the other hand, the temperature of conventional inductor rose by 138℃ without saturation. And the effect of thermal conductivity was verified as the highest thermal conductivity of potting materials leads to the lowest temperature saturations.
본 연구에서는 방사적 측정방식과 비방사적 측정방식을 사용하여 국내공항의 상대적 효율성을 분석하였다. 이를 바탕으로 효율성 개선을 위해 비효율을 유발시키는 잔여부문을 분석하였으며, 효율적인 준거대상과의 비교를 통해 개선 방안을 제시하였다. 15개의 국내공항 중 14개의 공항을 분석대상으로 2004년에서 2011년까지의 8개년의 자료를 바탕으로 분석하였으며, 투입요소로는 활주로 길이, 종업원 수, 터미널 규모를 사용하였고, 산출요소로는 여객 수, 화물량, 비행편 수를 사용하였다. 분석결과 국내공항의 효율성은 대부분이 하락하는 추세였으며, 효율적인 공항과 비효율적인 공항의 격차가 매년 증가하고 있는 것으로 나타났다. 또한 대부분의 국내공항들이 수요대비 거대한 규모로 운영되는 점이 비효율성을 증가 시키는 주요원인이었다.
본 논문에서 모바일 기기에 적용하는 DCM DC-DC 벅 변환기를 설계하였다. 이 변환기는 안정된 동작을 위한 보상기, PWM 로직과 파워 스위치로 구성되어 있다. 작은 하드웨어 폼-팩터를 얻기 위하여 칩 외부에서 사용하는 소자의 갯수를 최소화하여야 하며 이는 효율적인 주파수 보상과 디지털 스타트-업 회로로 구현하였다. 매우 작은 부하 전류에서 효율의 감소를 막기 위하여 버스트-모드 동작도 구현하였다. DCM 벅 변환기는 0.18um BCDMOS 공정으로 제작되었다. 2.8~5V의 입력 전압 범위에 대하여 출력 전압 값은 외부 저항 소자를 사용하여 1.8V로 프로그램 되었다. 1MHz의 스위칭 주파수 및 100mA의 부하 전류에서 측정된 최대 효율은 92.6%이다.
본 논문에서는 다중 사용자 다중 안테나 하향링크 시스템에서 maximal ratio transmission (MRT) 기법 사용 시, 에너지 효율을 최대화하는 최적의 송신 안테나 수에 대해 알아본다. Full channel state information at the transmitter (CSIT) 환경에서 평균 채널 이득, 각 단말 간 채널 독립성, 평균 path loss를 사용하여 최적화 식을 근사하고 편미분을 이용하여 closed form으로 최적의 송신 안테나 수를 구한다. 또한 limited feedback 환경에서는 동일한 방법으로 근사한 목적함수에 대하여 bisection method를 이용하여 최적의 송신 안테나 수를 찾는다. 모의실험 결과를 통해, 구해진 최적의 송신안테나 수가 exhaustive search로 찾은 최적의 송신안테나 수에 비해 오차가 크지 않음을 확인하고, 단말의 피드백 비트 수가 최적의 송신 안테나 수에 미치는 영향을 분석한다.
본 논문에서는 스마트 공장에서 의사결정 모델을 이용한 순차 마이닝 기반 제조공정을 제안한다. 제안하는 모델은 소규모의 제조공정에서 순차 마이닝 의사결정 모델을 적용하여 제조 효율을 높이는 방법이다. 제조 단계 중 제품 제조 과정에서 나타나는 데이터를 입력 변수들로 구성하고, 시간당 제조량과 불량률을 출력 변수로 구성한다. t-검정을 통해 유의수준이 높은 변수만을 사용하여 GSP 알고리즘과 REPTree 알고리즘을 이용한 규칙과 모델을 생성한다. 의미있는 순차 규칙과 의사결정 모델은 정확도, 민감도, 특이성, 예측도를 통해 유의미함을 확인한다. 결과적으로, 실제 제조에 적용한 결과 불량률은 0.38%가 개선되었고, 시간당 제조량은 평균 1.89/h 증가되었다. 이는 소규모 제조 공정에서 데이터 마이닝 분석을 통한 제조 효율을 높이기 위한 의미있는 결과를 나타낸다.
본 논문에서는 네온 변압기의 효율을 높이기 위하여 주 자속과 누설 자속의 흐름을 분석하고, 이에 따른 압연 방향과 주 자속과의 방향을 최대한 일치 시켜서 자속에 의한 손실을 최소화 하고 역율을 향상시킨 고효율의 네온관용 변압기를 제시 하였다. 그리고 정격 부하시, 단락시 및 무부하시의 각각의 자속 분포를 해석하고 이를 응용하여 부하측 이상 발생시 즉시 전원이 차단될 수 있는 전자식 차단 장치를 개발부착 하였다. 즉 네온관의 파손이나 누전으로 인한 화재나 인체 감전의 위험을 사전에 방지 할 수 있는 전자식 보호 기능을 내장한 자체 진단형의 무방향성 코어의 압연 방향성을 고려한 고효율의 네온관용 변압기를 구현하였다.
본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 제안된 회로는 AC-DC 변환기와 DC-DC 부스트 변환기로 구성된다. AC-DC 변환기는 진동소자(PZT)에서 출력되는 AC 신호를 DC 신호로 변환해주는 역할을 하며, DC-DC 부스트 변환기는 AC-DC 변환기에서 출력된 신호를 원하는 값으로 승압 및 안정화 시키는 역할을 한다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어 회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 사용한 구조를 이용하였다. 또한 진동소자로부터 최대전력을 수확하기 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 기능을 적용하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $530um{\times}325um$이다. 설계된 회로의 성능을 검증한 결과 AC-DC 변환기와 DC-DC 부스트 변환기의 최대 효율은 각각 97.7%와 89.2%이며, 전체회로의 최대 효율은 87.2%이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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