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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 崔之薰
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 한국항공대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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최근 무선 충전 기술이 대두됨에 따라 자기 유도 방식, 자기 공진 방식, 전자기파 방식의 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 중 전자기파 방식의 경우 충전 범위가 넓어서 RFID(radio frequency identification), 센서 네트워크 등에 활용할 수 있다. 효율적인 전력 전송을 위해 다수의 공유기를 사용하는 경우 인접 공유기 신호에 의한 충전을 고려한 전력 공유기 배치가 필요하다. 한편 공유기의 전력 전송 효율을 높이기 위해 다중 안테나를 사용하는 경우 채널 상태 정보(CSI; channel state information)를 이용한 에너지 빔포밍이 필요하다. 하지만 하향링크에서 전력을 충전하고 상향링크에서 충전된 전력을 이용하여 정보를 전송하는 경우, 하향링크에서 수신 신호의 전력만 추정 가능하다. 따라서 하향링크 채널과 상향링크 채널이 비대칭인 경우 하향링크 CSI 획득이 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해 상향링크 채널로 수신 전력 정보를 피득백하고 이를 이용해서 에너지 빔포밍 벡터를 결정하는 기법이 연구되고 있다. 하지만 기존 피드백 방식의 경우 단일 사용자 환경에서만 사용 가능하거나 채널 추정 복잡도가 지나치게 높거나 피드백 정보량이 큰 문제가 있다.
본 논문에서는 전력 공유기 배치를 위해 다수 지점의 수신 전력을 가중치 합산하여 전력 공유기의 최적 위치를 순차적으로 찾는 방식과 경사 하강법(gradient descent method)을 이용하여 최소 수신 전력이 증가하는 방향으로 공유기 위치를 순차적으로 업데이트하는 방식을 새롭게 제안한다. 또한, 다중 사용자 환경에서 다중 안테나를 사용하는 공유기를 위해 1-비트 피드백과 전력 크기 피드백을 혼용한 새로운 피드백 방식을 제안하고, 수신 전력이 가장 낮은 단말의 수신 전력이 증가하도록 가변 스텝 크기를 이용한 빔포밍 벡터 업데이트 방식을 제안한다. 제안된 전력 공유기 배치 방식과 에너지 빔포밍 방식을 결합한 통합 모의실험을 수행한다. 이를 통해 기존 기하학적 배치 기법과 제안된 공유기 배치 기법의 최소 수신 전력을 비교하고, 제안된 에너지 빔포밍 기법과 랜덤 빔포밍 방식 및 이론적 최적 빔포밍 기법의 평균 최소 수신 전력을 비교한다.
본 논문에서는 전력 공유기 배치를 위해 다수 지점의 수신 전력을 가중치 합산하여 전력 공유기의 최적 위치를 순차적으로 찾는 방식과 경사 하강법(gradient descent method)을 이용하여 최소 수신 전력이 증가하는 방향으로 공유기 위치를 순차적으로 업데이트하는 방식을 새롭게 제안한다. 또한, 다중 사용자 환경에서 다중 안테나를 사용하는 공유기를 위해 1-비트 피드백과 전력 크기 피드백을 혼용한 새로운 피드백 방식을 제안하고, 수신 전력이 가장 낮은 단말의 수신 전력이 증가하도록 가변 스텝 크기를 이용한 빔포밍 벡터 업데이트 방식을 제안한다. 제안된 전력 공유기 배치 방식과 에너지 빔포밍 방식을 결합한 통합 모의실험을 수행한다. 이를 통해 기존 기하학적 배치 기법과 제안된 공유기 배치 기법의 최소 수신 전력을 비교하고, 제안된 에너지 빔포밍 기법과 랜덤 빔포밍 방식 및 이론적 최적 빔포밍 기법의 평균 최소 수신 전력을 비교한다.
목차
요약 v목차 vii그림 목록 ix표 목록 x제１장 서론 1제２장 전력 공유기 배치 기법 (Cell planning) 52.1 전력 공유기 배치 기법의 필요성 52.2 제안된 공유기 배치 기법 62.2.1 제안된 공유기 배치 기법 개요 62.2.2 제안된 공유기 배치 기법 문제 정의 72.2.3 제안된 가중치 합산 방식 기반 공유기 배치 기법 72.2.4 제안된 경사 하강법 기반 공유기 배치 기법 82.3 제안된 공유기 배치 기법 모의실험 62.3.1 제안된 공유기 배치 기법 모의실험 환경 92.3.2 제안된 공유기 배치 기법 모의실험 결과 9제３장 피드백 기반 다중 안테나 무선 전력 전송 기법 163.1 기존 피드백 기반 무선 전력 전송 기법 163.1.1 랜덤 perturbation과 1-비트 피드백 기반 무선 전력 전송 기법 163.1.2 ACCPM을 이용한 1-비트 피드백 기반 무선 전력 전송 기법 173.1.3 수신 전력 피드백 기반 무선 전력 전송 기법 183.2 제안된 다중안테나 무선 전력 전송 기법 193.2.1 제안된 무선 전력 전송 기법 시스템 모델 193.2.2 제안된 무선 전력 전송 기법 문제 정의 203.2.3 제안된 에너지 빔포밍 기법 피드백 방식 203.2.4 에너지 빔포밍 벡터 생성 213.2.5 전력 크기 피드백 주기를 이용한 가변 스텝 크기 223.2.6 피드백을 이용한 에너지 빔포밍 벡터 업데이트 243.3 제안된 다중안테나 무선 전력 전송 기법 모의실험 253.3.1 제안된 다중안테나 무선 전력 전송 기법 모의실험 환경 253.3.2 제안된 다중안테나 무선 전력 전송 기법 모의실험 환경 27제４장 통합 모의실험 314.1 통합 모의실험 환경 314.2 통합 모의실험 결과 32제５장 결론 36참 고 문 헌 37SUMMARY 39
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