• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.340-350
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• 2016

The performance of large-scale cognitive radio (CR) networks with secondary users sustained by opportunistically harvesting radio-frequency (RF) energy from nearby primary transmissions is investigated. Using an advanced RF energy harvester, a secondary user is assumed to be able to collect ambient primary RF energy as long as it lies inside the harvesting zone of an active primary transmitter (PT). A variable power (VP) transmission mode is proposed, and an energy-based opportunistic spectrum access (OSA) strategy is considered, under which a secondary transmitter (ST) is allowed to transmit only if its harvested energy is larger than a predefined transmission threshold and it is outside the guard zones of all active PTs. The transmission probability of the STs is derived. The outage probabilities and the throughputs of the primary and the secondary networks, respectively, are characterized. Compared with prior work, the throughput can be increased by as much as 29%. The energy-based OSA strategy can be generally applied to a non-CR setup, where distributed power beacons (PBs) are deployed to power coexisting wireless signal transmitters (WSTs) in a wireless powered sensor network.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.71-76
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• 2015

본 연구는 LTE, 5G의 무선 통신네트워크망에서 효율적으로 무선에너지하비스팅과 데이터 전송 실시하기 위한 시스템 모델을 제시한다. 수신 된 신호의 파워를 타임 스위칭(Time Switching)과 파워 스플릿팅(Power Splitting) 기법을 통해 우리가 원하는 무선에너지하비스팅 효율과 데이터 전송률을 만족시키기 위한최적의 타암 & 파워 비율을 찾는다. 그래서 최적의 시간 & 파워 비율을 선정함으로써 우리는 효율적으로 데이터 전송과 에너지하비스팅이 가능하다. 또 이상적인 수신기와 제안한 시스템 모델의 비교를 통해 성능 분석을 실시하고, 앞으로의 연구방향을 제시한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.18-22
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• 2016

본 논문에서는 백스캐터 통신 주파수의 검파한 에너지의 평균을 이용하여 신호를 판단하는 법을 제안한다. Bistatic scatter radio 구조에 해당 모델을 적용시켜 Radio Frequency(RF) 에너지 하베스팅을 수행한다. RF 에너지 전송 시 태그가 모든 RF 신호를 하나의 Frequency Shift Keying(FSK) 대역폭으로 모두 반사하여, 수신기에서 하베스팅 신호와 백스캐터 신호의 차이를 판별할 수 있게 된다. 수신기는 이를 이용해 최적의 안테나 선택을 할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 적절한 파라미터 설정을 통해 효과적으로 신호를 검출할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.6-10
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• 2015

무선 에너지 하비스팅 기술은 주로 무선 통신 네트워크에서 전력소모가 적은 무선 통신 장치들을 동작시키기 위해 주변 환경으로부터 RF 신호를 수집, 에너지로 변환하는 기술로 최근 각광을 받고 있다. 이와 같은 기술과 기존의 인지무선(Cognitive Radio) 네트워크 모델을 기반으로, 본 논문에서는 적은 파워 소비를 하는 2차 유저(Secondary User)가 근처에서 동작 중인 1차 유저(Primary User)의 특정 거리 안에 존재할 때 1차 유저가 전송한 통신 신호로부터 무선에너지 하비스팅을 하고 특정 거리 밖에 존재할 때 우선 사용자에게 할당되어 있는 허가대역을 주기적으로 센싱, 선택적으로 접근하는 무선에너지 하비스팅 인지무선 네트워크 모델을 제시한다. 이 때 1차 유저와 2차 유저는 Poisson pont process로 분포되어있고 통신을 하고 있는 수신자들과 일정한 거리로 떨어져있다. 위와 같은 네트워크 모델에서 주어진 여러 가지 조건하에 2차 유저 네트워크 처리량을 최대화할 수 있는 최적의 프레임 주기, 전송파워, 2차 유저 밀도 제안하고 앞으로의 연구방향을 제시한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.96-97
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• 2019

본 논문에서는 다중 사용자 Rayleigh fading 채널 환경에서 RF 에너지하비스팅 네트워크의 에너지 효율 개선방안으로 DRF-EHN(Decoupled RF Energy Harvesting Network)을 제안한다. 시뮬레이션 결과를 통해 기존 RF-EHN 모델보다 에너지 효율이 31% 높아진 것을 확인하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.89-93
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• 2017

본 논문은 Buck-Boost DC-DC 변환기를 이용하여 다중 대역으로 존재하는 RF 신호를 수집하여 에너지를 생성하는 에너지 수집 시스템에 대하여 소개한다. 수집된 전기에너지를 사용하는 부하의 저항이 지속적으로 변하는 환경에서는 부하 저항이 변하여도 DC-DC 변환기의 입력저항이 변하지 않는 Buck-Boost DC-DC 변환기를 사용하였다. 입력으로 들어오는 RF 신호의 주파수 대역이 다양하므로 다중대역을 다 처리 할 수 있도록 정류기를 대역별로 설계하고 정류기 앞에 각 대역별로 매칭 회로를 추가하였다. 크기가 매우 작은 RF 신호를 효과적으로 수집하기 위한 정류기를 위하여 각 대역에서 수집하여 발생시킨 전압을 계속 누적하여 축적하는 방법을 고안하여 매우 작은 크기의 입력 신호에도 일정한 전압이 출력되게끔 회로를 설계하였다. 입력이 -20 dBm의 크기를 가진 RF 신호에도 출력 효율이 20% 정도까지 낼 수 있음을 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.611-625
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• 2018

최근 무선 통신 기술의 혁신적인 발전에 따라 에너지 하베스팅을 통해 네트워크 수명을 영구적으로 연장하기 위한 네트워크 자원 최적화, QoS 보장 전송 기법, 에너지 지능적 라우팅 등의 연구가 활발히 진행되고 있다. 잘 알려진 바와 같이 다중-홉 RF 에너지 하베스팅 무선 네트워크에서는 수확되는 에너지양의 불확실성 때문에 종단간 네트워크 전송 지연 시간을 보장하기 어려운 문제가 발생한다. 본 논문에서는 다중 홉 에너지 하베스팅 무선 네트워크에서 종단간 지연 시간을 최소화하기 위하여 상호채널 간섭(co-channel interference)으로 인한 지연, 에너지 하베스팅 시간으로 인한 지연 그리고 중계 노드에서의 큐잉 지연을 종합적으로 고려한 간섭 인지 기반의 에너지 효율적인 라우팅 메트릭과 프로토콜을 제안한다. 제안된 기법은 부하 불균형을 유발하는 패킷 혼잡을 회피하고 에너지 고갈로 인한 노드의 대기 시간을 줄이며 링크 간의 간섭으로 지연시간이 증가되지 않도록 함으로써 종단간 처리량을 최대화한다. 마지막으로 ns-3 시뮬레이터를 이용하여 처리율, 종단간 지연시간, 에너지 소비량 등의 측면에서 제안된 기법의 성능을 측정하여 기존에 제안된 기법보다 성능이 우수함을 증명한다.

• ETRI Journal
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• 제46권4호
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• pp.581-594
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• 2024

In this study, a planar printed circuit board (PCB) coil with FR4 substrate was designed and simulated using the finite element method, and the results were analyzed in the frequency domain. This coil can be used in wireless power transfer (WPT) as a transmitter or receiver, eliminating wires. It can also be used as the receiver in radio frequency energy-harvesting (RF-EH) systems by optimizing the planar PCB coil to convert radio-wave energy into electricity, and it can be employed as an excitation (transmitter) or receiver coil in nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. This PCB coil can replace the conventional coil, yielding a reduced occupied volume, a fine-tuned design, reduced weight, and increased efficiency. Based on the calculated gain, power, and electromagnetic and electric field results, this planar PCB coil can be implemented in WPT, NMR spectroscopy, and RF-EH devices with minor changes. In applications such as NMR spectroscopy, it can be used as a transceiver planar PCB coil. In this design, at frequencies of 915 MHz and 40 MHz with 5 mm between coils, we received powers of 287.3 μW and 480 μW, respectively, which are suitable for an NMR coil or RF-EH system.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권10호
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• pp.1922-1930
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• 2015

본고에서는 초고주파 대역에서의 무선 전력 포집 성능을 검증할 수 있는 테스트 시스템의 구성과 특성을 나타내었다. 개발된 무선 전력 포집 테스트 시스템은 900 MHz와 2.4 GHz 대역을 이용한 전력 전송과 데이터 통신 시스템뿐만이 아니라 2.4 GHz 대역에서의 전력 전송 및 데이터 통신 성능 평가가 가능하며, 효율적인 전력 포집 알고리즘 개발에 적합하도록 개발 되었다.

• 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.