• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.98-102
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• 2017

이 논문에서는 백스케터 통신에 기반한 무선 센서인 보조 사용자의 성능을 향상시키기 위해 인지 무선 기반 백스케터 네트워크를 연구한다. 제안 된 모델에서, 캐리어 이미터를 추가하고 스펙트럼 센싱 정보를 활용하기 위해 이중감쇄를 피하는 것을 고려한다. 기본 채널이 사용 중일 때 보조 사용자는 Hybrid-Access Point(H-AP)와 캐리어 이미터를 통해 채널에서 RF 에너지를 수집 할 수 있다. 채널이 유휴 상태가 되면 보조 사용자는 수확된 에너지를 사용하여 무선 센서를 작동시키고 스펙트럼 센싱 후, 캐리어 이미터를 통해 백스케터 통신을 수행한다. 따라서 우리는 다수의 태그가 존재하는 벡스케터 채널을 deterministic과 멀티소스 요소로 수학적 모델링한다. 제안한 통신 환경에서 WiFi 신호를 활용한 벡스케터 통신의 BER 성능을 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.55-62
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• 2019

본 논문에서는 K 사용자 MIMO 간섭 채널을 고려하였으며, 정보와 전력을 동시에 전송하는 SWIPT 시스템을 위한 송수신기 설계 방법에 대해서 다룬다. 그리고, 정보 수신 장치와 전력 수확 장치가 같은 수신기에 존재하는 SWIPT 시스템을 고려한다. 제안하는 방식에서는 신호대 누수 잡음비 (SLNR)를 비용 함수로 사용하고, 수확 전력에 대한 임계값을 만족하도록 송수신기를 설계한다. 즉, 수확 전력에 대한 제약 조건 하에서, SLNR을 최대화시키도록 송신단 프리코딩 벡터, 수신단 검파기 벡터, 전력 분배 상수를 동시에 설계한다. 컴퓨터 모의실험을 통하여, 제안하는 기법과 기존 기법의 신호 대 간섭 잡음비 (SINR) 성능을 비교하였다. 사용자 수, 송신 안테나 개수, 수신 안테나 개수 간의 특별한 제약 조건을 만족하는 경우, 제안하는 기법은 낮은 SNR에서 기존 기법보다 우수한 SINR 성능을 나타낸다는 것을 보였다. 또한, 특별한 제약 조건을 만족하지 못하는 경우에는, 제안 기법이 모든 SNR 범위에 대해서 기존 기법보다 더 우수한 성능을 나타낸다는 것을 보였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권6호
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• pp.64-72
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• 2009

본 논문에서는 마이크로스트립 패치 안테나와 2차 및 3차 고조파가 억압된 이중모드 대역통과 여파기를 이용하여 고효율의 2.45 GHz 렉테나를 설계 및 제작하였다. 입사전력밀도가 0.3 mW/cm2 일 때 1.66 mW 의 전력을 수신하였고, 41.6%의 RF-to-DC 변환효율의 실험 결과를 얻었다. 이는 입사 전력이 작기 때문에 다른 논문의 결과와 비교하여 고효율이라고 볼 수 있다. 또한 무선전력 전송을 통하여 다양한 응용기술 개발에 활용이 가능할 것으로 예측되며, USN(Ubiquitous Sensor Network)용 저전력 소자의 대기전원 공급 및 MEMS용 Sensor 등의 구동전압공급을 위한 무선 전력전송이 가능하게 될 것으로 기대된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.8-13
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• 2022

본 논문에서는 RF (Radio Frequency) 에너지 하베스팅 센서 노드의 설계 방안과 CATV 망과 누설 동축 케이블 (leaky coaxial cable)을 활용한 센서 네트워크 구축 방안을 연구하였다. 센서 노드는 915MHz 주파수 대역에서 동작하는 WPTS (Wireless Power Transfer System) 전력 수신기로 전원공급부를 설계하였다. WOC (WiFi over Coax) 기술을 활용하여 CATV 망으로 센서의 BLE 무선통신 신호와 WPTS 전력 송신기 신호를 전송하고, 누설 동축 케이블로 RF 신호를 방사시키는 센서 네트워크 구축 방안을 제안하였다. 센서 네트워크를 구축하는 지점에 누설 동축 케이블을 활용하면 센서 노드의 수신 신호 강도 지표가 허용되는 최소값 (-78dBm)을 만족하는 지점까지 센서 네트워크의 커버리지를 확장할 수 있다.

• 한국IT서비스학회:학술대회논문집
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• 한국IT서비스학회 2008년도 추계학술대회
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• pp.405-407
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• 2008

원자력발전소는 안전성이 가장 중요시되는 국가 기간 설비로서 해마다 over-haul 기간 동안에 중요 설비에 대한 안전성 검사를 수행한다. 그러나 이 약 한달 정도의 over-haul 동안에 모든 중요설비에 대한 진단 작업을 수행하기에는 시간이 턱없이 모자라는 관계로 몇년의 주기로 나누어 검사 계획에 따라 검사 대상 설비를 나누어 검사하는 실정이다. 원자력발전소의 중요 설비에 대한 감시진단은 상시 이루어져야 가장 이상적이나 수많은 유선센서를 이용한 방법은 문제점이 많다. 따라서 무선센서가 사용되고 있는 추세이나 무선센서에 대한 전력 공급 문제가 발생하고 있는 실정이다. 원자력발전소 내부에서는 방사선이라는 특별한 에너지원이 존재하는데, 본 논문에서는 이 에너지원을 이용하여 무선센서의 전력 수급을 해결하기 위한 원자력전지의 개발에 대하여 언급한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 추계학술발표대회
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• pp.351-352
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• 2013

에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크 환경에서 센서는 에너지 하베스팅 모듈을 통하여 배터리를 충전하고 충전된 배터리를 이용하여 동작을 한다. 센서는 컨트롤러에게 고정적인 주기로 데이터와 Reclaim 메시지를 전송하고 컨트롤러는 그에 대한 응답으로 ACK 메시지를 전송한다. 본 논문에서는 센서가 컨트롤러에게 데이터와 Reclaim 메시지를 전송하는데 있어 고정적인 주기를 센서 주변의 온도 정보를 이용하여 데이터의 전송주기 및 Reclaim 메시지를 동적으로 제어하여 ACK 메시지를 선택적으로 수신하도록 하였다. 제안하는 선택적 ACK 프로토콜은 기존의 ACK 프로토콜을 저 전력화하는 방법으로써 센서의 한정된 배터리 전력을 보다 효율적으로 사용하여 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크의 Life Time을 연장하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권7호
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• pp.478-488
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• 2009

태양 에너지를 이용한 무선 센서 네트워크에서는 공급되는 에너지의 변화가 크고 저장할 수 있는 배터리 용량이 제한적이기 때문에 이에 적응적으로 대처할 필요가 있다. 또한, 이렇게 변화하는 에너지 공급에 대처하기 위해 노드의 동작을 빈번히 변화시키는 것과는 달리, 일정한 수준 이상으로 안정되게 동작 하는 것을 필요로 하는 응용이 있을 수 있다. 따라서 태양 에너지 기반 센서 시스템에서 사용 가능한 에너지를 최대한 이용함과 동시에 일정 수준의 에너지를 안정적으로 제공하기 위해서는, 각 노드가 자신이 수집 할 수 있는 에너지의 양을 예측하고 이를 효율적으로 할당하는 기법이 필요하다. 본 논문에서는 시간 슬롯 단위의 수집 가능 에너지량에 대한 기댓값 모델을 기반으로, 각 시간 슬롯에 할당되는 에너지의 변화를 최소화함과 동시에, 주기적으로 수집되는 태양 에너지를 최대한 활용하기 위한 효율적인 에너지 할당 기법을 제안한다. 또한 이들의 유효성을 확인하기 위하여 테스트베드 구축하고, 우리의 기법을 평가하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권2호
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• pp.188-194
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• 2012

Cognitive networks (CNs) are capable of enabling dynamic spectrum allocation, and thus constitute a promising technology for future wireless communication. Whereas, the implementation of CN will lead to the requirement of an increased energy-arrival rate, which is a significant parameter in energy harvesting design of a cognitive user (CU) device. A well-designed spectrum-sensing scheme will lower the energy-arrival rate that is required and enable CNs to self-sustain, which will also help alleviate global warming. In this paper, spectrum sensing in a multi-user cognitive ad hoc network with a wide-band spectrum is considered. Based on the prospective spectrum sensing, we classify CN operation into two modes: Distributed and centralized. In a distributed network, each CU conducts spectrum sensing for its own data transmission, while in a centralized network, there is only one cognitive cluster header which performs spectrum sensing and broadcasts its sensing results to other CUs. Thus, a wide-band spectrum that is divided into multiple sub-channels can be sensed simultaneously in a distributed manner or sequentially in a centralized manner. We consider the energy consumption for spectrum sensing only of an analog-to-digital convertor (ADC). By formulating energy consumption for spectrum sensing in terms of the sub-channel sampling rate and whole-band sensing time, the sampling rate and whole-band sensing time that are optimal for minimizing the total energy consumption within sensing reliability constraints are obtained. A power dissipation model of an ADC, which plays an important role in formulating the energy efficiency problem, is presented. Using AD9051 as an ADC example, our numerical results show that the optimal sensing parameters will achieve a reduction in the energy-arrival rate of up to 97.7% and 50% in a distributed and a centralized network, respectively, when comparing the optimal and worst-case energy consumption for given system settings.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권6호
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• pp.1320-1327
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• 2013

In this paper, two different electromagnetic energy harvesters using bulk micromachined silicon spiral springs and Polydimethylsiloxane (PDMS) packaging technique have been fabricated, characterized, and compared to generate electrical energy from ultra-low ambient vibrations under 0.3g. The proposed energy harvesters were comprised of a highly miniaturized Neodymium Iron Boron (NdFeB) magnet, silicon spiral spring, multi-turned copper coil, and PDMS housing in order to improve the electrical output powers and reduce their sizes/volumes. When an external vibration moves directly the magnet mounted as a seismic mass at the center of the spiral spring, the mechanical energy of the moving mass is transformed to electrical energy through the 183 turns of solenoid copper coils. The silicon spiral springs were applied to generate high electrical output power by maximizing the deflection of the movable mass at the low level vibrations. The fabricated energy harvesters using these two different spiral springs exhibited the resonant frequencies of 36Hz and 63Hz and the optimal load resistances of $99{\Omega}$ and $55{\Omega}$, respectively. In particular, the energy harvester using the spiral spring with two links exhibited much better linearity characteristics than the one with four links. It generated $29.02{\mu}W$ of output power and 107.3mV of load voltage at the vibration acceleration of 0.3g. It also exhibited power density and normalized power density of $48.37{\mu}W{\cdot}cm-3$ and $537.41{\mu}W{\cdot}cm-3{\cdot}g-2$, respectively. The total volume of the fabricated energy harvesters was $1cm{\times}1cm{\times}0.6cm$ (height).

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권11호
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• pp.696-701
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• 2016

In this study, to increase output of road piezoelectric energy harvester, it was made into rack type in which many piezoelectric materials can be installed and load transfer device of the leverage type to transfer vehicle load was made. By paving it in the road, the output characteristics depending on vehicle load and speed were evaluated. Changing vehicle load, harvester output characteristics depending on speed changes were evaluated at the interval of 10 km/h from 10 km/h to 100 km/h. Also, by making a wireless switch and sending wireless signal with output of rack type harvester, whether to receive it was evaluated by distance. It was checked that all switches work up to front-to-back 100 m from harvester.