• 제목/요약/키워드: power splitting

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Joint Beamforming and Power Splitting Design for Physical Layer Security in Cognitive SWIPT Decode-and-Forward Relay Networks

  • Xu, Xiaorong;Hu, Andi;Yao, Yingbiao;Feng, Wei
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권1호
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    • pp.1-19
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    • 2020
  • In an underlay cognitive simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) network, communication from secondary user (SU) to secondary destination (SD) is accomplished with decode-and-forward (DF) relays. Multiple energy-constrained relays are assumed to harvest energy from SU via power splitting (PS) protocol and complete SU secure information transmission with beamforming. Hence, physical layer security (PLS) is investigated in cognitive SWIPT network. In order to interfere with eavesdropper and improve relay's energy efficiency, a destination-assisted jamming scheme is proposed. Namely, SD transmits artificial noise (AN) to interfere with eavesdropping, while jamming signal can also provide harvested energy to relays. Beamforming vector and power splitting ratio are jointly optimized with the objective of SU secrecy capacity maximization. We solve this non-convex optimization problem via a general two-stage procedure. Firstly, we obtain the optimal beamforming vector through semi-definite relaxation (SDR) method with a fixed power splitting ratio. Secondly, the best power splitting ratio can be obtained by one-dimensional search. We provide simulation results to verify the proposed solution. Simulation results show that the scheme achieves the maximum SD secrecy rate with appropriate selection of power splitting ratio, and the proposed scheme guarantees security in cognitive SWIPT networks.

임의 분배 비율의 다중모드간섭 광전력 분배기에 대한 벡터 해석법 (Vector analysis for multimode-interference power splitter with an arbitrary splitting ratio)

  • 김진희;이상선;송석호
    • 한국광학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.479-485
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    • 2002
  • 다중모드간섭을 이용한 임의 분배 비율의 광전력 분배기에 대한 벡터 해석법을 제시한다 광전력 분배는 집적 광학의 기초가 되는 부분이며 특히 광전력 비율을 임의로 조절할 수 있다면 많은 응용분야에 유용할 것이다. 본 벡터 해석법은 기존의 다중모드간섭 현상에 대한 해석적 결과를 도식화함으로써 임의 분배 비율의 다중모드간섭 광전력 분배기 설계를 보다 쉽게 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

Decision Making on Bus Splitting Locations Using a Modified Fault Current Constrained Optimal Power Flow (FCC-OPF)

  • Song, Hwachang;Vovos, Panagis N.;Cho, Kang-Wook;Kim, Tae-Sun
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제11권1호
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    • pp.76-85
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    • 2016
  • This paper presents a method of decision on where bus splitting is needed to reduce fault current level of power systems and to satisfy the fault current constraints. The method employs a modified fault current constrained optimal power flow (FCC-OPF) with X variables for the candidate locations of splitting and for decision making on whether to split or not, it adopts soft-discretization by augmenting inversed U-shaped penalty terms. Also, this paper discusses the procedure on the adequate selection of bus splitting locations based on the results of the modified FCC-OPF, to reduce the total number of the actions taken.

전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법 (Power Line Communication Method with Splitting of Power Transmission Interval)

  • 조재승;황일규
    • 전력전자학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.252-258
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    • 2012
  • This paper studies the power line communication method with splitting of power transmission interval in the small DC power system using pulse width modulation. The method divides the entire interval for transmitting power and data into a power transmission interval where power is supplied to a load and a data transmission interval where power from the power supply to the load is disconnected. The circuit is designed for the implementation to separate the power line from the power supply and load. The results of tests show the feasibility of the proposed power line communication method.

증폭-후-전달 양방향 릴레이에서 무선 에너지 정보 전송을 위한 최적 전력 분할 (Optimal Power Splitting for Wireless Energy and Information Transfer in Amplify-and-Forward Two-Way Relaying)

  • 도푸틴;김윤희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권2호
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    • pp.175-177
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    • 2016
  • 본 레터는 증폭-후-전달 양방향 릴레이 네트워크에서 무선 에너지 정보 동시 전송을 고려한다. 릴레이에서 전력 분할로 에너지 수확과 정보 전송을 수행할 때 아웃티지 확률을 최소로 하는 최적 전력 분할 비를 얻고 그 때의 성능 향상을 모의실험으로 보인다.

On Power Splitting under User-Fairness for Correlated Superposition Coding NOMA in 5G System

  • Chung, Kyuhyuk
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제9권2호
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    • pp.68-75
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    • 2020
  • Non-orthogonal multiple access (NOMA) has gained the significant attention in the fifth generation (5G) mobile communication, which enables the advanced smart convergence of the artificial intelligence (AI), the internet of things (IoT), and many of the state-of-the-art technologies. Recently, correlated superposition coding (SC) has been proposed in NOMA, to achieve the near-perfect successive interference cancellation (SIC) bit-error rate (BER) performance for the stronger channel users, and to mitigate the severe BER performance degradation for the weaker channel users. In the correlated SC NOMA scheme, the stronger channel user BER performance is even better than the perfect SIC BER performance, for some range of the power allocation factor. However, such excessively good BER performance is not good for the user-fairness, i.e., the more power to the weaker channel user and the less power to the stronger channel user, because the excessively good BER performance of the stronger channel user results in the worse BER performance of the weaker channel user. Therefore, in this paper, we propose the power splitting to establish the user-fairness between both users. First, we derive a closed-form expression for the power splitting factor. Then it is shown that in terms of BER performance, the user-fairness is established between the two users. In result, the power splitting scheme could be considered in correlated SC NOMA for the user-fairness.

A GENERALIZATION OF LOCAL SYMMETRIC AND SKEW-SYMMETRIC SPLITTING ITERATION METHODS FOR GENERALIZED SADDLE POINT PROBLEMS

  • Li, Jian-Lei;Luo, Dang;Zhang, Zhi-Jiang
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제29권5_6호
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    • pp.1167-1178
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    • 2011
  • In this paper, we further investigate the local Hermitian and skew-Hermitian splitting (LHSS) iteration method and the modified LHSS (MLHSS) iteration method for solving generalized nonsymmetric saddle point problems with nonzero (2,2) blocks. When A is non-symmetric positive definite, the convergence conditions are obtained, which generalize some results of Jiang and Cao [M.-Q. Jiang and Y. Cao, On local Hermitian and Skew-Hermitian splitting iteration methods for generalized saddle point problems, J. Comput. Appl. Math., 2009(231): 973-982] for the generalized saddle point problems to generalized nonsymmetric saddle point problems with nonzero (2,2) blocks. Numerical experiments show the effectiveness of the iterative methods.

단선과 단락 스터브가 연결된 전송선로를 이용한 높은 분배비율을 갖는 전력 분배기 (Power Dividers for High Splitting Ratios using Transmission Line Connected with Open and Short Stubs)

  • 김영
    • 한국항행학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.229-235
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    • 2021
  • 본 논문은 단락 또는 단선 스터브가 연결된 전송선로를 이용하여 높은 분배 비율을 갖는 비대칭 전력 분배기를 구현하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 2포트 전송선로 중앙에 임의의 임피던스로 변환할 수 있도록 별도의 포트를 추가한 3포트 전송선로와 단선 또는 단락 스터브가 각 포트에 병렬로 연결된 3포트 전송선로를 등가회로로 보고 회로를 해석한 것이다. 이러한 방법의 타당성을 증명하기 위해서, 분배 비율 k2 = 20 dB를 갖는 윌킨슨 전력분배기와 k2 = 17 dB를 갖는 Gysel 전력분배기를 3포트 전송선로 등가회로를 이용하여 중심주파수 1 GHz에서 설계하였으며, 전기적 특성의 실험 결과는 시뮬레이션과 잘 일치함을 확인하였다.

Time-Power 제어를 이용한 드론의 효율적 데이터 전송 및 에너지 하비스팅 기법 (A scheme for efficient data transmission and energy harvesting in drone systems using time-power switching)

  • 홍승관;차경현;이선의;황유민;김진영
    • 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.

무선 에너지 하비스팅 네트워크에서의 전력 제어 기법 (Power Control in RF Energy Harvesting Networks)

  • 황유민;신동수;김진영
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.51-55
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    • 2017
  • 본 논문에서는 RF 에너지 하비스팅 네트워크에서 최대 전송 파워량 제한 및 최소 채널 용량 달성에 관한 제약조건을 만족시키며 에너지 하비스팅율과 채널 용량을 최대화 시키는 연구를 진행하였다. 전력 분할 기법 (power-splitting scheme) 기반 안테나로 구성된 주파수 분할 다중접속 환경에서 하나의 액세스 포인트 (access point)로부터 무선 에너지와 정보를 사용자들에게 동시에 송수신하는 모델을 가정하였다. 네트워크 성능 지표로서 에너지 효율 (energy efficiency)을 정의하고 이를 최대화 시킬 수 있는 Lagrange 이중 분해 기반의 최적화 솔루션을 제안하였다. 모의실험 결과를 통해 제안한 솔루션이 설정된 제한조건들을 만족하면서 효과적으로 에너지 효율을 최대화시키는 것을 확인하였다.