KR102050999B1 - 에너지 전송 방법 및 장치와 에너지 수신 방법 및 수신 노드 - Google Patents

에너지 전송 방법 및 장치와 에너지 수신 방법 및 수신 노드 Download PDF

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Abstract

수신 노드들의 잔여 에너지 정보 및 안테나들과 수신 노드들간의 채널 정보를 획득하고, 수신 노드들의 잔여 에너지 및 채널 정보에 기초하여, 안테나들에서 전송되는 신호들 간의 비를 나타내는 빔포밍 가중치 및 수신 노드들이 신호를 수신할 수 있는 활성 상태일 확률을 나타내는 어웨이크 비율을 결정하고, 빔포밍 가중치 및 어웨이크 비율 중 적어도 하나에 기초하여 안테나들에 대응하는 비컨 신호들을 생성하고, 비컨 신호들을 안테나들을 통하여 전송하는 에너지 전송 방법이 개시된다.

Description

에너지 전송 방법 및 장치와 에너지 수신 방법 및 수신 노드{Method and apparatus for transmitting of energy and method and node for receiving of energy}
본 발명은 에너지 전송 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 복수의 안테나를 이용하여 복수의 수신 단말에 에너지를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 전자 기기는 배터리를 구비하고, 배터리에 충전된 전력을 이용하여 구동한다. 이때 전자 기기에서, 배터리는 교체될 수 있으며, 재차 충전될 수도 있다. 이를 위해, 전자 기기는 외부의 충전 장치와 접촉하기 위한 접촉 단자를 구비한다. 즉 전자 기기는 접촉 단자를 통해, 충전 장치와 전기적으로 연결된다. 그러나, 전자 기기에서 접촉 단자가 외부로 노출됨에 따라, 이물질에 의해 오염되거나 습기에 의해 단락(short)될 수 있다. 이러한 경우, 접촉 단자와 충전 장치 사이에 접촉 불량이 발생되어, 전자 기기에서 배터리가 충전되지 않는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 무선으로 전자 기기를 충전하기 위한 무선전력전송(wireless power transfer; WPT)이 제안되고 있다. 무선전력전송 시스템은 공간을 통하여 선 없이 전력을 전달하는 기술로써, 모바일(Mobile) 기기 및 디지털 가전 기기들에 대한 전력 공급의 편의성을 극대화한 기술이다.
최근에는 무선으로 전력을 전송하는 다양한 방법중에서도 원거리 무선 충전이 가능한 RF 에너지를 이용한 방법이 각광을 받고 있다. RF 에너지 전송 기술이 적용되는 대표적인 어플리케이션은 무선 전력 센서 네트워크(Wireless-Powered Sensor Network)이다. 해당 네트워크에서는 전력을 수신하는 센서 노드가 필요로 하는 전력은 매우 낮기 때문에 원거리 무선 전력 전송 방식으로도 충분한 전력을 전달할 수 있기 때문이다. 그러나, 센서 네트워크에서는 복수의 센서 노드가 존재하므로, 하나의 수신 노드에 에너지를 전달하는 경우에 비하여 효율성에 문제가 발생한다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예가 갖는 목적은, 복수의 수신 단말로부터 잔여 에너지 및 채널 상태에 대한 정보를 획득하여 수신 단말이 에너지 부족으로 동작을 멈추지 않으면서 효율적으로 에너지를 전송할 수 있는 에너지 전송 방법 및 장치와 에너지 수신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 방법은, 상기 수신 노드들의 잔여 에너지 정보 및 상기 안테나들과 상기 수신 노드들간의 채널 정보를 획득하는 단계; 상기 수신 노드들의 잔여 에너지 및 상기 채널 정보에 기초하여, 상기 안테나들에서 전송되는 신호들 간의 비를 나타내는 빔포밍 가중치 및 상기 수신 노드들이 신호를 수신할 수 있는 활성 상태일 확률을 나타내는 어웨이크 비율을 결정하는 단계; 상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 안테나들에 대응하는 비컨 신호들을 생성하는 단계; 및 상기 비컨 신호들을 상기 안테나들을 통하여 전송하는 단계를 포함하는 것이다.
상기 안테나들은, 상기 수신 노드들에 에너지를 전달하는 복수의 에너지 전송 안테나들 및 상기 수신 노드들과 데이터 통신을 수행하는 통신 안테나를 포함할 수 있다.
상기 채널 정보를 획득하는 단계는, 상기 통신 안테나를 통하여 상기 수신 노드들에 비컨 패킷을 전송하는 단계; 및 상기 비컨 패킷에 대한 응답으로, 상기 수신 노드들로부터 상기 잔여 에너지 정보 및 상기 채널 정보가 포함된 리포트 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 비컨 패킷은, 상기 수신 노드들이 상기 리포트 패킷을 전송할 타이밍에 관한 정보를 포함할 수 있다.
상기 비컨 패킷은, 상기 어웨이크 비율에 관한 정보가 포함될 수 있다.
상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율을 결정하는 단계는, 상기 수신 노드들과 데이터를 송수신하는 시간 구간인 제 1 슬롯과 상기 수신 노드들에 에너지를 전달하는 시간 구간인 제 2 시간 슬롯이 포함된 프레임 단위로 상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 에너지를 전송하는 단계는, 하나의 프레임 동안 상기 안테나들이 동일한 수신 노드에 에너지를 전송할 수 있다.
상기 신호를 전송하는 단계는, 하나의 프레임 동안 상기 안테나들이 복수의 수신 노드들에 동시에 에너지를 전송할 수 있다.
상기 빔포밍 가중치를 결정하는 단계는, 상기 채널 정보에 기초하여, 에너지 손실이 적은 채널을 통하여 많은 에너지가 전송되도록 빔포밍 가중치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 빔포밍 가중치를 결정하는 단계는, 잔여 에너지가 적은 수신 노드에 제 2 시간 슬롯를 더 자주 할당할 수 있다.
상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율을 결정하는 단계는, 상기 수신 노드들 중 잔여 에너지가 임계치 이상인 수신 노드의 수가 최대가 되도록 빔포밍 가중치 및 어웨이크 비율을 결정할 수 있다.
상기 어웨이크 비율을 결정하는 단계는, 상기 수신 노드들의 잔여 에너지 및 상기 수신 노드들의 최대 저장 에너지에 기초하여 어웨이크 비율을 결정할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 장치는, 복수의 수신 노드들에 에너지를 전송하는 복수의 안테나들; 상기 수신 노드들 각각의 잔여 에너지 정보 및 상기 안테나들과 상기 수신 노드들간의 채널 정보를 획득하는 정보 획득부; 상기 수신 노드들의 잔여 에너지 및 상기 채널 정보에 기초하여, 상기 안테나들에서 전송되는 신호들 간의 비를 나타내는 빔포밍 가중치 및 상기 수신 노드들이 신호를 수신할 수 있는 활성 상태일 확률을 나타내는 어웨이크 비율을 결정하는 결정부; 및 상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율 중 적어도 하나에 기초상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 안테나들이 전송할 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 수신 장치는, 에너지 전송 장치내의 복수의 에너지 전송 안테나들로부터 에너지를 수신하는 에너지 수신 안테나; 상기 에너지 전송 장치와 통신을 수행하는 통신 안테나; 상기 통신 안테나를 통하여 수신된 비컨 패킷에 기초하여, 상기 에너지 전송 안테나들과 상기 에너지 수신 안테나간의 채널 정보를 획득하는 정보 획득부; 및 상기 채널 정보 및 잔여 에너지 정보가 포함되며, 상기 통신 안테나를 통하여 전송되는 리포트 패킷을 생성하는 생성부를 포함하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 장치에서는 수신 노드의 잔여 에너지와 소비되는 에너지에 기초하여 수신 노드에 에너지를 전송함으로서, 수신 노드에서 소모되는 에너지의 양이 수신되는 에너지의 적도록 조절하여 가능하면 많은 수신 노드가 동시에 동작할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 장치에서는 수신 노드의 잔여 에너지와 소비되는 에너지에 기초하여 수신 노드에 대응하는 안테나의 빔포밍 가중치를 결정함으로서, 에너지가 더 많이 필요한 수신 노드에 더 많은 에너지를 공급할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 장치에서는 채널 정보에 기초하여 에너지를 전송함으로서, 채널 특성이 좋은 안테나를 통하여 많은 에너지가 전송되도록 하여 에너지 전송 효율을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 시스템(100)에 관한 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 장치(110)에 관한 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 생성부(230)의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 장치(110)와 수신 노드(120)간의 동작을 시간의 흐름에 따라 표시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 노드(121)에 관한 블록도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 방법에 관한 흐름도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 수신 방법에 관한 흐름도를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 시스템(100)에 관한 블록도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 시스템(100)은 에너지 전송 장치(110)와 복수의 수신 노드들(121~124)로 구성된다.
에너지 전송 장치(110)는 RF 신호 형태의 하나 이상의 전력 비컨을 수신 노드들(120)에 전달한다. 이 때, 에너지 전송 장치(110)는 복수의 안테나를 통하여 전력 비컨을 전송할 수 있다. 에너지 전송 장치(100)가 에너지를 전송하는 방식은 하나의 시점에 하나의 수신 노드들에 집중하여 에너지를 전송하거나, 복수의 수신 노드들에 에너지를 나누어 전송할 수 있다. 본 명세서에서는 전자의 경우를 시분할 빔포밍으로 명명하고, 후자의 경우를 빔 분할 빔포밍으로 명명한다.
에너지 전송 장치(110)는 전력 비컨을 전송함에 있어서 복수의 안테나들 각각에 대한 빔포밍 가중치를 결정한다. 빔포밍 가중치는 각각의 안테나에서 전력 비컨이 전달되는 비를 나타내는 정보로서, 빔포밍 가중치의 형태는 실시예에 따라서 다양할 수 있다. 예를 들어, 빔포밍 가중치는 해당 안테나가 전송하는 전력 비컨의 크기와 위상 정보로 표현될 수 있다.
에너지 전송 장치(110)는 안테나의 빔포밍 가중치를 결정함에 있어서 수신 노드들(121~124)의 잔여 에너지 정보 및 채널 정보를 고려할 수 있다.
수신 노드들(120)은 에너지 전송 장치(110)로부터 에너지를 수신하여 동작하는 노드들로서, 센서 네트워크를 구성하는 센서일 수 있다. 수신 노드들(120)은 에너지 전송 장치(110)에 잔여 에너지 정보 및 채널 정보를 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 장치(110)에 관한 블록도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 장치(110)는 정보 획득부(210), 결정부(220), 신호 생성부(230) 및 복수의 안테나들(240)를 포함할 수 있다.
정보 획득부(210)는 수신 노드들(120)의 잔여 에너지 정보 및 채널 정보를 획득한다. 본 명세서에서 채널 정보는 안테나들(240)과 수신 노드들(120)간에 형성되는 채널의 특성을 나타내는 정보로서 안테나에서 전송된 신호와 수신 노드에서 수신된 신호의 크기 및 위상을 비교하여 획득될 수 있다.
후술할 복수의 안테나들은 전력을 전송하기 위한 복수의 전력 전송 안테나(241)와 통신 안테나(242)를 포함할 수 있으며, 정보 획득부(210)는 통신 안테나(242)를 통하여 수신 노드들(120)과 통신을 수행하면서 수신 노드들(120)의 잔여 에너지 정보 및 채널 정보를 획득할 수 있다.
이 때, 정보 획득부(210)는 에너지 전송 안테나(241)를 통하여 전력 비컨 신호를 전송하기 전에 통신 안테나(242)를 통하여 패킷(이하에서는, 비컨 패킷으로 명명한다.)을 전송하고 이에 대한 응답 패킷(이하에서는, 리포트 패킷으로 명명한다.)을 수신할 수 있으며, 상술한 응답 패킷에 포함된 정보를 이용하여 수신 노드들(120)의 잔여 에너지 정보 및 채널 정보를 획득할 수 있다.
결정부(220)는 수신 노드들(120)의 잔여 에너지 정보 및 채널 정보에 기초하여 빔포밍 가중치 및 어웨이크 비율 중 적어도 하나를 결정한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수신 노드들(120)은 활성 상태 및 슬립 상태 중 하나로 동작할 수 있다. 본 명세서에서 어웨이크 비율은 수신 노드가 특정 시간 동안 활성 상태로 존재할 확률을 나타낸다. 활성 상태인 수신 노드는 수신 모드, 활성 모드, 전송 모드 및 대기 모드 중 하나의 모드로 동작할 수 있다.
결정부(220)는 잔여 에너지가 적은 수신 노드의 어웨이크 비율을 높게 설정함으로서, 해당 수신 노드가 에너지를 더 많이 수신할 수 있도록 할 수 있다.
경우에 따라서는, 결정부(220)는 안테나의 빔포밍 가중치를 조절하여 해당 수신 노드에 더 많은 에너지가 전달되도록 하거나, 해당 수신 노드에 에너지가 전달되는 시간을 더 길게 설정할 수 있다.
결정부(220)는 빔포밍 방식에 따라 빔포밍 가중치를 변경할 수 있다. 빔포밍 방식은 실시예에 따라 다양할 수 있으며, i)시분할 방식과 ii)빔 분할 방식을 포함할 수 있다. 이하에서는 각각의 방식에 따라 빔포밍 가중치를 결정하는 과정을 설명하고자 한다.
<시분할 방식>
시분할 방식은 소정의 시간마다 하나의 센서 노드로 신호를 집중적으로 전송하는 방식이다. 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위하여 소정의 시간을 프레임으로 명명한다. 하나의 프레임은 수신 노드들과 데이터를 송수신하는 시간 구간인 제 1 슬롯과 수신 노드들에 신호를 전달하는 제 2 슬롯으로 구분될 수 있다. 이 때, 제 1 슬롯은 제 2 슬롯의 앞단에 위치할 수 있다.
시분할 방식을 사용하는 경우 각각의 프레임마다 신호를 전달하는 수신 노드를 변경함으로서, 수신 노드들에 순차적으로 신호를 전달한다. 이 때, 잔여 에너지가 적은 수신 노드들에 신호가 더 자주 전달되도록, 프레임을 더 많이 할당할 수 있다.
시분할 방식을 적용할 경우 획득부(210)는 하나의 수신 노드와 통신을 수행하여 채널을 추정하고, 해당 수신 노드에 전달되는 에너지가 최대가 되도록 최적의 빔포밍 가중치를 결정할 것이다. 예를 들어, 에너지를 전송하고자 하는 수신 노드와의 관계에서 채널 특성이 좋은 안테나를 순차적으로 정렬한 후, 채널 특성이 좋은 안테나에서는 많은 에너지가 전송되도록 빔 포밍 가중치를 결정하고, 채널 특성이 좋지 않은 안테나에서는 적은 에너지가 전송되도록 빔포밍 가중치를 결정한다. 이 경우, 에너지 전송 장치(110)가 하나의 프레임동안 전송할 수 있는 최대 전송 에너지를 초과하지 않는 범위내에서 채널 특성이 좋은 순서데로 상위의 안테나들은 각자가 전송할 수 있는 최대의 에너지를 전송한다. 또한, 최대 전송 에너지를 초과하게 되는 시점의 안테나는 최대 전력 에너지를 초과하지 않는 범위내에서 에너지를 전송하고, 그 보다 채널 특성이 좋지 않은 안테나는 에너지를 전송하지 않도록 설계할 수도 있다.
설명의 편의를 위하여 N개의 에너지 전송 안테나들 중 n번째 안테나의 빔포밍 가중치를 wn이라고 가정하자. K개의 수신 노드들 중 k번째 수신 노드에 대한 안테나들의 빔포밍 가중치 벡터(wk)와 각각의 안테나와 k번째 수신 노드간의 채널 정보를 나타내는 채널 벡터(hk)를 다음의 수학식 1에 따라 정의한다.
[수학식 1]
Figure 112017129950446-pat00001
이 때, hk,n은 n번째 안테나에서 k번째 수신 노드로의 채널 이득을 나타낸다. 수신 전력을 최대화하기 위한 목표 함수 및 조건은 다음의 수학식 2에 따라 정의될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112017129950446-pat00002
Pant: 단일 안테나에서 전송할 수 있는 최대 전송 전력
Ptot: 하나의 프레임에서 에너지 전송 장치(110)가 전송할 수 있는 최대 전송 전력
채널 이득의 위상을
Figure 112017129950446-pat00003
, 빔포밍 가중치의 크기를 xn, 위상을 wn으로 가정하자. 채널 정보를 획득할 수 있는 경우, 빔포밍 가중치의 위상은 채널 이득의 위상과 반대 부호, 즉,
Figure 112017129950446-pat00004
로 최적화가 가능하다. 이 경우, 수학식 2는 다음의 수학식 3으로 변경할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112017129950446-pat00005
xn을 최적화 변수로 하고 라그랑주 승수법(Lagrangian multiplier method)로 함수를 최적화한다. 라그랑주 승수법은 제약이 있는 최적화 문제를 해결하는 수학적인 방법으로 최적화하고자 하는 값에 라그랑주 승수(Lagrange multiplier)항을 더하여 제약된 문제를 제약이 없는 형태로 변경한 후 해결한다. 라그랑주 승수를 λ로 가정하면, 수학식 3의 목표 함수를 다음의 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112017129950446-pat00006
이 때, 최적화 변수는 다음의 수학식 5에 따라 구할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112017129950446-pat00007
라그랑주 승수 λ에 대한 전체 전력을,
Figure 112017129950446-pat00008
로 정의하고, 최적의 라그랑주 승수인 λ*을 구하기 위하여 P(λ)≤Ptot인 범위 내에서 λ값을 점진적으로 증가시킨다.
이 때, 채널 이득이 높은 안테나가 많은 에너지를 전달할 수 있도록 하기 위하여 채널 이득에 따라 정렬하고, 채널 이득이 i번째로 작은 안테나를 n(i)로 정의한다.
Figure 112017129950446-pat00009
일 때, 즉, 해당 안테나의 전력이 최대 전력일 때의 λ값을 λi로 정의하면, 수학식 5를 다음의 수학식 6으로 변경할 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112017129950446-pat00010
또한, 수학식 6으로부터 P(λi)를 계산하면, 다음의 수학식 7이 유도된다.
[수학식 7]
Figure 112017129950446-pat00011
P(λi)가 총 전력인 Ptot를 초과할 수 없으므로, P(λi)≤Ptot 를 만족하여야 한다. 수학식 7을 참고하면, P(λi)는 i가 증가할수록 감소하는 함수이므로, P(λi)≤Ptot를 만족하는 가장 작은 i를 검색하고, 이를 i*로 정의한다.
크루쉬-쿤-터커 조건(Karush-Kuhn-Tucker conditions)에 의하여 i*일 때의 λ값인 λ*를 구하면, 다음의 수학식 8과 같이 정리된다.
[수학식 8]
Figure 112017129950446-pat00012
결과적으로, 빔포밍 가중치의 최적의 해는 다음의 수학식 10에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112017129950446-pat00013
<빔분할 방식>
빔분할 방식은 하나의 프레임동안 복수의 안테나에서 전송되는 비컨 신호가 복수의 수신 노드로 동시에 전송되는 방식을 의미한다. 빔분할 방식을 적용하는 경우 빔포밍 가중치를 결정함에 있어서 수신 노드의 잔여 에너지 레벨을 고려할 수 있다. 즉, 잔여 에너지 레벨이 낮은 수신 노드에 더 많은 에너지가 전송되고, 그렇지 않은 수신 노드에는 보다 적은 에너지가 전송되도록 빔포밍 가중치를 결정할 수 있다.
빔분할 방식에서는 평균 수신 전력 영역인 R에서 수신 전력이 되대가 되는 파레트 최적 포인트(Pareto Optimal Points)를 구해야하며, 이는 다음의 수학식 11에 따라 목표 함수가 정의된다.
[수학식 11]
Figure 112017129950446-pat00014
수학식 11을 참고하면, 수신 전력 가중치 벡터
Figure 112017129950446-pat00015
이고, X는 최적화 변수이다. 수신 전력 가중치 벡터는 수신 노드의 중요도에 관한 정보가 포함된 벡터이다. 수신 전력 가중치 벡터는 다음의 수학식 12를 만족하여야 한다.
[수학식 12]
Figure 112017129950446-pat00016
이 때, k번째 수신 노드의 수신 전력 rk는 다음의 수학식 13으로 표현된다.
[수학식 13]
Figure 112017129950446-pat00017
수학식 13을 참고하면, 수식을 간단히 정리하기 위하여,
Figure 112017129950446-pat00018
로 정의하며, Bn은 (n,n)의 원소만 1이고 나머지는 0의 값을 갖는 N*N행렬로 정의한다. 이 경우, 최적화 하고자 하는 함수는 다음의 수학식 14에 따라 정의될 수 있다.
[수학식 14]
Figure 112017129950446-pat00019
수학식 14를 참고하면, S는 최적화변수이다.
Figure 112017129950446-pat00020
를 최적의 해라고 한다면, k번째 수신 노드의 최적 수신 전력은
Figure 112017129950446-pat00021
, 최적 수신 전력 벡터는
Figure 112017129950446-pat00022
으로 정의할 수 있다. 수학식 14에서,
Figure 112017129950446-pat00023
로 정의하면, 수학식 14의 최적화 함수는
Figure 112017129950446-pat00024
로 정의되며, 고유값 분해를 이용하면
Figure 112017129950446-pat00025
로 분해된다. 대각 행렬인
Figure 112017129950446-pat00026
을 내림차순으로 정렬하면, z1(α)는 V(α)의 주요 고유값(Principal eigenvalue)에 해당하며, u1(α)는 주요 고유 벡터(Principal eigenvector)이 된다. 따라서, 최적 빔포밍 가중치 벡터는 다음의 수학식 15가 된다.
[수학식 15]
Figure 112017129950446-pat00027
수학식 14의 최적화 함수를 V(α)의 고유값 및 고유 벡터를 이용하여 정리하면, 다음의 수학식 16이 된다.
[수학식 16]
Figure 112017129950446-pat00028
수학식 16을 참고하면, 최적화하고자 하는 목표 함수는 다음의 수학식 17과 같이 재정의 할 수 있다.
[수학식 17]
Figure 112017129950446-pat00029
수학식 17을 참고하면, 수학식 2에서 hk벡터가 u1(α)T로 변경된 것을 제외하면 동일함을 알 수 있다. 따라서, 상술한 것과 동일한 방식으로 최적화 된 빔포밍 가중치를 계산한다.
<어웨이크 비율 계산 과정>
설명의 편의를 위하여 t번째 프레임에서 수신 노드의 잔여 에너지를 E(t), 전송된 에너지를 Δ+(r(t)), 소비된 에너지를 Δ-(r(t))로 가정해보자.
t+1번째 프레임에서, 수신 노드의 잔여 에너지는 다음의 수학식 18과 같다.
[수학식 18]
Figure 112017129950446-pat00030
수학식 18을 참고하면, 수신 노드의 잔여 에너지는 최대 에너지(Emax)를 초과할 수 없으므로, (잔여 에너지 + 전송된 에너지 - 소비된 에너지)와 최대 에너지 중 작은 값으로 계산된다.
수신 노드에서 소비되는 에너지는 수신 노드가 활성 상태일 때와 슬립 상태일 때 서로 상이하다. 어웨이크 상태에서 소비되는 에너지를 Δ-(1,E), 슬립 상태에서 소비되는 에너지를 Δ-(1,E)로 가정해보자. 어웨이크 비율(σ)에 따른 잔여 에너지의 기대 값은 다음의 수학식 19로 변경될 수 있다.
[수학식 19]
Figure 112017129950446-pat00031
따라서, 어웨이크 비율을 조정하여 잔여 에너지의 기대 값이 항상 양수를 유지하도록 설정한다면, 수신 노드가 에너지 부족으로 종료되는 일 없이 계속적으로 동작하도록 할 수 있다. 따라서, 결정부(220)는 수신 노드의 잔여 에너지가 항상 양으로 유지되면서 수신 노드에서 수신되는 에너지의 총합이 최대가 되도록, 빔포밍 가중치 및 어웨이크 비율을 결정한다.
어웨이크 비율이 증가하면 수신 노드에서 수신하는 에너지가 증가하므로, 각 센서 노드의 수신 에너지의 총 합은 어웨이크 비율에 대하여 증가함수이다. 이러한 관계에 따라 로그 유틸리티 함수(Log Utility Function)을 이용하여 어웨이크 비율(σ)에 관한 함수를 다음의 수학식 20과 같이 설정한다.
[수학식 20]
Figure 112017129950446-pat00032
K개의 센서 노드들 중 k번째 센서 노드의 어웨이크 비율을 σk라고 가정하면, 각 센서에서의 로그 유틸리티 함수의 합이 최대가 되는 어웨이크 비율을 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 수학식 21의 목표 함수를 최대가 되게하는 어웨이크 비율을 찾는다.
[수학식 21]
Figure 112017129950446-pat00033
수학식 21을 참고하면, r은 수신 전력, R은 수신 전력 영역이다. 수학식 21의 목표 함수를 리아푸노프 최적화 기법(Lyapunov optimization problem)을 이용하여 최적화할 수 있다. 리아푸노프 함수(L(t))는 다음의 수학식 22에 따라 정의된다.
[수학식 22]
Figure 112017129950446-pat00034
수학식 22에서, Emax - Ek(t)는 k번째 수신 노드의 저장 에너지 부족분이다. D(t) = L(t+1) - L(t)라고 정의하면, 로그 유틸리티 함수를 최대화하기 위해서는
Figure 112017129950446-pat00035
를 최소화하여야 하며, 이는 다음의 수학식 23과 같이 전개될 수 있다.
[수학식 23]
Figure 112017129950446-pat00036
수학식 23에서 왼쪽 항을 최소화하기 위해서는, 다음의 수학식 24에 따른 목표 함수를 최대화하여야 한다.
[수학식 24]
Figure 112017129950446-pat00037
어웨이크 비율(σ)은 1을 초과할 수 없으므로, 어웨이크 비율은 다음의 수학식 25와 같이 결정된다.
[수학식 25]
Figure 112017129950446-pat00038
수학식 25를 참고하면, 어웨이크 비율은 수신 노드의 잔여 에너지와 및 수신 노드의 최대 에너지에 기초하여 결정됨을 알 수 있다.
신호 생성부(230)는 빔포밍 가중치 및 어웨이크 비율 중 적어도 하나에 기초하여, 에너지 전송 안테나들(241)이 전송할 신호를 생성한다. 이하에서는 도 3을 참고하여 신호 생성부(230)의 구조에 관한 일 예를 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 생성부(230)의 구조를 나타내는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 생성부(230)는 오실레이터(310), 제 1 증폭기(320), 전력 분배기(Power Splitter, 330), 위상 변환기(340) 및 제 2 증폭기(350)을 포함할 수 있다.
오실레이터(310)는 특정 주파수의 발진 신호를 생성한다.
제 1 증폭기(320)는 구동 증폭기(Drive Amplifier)로 지칭될 수 있으며, 발진 신호를 증폭한다.
전력 분배기(330)는 증폭된 신호를 에너지 전송 안테나(241) 각각에 대응하는 경로로 분배한다.
위상 변환기(340)는 빔포밍 가중치에 기초하여 신호의 위상을 변경한다.
제 2 증폭기(350)는 빔포밍 가중치에 기초하여 신호의 크기를 조절한다.
다시 도 2로 돌아가서, 안테나부(240)는 에너지를 전송하기 위한 복수의 에너지 전송용 안테나(241)와 수신 노드(120)와 데이터 통신을 수행하기 위한 통신용 안테나를 포함한다.
에너지 전송용 안테나(241)는 신호 생성부(230)에서 생성된 신호를 전송한다. 이 때 전송되는 신호는 RF 신호일 수 있으며, 전력 비컨 신호로 명명될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 장치(110)와 수신 노드(120)간의 동작을 시간의 흐름에 따라 표시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 프레임으로 명명되는 시간은 제 1 시간 슬롯(410)과 제 2 시간 슬롯(420)으로 구분된다. 제 1 시간 슬롯(410)은 복수개의 세부 슬롯으로 구성될 수 있으며, 하나의 슬롯에서는 특정 수신 노드와 통신을 수행함으로서 충돌이 발생하지 않도록 할 수 있다.
먼저, 에너지 전송 장치(110)는 프레임이 시작될 때 비컨 패킷(421)을 전송한다. 비컨 패킷(421)에는 모든 수신 노드들에 대한 어웨이크 비율에 관한 정보가 포함될 수 있다. 어웨이크 비율(σ(t))를 표현하는 방법은 실시예에 따라서 다양할 수 있다. 예를 들여, t번째 프레임에서 해당 수신 노드가 활성 상태인 경우는 a(t) =1 이고, 수신 노드가 슬립 상태일 경우를 a(t) = 0 으로 표기할 때, 어웨이크 비율(σ(t))는 수신 노드의 상태가 '1'일 확률을 나타낼 수 있다.
에너지 전송 장치(110)가 비컨 패킷을 전송하면, 활성 상태에 있는 모든 수신 노드는 비컨 패킷을 수신하고, 동작 모드를 수신 모드로 전환한다.
비컨 패킷이 수신되면 활성 상태에 있는 모든 수신 모드는 동작 모드를 활성 모드로 변경한다. 수신 노드가 활성 모드로 동작하는 동안, 수신 노드들은 채널 정보를 획득한다. 예를 들어, 채널의 상태를 추정하기 위하여 제 1 슬롯(410)을 통하여 전송되는 전력을 수신한다. 또한, 수신 노드들은 자신의 잔여 에너지를 감지 또는 계산한다. 수신 노드는 제 1 슬롯(410) 동안 수신된 에너지의 측정 값, 수신 노드의 잔여 에너지 및 기타 감지 결과를 포함하는 리포트 패킷을 생성한다.
활성 모드가 종료되면, 수신 노드는 동작 모드를 전송 모드로 변경한다. 전송 모드에서, 수신 노드들은 리포트 패킷을 에너지 전송 장치(110)로 전송한다. 이 때, 수신 노드들간의 충돌을 방지하기 위해 전송 간격을 조정할 수 있다. 예를 들어, 첫번째 수신 노드는 제 1 슬롯(410) 중 다섯 번째 세부 슬롯에서 리포트 패킷을 전송하고, 두번째 수신 노드는 제 1 슬롯(410) 중 여섯 번째 세부 슬롯에서 리포트 패킷을 전송할 수 있다. 이 때, 수신 노드가 리포트 패킷을 전송하는 시점은 비컨 패킷에 포함되어 있거나, 수신 노드들간에 사전에 정해진 규칙에 의할 수 있다.
전송 모드가 종료되면, 수신 노드는 동작 모드를 대기 모드로 변경한다. 이 후, 수신 노드는 제 2 슬롯(420) 동안 수신되는 전력 비컨 신호를 수신하여 에너지를 충전한다.
상술한바와 같이 에너지 전송 장치(110)는 제 2 슬롯(420) 동안 전력 비컨 신호를 전송함에 있어서, 리포트 패킷에 포함된 채널 정보 및 수신 노드의 잔여 에너지 정보에 기초하여 빔포밍 가중치와 어웨이크 비율을 결정하고, 활성 모드에 있는 수신 노드에 최적의 전력 비컨 신호를 전송한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 노드(121)에 관한 블록도를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 노드(121)는 에너지 수신 안테나(510), 통신 안테나(520), 정보 획득부(530) 및 생성부(540)를 포함할 수 있다.
에너지 수신 안테나(510)는 복수의 에너지 전송 안테나들(241)로부터 신호를를 수신한다. 에너지 수신 안테나(510)를 통하여 수신된 신호는 정류기 및 증폭기 중 적어도 하나를 거쳐 베터리에 저장될 수 있다.
통신 안테나(520)는 에너지 전송 장치(110)의 통신 안테나(242)와 통신을 수행한다. 상술한 바와 같이 통신 안테나(520)는 프레임의 시작 시점에 통신 안테나(242)로부터 비컨 패킷을 수신할 수 있다.
정보 획득부(530)는 통신 안테나(520)로 수신된 비컨 패킷에 기초하여 수신 노드(121)의 잔여 에너지 및 에너지 전송 안테나들(241)과 에너지 수신 안테나(510)간의 채널 정보를 획득한다. 정보 획득부(530)는 베터리(미도시)의 에너지 준위를 확인하여 수신 노드(121)의 잔여 에너지를 확인하고, 비컨 패킷을 통하여 수신된 신호의 크기 및 위상을 확인하여 채널 정보를 획득할 수 있다.
생성부(540)는 채널 정보 및 잔여 에너지 정보가 포함되는 리포트 패킷을 생성한다.
생성된 리포트 패킷은 비컨 패킷에 포함된 전송 시점이나 미리 정해진 전송 시점에 통신 안테나(520)를 통하여 에너지 전송 장치(241)로 전송된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 방법에 관한 흐름도를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 전송 방법은 복수의 에너지 전송 안테나를 이용하여 복수의 단말에 에너지를 전송하는 방법에 관한 것일 수 있다.
단계 s610에서, 수신 노드의 잔여 에너지 정보 및 에너지 전송 안테나와 수신 노드간의 채널 정보를 획득한다. 수신 노드의 잔여 에너지 정보 및 채널 정보는, 에너지 전송 장치(110)가 전송한 비컨 패킷에 대응하여, 수신 노드들(120)로부터 수신된 리포트 패킷을 통하여 획득될 수 있다.
단계 s620에서, 에너지 전송 안테나에 대한 빔포밍 가중치 및 수신 노드의 어웨이크 비율을 결정한다. 상술한 바와 같이 빔포밍 가중치는 에너지 전송 안테나들(241)에서 전송되는 비컨 신호들간의 비를 나타내며, 어웨이크 비율은 수신 노드들(120)이 특정 프레임에서 활성화될 확률을 나타낸다. 빔포밍 가중치 및 어웨이크 비율은 잔여 에너지 정보 및 채널 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
단계 s630에서, 빔포밍 가중치 및 어웨이크 비율 중 적어도 하나에 기초하여 에너지 전송용 안테나에 대응하는 비컨 신호를 생성한다.
단계 s640에서, 복수의 에너지 전송용 안테나를 통하여 비컨 신호를 전송한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 수신 방법에 관한 흐름도를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 수신 방법은 수신 노드(121)에서 복수의 에너지 전송 안테나들로부터 에너지를 수신하는 방법에 관한 것일 수 있다.
단계 s710에서, 에너지 전송 장치(110)로부터 비컨 패킷을 수신한다. 이 때, 수신 노드(121)의 동작 모드는 수신 모드로 설정될 수 있다.
단계 s720에서, 비컨 패킷에 기초하여 에너지 전송 장치(110)와의 채널 정보를 획득한다. 또한, 수신 노드(121)의 잔여 에너지 정보를 획득한다. 이 때, 수신 노드(121)의 동작 모드는 활성 모드로 설정될 수 있다.
단계 s730에서, 채널 정보 및 잔여 에너지 정보가 포함된 리포트 패킷을 생성한다. 리포트 패킷에는 수신 노드(121)의 최대 저장 에너지가 더 포함될 수 있다.
단계 s740에서, 리포트 패킷을 전송한다. 이 때, 수신 노드(121)의 동작 모드는 전송 모드로 설정될 수 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 에너지 전송 장치
120: 수신 노드들
210: 획득부
220: 결정부
230: 신호 생성부
240: 복수의 안테나들
241: 에너지 전송 안테나
242: 통신 안테나

Claims (14)

  1. 복수의 안테나들을 이용하여 복수의 수신 노드들에 에너지를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 수신 노드들의 잔여 에너지 정보 및 상기 안테나들과 상기 수신 노드들간의 채널 정보를 획득하는 단계;
    상기 수신 노드들의 잔여 에너지 및 상기 채널 정보에 기초하여, 상기 안테나들에서 전송되는 신호들 간의 비를 나타내는 빔포밍 가중치 및 상기 수신 노드들이 신호를 수신할 수 있는 활성 상태일 확률을 나타내는 어웨이크 비율을 결정하는 단계;
    상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 안테나들에 대응하는 비컨 신호들을 생성하는 단계; 및
    상기 비컨 신호들을 상기 안테나들을 통하여 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 채널 정보를 획득하는 단계는
    상기 수신 노드들과 데이터 통신을 수행하는 통신 안테나를 통하여 상기 수신 노드들에 비컨 패킷을 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나들은,
    상기 수신 노드들에 에너지를 전달하는 복수의 에너지 전송 안테나들을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 채널 정보를 획득하는 단계는,
    상기 비컨 패킷에 대한 응답으로, 상기 수신 노드들로부터 상기 잔여 에너지 정보 및 상기 채널 정보가 포함된 리포트 패킷을 수신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 비컨 패킷은,
    상기 수신 노드들이 상기 리포트 패킷을 전송할 타이밍에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 비컨 패킷은,
    상기 어웨이크 비율에 관한 정보가 포함된 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율을 결정하는 단계는,
    상기 수신 노드들과 데이터를 송수신하는 시간 구간인 제 1 슬롯과 상기 수신 노드들에 에너지를 전달하는 시간 구간인 제 2 시간 슬롯이 포함된 프레임 단위로 상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 신호를 전송하는 단계는,
    하나의 프레임 동안 상기 안테나들이 동일한 수신 노드에 에너지를 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 신호를 전송하는 단계는,
    하나의 프레임 동안 상기 안테나들이 복수의 수신 노드들에 동시에 에너지를전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 빔포밍 가중치를 결정하는 단계는,
    상기 채널 정보에 기초하여, 에너지 손실이 적은 채널을 통하여 많은 에너지가 전송되도록 빔포밍 가중치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 빔포밍 가중치를 결정하는 단계는,
    잔여 에너지가 적은 수신 노드에 제 2 시간 슬롯를 더 자주 할당하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율을 결정하는 단계는,
    상기 수신 노드들 중 잔여 에너지가 임계치 이상인 수신 노드의 수가 최대가 되도록 빔포밍 가중치 및 어웨이크 비율을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 어웨이크 비율을 결정하는 단계는,
    상기 수신 노드들의 잔여 에너지 및 상기 수신 노드들의 최대 저장 에너지 중 적어도 하나에 기초하여 어웨이크 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 방법.
  13. 복수의 수신 노드들에 에너지를 전송하는 복수의 안테나들;
    상기 수신 노드들 각각의 잔여 에너지 정보 및 상기 안테나들과 상기 수신 노드들간의 채널 정보를 획득하는 정보 획득부;
    상기 수신 노드들의 잔여 에너지 및 상기 채널 정보에 기초하여, 상기 안테나들에서 전송되는 신호들 간의 비를 나타내는 빔포밍 가중치 및 상기 수신 노드들이 신호를 수신할 수 있는 활성 상태일 확률을 나타내는 어웨이크 비율을 결정하는 결정부; 및
    상기 빔포밍 가중치 및 상기 어웨이크 비율 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 안테나들이 전송할 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함하되,
    상기 정보 획득부는
    상기 수신 노드들과 데이터 통신을 수행하는 통신 안테나를 통하여 상기 수신 노드들에 비컨 패킷을 전송하고, 상기 비컨 패킷에 대한 응답으로, 상기 수신 노드들로부터 상기 잔여 에너지 정보 및 상기 채널 정보가 포함된 리포트 패킷을 수신하는 것을 특징으로 하는 에너지 전송 장치.
  14. 에너지 전송 장치내의 복수의 에너지 전송 안테나들로부터 에너지를 수신하는 에너지 수신 안테나;
    상기 에너지 전송 장치와 통신을 수행하는 통신 안테나;
    상기 통신 안테나를 통하여 수신된 비컨 패킷에 기초하여, 상기 에너지 전송 안테나들과 상기 에너지 수신 안테나간의 채널 정보를 획득하는 정보 획득부; 및
    상기 채널 정보 및 잔여 에너지 정보가 포함되며, 상기 통신 안테나를 통하여 전송되는 리포트 패킷을 생성하는 생성부를 포함하되,
    상기 정보 획득부는
    상기 통신 안테나를 통하여 수신 노드들에 비컨 패킷을 전송하고, 상기 비컨 패킷에 대한 응답으로, 상기 수신 노드들로부터 상기 잔여 에너지 정보 및 상기 채널 정보가 포함된 리포트 패킷을 수신하는 것을 특징으로 하는 에너지 수신 장치.
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