비결합 무선 에너지 하비스팅 네트워크를 위한 최적 시간스케줄링 알고리즘 (Optimal Time Scheduling Algorithm for Decoupled RF Energy Harvesting Networks)

서지정보

· 발행기관 : 사단법인 한국위성정보통신학회
· 수록지 정보 : 한국위성정보통신학회논문지 / 11권 / 2호 / 55 ~ 59페이지
· 저자명 : 정준희, 황유민, 김진영

초록

기존 무선에너지 하비스팅시스템에서 유저는 하나의 Hybirid-AP (H-AP)로부터 에너지와 정보를 동시에 받았다. 하지만 무선에너지 하비스팅은 거리가 멀수록 감쇄가 심하기 때문에 H-AP에서 거리가 먼 유저들은 낮은 하비스팅 효율 가진다 (이중 근거리/원거리 문제). 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문은 Power beacon (PB)을 통해 유저에게 별도의 파워를 공급하는 비결합 무선에너지 하비스팅 네트워크를 시스템 모델로 사용하였다. 이 논문의 주된 목적은 다양한 제약 조건과 Quality of service (QoS), 그리고 Quality of harvested power (QoP)를 만족하면서 목적 함수인 Energy efficiency (EE)를 최대화 하는 것이다. 제안된 시스템은라그랑지안 쌍대 분해법 이론을 기반으로 EE 최대화를 위한 최적의 시간 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘을 통해 프레임 분해 요소, H-AP의 송신파워, 그리고 PB의 송신파워의 최적 값과 EE의 최대값을 구할 수 있다. 모의 실험 결과는 제안된 알고리즘으로 파라미터가 최적 값으로 빠르게 수렴하고 제안된 모델의 성능이 기존의 시스템 모델보다 우수하다는 것을 증명한다.

영어초록

Conventional RF energy harvesting systems can harvest energy and decode information from same source as an Hybirid-AP (H-AP). However, harvesting efficiency is seriously dependent on distance between users and H-AP. Therefore, in this paper, we proposed a transmission model for RF harvesting consisting of information and power source separately called Decoupled RF Energy harvesting networks. Main purpose of this paper is to maximize energy efficiency under various constraints of transmit power from H-AP and power beacon (PB), minimum quality of service and quality of harvested power of each users.
To measure proposed model’s performance, we proposed optimal time scheduling algorithms for energy efficiency (EE) maximization using Lagrangian dual decomposition theory that locally maximizes the EE by obtaining suboptimal values of three arguments : transmit power of H-AP, transmit power of PB, frame splitting factor. Experiment results show that the proposed energy-efficient algorithms converge within a few iterations with its optimality and greatly improve the EE compared to that of baseline schemes.

참고자료

· 없음