• 한국통신학회논문지
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• 제31권8A호
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• pp.790-797
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• 2006

IEEE 802.16e 표준은 sleep 모드와 idle 모드의 두 저전력 모드를(power saving mode: PSM) 정의하고 있다. 이들은 모드 천이시 단말과 망간 상태 정보 유지 여부에 따라 소모 전력 측면에서 성능이 달라진다. 따라서 802.16e 단말의 전력 소모 최적화를 위해서는 각 기법의 성능에 영향을 주는 요소들을 모두 고려한 상세한 성능분석이 필요하다. 본 논문에서는 단말의 이동성과 호 사용 빈도를 고려하여 소모 전력 측면에서 두 PSM의 성능분석 모델을 제안하고, idle 모드가 전력 소모 측면에서 sleep 모드보다 우수하다는 것을 보인다. 또한 분석 결과와 모의실험과의 비교를 통해 제안한 분석 모델의 타당성을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권3A호
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• pp.221-229
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• 2007

본 논문에서는 IEEE 802.16e 기반 Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) 이동 단말의 전력 소모 최소화를 위한 최적 휴면 기법 (sleep mode)을 제안한다. 802.16e 표준에 정의된 sleep 모드 단말은 항상 현재 접속 중인 기지국 (BS)과 상태 정보를 유지해야 하므로, 단말이 기지국을 이동할 때마다 새로운 기지국과 sleep 상태를 재 협상해야 한다. 따라서 sleep 모드는 단말의 이동성이 클수록 헨드오버 (handover)에 의해 불필요한 전력 소모가 증가한다. 이에 따라 본 논문에서는 단말의 이동성은 사용자의 호 사용 패턴과 무관하다는 것에 착안하여 헨드오버에 따른 불필요한 베터리 소모를 제거할 수 있는 최적 휴면 기법을 제안한다. 본 논문에서는 제안 기법의 성능을 전력 소모량과 착신 호의 초기 응답 시간 측면에서 수학적으로 분석하였고 모의 실험을 통해 제안한 분석 모델을 검증하였다. 또한 기존 sleep 모드와 제안 기법의 성능을 모의 실험을 통해 비교하여 제안 기법은 기존 sleep 모드에 비해 수용 가능할 만큼의 초기 응답 시간을 증가시키지만 전력 소모량을 보다 많이 줄일 수 있다는 것을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권6B호
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• pp.423-432
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• 2012

솔라셀의 동작 상태와 센서 MAC 프로토콜의 Active 및 Sleep 동작 모드를 고려하여 충전배터리와 센서통신장치의 입력 전원을 제어하는 회로를 설계한다. 솔라셀과 재충전 배터리를 단순 조합하는 센서통신장치는 햇빛이 없는 시간이 장기간 지속될 때 배터리 소모가 많아서 작동을 멈추게 된다. 일반적으로 센서 MAC 프로토콜은 전력소모를 줄이기 위하여 짧은 Active모드와 전력 소모가 거의 없는 긴 Sleep모드를 반복한다. 이러한 특성을 고려하여, 햇빛이 충분하고 Sleep모드이면 배터리를 충전하고 햇빛이 불충분하고 Active모드이면 배터리 전력을 사용하도록 설계함으로써 배터리 지속 시간을 크게 향상시켰다. 또한, 센서통신장치는 솔라셀의 출력전력값의 크기에 따라서 솔라셀과 배터리 사이에서 입력 전원을 스위칭 하도록 하였다. 스위칭 도중에 일시적 전원 차단으로 인한 마이크로프로세서의 리셋을 방지하기 위하여 커패시터를 사용하였다. 또한, 커패시터는 Sleep모드에서 전원을 공급한다. 실험을 통하여 본 센서통신장치가 장기간의 햇빛이 없는 경우에도 안정적으로 작동한다는 것을 입증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.823-829
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• 2013

IEEE 802.16 표준 규격[1]은 광대역무선접속시스템을 구현하기 위한 기술을 명시하고 있고 특히 이동 단말의 전력 소모를 최소화하기 위한 슬립모드(sleep mode)에 대한 내용도 포함되어 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.16 표준 규격에 기술되어 있는 슬립모드의 기본 동작에 대해서 설명하고 이동 단말의 전력절감효율을 높일 수 있는 개선 방안을 제안한다. 제안하는 방안은 기존의 트래픽 인디케이션 메시지의 형식을 다소 수정함으로써 슬립모드에 있는 이동단말이 주기적으로 수신해야 하는 데이터 량을 줄이는 동시에 주기적 레인징과 같은 동작을 지시할 수 있다는 장점이 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.409-411
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• 2005

이동 단말기 또는 센서 등이 사용하는 무선 통신에서는 통신에 소모되는 전력을 줄이는 문제가 중요시된다. 따라서 802.11 무선 LAN의 PSM과 같이, 대부분의 무선 통신 기술들은 일시적으로 NIC를 꺼서 전력소모를 줄이는 Sleep 모드 기능을 제공하고 있다. 그러나 Sleep 기간 동안 해당 단말로 보내져야할 트래픽이 다양한 형태로 발생할 수 있다는 점을 깊이 고려하지 않고 Sleep 모드의 동작을 정의하였으며, 그 결과 예상하지 못한 현상이 발생할 가능성이 상존한다. 본 연구에서는 이와 같은 현상의 예로서, 802.11의 PSM 노드에 발생할 수 있는 성능 반전과 에너지 소모를 통한 서비스 거부 공격을 제시한다. 또한 이와 같은 비정상적인 현상을 방지하는 방법으로서 기존의 Sleep을 폐쇄적(Closed) Sleep과 개방적(Open) Sleep으로 세분할 것을 제안한다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제15A권2호
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• pp.69-74
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• 2008

본 논문은 MOS 전류모드 논리회로 (MOS current-mode logic circuit)의 누설전류를 감소시키기 위해 슬립 트랜지스터 (sleep-transistor) 트랜지스터를 이용하여 저 전력 MOS 전류모드 논리회로를 구현하는 새로운 구조를 제안하였다. 슬립 트랜지스터는 누설전류를 최소화하기 위해 고 문턱전압 PMOS 트랜지스터 (high-threshold voltage PMOS transistor)를 사용하였다. $16\;{\times}\;16$ 비트 병렬 곱셈기를 제안한 구조에 적용하여 제안한 구조의 타당성을 입증하였다. 이 회로는 기존 MOS 전류모드 논리회로 구조에 비해 대기전력소모가 1/50으로 감소하였다. 이 회로는 삼성 $0.35\;{\mu}m$ 표준 CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며, HSPICE를 이용하여 검증하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.11-20
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• 2008

IEEE 802.16e는 고속의 이동성을 지원하는 이동단말들의 전력소모를 최소화시키기 위하여 수면 모드(sleep mode)를 정의하고 있다. 수면 모드를 적용한 MSS(Mobile Subscriber Station)들은 수면 구간 사이에 존재하는 청취(Listening) 구간 동안 BS(Base Station)으로 부터 수신할 데이터 프레임이 존재하지 않는다는 메시지를 수신하면, 자신의 수면 구간 값을 이전 수면 구간 값의 두 배로 증가시킨다. 수면 구간 값이 최대 수면 구간 값에 도달하면, 수면 구간 값을 최대 수면 구간 값으로 고정함으로써 전력사용을 억제한다. 그러나 이러한 방식은 MSS가 최소 수면 구간 값에서 시작한 후 BS로부터 수신할 데이터 프레임이 존재하여 수면 모드를 종료할 때 까지 다수의 수면 구간과 청취 구간을 반복하게 되어 스위치 온, 오프에 의한 전력 소모 증가를 야기 시킨다. 본 논문에서는 MSS의 에너지를 효과적으로 사용하기 위하여 현재 수면 모드 종료 시 사용되었던 수면 구간 값을 다음 수면 모드의 최소 수면 구간 값으로 사용하는 최소 수면 구간 결정 알고리즘을 제안한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 제안 방식과 기존 IEEE 802.16e 수면 모드 방식에 대하여 에너지 소모량 및 막힘확률에 대한 성능을 비교 평가한다. 제안하는 알고리즘은 기존 IEEE 802.16e 수면 모드 알고리즘과 비교하여 막힘확률은 동일한 성능을 보이나, 에너지 소모량은 약 30%의 절감효과를 보인다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.211-216
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• 2008

이 논문은 MOS 전류모드 논리 (MOS current-mode logic circuit, MCML) 회로를 이용하여 저 전력 특성을 갖는 8${\times}$8 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다. 설계한 곱셈기는 회로가 동작 하지 않을 때의 정적 전류의 소모를 최소화하기 위하여 슬립 트랜지스터 (sleep-transistor)를 이용하여 저 전력 MOS 전류모드 논리회로를 구현하였다. 설계한 곱셈기는 기존 MOS 전류모드 논리회로에 비해 대기전력소모가 1/50으로 감소하였다. 또한, 이 회로는 기존 MOS 전류모드 논리회로에 비해 전력소모에서 10.5% 감소하였으며, 전력소모와 지연시간의 곱에서 11.6%의 성능 향상이 있었다. 이 회로는 삼성 0.35${\mu}m$ 표준 CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며, HSPICE를 통하여 검증하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제17A권3호
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• pp.121-126
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• 2010

본 논문에서는 저 전압 스윙 기술을 적용하여 저 전력 회로를 구현하고, 슬립 트랜지스터 (sleep-transistor)를 이용하여 누설전류를 최소화하는 새로운 저 전력 MOS 전류모드 논리회로 (MOS current-mode logic circuit)를 제안하였다. 제안한 회로는 저 전압 스윙 기술을 적용하여 저 전력 특성을 갖도록 설계하였고 고 문턱전압 PMOS 트랜지스터 (high-threshold voltage PMOS transistor)를 슬립 트랜지스터로 사용하여 누설전류를 최소화하였다. 제안한 회로는 $16\;{\times}\;16$ 비트 병렬 곱셈기에 적용하여 타당성을 입증하였다. 이 회로는 슬립모드에서 기존 MOS 전류 모드 논리회로 구조에 비해 대기전력소모가 1/104로 감소하였으며, 정상 동작모드에서 11.7 %의 전력소모 감소효과가 있었으며 전력소모와 지연시간의 곱에서 15.1 %의 성능향상이 있었다. 이 회로는 삼성 $0.18\;{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며, HSPICE를 통하여 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권4B호
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• pp.319-328
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• 2009

IEEE 802.16e 표준에서는 이동 단말의 제한된 에너지를 효율적으로 관리하기 위하여 서비스의 종류에 따라 서로 다른 수면모드 작동기법을 정의하고 있다. 기존의 수면모드 작동기법에 대한 연구는 이동 단말이 하나의 서비스를 받는 환경으로 제한되어 있으므로, 여러 서비스를 동시에 받을 경우 서로 다른 수면모드 작동기법을 동시에 적용하여 실제로 에너지를 절약하는 구간을 크게 감소시킨다. 본 논문에서 제안하는 에너지 절약 기법은 이동 단말이 여러 서비스를 동시에 받는 환경에서 실제로 에너지를 절약하는 구간을 증가시킴으로써, 에너지 소모를 최소화하고 기존과 비슷한 수준의 QoS(Quality of Services)를 보장한다. 향후 IEEE 802.16e 시스템에서 이동 단말의 제한된 배터리 수명을 증가시키면서 QoS를 보장하고 싶을 경우, 본 논문에서 제안한 에너지 절약 기법이 유용하게 사용될 수 있을 것이다.