• 전자공학회논문지SC
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• 제46권6호
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• pp.21-27
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• 2009

휴대형 전자정보기기의 사용이 보편화되면서 고성능 전지를 개발하는 노력이 활발하게 진행되고 있는 등, 휴대형 장치에 전력공급 시간을 증대시키는 것이 중요한 문제로 대두되었다. 전력공급 시간의 연장을 위한 또 하나의 실용적 방법은 다중전지를 병렬 연결하여 사용하는 것이다. 본 논문에서는 다중전지를 사용하되, 단순한 병렬 연결이 아니라 전지 내부의 잔류 에너지를 재활용하는 새로운 발상을 소개하고자 한다. 이 방식은 전지의 사용에 따라 출력 전압이 기준값 이하로 떨어진 후라 할지라도 일정한 길이의 휴지시간을 경과하고 나면 잔류 에너지에 의하여 전압이 다시 일부분 회복되는 실제적 현상을 이용하려는 것이다. 잔류 에너지를 재활용할 수 있는 구체적인 방법으로서 전지선택형 다중전지 결합 방식을 제안하였다. 제안한 방식에 대하여 전지 방전특성을 실험적으로 측정하였으며, 알카라인 일차전지 한 개당 진력공급 시간을 1~2시간 정도 더 연장시킬 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권6호
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• pp.902-912
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• 2016

Recent advances in energy harvesting (EH) technology have motivated the adoption of rechargeable mobile devices for communications. In this paper, we consider a point-to-point (P2P) wireless communication system in which an EH transmitter with a non-ideal rechargeable battery is required to send a given fixed number of bits to the receiver before they expire according to a preset delay constraint. Due to the possible energy loss in the storage process, the harvest-use-and-store (HUS) architecture is adopted. We characterize the properties of the optimal solutions, for additive white Gaussian channels (AWGNs) and then block-fading channels, that maximize the energy efficiency (i.e., battery residual) subject to a given rate requirement. Interestingly, it is shown that the optimal solution has a water-filling interpretation with double thresholds and that both thresholds are monotonic. Based on this, we investigate the optimal double-threshold based allocation policy and devise an algorithm to achieve the solution. Numerical results are provided to validate the theoretical analysis and to compare the optimal solutions with existing schemes.

• 한국음향학회지
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• 제33권5호
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• pp.341-350
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• 2014

본 논문에서는 수중음향 센서 네트워크에서 자기 조직화 기법을 활용하는 에너지 효율적 클러스터링 기법을 제안한다. 제안 기법은 클러스터 헤드 선출에 각 노드의 배터리 잔여량 정보와 이웃 노드의 수를 고려하며, 클러스터 헤드의 배터리 잔여량이 특정 수준 이하로 떨어졌을 경우에만 클러스터 재구성을 수행함으로써 노드의 에너지 소모를 줄이고 네트워크 전체에 에너지 소모를 분산시켜 네트워크의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 클러스터 헤드는 클러스터 멤버 노드로부터 수집한 데이터를 다중 홉 중계 방식으로 싱크 노드에 전송하여 에너지 소모를 줄인다. 컴퓨터 모의실험을 통해, 일정 시간 경과 후 전체 노드의 배터리 잔여량의 합, 생존 노드의 수, 네트워크 구성 단계에서의 에너지 소모량, 전체 노드의 에너지 소모 편차 등을 구하고 대표적 클러스터링 기법 중의 하나인 LEACH 기법과 비교 및 분석한다. 모의실험 결과, 제안 기법이 LEACH 기법에 비해 네트워크 운용 시간을 두 배 향상시킬 수 있으며, 전체 노드의 에너지 소모 편차 또한 감소시킴을 알 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.750-753
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• 2013

배터리 기반 센서 시스템과 달리 태양 에너지 기반 센서 시스템에서는 정확한 양은 알 수 없지만 적어도 주기적으로 에너지가 수집될 수 있으므로 에너지 사용의 최소화가 목표가 아니라 에너지 사용의 최적화가 목표가 된다. 본 연구에서는 네트워크 토폴로지 최적화를 목적으로 태양 에너지 수집형 센서 시스템에서 잔존 에너지양에 따른 3단계 전송 파워 조절 알고리즘을 제안한다. 아울러 이 기법이 전체 센서 네트워크의 성능에 어떤 영향을 미치는지 실험을 통하여 살펴보았는데, 대부분의 지표에서 전송 파워를 고정한 기법들 보다 우수한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.29-37
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• 2008

Clustering allows hierarchical structures to be built on the nodes and enables more efficient use of scarce resources, such as frequency spectrum, bandwidth, and energy in wireless sensor networks (WSNs). This paper proposes a hierarchical clustering algorithm called EEHC which is more energy efficient than existing algorithms for WSNs, It introduces region node selection as well as cluster head election based on the residual battery capacity of nodes to reduce the costs of managing sensor nodes and of the communication among them. The role of cluster heads or region nodes is rotated among nodes to achieve load balancing and extend the lifetime of every individual sensor node. To do this, EEHC clusters periodically to select cluster heads that are richer in residual energy level, compared to the other nodes, according to clustering policies from administrators. To prove the performance improvement of EEHC, the ns-2 simulator was used. The results show that it can reduce the energy and bandwidth consumption for organizing and managing WSNs comparing it with existing algorithms.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권4호
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• pp.665-683
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• 2011

Wireless sensor networks (WSN) consist of a large amount of sensor nodes distributed in a certain region. Due to the limited battery power of a sensor node, lots of energy-efficient schemes have been studied. Clustering is primarily used for energy efficiency purpose. However, clustering in WSNs faces several unattained issues, such as ensuring connectivity and scheduling inter-cluster transmissions. In this paper, we propose a location-based spiral clustering (LBSC) algorithm for improving connectivity and avoiding inter-cluster collisions. It also provides reliable location aware routing paths from all cluster heads to a sink node during cluster formation. Proposed algorithm can simultaneously make clusters in four spiral directions from the center of sensor field by using the location information and residual energy level of neighbor sensor nodes. Three logical addresses are used for categorizing the clusters into four global groups and scheduling the intra- and inter-cluster transmission time for each cluster. We evaluated the performance with simulations and compared it with other algorithms.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권6호
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• pp.122-130
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• 2008

센서 네트워크의 많은 응용분야에서 센서 노드가 감지하는 데이터는 긴급성에 따라 크게 일반 데이터와 긴급 데이터로 분류할 수 있다. 주기적인 상황 모니터링과 같은 일반 데이터는 손실이나 지연을 어느 정도 허용할 수 있는 반면에, 화재 경보와 같은 긴급 데이터는 손실 없이 실시간적으로 전달이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 이와 같은 데이터의 특성에 따라, 긴급 데이터의 전달 신뢰도를 높이면서 일반 데이터 전달의 에너지 효율을 고려한, 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 데이터 인지 라우팅 프로토콜을 제안한다 제안한 방안은 크게 두 가지 아이디어로 되어 있다. 첫째, 긴급 데이터에 대한 네트워크 생존율과 신뢰도를 향상시키기 위해, 각 센서 노드는 자신의 배터리 잔여량이 임계치 이하로 떨어지면 긴급 데이터만 전달하게 된다. 둘째, 긴급 데이터에 대한 전달 신뢰도를 높이고, 일반 데이터 전달의 에너지 소모를 줄이기 위해 데이터 종류에 따라 차별화된 전달 방법을 사용한다. 규칙적으로 발생하는 일반 데이터는 에너지 효율성을 증가시키기 위해 단일 경로 기반의 데이터 전달 방안을 사용하며, 긴급 데이터는 높은 신뢰성을 보장하기 위해 방향성 플러딩 방법을 사용해 싱크로 전달한다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 긴급 데이터 전송에 있어 높은 신뢰성을 보장하면서, 일반 데이터 전달의 에너지 소모를 줄여 네트워크 생존율을 크게 증가시킬 수 있음을 보였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제25권11호
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• pp.1605-1610
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• 2012

Two experiments were conducted to study the effects of red pepper (Capsicum frutescens) powder or red pepper pigment on the performance and egg yolk color of laying hens. In Exp. 1, 210, thirty-wk old, Hy-line Brown laying hens were fed one of seven diets containing 0.3, 0.6, 1.2, 2.0, 4.8 or 9.6 ppm red pepper pigment or 0.3 ppm carophyll red. Each diet was fed to three replicate batteries of hens with each battery consisting of a row of five cages of hens with two hens per cage (n = 3). In Exp. 2, 180, thirty-wk old, Hyline Brown laying hens, housed similarly to those in Exp. 1, were fed an unsupplemented basal diet as well as treatments in which the basal diet was supplemented with 0.8% red pepper powder processed in a laboratory blender to an average particle size of $300{\mu}m$, 0.8% red pepper powder processed as a super fine powder with a vibrational mill ($44{\mu}m$) and finally 0.8% red pepper powder processed as a super fine powder with a vibrational mill but mixed with 5% $Na_2CO_3$ either before or after grinding. A diet supplemented with 0.3 ppm carophyll red pigment was also included (n = 3). In both experiments, hens were fed the red pepper powder or pigment for 14 days. After feeding of the powder or pigment was terminated, all hens were fed the basal diet for eight more days to determine if the dietary treatments had any residual effects. In Exp. 1, there were no differences in egg-laying performance, feed consumption or feed conversion ratio due to inclusion of red pepper pigment in the diet. Average egg weight was higher (p<0.05) for birds fed 1.2, 2.4 or 9.6 ppm red pepper pigment than for birds fed the diet containing 0.3 ppm red pepper pigment. On d 14, egg color scores increased linearly as the level of red pepper pigment in the diet increased. In Exp. 2, feeding red pepper powder did not affect egg-laying performance, feed consumption or feed conversion ratio (p>0.05). However, compared with the control group, supplementation with all of the red pepper powder treatments increased egg weight (p<0.05). All the red pepper powder treatments also increased (p<0.05) the yolk color score compared with the control. The results of the present study suggest that both red pepper powder and pigment are effective feed additives for improving egg yolk color for laying hens.