KR102062432B1 - Base station and method for wireless energy harvesting network system, and system comprising same - Google Patents

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Abstract

복수의 베이스 스테이션 및 복수의 무선 통신 단말을 포함하는 에너지 하베스팅 네트워크 시스템에 있어서, 무선 신호를 통한 데이터 통신 및 전력 전송을 수행하는 제1 베이스 스테이션, 무선 신호를 통한 전력 공급을 수행하는 제2 베이스 스테이션과, 제1 베이스 스테이션 및 제2 베이스 스테이션 각각으로부터 무선 신호를 수신하고, 통신 파라미터 정보를 기초로 수신된 무선 신호를 전력 에너지로 변환하는 무선 통신 단말을 포함하고, 제1 베이스 스테이션 및 제2 베이스 스테이션은 시간 분할 방식으로 각각에게 할당된 각각의 시분할 구간 동안 서로 다른 채널을 통해 무선 통신 단말로 무선 신호를 전송하고, 통신 파라미터 정보는 네트워크 환경 정보에 기초하여 결정되는 것인, 시스템이 개시된다.An energy harvesting network system comprising a plurality of base stations and a plurality of wireless communication terminals, the energy harvesting network system comprising: a first base station performing data communication and power transmission via a wireless signal; a second base performing power supply via a wireless signal; A station and a radio communication terminal for receiving a radio signal from each of the first base station and the second base station, and converting the received radio signal into power energy based on the communication parameter information, the first base station and the second base station; The base station transmits a radio signal to a wireless communication terminal through a different channel during each time division period assigned to each in a time division manner, wherein the communication parameter information is determined based on network environment information. .

Description

무선 에너지 하베스팅 네트워크 시스템을 위한 베이스 스테이션 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템 {BASE STATION AND METHOD FOR WIRELESS ENERGY HARVESTING NETWORK SYSTEM, AND SYSTEM COMPRISING SAME}BASE STATION AND METHOD FOR WIRELESS ENERGY HARVESTING NETWORK SYSTEM, AND SYSTEM COMPRISING SAME}

본 개시는 무선 데이터 통신과 무선 전력 전송을 동시에 수행하는 무선 에너지 하베스팅 네트워크의 에너지 효율을 최적화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an apparatus and method for optimizing energy efficiency of a wireless energy harvesting network that simultaneously performs wireless data communication and wireless power transfer.

최근 IoT 기술의 발달로 독립된 배터리를 가지고 운용되는 셀룰러 네트워크의 사용자, Wi-Fi 사용자, IP-Camera, TV, 세탁기 등 모든 무선정보통신을 사용하는 기기들을 포함하는 센서 노드에 무선정보통신과 함께 무선 전력 전송 및 무선 전력 충전을 제공하는 차세대 통신네트워크 시스템이 요구되고 있다. 또한, 무선 전력 충전 기술 분야에서는 정보통신과 무선 전력 충전을 동시에 수행하는 무선 에너지 하베스팅 네트워크에 대한 연구가 진행되고 있다. 특히, 비결합 무선 에너지 하베스팅 네트워크는 유저들에게 무선전력충전 효율 또는 속도를 향상시키기 위해 파워 비콘(Power beacon)을 송신기보다 유저들에게 더 가까이 설치하여 운영하는 네트워크이다. 이에 따라, 비결합 무선 에너지 하베스팅 네트워크의 에너지 효율을 최적화 하기 위해 각각의 송신기가 얼마만큼의 송신출력을 각각 가져야 하는가에 대한 파워 컨트롤과 관련된 기술이 요구되고 있다.With the recent development of IoT technology, wireless communication with wireless telecommunications is performed on sensor nodes including devices that use wireless communication such as users of cellular networks, Wi-Fi users, IP-Camera, TVs, washing machines, etc. There is a need for a next generation communication network system that provides power transfer and wireless power charging. In addition, in the field of wireless power charging technology, research on a wireless energy harvesting network that simultaneously performs information communication and wireless power charging has been conducted. In particular, the uncoupled wireless energy harvesting network is a network in which a power beacon is installed closer to the users than the transmitter to improve wireless power charging efficiency or speed. Accordingly, there is a need for a technology related to power control of how much transmission power each transmitter should have in order to optimize energy efficiency of an uncoupled wireless energy harvesting network.

본 발명은 무선 정보 통신과 무선 전력 전송을 동시에 수행하는 무선 에너지 하베스팅 네트워크의 에너지 효율을 최적화하기 위한 목적을 가지고 있다.An object of the present invention is to optimize energy efficiency of a wireless energy harvesting network that simultaneously performs wireless information communication and wireless power transmission.

일 실시예에 따른 시스템은, 복수의 베이스 스테이션 및 복수의 무선 통신 단말을 포함하는 에너지 하베스팅 네트워크 시스템은, 무선 신호를 통한 데이터 통신 및 전력 전송을 수행하는 제1 베이스 스테이션, 무선 신호를 통한 전력 공급을 수행하는 제2 베이스 스테이션과, 제1 베이스 스테이션 및 제2 베이스 스테이션 각각으로부터 무선 신호를 수신하고, 통신 파라미터 정보를 기초로 수신된 무선 신호를 전력 에너지로 변환하는 무선 통신 단말을 포함할 수 있다. 또한, 시스템에 포함된 제1 베이스 스테이션 및 상기 제2 베이스 스테이션은 시간 분할 방식으로 각각에게 할당된 각각의 시분할 구간 동안 서로 다른 채널을 통해 무선 통신 단말로 무선 신호를 전송하고, 통신 파라미터 정보는 네트워크 환경 정보에 기초하여 결정되는 것일 수 있다.According to an embodiment, a system includes an energy harvesting network system including a plurality of base stations and a plurality of wireless communication terminals, the first base station performing data communication and power transmission through a wireless signal, and power through a wireless signal. A second base station performing the supply, and a wireless communication terminal that receives a radio signal from each of the first base station and the second base station, and converts the received radio signal into power energy based on the communication parameter information. have. In addition, the first base station and the second base station included in the system transmits a radio signal to a wireless communication terminal through a different channel during each time division period allocated to each in a time division manner, and communication parameter information is a network It may be determined based on the environmental information.

일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 네트워크 시스템에서 무선 신호를 통한 데이터 통신 및 전력 전송을 수행하는 베이스 스테이션은, 무선 신호를 송수신하는 통신부 및 프로세서를 포함하고, 프로세서는 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 네트워크 환경 정보에 기초하여 통신 파라미터를 결정하고, 베이스 스테이션 및 무선 전력 전송을 위한 비결합 장치 각각에게 각각의 무선 신호 전송을 위한 시분할 구간을 할당하고, 베이스 스테이션에게 할당된 시분할 구간동안 무선 통신 단말로 통신 파라미터에 기초하여 무선 신호를 전송할 수 있다. 여기에서, 비결합 장치는 무선 통신 단말에게 베이스 스테이션과 독립적인 채널을 통해 전력 전송을 위한 무선 신호를 송신하는 장치일 수 있다. In an energy harvesting network system, a base station for performing data communication and power transmission via a wireless signal includes a communication unit and a processor for transmitting and receiving a wireless signal, and the processor executes the at least one program. Determine communication parameters based on the network environment information, allocate time division intervals for each radio signal transmission to each of the base station and the uncoupled device for wireless power transmission, and to the wireless communication terminal during the time division intervals allocated to the base station. The wireless signal may be transmitted based on the communication parameter. Here, the non-coupling device may be a device for transmitting a radio signal for power transmission through a channel independent of the base station to the wireless communication terminal.

일 실시예에 따라 복수의 베이스 스테이션이 발신하는 무선 신호로부터 전력 에너지 및 데이터를 획득하는 무선 통신 단말은, 복수의 베이스 스테이션으로부터 무선 신호를 송수신하는 통신부 및 프로세서를 포함하고, 프로세서는 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 통신부를 통해, 복수의 베이스 스테이션 각각에 대해 할당된 무선 신호가 전송되는 시간 구간에 대한 정보 및 통신 파라미터를 수신하고, 무선 신호가 전송되는 시간 구간에 대한 정보에 기초하여 복수의 베이스 스테이션 각각으로부터 서로 다른 채널을 통해 전송되는 무선 신호를 수신하며, 통신 파라미터에 기초하여 통신부를 통해 수신된 무선 신호를 전력 에너지로 변환할 수 있다.According to an embodiment, a wireless communication terminal for obtaining power energy and data from a wireless signal transmitted by a plurality of base stations includes a communication unit and a processor for transmitting and receiving wireless signals from the plurality of base stations, and the processor includes at least one program. By performing the operation, the communication unit receives information on a time interval in which the radio signals allocated for each of the plurality of base stations are transmitted and communication parameters, and transmits the plurality of bases based on the information on the time interval in which the radio signals are transmitted. A wireless signal transmitted through different channels may be received from each station, and the wireless signal received through the communication unit may be converted into power energy based on a communication parameter.

일 실시예에 따라 에너지 하베스팅 네트워크 시스템에 포함된 베이스 스테이션이 무선 신호를 통한 데이터 통신 및 전력 공급을 수행하는 방법은, 네트워크 환경 정보에 기초하여 통신 파라미터를 결정하는 단계, 베이스 스테이션 및 무선 전력 전송을 위한 비결합 장치 각각에게 각각의 무선 신호 전송을 위한 시분할 구간을 할당하는 단계 및 베이스 스테이션에게 할당된 시분할 구간 동안 무선 통신 단말로 통신 파라미터에 기초하여 무선 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, a method of performing data communication and power supply through a wireless signal by a base station included in an energy harvesting network system includes determining a communication parameter based on network environment information, a base station, and wireless power transmission. And allocating a time division interval for each wireless signal transmission to each of the uncoupled devices for transmitting the radio signal based on a communication parameter to the wireless communication terminal during the time division interval allocated to the base station.

또 다른 측면에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 상술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 포함한다.A computer-readable recording medium according to another aspect includes a recording medium recording a program for executing the above method on a computer.

본 발명의 일 실시예는 무선 에너지 하베스팅 네트워크에서 베이스 스테이션의 무선 신호 전송을 제어함으로써 에너지 효율을 최적화할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 무선 에너지 하베스팅 네트워크에서 전력 에너지 효율을 최적화하여 친환경적 통신 네트워크 환경을 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention can optimize energy efficiency by controlling wireless signal transmission of a base station in a wireless energy harvesting network. An embodiment of the present invention may provide an environment-friendly communication network environment by optimizing power energy efficiency in a wireless energy harvesting network.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 베이스 스테이션, 제2 베이스 스테이션 및 무선 통신 단말을 포함하는 에너지 하베스팅 네트워크 시스템의 예시를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 베이스 스테이션 및 제2 베이스 스테이션의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 하이브리드 액세스 포인트인 제1 베이스 스테이션의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4b는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말 내에서 수신된 무선 신호의 전력의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 에너지 효율을 최적화하는 통신 파라미터를 결정하는 제1 베이스 스테이션의 동작을 나타내는 흐름도이다.
1 is a schematic diagram illustrating an example of an energy harvesting network system including a first base station, a second base station, and a wireless communication terminal, according to one embodiment of the disclosure.
2 is a diagram illustrating a configuration of a first base station and a second base station according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a flowchart illustrating a method of operating a first base station that is a hybrid access point according to an embodiment of the present disclosure.
4A is a block diagram illustrating a configuration of a wireless communication terminal according to an embodiment of the present disclosure.
4B illustrates a flow of power of a wireless signal received in a wireless communication terminal according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a flow diagram illustrating operation of a first base station to determine communication parameters to optimize energy efficiency in accordance with one embodiment of the present disclosure.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우만이 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.

본 개시는 데이터 통신과 무선 전력 충전을 동시에 수행하는 무선 에너지 하베스팅 네트워크 시스템에서 에너지 효율을 최적화 하는 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a method for optimizing energy efficiency in a wireless energy harvesting network system that simultaneously performs data communication and wireless power charging.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 무선 에너지 하베스팅 네트워크 시스템은 무선 전력 충전의 효율을 증가시키기 위해 추가적으로 무선 전력을 제공하는 베이스 스테이션을 포함할 수 있다. 무선 에너지 하베스팅 네트워크 시스템은 복수의 베이스 스테이션을 포함함으로써 무선 전력 충전의 커버리지를 증가시킬 수 있다. According to one embodiment of the present disclosure, a wireless energy harvesting network system may include a base station that additionally provides wireless power to increase the efficiency of wireless power charging. The wireless energy harvesting network system can increase the coverage of wireless power charging by including a plurality of base stations.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 방법은 복수의 베이스 스테이션을 포함하는 비결합 무선 에너지 하베스팅 네트워크 시스템에서 에너지 효율을 최적화할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 방법은 복수의 베이스 스테이션을 포함하는 비결합 무선 에너지 하베스팅 네트워크 시스템에서 발생하는 간섭 문제를 완화시킬 수 있다.In addition, the method according to an embodiment of the present disclosure may optimize energy efficiency in an uncoupled wireless energy harvesting network system including a plurality of base stations. The method according to an embodiment of the present disclosure can alleviate the interference problem occurring in an uncoupled wireless energy harvesting network system including a plurality of base stations.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 베이스 스테이션(100), 제2 베이스 스테이션(300) 및 무선 통신 단말(200a, 200b, 200c)을 포함하는 에너지 하베스팅 네트워크 시스템의 예시를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating an example energy harvesting network system including a first base station 100, a second base station 300, and a wireless communication terminal 200a, 200b, 200c in accordance with one embodiment of the present disclosure. to be.

본 개시의 일 실시예에 따른 시스템은 복수의 무선 전력 베이스 스테이션을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 시스템은 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 베이스 스테이션(300)은 무선 통신 단말(200a, 200b, 200c)에게 무선 통신 방식을 통해 전력 에너지를 송신할 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 베이스 스테이션(100)은 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WIFI), 지그비(ZigBee), 가시광 통신 및 3G, LTE 등의 기타 데이터 통신 방식을 통해 무선 통신 단말(200a, 200b, 200c)과 무선 통신을 수행할 수 있으나 무선 통신 방식은 이에 한정되지 않는다. The system according to an embodiment of the present disclosure may include a plurality of wireless power base stations. For example, referring to FIG. 1, the system may include a first base station 100 and a second base station 300. The first and second base stations 300 may transmit power energy to the wireless communication terminals 200a, 200b, and 200c through a wireless communication scheme. In this case, the first and second base stations 100 are wireless communication terminals 200a and 200b through Bluetooth, WIFI, ZigBee, visible light communication, and other data communication methods such as 3G and LTE. , 200c) may perform wireless communication, but the wireless communication method is not limited thereto.

일 실시예에 따라, 적어도 하나의 베이스 스테이션은 데이터 통신 기능을 추가적으로 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 무선 데이터 통신 기능 및 무선 전력 공급 기능을 구비하는 하이브리드 액세스 포인트(hybrid access point, H-AP) 일 수 있다. 구체적으로, 제1 베이스 스테이션(100)은 무선 통신 방식을 이용해 전력 공급 외에 후술할 무선 통신 단말(200a, 200b, 200c)과 데이터 통신을 수행할 수 있다. 제1 베이스 스테이션(100)과 무선 통신 단말(200a,200b,200c)은 정해진 주파수 대역을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 제1 베이스 스테이션(100)은 커버리지(101) 내에 포함된 무선 통신 단말(200a, 200b, 200c)에게 무선 신호를 전송할 수 있다.According to one embodiment, the at least one base station may additionally be equipped with a data communication function. For example, the first base station 100 may be a hybrid access point (H-AP) having a wireless data communication function and a wireless power supply function. Specifically, the first base station 100 may perform data communication with the wireless communication terminals 200a, 200b, and 200c to be described later in addition to power supply using a wireless communication method. The first base station 100 and the wireless communication terminals 200a, 200b, and 200c may transmit and receive wireless signals through a predetermined frequency band. The first base station 100 may transmit a radio signal to the wireless communication terminals 200a, 200b, and 200c included in the coverage 101.

일 실시예에 따라, 제2 베이스 스테이션(300)은 무선 통신 단말(200a, 200b)에게 무선 전력 에너지를 공급할 수 있다. 예를 들어, 제2 베이스 스테이션(300)은 무선 통신 단말(200a, 200b)에게 제1 베이스 스테이션(100)과 달리, 무선 전력만 공급하는 베이스 스테이션일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 무선 통신 단말(200a, 200b)는 제2 베이스 스테이션(300)으로부터 수신되는 무선 신호 전부를 전력 에너지로 변환할 수 있다. 이 경우, 제2 베이스 스테이션(300)은 제1 베이스 스테이션(100)과 비결합된(decoupled) 비결합 장치일 수 있다.According to an embodiment, the second base station 300 may supply wireless power energy to the wireless communication terminals 200a and 200b. For example, unlike the first base station 100, the second base station 300 may be a base station that supplies only wireless power to the wireless communication terminals 200a and 200b, but is not limited thereto. The wireless communication terminals 200a and 200b may convert all of the wireless signals received from the second base station 300 into power energy. In this case, the second base station 300 may be a non-coupling device decoupled with the first base station 100.

예를 들어, 제2 베이스 스테이션(100)은 커버리지(301) 내에 포함된 무선 통신 단말(200a, 200b)에게 무선 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 제2 베이스 스테이션(300)은 제1 베이스 스테이션(100)과 독립적인 채널을 통해 무선 통신 단말(200a, 200b)에게 무선 신호를 전송할 수 있다.For example, the second base station 100 may transmit a radio signal to the wireless communication terminals 200a and 200b included in the coverage 301. In this case, the second base station 300 may transmit a radio signal to the wireless communication terminals 200a and 200b through a channel independent of the first base station 100.

일 실시예에 따라, 제2 베이스 스테이션(300)은 제1 베이스 스테이션이 설치된 위치를 기준으로 기 설정된 범위 내에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제2 베이스 스테이션(300)은 제1 베이스 스테이션(100)의 커버리지(101)내에 설치될 수 있다. 또는 제2 베이스 스테이션(300)은 제1 베이스 스테이션(100)의 커버리지(101)를 포함하는 기 설정된 영역 내에 설치될 수 있다.According to an embodiment, the second base station 300 may be installed within a preset range based on the location where the first base station is installed. For example, the second base station 300 may be installed within the coverage 101 of the first base station 100. Alternatively, the second base station 300 may be installed in a preset area including the coverage 101 of the first base station 100.

일 실시예에 따라, 제2 베이스 스테이션(300)이 무선 전력만 송신하는 경우, 제2 베이스 스테이션(300)은 시스템에서 무선 전력 충전의 커버리지를 증가시키기 위해 이용되는 파워 비콘(power beacon, PB)일 수 있다.According to one embodiment, when the second base station 300 transmits only wireless power, the second base station 300 is a power beacon (PB) used to increase the coverage of wireless power charging in the system. Can be.

일 실시예에 따라, 시스템이 제1 베이스 스테이션(100)과 비결합된 비결합 장치인 제2 베이스 스테이션(300)을 추가적으로 포함하는 경우, 제2 무선 통신 단말(200)은 제2 베이스 스테이션(300)으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 반대로, 제2 베이스 스테이션(300)을 포함하지 않는 시스템에서 제2 무선 통신 단말(200b)은 제1 무선 통신 단말(200a)에 비해 제1 베이스 스테이션(100)으로부터 충분한 전력을 공급받지 못할 수 있다. 시스템은 제2 베이스 스테이션(300)을 통해 무선 전력을 공급하기 위한 커버리지를 확장함으로써 시스템 내의 복수의 단말들에게 안정적인 무선 전력 충전 환경을 제공할 수 있다.According to one embodiment, when the system additionally includes a second base station 300 which is a non-coupling device uncoupled with the first base station 100, the second wireless communication terminal 200 may be configured as a second base station ( 300 may be powered from. On the contrary, in a system not including the second base station 300, the second wireless communication terminal 200b may not receive sufficient power from the first base station 100 compared to the first wireless communication terminal 200a. . The system can provide a stable wireless power charging environment to a plurality of terminals in the system by extending the coverage for supplying wireless power through the second base station 300.

또한, 시스템이 제2 베이스 스테이션(300)을 포함하는 경우, 제1 베이스 스테이션과 무선 통신 단말(200) 사이의 데이터 통신 환경을 개선할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 제2 베이스 스테이션(300)에서 무선 통신 단말에게 제공되는 전력을 기초로, 데이터 통신을 위한 전력을 확보할 수 있다.In addition, when the system includes the second base station 300, it is possible to improve the data communication environment between the first base station and the wireless communication terminal 200. For example, the first base station 100 may secure power for data communication based on the power provided to the wireless communication terminal from the second base station 300.

도 1에 도시된, 제2 베이스 스테이션(300)과 같이 제1 베이스 스테이션(100)과 독립된 별도의 전력 전송 베이스 스테이션을 포함하는 에너지 하베스팅 네트워크 시스템을 비결합 무선 하베스팅 네트워크(decoupled RF energy harvesting network, DRF-EHN)라고 할 수 있다.A decoupled RF energy harvesting system for an energy harvesting network system including a separate power transfer base station independent of the first base station 100, such as the second base station 300, shown in FIG. 1. network, DRF-EHN).

일 실시예에 따라, 무선 통신 단말(200a, 200b, 200c)은 복수의 베이스 스테이션으로부터 무선 신호를 통해 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 무선 통신 단말(200a, 200b, 200c)은 베이스 스테이션과 무선 통신을 수행할 수 있다. 무선 통신 단말(200a, 200b, 200c)은 스마트폰, 태블릿 PC, 휴대폰, 랩톱과 같은 모바일 컴퓨팅 장치, 통신 기능 및 무선 전력 충전 기능을 구비한 시계와 같은 웨어러블 장치일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않으며, 무선 통신 단말(200a, 200b, 200c)은 베이스 스테이션과 무선 신호를 통해 데이터를 통신하고 전력을 충전할 수 있는 모든 종류의 모바일 기기를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the wireless communication terminals 200a, 200b, and 200c may receive power through a wireless signal from a plurality of base stations. In addition, the wireless communication terminals 200a, 200b, and 200c may perform wireless communication with the base station. The wireless communication terminals 200a, 200b, and 200c may be a mobile computing device such as a smartphone, a tablet PC, a mobile phone, a laptop, a wearable device such as a watch having a communication function and a wireless power charging function. However, the present invention is not limited thereto, and the wireless communication terminals 200a, 200b, and 200c may include all kinds of mobile devices capable of communicating data and charging power through a wireless signal with the base station.

한편, 도 1에서는 상기 시스템을 관리하는 프로세서를 별도로 도시하지 않고, 제1 베이스 스테이션이 전체 시스템을 관리하는 동작을 수행하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한 되는 것은 아니다. 예를 들어, 시스템은 에너지 하베스팅 네트워크의 성능을 최적화하기위한 별도의 프로세서를 포함할 수도 있다. 시스템은 통신 파라미터를 결정하고 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)에게 결정된 통신 파라미터를 전송하는 별도의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 별도의 프로세서가 본 개시 전체를 통해 설명되는 제1 베이스 스테이션(100)의 동작을 수행할 수도 있다. In FIG. 1, the processor managing the system is not illustrated, but the first base station performs the operation of managing the entire system, but the present invention is not limited thereto. For example, the system may include a separate processor for optimizing the performance of the energy harvesting network. The system may include a separate processor for determining communication parameters and transmitting the determined communication parameters to the first base station 100 and the second base station 300. In addition, a separate processor may perform operations of the first base station 100 described throughout the present disclosure.

일 실시예에 따라, 무선 통신 단말(200)이 복수의 베이스 스테이션으로부터 전력을 전송 받는 경우, 간섭 문제로 인해 에너지 효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 단말(200)이 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)으로부터 전력을 수신하는 경우, 제1 베이스 스테이션(100) 및 제 2 베이스 스테이션(300)의 커버리지(301)가 겹치게 되어 에너지 효율이 저하될 수 있다.According to an embodiment, when the wireless communication terminal 200 receives power from a plurality of base stations, a problem may occur in which energy efficiency is lowered due to an interference problem. For example, when the wireless communication terminal 200 receives power from the first base station 100 and the second base station 300, the coverage of the first base station 100 and the second base station 300. The 301 may overlap and the energy efficiency may be reduced.

본 개시의 일 실시예에 따른 제1 베이스 스테이션(100)은 시스템에 포함된 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300) 각각에 대해 무선 신호 전송을 위한 시분할 구간을 할당함으로써 상기 발생하는 에너지 효율의 저하를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 시간 분할방식으로 베이스 스테이션 별 전송 시간을 할당하여, 분할된 하나의 시분할 구간에 하나의 베이스 스테이션이 무선 신호를 전송하게 할 수 있다.The first base station 100 according to an embodiment of the present disclosure is generated by allocating time division intervals for wireless signal transmission to each of the first base station 100 and the second base station 300 included in the system. The reduction in energy efficiency can be reduced. For example, the first base station 100 may allocate a transmission time for each base station in a time division manner so that one base station transmits a radio signal in one divided time division period.

이하에서는 일 실시예에 따른 제1 베이스 스테이션(100)이 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300) 각각이 무선 신호를 전송하는 시간인 시분할 구간을 할당하는 방법에 관하여 도 2를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of allocating a time division interval, which is a time for transmitting a radio signal by each of the first base station 100 and the second base station 300, according to an exemplary embodiment will be described with reference to FIG. 2. It demonstrates with reference.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 시스템은 하이브리드 액세스 포인트(H-AP)인 제1 베이스 스테이션(100), 파워 비콘(PB) 또는 비결합 장치인 제2 베이스 스테이션(300) 및 복수의 무선 통신 단말(200)을 포함할 수 있다. 2 is a diagram illustrating the configuration of the first base station 100 and the second base station 300 according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 2, the system includes a first base station 100 that is a hybrid access point (H-AP), a second base station 300 that is a power beacon (PB), or an uncoupled device, and a plurality of wireless communication terminals 200. ) May be included.

일 실시예에 따라, 제1 베이스 스테이션(100)은 제1 통신부(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 2에 도시된 구성 요소 모두가 제1 베이스 스테이션(100)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 2에 구성된 요소보다 많은 구성 요소에 의해 제1 베이스 스테이션(100)이 구현될 수도 있고, 도 2에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 제1 베이스 스테이션(100)이 구현될 수도 있다.According to an embodiment, the first base station 100 may include a first communication unit 110 and a processor 120. However, not all of the components shown in FIG. 2 are essential components of the first base station 100. The first base station 100 may be implemented by more components than those illustrated in FIG. 2, and the first base station 100 may be implemented by fewer components than the components illustrated in FIG. 2.

프로세서(120)는 하나 이상의 프로세서를 구비하여, 제1 베이스 스테이션 (100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 적어도 하나의 프로그램들을 실행함으로써, 제1 통신부(110)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 적어도 하나의 프로그램들을 실행함으로써, 후술할 도 4 내지 도 5에서 설명되는 제1 베이스 스테이션(100)의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써 제1 통신부(110)를 통해 무선 통신 단말(200)로 무선 신호를 전송할 수 있다.The processor 120 may include one or more processors to control the overall operation of the first base station 100. For example, the processor 120 may control the first communication unit 110 by executing at least one program. In addition, the processor 120 may execute at least one program to perform a function of the first base station 100 described with reference to FIGS. 4 to 5. For example, the processor 120 may transmit a radio signal to the wireless communication terminal 200 through the first communication unit 110 by executing at least one program.

일 실시예에 따라, 프로세서(120)는 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300) 각각에 대해 무선 신호를 전송하기 위한 시분할 구간을 할당할 수 있다. 예를 들어, 제1 시분할 구간은 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300) 중에서 어느 하나가 무선 통신 단말(200)로 무선 신호를 전송할 수 있는 시분할 구간일 수 있다. 제2 시분할 구간은 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300) 중에서 무선 신호를 나머지 하나가 무선 통신 단말(200)로 무선 신호를 전송할 수 있는 시분할 구간일 수 있다. According to an embodiment, the processor 120 may allocate a time division interval for transmitting a radio signal to each of the first base station 100 and the second base station 300. For example, the first time division period may be a time division period in which any one of the first base station 100 and the second base station 300 may transmit a radio signal to the wireless communication terminal 200. The second time division period may be a time division period in which the other one of the first base station 100 and the second base station 300 transmits a radio signal to the wireless communication terminal 200.

구체적으로, 프로세서(120)는 후술할 제1 통신부(110)를 통해 제1 시분할 구간 동안 무선 통신 단말(200)로 무선 신호를 전송할 수 있다. 제2 베이스 스테이션(300)은 후술할 제2 통신부(310)를 통해 제2 시분할 구간 동안 무선 통신 단말(200)로 무선 신호를 전송할 수 있다. In detail, the processor 120 may transmit a wireless signal to the wireless communication terminal 200 during the first time division period through the first communication unit 110 to be described later. The second base station 300 may transmit a radio signal to the wireless communication terminal 200 during the second time division period through the second communication unit 310 to be described later.

제1 통신부(110)는, 제1 베이스 스테이션(100)이 네트워크 내의 무선 통신 단말(200) 및 다른 베이스 스테이션과 통신하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 다른 베이스 스테이션은 제2 베이스 스테이션(300)을 포함할 수 있다. 제1 통신부(110)는 복수의 무선 통신 단말(200)에게 무선 신호를 전송하 전송하기 위한 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있다.The first communication unit 110 can include one or more components that allow the first base station 100 to communicate with the wireless communication terminal 200 and other base stations in the network. Another base station may include a second base station 300. The first communication unit 110 may include at least one antenna for transmitting and transmitting a radio signal to the plurality of wireless communication terminals 200.

일 실시예에 따라, 제1 통신부(110)는 프로세서(120)에서 결정된 시간 분할 방식에 기초하여 무선 신호를 전송할 수 있다. 제1 통신부(110)는 제2 베이스 스테이션(300) 및 무선 통신 단말(200)로 프로세서(120)에서 결정된 시간 분할 정보를 전송할 수 있다.According to an embodiment, the first communication unit 110 may transmit a radio signal based on the time division scheme determined by the processor 120. The first communication unit 110 may transmit time division information determined by the processor 120 to the second base station 300 and the wireless communication terminal 200.

이 경우, 제1 통신부(110)는 이동 통신부, 근거리 통신부를 포함할 수 있다. 이동 통신부는, LTE, WiMAX, Wibro와 같은 다양한 규격에 따라 이동 통신망에 접속할 수 있다. 근거리 통신부는, 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the first communication unit 110 may include a mobile communication unit and a short range communication unit. The mobile communication unit may connect to a mobile communication network according to various standards such as LTE, WiMAX, and Wibro. The short range communication unit may include a Bluetooth communication unit, a BLE (Bluetooth Low Energy) communication unit, a near field communication unit (Near Field Communication unit), WLAN (Wi-Fi) communication unit and the like, but is not limited thereto.

일 실시예에 따라, 제2 베이스 스테이션(300)은 제2 통신부(310)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 2에 도시된 구성 요소 모두가 제2 베이스 스테이션(300)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 2에 구성된 요소보다 많은 구성 요소에 의해 제2 베이스 스테이션(300)이 구현될 수도 있고, 도 2에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 제2 베이스 스테이션(300)이 구현될 수도 있다.According to an embodiment, the second base station 300 may include a second communication unit 310. However, not all of the components shown in FIG. 2 are essential components of the second base station 300. The second base station 300 may be implemented by more components than those illustrated in FIG. 2, and the second base station 300 may be implemented by fewer components than those illustrated in FIG. 2.

일 실시예에 따라, 제2 통신부(310)는 제1 베이스 스테이션(100)으로부터 무선 신호를 전송하기 위한 통신 파라미터를 수신할 수 있다. 또한, 제2 통신부(310)는 수신되 통신 파라미터에 기초하여 무선 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신부(310)는 제2 베이스 스테이션(300)이 무선 신호를 전송하는 것으로 할당된 시분할 구간 동안 무선 통신 단말(200)로 무선 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 제2 베이스 스테이션(300)이 전송하는 무선 신호는 무선 통신 단말(200)에게 전력을 공급하기 위한 것일 수 있다. According to an embodiment, the second communication unit 310 may receive a communication parameter for transmitting a radio signal from the first base station 100. In addition, the second communication unit 310 may transmit a radio signal based on the received communication parameter. For example, the second communication unit 310 may transmit a wireless signal to the wireless communication terminal 200 during a time division period in which the second base station 300 is allocated to transmit the wireless signal. In this case, the wireless signal transmitted by the second base station 300 may be for supplying power to the wireless communication terminal 200.

이 경우, 제2 통신부(310)는 이동 통신부, 근거리 통신부를 포함할 수 있다. 이동 통신부는, LTE, WiMAX, Wibro와 같은 다양한 규격에 따라 이동 통신망에 접속할 수 있다. 근거리 통신부는, 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제2 통신부(310)는 복수의 무선 통신 단말(200)에게 무선 신호를 전송하기 위한 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있다.In this case, the second communication unit 310 may include a mobile communication unit and a short range communication unit. The mobile communication unit may connect to a mobile communication network according to various standards such as LTE, WiMAX, and Wibro. The short range communication unit may include a Bluetooth communication unit, a BLE (Bluetooth Low Energy) communication unit, a near field communication unit (Near Field Communication unit), WLAN (Wi-Fi) communication unit and the like, but is not limited thereto. In addition, the second communication unit 310 may include at least one antenna for transmitting a radio signal to the plurality of wireless communication terminals 200.

일 실시예에 따라, 제1 통신부(110) 및 제2 통신부(310)는 서로 다른 채널을 통해 무선 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션과 무선 통신 단말 사이의 채널 특성과 제2 베이스 스테이션과 무선 통신 단말 사이이 채널 특성은 서로 독립적으로 변화할 수 있다.According to an embodiment, the first communication unit 110 and the second communication unit 310 may transmit a radio signal through different channels. For example, the channel characteristics between the first base station and the wireless communication terminal and the channel characteristics between the second base station and the wireless communication terminal may change independently of each other.

한편, 일 실시예에 따라, 제1 베이스 스테이션(100)은 네트워크 환경 정보를 고려하여 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300) 각각에 대한 시분할 구간을 할당할 수 있다. 복수의 베이스 스테이션이 서로 다른 채널을 통해 무선 통신 단말에게 동시에 전력을 공급하는 경우, 네트워크 환경에 따라 에너지 효율을 최적화하기 위해 시분할 구간이 다르게 할당되어야 할 수 있기 때문이다.Meanwhile, according to an exemplary embodiment, the first base station 100 may allocate a time division interval for each of the first base station 100 and the second base station 300 in consideration of network environment information. This is because, when a plurality of base stations simultaneously supply power to wireless communication terminals through different channels, time division sections may be allocated differently in order to optimize energy efficiency according to a network environment.

또한, 무선 신호를 통해 데이터 전송과 전력 공급이 동시에 이루어 지는 경우, 에너지 효율을 최적화하기 위해 할당되는 시분할 구간은 무선 통신 단말에서 에너지 하베스트되는 전력 에너지 비율과 함께 고려될 수 있다. 비결합 장치(예를 들어, 제2 베이스 스테이션)로부터 수신되는 전력을 고려하여 H-AP(예를 들어, 제1 베이스 스테이션)로부터 수신되는 전력이 분할되는 비율을 결정함으로써, 데이터 통신 비율을 높일 수 있기 때문이다.In addition, when data transmission and power supply are simultaneously performed through a wireless signal, a time division interval allocated for optimizing energy efficiency may be considered together with a power energy ratio that is energy harvested in the wireless communication terminal. Increasing the data communication rate by determining the rate at which the power received from the H-AP (eg, the first base station) is divided by taking into account the power received from the uncoupled device (eg, the second base station). Because it can.

이하에서는 일 실시예에 따른 제1 베이스 스테이션(100)이 네트워크 환경 정보에 기초하여 결정된 통신 파라미터를 이용하여 무선 신호를 전송하는 방법에 관하여 도 3을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method in which the first base station 100 transmits a wireless signal using a communication parameter determined based on network environment information will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 본 개시의 실시예에 따른 하이브리드 액세스 포인트인 제1 베이스 스테이션(100)의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of operating the first base station 100 as a hybrid access point according to an embodiment of the present disclosure.

도 3을 참조하면, 단계 S302에서 제1 베이스 스테이션(100)은 네트워크 환경 정보에 기초하여 통신 파라미터를 결정할 수 있다. 여기에서, 네트워크 환경 정보는 제1 베이스 스테이션(100)의 전송 가능한 최대 전송 전력량, 제2 베이스 스테이션(300)의 전송 가능한 최대 전송 전력량 및 보장되는 서비스 품질 기준을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 베이스 스테이션(100)은 제2 베이스 스테이션(300)으로부터 제2 베이스 스테이션(300)이 전송할 수 있는 최대 전송 전력량에 대한 정보를 수신할 수 있다.Referring to FIG. 3, in step S302, the first base station 100 may determine a communication parameter based on network environment information. Here, the network environment information may include the maximum transmittable amount of transmittable power of the first base station 100, the maximum transmittable amount of transmittable power of the second base station 300, and guaranteed quality of service criteria. In this case, the first base station 100 may receive information on the maximum amount of transmit power that the second base station 300 can transmit from the second base station 300.

또한, 네트워크 환경 정보는 시스템에서 복수의 무선 통신 단말(200) 각각에 대해 보장되는 서비스 품질 기준은 데이터 전송 비율(data rate, bps(bit per second))과 관련된 QoS(quality of service) 및 공급되는 전력량과 관련된 AoP(amount of harvested power) 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 환경 정보는 각각의 무선 통신 단말(200)에 대해 기 설정된 데이터 전송 비율이 보장되는 확률에 관한 정보를 포함할 수 있다. 네트워크 환경 정보는 각각의 무선 통신 단말(200)에 대해 기 설정된 최소 전력량이 보장되는 확률에 관한 정보를 포함할 수 있다. In addition, the network environment information is a quality of service (QoS) related to the data rate (bit per second (bps)) and the quality of service that is guaranteed for each of the plurality of wireless communication terminals 200 in the system is supplied AoP (amount of harvested power) information associated with the amount of power may be included. For example, the network environment information may include information about a probability that a preset data transmission rate is guaranteed for each wireless communication terminal 200. The network environment information may include information about a probability that a preset minimum amount of power is guaranteed for each wireless communication terminal 200.

또한, 네트워크 환경 정보는 채널 모델과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 채널 모델은 네트워크의 물리적인 환경 요소를 기초로 결정될 수 있다. 예를 들어, 네트워크의 물리적인 환경 요소는 반사파가 형성되는 구조적 특징을 포함할 수 있다. 채널 모델은 레일레이 페이딩(rayleight fading), 라이시안 페이딩(rician fading) 채널 모델을 포함할 수 있다. 제1 베이스 스테이션(100)은 네트워크 환경 정보를 획득하기 위해, 제2 베이스 스테이션(300)으로부터 제2 베이스 스테이션과 무선 통신 단말(200) 사이의 채널 정보를 수신할 수 있다. In addition, the network environment information may include information related to the channel model. The channel model may be determined based on the physical environmental elements of the network. For example, the physical environmental elements of the network may include structural features on which reflected waves are formed. The channel model may include rayleigh fading and rician fading channel models. The first base station 100 may receive channel information between the second base station and the wireless communication terminal 200 from the second base station 300 to obtain network environment information.

예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 에너지 효율을 최적화하는 연산에 네트워크 환경 정보를 대입하여 통신 파라미터를 결정할 수 있다. 이 때, 에너지 효율은 시스템 전체의 채널 용량 대비 전력소모량에 따라 결정될 수 있다.For example, the first base station 100 may determine communication parameters by substituting network environment information into an operation for optimizing energy efficiency. In this case, the energy efficiency may be determined according to the power consumption compared to the channel capacity of the entire system.

여기에서, 채널 용량은 전체 시간 구간 중에서 제1 베이스 스테이션(100)에 할당된 시분할 구간의 비율, 무선 통신 단말(200)에게 수신되는 전체 전력 중에서 데이터 전송에 할당된 전력의 비율 및 제1 베이스 스테이션(100)이 무선 통신 단말(200)로 전송하는 전력량에 따라 결정될 수 있다. 또한, 전력 소모량은 복수의 베이스 스테이션(100, 300)으로부터 송출되는 전체 전력 송출량에서 무선 통신 단말(200)에서 에너지 하베스팅된 전력량의 차이로 결정될 수 있다. 구체적으로, 제1 베이스 스테이션(100)은 에너지 효율을 최적화하는 통신 파라미터를 결정하기 위해 라그랑지안 듀얼 디컴포지션 방법(Lagrangian dual decomposition method)을 이용할 수 있다. 상기 시스템의 에너지 효율을 최적화 하는 연산과 관련하여서는 후술할 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다. Here, the channel capacity is the ratio of the time division interval allocated to the first base station 100 among the entire time intervals, the ratio of the power allocated to data transmission among the total power received by the wireless communication terminal 200 and the first base station. 100 may be determined according to the amount of power transmitted to the wireless communication terminal 200. In addition, the power consumption may be determined by the difference between the amount of energy harvested in the wireless communication terminal 200 in the total power transmission amount transmitted from the plurality of base stations (100, 300). In detail, the first base station 100 may use a Lagrangian dual decomposition method to determine a communication parameter for optimizing energy efficiency. The operation of optimizing the energy efficiency of the system will be described in detail with reference to FIG. 5 to be described later.

여기에서, 통신 파라미터는 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300) 각각에게 할당되는 시분할 구간 사이의 비율을 포함할 수 있다. 여기에서, 시분할 구간 사이의 비율은 전체 시간 구간에서 제2 베이스 스테이션(300)에 할당되는 시분할 구간 대비 제1 베이스 스테이션(100)에 할당되는 시분할 구간이 차지하는 비율을 나타낼 수 있다.Here, the communication parameter may include a ratio between time division intervals allocated to each of the first base station 100 and the second base station 300. Here, the ratio between the time division sections may represent a ratio of the time division sections allocated to the first base station 100 to the time division sections allocated to the second base station 300 in the entire time section.

예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 네트워크 환경 정보에 기초하여 제1 베이스 스테이션(100)과 제2 베이스 스테이션(300) 각각에게 할당되는 시분할 구간의 비율을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 전체 시간 구간에서 제1 베이스 스테이션(100)에 할당되는 시분할 구간의 비율을 'x'로 결정하고, 전체 시간 구간에서 제2 베이스 스테이션(300)에 할당되는 시분할 구간의 비율을 '1-x'로 결정할 수 있다. 이 때, 'x'는 '0'보다 크고 '1'보다 작은 값일 수 있다. For example, the first base station 100 may determine a ratio of time division intervals allocated to each of the first base station 100 and the second base station 300 based on the network environment information. For example, the first base station 100 determines a ratio of time division intervals allocated to the first base station 100 in the entire time interval as 'x', and the second base station 300 in the entire time interval. A ratio of time division intervals to be allocated may be determined as '1-x'. In this case, 'x' may be a value larger than '0' and smaller than '1'.

또한, 통신 파라미터는 제1 베이스 스테이션(100)으로부터 전송된 무선 신호의 전체 전력으로부터 데이터를 수신하기 위해 할당된 전력량 대비 상기 무선 통신 단말의 전력 에너지로 변환하는 전력량의 비율을 나타내는 전력 비율을 포함할 수 있다. In addition, the communication parameter may include a power ratio indicating a ratio of the amount of power converted to the power energy of the wireless communication terminal to the amount of power allocated to receive data from the total power of the wireless signal transmitted from the first base station 100. Can be.

본 개시의 일 실시예에 따른 제1 베이스 스테이션(100)은 네트워크 환경을 기초로 시분할 구간 사이의 비율 및 전력 비율을 동시에 결정할 수 있다. 제1 베이스 스테이션(100)은 전술한 동작을 통해 복수의 무선 통신 단말(200)에 대해 기 설정된 데이터 전송률을 보장하면서, 에너지 효율을 높일 수 있다.The first base station 100 according to the exemplary embodiment of the present disclosure may simultaneously determine the ratio between the time division intervals and the power ratio based on the network environment. The first base station 100 may increase energy efficiency while guaranteeing preset data rates for the plurality of wireless communication terminals 200 through the above-described operation.

또한, 통신 파라미터는 제1 베이스 스테이션(100)이 무선 통신 단말(200)로 전송하는 무선 신호의 전력 크기를 나타내는 제1 전력량 및 제2 베이스 스테이션(300)이 무선 통신 단말(200)로 전송하는 무선 신호의 전력 크기를 나타내는 제2 전력량을 포함할 수 있다.In addition, the communication parameter is a first power amount indicating the power size of the radio signal transmitted by the first base station 100 to the wireless communication terminal 200 and the second base station 300 is transmitted to the wireless communication terminal 200 It may include a second amount of power indicating the amount of power of the wireless signal.

한편, 일 실시예에 따라, 제1 베이스 스테이션(100)은 기 설정된 주기 마다 에너지 효율을 최적화하기 위한 통신 파라미터를 업데이트할 수 있다. 여기에서, 기 설정된 주기는 시스템 환경에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 시스템에 포함되는 무선 통신 단말의 개수 또는 유형이 빠르게 변경되는 환경(예를 들어, 유동 인구가 많은 환경)인 경우, 기 설정된 주기는 짧아질 수 있다. 새롭게 추가된 무선 통신 단말로 인해 네트워크 환경이 빠르게 변경될 수 있기 때문이다.Meanwhile, according to an embodiment, the first base station 100 may update communication parameters for optimizing energy efficiency at predetermined intervals. Here, the predetermined period may be determined according to the system environment. For example, in an environment in which the number or type of wireless communication terminals included in the system is rapidly changed (for example, an environment with a large floating population), the predetermined period may be shortened. This is because the network environment can be changed quickly due to the newly added wireless communication terminal.

단계 S304에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300) 각각에게 시분할 구간을 할당할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 통신 파라미터에 기초하여 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)에게 시분할 구간을 할당할 수 있다. 제1 베이스 스테이션(100)에게 할당된 시분할 구간은 제1 베이스 스테이션(100)이 무선 신호를 전송하는 시간을 나타낼 수 있다. 또한, 제2 베이스 스테이션(300)에게 할당된 시분할 구간은 제2 베이스 스테이션(300)이 무선 신호를 전송하는 시간을 나타낼 수 있다.In operation S304, the first base station 100 may allocate a time division interval to each of the first base station 100 and the second base station 300. For example, the first base station 100 may allocate a time division interval to the first base station 100 and the second base station 300 based on the communication parameter. The time division interval allocated to the first base station 100 may indicate a time for the first base station 100 to transmit a radio signal. In addition, the time division interval allocated to the second base station 300 may indicate a time when the second base station 300 transmits a radio signal.

일 실시예에 따라, 제1 베이스 스테이션(100)은 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300) 각각에게 할당되는 시분할 구간 사이의 비율에 기초하여, 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)에게 시분할 구간을 할당할 수 있다. 예를 들어, 전체 시간 구간에서 제2 베이스 스테이션(300)에 할당되는 시분할 구간이 차지하는 비율이 더 큰 경우, 제1 베이스 스테이션(100)은 제2 베이스 스테이션(300)에게 더 많은 개수의 시분할 구간을 할당할 수 있다.According to one embodiment, the first base station 100 is based on the ratio between the time division intervals allocated to each of the first base station 100 and the second base station 300, the first base station 100 and A time division interval may be allocated to the second base station 300. For example, when the ratio of the time division interval allocated to the second base station 300 is greater in the entire time interval, the first base station 100 may have a larger number of time division intervals for the second base station 300. Can be assigned.

또는, 제1 베이스 스테이션(100)은 시분할 구간의 비율, 전력 비율 및 각각의 제1 베이스 스테이션 및 제2 베이스 스테이션(300)이 송출하는 무선 신호의 전력량을 기초로 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)에게 시분할 구간을 할당할 수도 있다. 제1 베이스 스테이션(100)은 시분할 구간의 비율, 전력 비율, 제1 전력량 및 제2 전력량을 동시에 고려하여 무선 신호를 전송함으로써 복수의 무선 통신 단말(200)에 대해 기 설정된 데이터 전송률 및 기 설정된 최소 전력 공급량을 보장하면서, 에너지 효율을 높일 수 있다.Alternatively, the first base station 100 may be configured based on the ratio of the time division interval, the power ratio, and the amount of power of radio signals transmitted by each of the first base station and the second base station 300. A time division section may be allocated to the second base station 300. The first base station 100 transmits a wireless signal in consideration of the time division ratio, the power ratio, the first power amount, and the second power amount simultaneously, thereby presetting data rates and preset minimum values for the plurality of wireless communication terminals 200. Energy efficiency can be increased while ensuring power supply.

단계 S306에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 무선 통신 단말(200)로 제1 베이스 스테이션(100)에게 할당된 시분할 구간동안 통신 파라미터에 기초하여 무선 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 단계 S304에서 할당된 시분할 구간동안 무선 통신 단말(200)로 무선 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 제1 베이스 스테이션(100)은 단계 S302에서 결정된 통신 파라미터에 기초하여 무선 신호를 전송할 수 있다.In operation S306, the first base station 100 may transmit a wireless signal to the wireless communication terminal 200 based on a communication parameter during the time division period allocated to the first base station 100. For example, the first base station 100 may transmit a radio signal to the wireless communication terminal 200 during the time division period allocated in step S304. In this case, the first base station 100 may transmit a radio signal based on the communication parameter determined in step S302.

예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 제1 전력량으로 무선 신호를 전송할 수 있다. 제1 베이스 스테이션(100)은 할당된 시분할 구간 동안 제1 전력량으로 무선 통신 단말(200)에게 무선 신호를 전송할 수 있다.For example, the first base station 100 may transmit a radio signal with a first amount of power. The first base station 100 may transmit a radio signal to the wireless communication terminal 200 with a first amount of power during the allocated time division period.

이 때, 무선 신호를 수신한 무선 통신 단말(200)은 기 설정된 비율에 따라 제1 베이스 스테이션으로부터 수신된 무선 신호 중 일부를 데이터 복호화하고, 일부를 전력 에너지로 변환하는 동작을 수행할 수 있다. 여기에서, 기 설정된 비율은 제1 베이스 스테이션(100)으로부터 전송된 무선 신호의 전체 전력으로부터 데이터를 수신하기 위해 할당된 전력량 대비 상기 무선 통신 단말의 전력 에너지로 변환하는 전력량의 비율을 나타내는 전력 비율을 나타낼 수 있다.At this time, the wireless communication terminal 200 receiving the wireless signal may perform an operation of data decoding a portion of the wireless signal received from the first base station according to a preset ratio and converting the portion to power energy. Here, the preset ratio is a power ratio indicating a ratio of the amount of power converted into the power energy of the wireless communication terminal to the amount of power allocated to receive data from the total power of the radio signal transmitted from the first base station 100. Can be represented.

한편, 일 실시예에 따라, 제1 베이스 스테이션(100)은 결정된 통신 파라미터를 무선 통신 단말(200) 및 제2 베이스 스테이션(300)으로 각각 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 네트워크 환경 정보를 기초로 결정된 전력 비율 정보를 무선 통신 단말(200)로 전송할 수 있다. Meanwhile, according to an embodiment, the first base station 100 may transmit the determined communication parameters to the wireless communication terminal 200 and the second base station 300, respectively. For example, the first base station 100 may transmit power ratio information determined based on the network environment information to the wireless communication terminal 200.

또한, 제1 베이스 스테이션(100)은 네트워크 환경 정보를 기초로 결정된 제2 전력량 정보를 제2 베이스 스테이션(200)으로 전송할 수 있다. 이 경우, 제2 베이스 스테이션(300)은 수신된 제2 전력량 정보에 기초하여 무선 통신 단말(200)로 제2 전력량의 무선 신호를 전송할 수 있다. In addition, the first base station 100 may transmit the second power amount information determined based on the network environment information to the second base station 200. In this case, the second base station 300 may transmit the wireless signal of the second power amount to the wireless communication terminal 200 based on the received second power amount information.

일 실시예에 따라, 제1 베이스 스테이션(100)은 할당된 시분할 구간 정보를 무선 통신 단말(200) 및 제2 베이스 스테이션(300)으로 각각 전송할 수 있다. 무선 통신 단말(200)은 수신된 시분할 구간 정보에 기초하여 복수의 베이스 스테이션으로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제2 베이스 스테이션(300)은 무선 통신 단말(200)로 제2 베이스 스테이션(300)에게 할당된 시분할 구간 동안 제2 전력량인 무선 신호를 전송할 수 있다.According to an embodiment, the first base station 100 may transmit the allocated time division interval information to the wireless communication terminal 200 and the second base station 300, respectively. The wireless communication terminal 200 may receive a radio signal from a plurality of base stations based on the received time division information. In addition, the second base station 300 may transmit a wireless signal that is a second amount of power during the time division period allocated to the second base station 300 to the wireless communication terminal 200.

전술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말(200)은 무선 신호의 일부를 통해 데이터를 수신하고, 나머지 일부를 통해 에너지 하베스팅을 수행할 수 있다. 이 경우, 무선 통신 단말(200)은 에너지 하베스팅 네트워크 시스템의 에너지 효율을 최적화 하기 위해 제1 베이스 스테이션(100)에 의해 결정된 전력 비율을 이용할 수 있다. 전력 에너지로 변환되는 무선 신호의 비율이 데이터 통신을 위해 할당되는 무선 신호의 비율보다 높은 경우, 무선 통신 단말(200)이 제공받는 데이터 통신의 전송률이 떨어질 수 있고, 반대의 경우, 무선 통신 단말(200)이 공급 받을 수 있는 전력 에너지가 부족할 수 있기 때문이다.As described above, the wireless communication terminal 200 according to an embodiment of the present disclosure may receive data through a part of the radio signal and perform energy harvesting through the remaining part. In this case, the wireless communication terminal 200 may use the power ratio determined by the first base station 100 to optimize the energy efficiency of the energy harvesting network system. When the ratio of the radio signal converted into power energy is higher than the ratio of the radio signal allocated for data communication, the transmission rate of the data communication provided by the radio communication terminal 200 may drop, and vice versa, the radio communication terminal ( This may be due to the lack of power energy that can be supplied by 200).

이하에서는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말(200)의 구성에 관하여 도 4a 및 4b를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration of the wireless communication terminal 200 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.

도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말(200)을 나타내는 블록도이다.4A is a block diagram illustrating a wireless communication terminal 200 according to an embodiment of the present disclosure.

도 4에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 단말(200)은 통신부(210)및 프로세서(230)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 4에 도시된 구성 요소 모두가 무선 통신 단말(200)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 4에 구성된 요소보다 많은 구성 요소에 의해 무선 통신 단말(200)이 구현될 수도 있고, 도 4에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 무선 통신 단말(200)이 구현될 수도 있다.According to FIG. 4, the wireless communication terminal 200 according to the embodiment of the present invention may include a communication unit 210 and a processor 230. However, not all of the components shown in FIG. 4 are essential components of the wireless communication terminal 200. The wireless communication terminal 200 may be implemented by more components than those illustrated in FIG. 4, and the wireless communication terminal 200 may be implemented by fewer components than those illustrated in FIG. 4.

통신부(210)는, 무선 통신 단말(200)이 네트워크 내의 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)과 통신하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 통신부(210)는 복수의 베이스 스테이션으로부터 무선 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있다.The communication unit 210 may include one or more components that allow the wireless communication terminal 200 to communicate with the first base station 100 and the second base station 300 in a network. The communication unit 210 may include at least one antenna for receiving a radio signal from a plurality of base stations.

일 실시예에 따라, 통신부(210) 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 통신부(210)는 프로세서(220)에서 무선 신호를 처리하기 위해 필요한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(210)는 제1 베이스 스테이션(100)으로부터 통신 파라미터 및 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)에 대해 할당된 시분할 구간 정보를 수신할 수 있다.According to an embodiment, the communication unit 210 may receive a radio signal from the first base station 100 and the second base station 300. The communication unit 210 may receive information necessary for processing the radio signal in the processor 220. For example, the communication unit 210 may receive communication parameters and time division interval information allocated to the first base station 100 and the second base station 300 from the first base station 100.

이 경우, 통신부(210)는 이동 통신부, 근거리 통신부를 포함할 수 있다. 이동 통신부는, LTE, WiMAX, Wibro와 같은 다양한 규격에 따라 이동 통신망에 접속할 수 있다. 근거리 통신부는, 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the communication unit 210 may include a mobile communication unit and a short range communication unit. The mobile communication unit may connect to a mobile communication network according to various standards such as LTE, WiMAX, and Wibro. The short range communication unit may include a Bluetooth communication unit, a BLE (Bluetooth Low Energy) communication unit, a near field communication unit (Near Field Communication unit), WLAN (Wi-Fi) communication unit and the like, but is not limited thereto.

프로세서(220)는 하나 이상의 프로세서를 구비하여, 무선 통신 단말(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 적어도 하나의 프로그램들을 실행함으로써, 통신부(210)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 적어도 하나의 프로그램들을 실행함으로써, 도 1 내지 도 3에서 설명된 무선 통신 단말(200)의 기능을 수행할 수 있다. 이하에서는, 프로세서(220)의 동작과 관련하여 도 4b를 참조하여 구체적으로 설명한다.The processor 220 may include one or more processors to control the overall operation of the wireless communication terminal 200. For example, the processor 220 may control the communication unit 210 by executing at least one program. In addition, the processor 220 may perform the function of the wireless communication terminal 200 described with reference to FIGS. 1 to 3 by executing at least one program. Hereinafter, the operation of the processor 220 will be described in detail with reference to FIG. 4B.

도 4b는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말(200)에서 수신된 무선 신호의 전력 흐름을 나타내는 블록도이다.4B is a block diagram illustrating a power flow of a wireless signal received at a wireless communication terminal 200 according to an embodiment of the present disclosure.

도 4b에 도시된 바와 같이, 프로세서(220)는 통신부(210)를 통해 수신된 무선 신호의 전력을 데이터 복조를 위해 할당된 전력과 에너지 변환하기 위한 전력으로 배분할 수 있다. 프로세서(220)는 통신 파라미터에 기초하여 무선 신호의 전력을 데이터 수신을 위해 할당된 전력과 에너지 하베스팅하기 위한 전력으로 분배할 수 있다. 여기에서, 배분의 의미는 데이터를 위해 할당된 전력과 에너지 하베스팅하기 위한 전력을 구별하여 무선 통신 단말(200) 내의 해당 회로로 전달하는 것을 의미할 수 있다. 일 실시예에 따라, 무선 통신 단말(200)은 수신된 무선 신호의 전력을 기 설정된 전력 비율에 따라 배분할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 단말(200)은 전력 분배 안테나(power splitting antenna)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4B, the processor 220 may distribute the power of the wireless signal received through the communication unit 210 to the power allocated for data demodulation and the power for energy conversion. The processor 220 may distribute the power of the wireless signal to the power allocated for data reception and the power for energy harvesting based on the communication parameters. Here, the distribution may mean that the power allocated for data and the power for harvesting energy are distinguished and transmitted to the corresponding circuit in the wireless communication terminal 200. According to an embodiment, the wireless communication terminal 200 may distribute the power of the received wireless signal according to a preset power ratio. For example, the wireless communication terminal 200 can include a power splitting antenna.

예를 들어, 프로세서(220)는 제1 베이스 스테이션(100)으로부터 수신된 무선 신호의 전체 전력에서 데이터를 수신하기 위해 할당된 전력량대비 무선 통신 단말(200)에 저장되는 전력 에너지로 변환하는 전력량의 비율(1-θ:θ)을 나타내는 전력 비율 정보에 기초하여, 통신부(210)를 통해 수신된 무선 신호를 전력 에너지로 변환할 수 있다.For example, the processor 220 may convert the amount of power that is converted into power energy stored in the wireless communication terminal 200 to the amount of power allocated to receive data from the total power of the wireless signal received from the first base station 100. Based on the power ratio information indicating the ratio (1-θ: θ), the wireless signal received through the communication unit 210 may be converted into power energy.

구체적으로, 프로세서(220)는 통신부(210)를 통해 제1 베이스 스테이션(100)으로부터 수신된 무선 신호의 전체 전력에서 'θ' 에 해당하는 전력량을 무선 통신 단말(200)에 저장되는 전력 에너지로 변환할 수 있다. 무선 통신 단말(200)은 전력 에너지 변환을 위해 렉테나(rectenna)를 구비할 수 있다. 여기에서, 렉테나는 정류기(rectifier)와 안테나(antenna)의 합성어로, 수신한 전파를 정류 회로를 통해 전력에너지로 변환할 수 있다.In detail, the processor 220 may use the amount of power corresponding to 'θ' in the total power of the wireless signal received from the first base station 100 through the communication unit 210 as the power energy stored in the wireless communication terminal 200. I can convert it. The wireless communication terminal 200 may include a rectenna for power energy conversion. Here, the rectenna is a compound word of a rectifier and an antenna, and the received radio wave may be converted into power energy through a rectifier circuit.

일 실시예에 따라, 프로세서(220)는 통신부(210)를 통해 제1 베이스 스테이션(100)으로부터 전력 비율 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 통신부(210)를 통해 제1 베이스 스테이션(100)과 무선 통신 단말(200) 사이의 연결을 시작하는 결합 단계(association step)에서 통신 파라미터를 획득할 수 있다.According to an embodiment, the processor 220 may receive power ratio information from the first base station 100 through the communication unit 210. For example, the processor 220 may acquire a communication parameter in an association step of initiating a connection between the first base station 100 and the wireless communication terminal 200 through the communication unit 210.

이하에서는 일 실시예에 따른 제1 베이스 스테이션(100)이 시스템의 에너지 효율을 최적화하기 위한 통신 파라미터를 결정하는 예시에 관하여 도 5을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an example in which the first base station 100 determines a communication parameter for optimizing energy efficiency of the system will be described in detail with reference to FIG. 5.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 에너지 효율을 최적화하는 통신 파라미터를 결정하는 제1 베이스 스테이션(100)의 동작을 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating operation of the first base station 100 to determine communication parameters to optimize energy efficiency according to one embodiment of the present disclosure.

단계 S502에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 에너지 효율을 정의할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라 정의되는 에너지 효율 (energy efficiency)은 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.In operation S502, the first base station 100 may define energy efficiency. Energy efficiency defined in accordance with one embodiment of the present disclosure can be expressed by Equation 1.

Figure 112017130309659-pat00001
Figure 112017130309659-pat00001

수학식 1 과 같이, 제1 베이스 스테이션(100)은 채널 용량(C)과 전력 소모량(P)을 이용하여 에너지 효율(η)을 정의할 수 있다. 수학식 1에서, k는 각각의 무선 통신 단말(200)을 식별하는 식별자일 수 있다. 예를 들어, 시스템에 포함된 복수의 무선 통신 단말(200)이 총 6개인 경우, k는 '1' 부터 '6' 사이의 숫자 중 임의의 숫자가 될 수 있다. 제1 베이스 스테이션(100)은 각각의 무선 통신 단말(200) 별로 서로 다른 통신 파라미터를 결정할 수 있다. 또한, 제1 베이스 스테이션(100)은 서로 다른 통신 파라미터에 기초하여 무선 신호를 전송할 수 있다.As shown in Equation 1, the first base station 100 may define the energy efficiency η using the channel capacity C and the power consumption P. In Equation 1, k may be an identifier for identifying each wireless communication terminal 200. For example, when a total of six wireless communication terminals 200 are included in the system, k may be any number between '1' and '6'. The first base station 100 may determine different communication parameters for each wireless communication terminal 200. In addition, the first base station 100 may transmit a radio signal based on different communication parameters.

수학식 1에서, 채널 용량(C)은 제1 베이스 스테이션(100)에게 할당된 시분할 구간 비율(μ), 무선 통신 단말(200)에게 수신되는 전체 전력 중에서 데이터 전송에 할당된 전력의 비율(1-θ) 및 제1 베이스 스테이션(100)이 무선 통신 단말(200)로 전송하는 전력량(

Figure 112017130309659-pat00002
)에 기초하여 결정될 수 있다.In Equation 1, the channel capacity C is a time division interval ratio μ allocated to the first base station 100, and a ratio of power allocated to data transmission among total power received by the wireless communication terminal 200 (1). -θ) and the amount of power transmitted by the first base station 100 to the wireless communication terminal 200 (
Figure 112017130309659-pat00002
Can be determined based on

수학식 1에서, 전력 소모량(P)은 복수의 베이스 스테이션(100, 300)으로부터 송출되는 전체 전력 송출량에서 무선 통신 단말(200)에서 에너지 하베스팅된 전력량의 차이로 결정될 수 있다. 전체 전력 송출량은 제1 베이스 스테이션(100)이 무선 통신 단말(200)로 전송하는 전력량(

Figure 112017130309659-pat00003
),제2 베이스 스테이션(300)이 무선 통신 단말(200)로 전송하는 전력량(
Figure 112017130309659-pat00004
),제1 베이스 스테이션(100)에게 할당된 시분할 구간 비율(μ) 및 제1 베이스 스테이션(100)에게 할당된 시분할 구간 비율(1-μ)에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 제1 베이스 스테이션(100)은
Figure 112017130309659-pat00005
Figure 112017130309659-pat00006
외에, 추가적으로 각각의 베이스 스테이션의 전력 송출 효율 및 회로에서 소진되는 전력 에너지에 기초하여 전체 전력 송출량을 계산할 수 있다. 또한, 무선 통신 단말(200)에서 에너지 하베스팅되는 전력량은 무선 통신 단말(200)에게 수신되는 전체 전력 중에서 전력 에너지로 변환되는 전력의 비율(θ)에 기초하여 결정될 수 있다.In Equation 1, the power consumption amount P may be determined as a difference between the amount of energy harvested in the wireless communication terminal 200 in the total amount of power output from the plurality of base stations 100 and 300. The total power transmission amount is the amount of power transmitted by the first base station 100 to the wireless communication terminal 200 (
Figure 112017130309659-pat00003
), The amount of power transmitted by the second base station 300 to the wireless communication terminal 200 (
Figure 112017130309659-pat00004
) May be determined based on the time division interval ratio μ allocated to the first base station 100 and the time division interval ratio 1-μ assigned to the first base station 100. In addition, the first base station 100
Figure 112017130309659-pat00005
And
Figure 112017130309659-pat00006
In addition, the total power output may be calculated based on the power delivery efficiency of each base station and the power energy consumed in the circuit. In addition, the amount of energy harvested in the wireless communication terminal 200 may be determined based on a ratio θ of power converted into power energy among the total power received by the wireless communication terminal 200.

단계 S504에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 에너지 효율을 최적화하기 위해 정의된 에너지 효율을 컨벡스(convex) 형태의 에너지 효율함수로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 nonlinear fractional programming 방법을 이용하여 단계 S502에서 정의된 에너지 효율을 수학식 2와 같이 변환할 수 있다. 수학식 2에서 η는 후술할 단계 S508 내지 단계 S512를 통해 업데이트되는 임의의 상수일 수 있다.In operation S504, the first base station 100 may convert the energy efficiency defined in order to optimize the energy efficiency into an energy efficiency function in the form of convex. For example, the first base station 100 may convert the energy efficiency defined in step S502 using Equation 2 using a nonlinear fractional programming method. Η in Equation 2 may be any constant updated through steps S508 to S512 to be described later.

Figure 112017130309659-pat00007
Figure 112017130309659-pat00007

단계 S506에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 최적화 파라미터를 이용하여 에너지 효율을 최적화 하기 위한 통신 파라미터를 결정할 수 있다.In operation S506, the first base station 100 may determine a communication parameter for optimizing energy efficiency using the optimization parameter.

예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 최초 단계에서는 기 설정된 최적화 파라미터의 초기값을 이용하여 통신 파라미터를 결정할 수 있다. 구체적으로, 제1 베이스 스테이션(100)은 라그랑지안 듀얼 디컴포지션(Lagrange dual decomposition) 방법를 이용하여 통신 파라미터를 결정할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 다른 최적화 방법이 이용될 수 있다. For example, in the first step, the first base station 100 may determine a communication parameter by using an initial value of a preset optimization parameter. In detail, the first base station 100 may determine a communication parameter by using a Lagrange dual decomposition method, but is not limited thereto, and another optimization method may be used.

일 실시예에 따라, 제1 베이스 스테이션(100)은 라그랑지안 듀얼 디컴포지션 방법을 이용하는 경우, 라그랑지(lagrange) 승수인 최적화 파라미터의 개수는 네트워크 환경 정보 유형의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 도 3에서 설명된 네트워크 환경 정보를 대입하여 통신 파라미터를 결정할 수 있다. 구체적으로, 최적화 파라미터는 도 3에서 설명된 제1 베이스 스테이션(100)의 전송 가능한 최대 전송 전력량, 제2 베이스 스테이션(300)의 전송 가능한 최대 전송 전력량 각각에 매핑되는 제1 및 제2 최적화 파라미터를 포함할 수 있다. 또는 최적화 파라미터는 도 3에서 설명된 무선 통신 단말(200)에 대해 기 설정된 데이터 전송 비율(data rate)이 보장되는 확률에 관한 정보 및 무선 통신 단말(200)에 대해 기 설정된 최소 전력량이 보장되는 확률에 관한 정보 각각에 매핑되는 제3 및 제4 최적화 파라미터를 더 포함할 수도 있다.According to an embodiment, when the first base station 100 uses the Lagrangian dual decomposition method, the number of optimization parameters that are lagrange multipliers may be equal to the number of network environment information types. For example, the first base station 100 may determine the communication parameter by substituting the network environment information described in FIG. 3. In detail, the optimization parameter may include first and second optimization parameters mapped to the maximum transmittable amount of transmit power of the first base station 100 and the maximum transmittable amount of transmit power of the second base station 300 described in FIG. 3. It may include. Alternatively, the optimization parameter may include information about a probability that a preset data rate is guaranteed for the wireless communication terminal 200 described in FIG. 3 and a probability that a predetermined minimum amount of power is guaranteed for the wireless communication terminal 200. It may further include third and fourth optimization parameters mapped to each piece of information about.

또한, 제1 베이스 스테이션(100)은 gradient methods를 기반으로 최적화 파라미터를 업데이트하여 통신 파라미터를 결정할 수 있다. 또한, 제1 베이스 스테이션(100)은 KKT조건(Karush-Kuhn tucker)을 이용하여 통신 파라미터를 결정할 수 있다. KKT조건은 라그랑지안 듀얼 디컴포지션 방법에 따른 최적화 함수를 최적화 파라미터 각각으로 미분한 값이 '0'이되는 조건을 의미할 수 있다. 제1 베이스 스테이션(100)은 KKT조건에 따른 수식을 연립하여 통신 파라미터를 결정할 수 있다.In addition, the first base station 100 may determine the communication parameter by updating the optimization parameter based on the gradient methods. In addition, the first base station 100 may determine a communication parameter using a KKT condition (Karush-Kuhn tucker). The KKT condition may refer to a condition where a value obtained by differentiating an optimization function according to the Lagrangian dual decomposition method into each optimization parameter becomes '0'. The first base station 100 may determine a communication parameter by combining equations according to KKT conditions.

단계 S508에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 결정된 통신 파라미터를 기초로 단계 S504에서 정의된 에너지 효율 함수가 수렴하는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 스테이션(100)은 기 설정된 값과 비교하여 에너지 효율 함수의 수렴 여부를 결정할 수 있다. 이 경우, 기 설정된 값은 미리 정의된 0에 근사한 값일 수 있다.In step S508, the first base station 100 may determine whether the energy efficiency function defined in step S504 converges based on the determined communication parameter. For example, the first base station 100 may determine whether to converge the energy efficiency function by comparing with a preset value. In this case, the preset value may be a value approximating a predefined zero.

단계 S510에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 에너지 효율 함수가 수렴하지 않는 경우, 단계 S512에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 최적화 파라미터를 업데이트할 수 있다. 제1 베이스 스테이션(100)은 단계 S506에서 이용된 최적화 파라미터를 업데이트할 수 있다. 또한, 제1 베이스 스테이션(100)은 단계 S504의 수학식 2의 'η'를 업데이트할 수 있다. 또한, 제1 베이스 스테이션(100)은 단계 S508에서 결정된 에너지 효율 함수가 수렴할 때까지 단계 S506 내지 단계 S512를 반복할 수 있다.In operation S510, when the energy efficiency function does not converge, in operation S512, the first base station 100 may update the optimization parameter. The first base station 100 may update the optimization parameter used in step S506. In addition, the first base station 100 may update 'η' of Equation 2 in step S504. In addition, the first base station 100 may repeat steps S506 to S512 until the energy efficiency function determined in step S508 converges.

단계 S510에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 에너지 효율 함수가 수렴하는 경우, 단계 S506에서 결정된 통신 파라미터를 에너지 효율을 최적화하는 통신 파라미터로 결정할 수 있다.In operation S510, when the energy efficiency function converges, the first base station 100 may determine the communication parameter determined in operation S506 as a communication parameter for optimizing energy efficiency.

단계 S514에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 단계 S506에서 결정된 통신 파라미터를 이용하여 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 제1 베이스 스테이션(100)은 단계 S506에서 결정된 통신 파라미터를 무선 통신 단말(200) 및 제2 베이스 스테이션(300)으로 전송할 수 있다. In operation S514, the first base station 100 may transmit a wireless signal using the communication parameter determined in operation S506. In addition, the first base station 100 may transmit the communication parameters determined in step S506 to the wireless communication terminal 200 and the second base station 300.

또한, 제1 베이스 스테이션(100)은 단계 S506에서 결정된 통신 파라미터에 기초하여 제1 베이스 스테이션(100) 및 제2 베이스 스테이션(300)에게 시분할 구간을 할당할 수 있다. 또한, 제1 베이스 스테이션(100)은 할당된 시분할 구간을 무선 통신 단말(200) 및 제2 베이스 스테이션(300)으로 전송할 수 있다.In addition, the first base station 100 may allocate a time division interval to the first base station 100 and the second base station 300 based on the communication parameter determined in operation S506. In addition, the first base station 100 may transmit the allocated time division intervals to the wireless communication terminal 200 and the second base station 300.

일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함할 수 있다.Some embodiments may also be embodied in the form of a recording medium containing instructions executable by a computer, such as program modules executed by the computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and can include both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer readable medium may include a computer storage medium. Computer storage media may include both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.

또한, 본 명세서에서, "부"는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.Further, in this specification, “unit” may be a hardware component such as a processor or circuit, and / or a software component executed by a hardware component such as a processor.

전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the disclosure is provided by way of example, and it will be understood by those skilled in the art that the present disclosure may be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present disclosure. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 개시의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present disclosure is indicated by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present disclosure. do.

Claims (12)

복수의 베이스 스테이션 및 복수의 무선 통신 단말을 포함하는 무선 에너지 하베스팅 네트워크 시스템에 있어서,
무선 신호를 통한 데이터 통신 및 전력 전송을 수행하는 제1 베이스 스테이션;
무선 신호를 통한 전력 공급을 수행하는 제2 베이스 스테이션; 및
상기 제1 베이스 스테이션 및 상기 제2 베이스 스테이션 각각으로부터 무선 신호를 수신하고, 통신 파라미터 정보를 기초로 상기 수신된 무선 신호를 전력 에너지로 변환하는 무선 통신 단말을 포함하고,
상기 제1 베이스 스테이션 및 상기 제2 베이스 스테이션은 시간 분할 방식으로 각각에게 할당된 각각의 시분할 구간 동안 서로 다른 채널을 통해 상기 무선 통신 단말로 무선 신호를 전송하되,
상기 각각의 시분할 구간은 상기 통신 파라미터 정보에 기초하여 할당되고,
상기 통신 파라미터 정보는 네트워크 환경 정보에 기초하여 결정되고, 상기 시스템 전체의 채널 용량 대비 전력소모량에 따라 결정되는 에너지 효율을 최적화하는 파라미터를 나타내며,
상기 네트워크 환경 정보는 상기 제1 베이스 스테이션의 전송 가능한 최대 전송 전력량, 상기 제2 베이스 스테이션의 전송 가능한 최대 전송 전력량, 각각의 무선 통신 단말에 대해 기 설정된 데이터 전송 비율(data rate)이 보장되는 확률에 관한 정보 및 각각의 무선 통신 단말에 대해 기 설정된 최소 전력량이 보장되는 확률에 관한 정보를 포함하는, 시스템.
In the wireless energy harvesting network system comprising a plurality of base stations and a plurality of wireless communication terminals,
A first base station for performing data communication and power transmission via a wireless signal;
A second base station performing power supply via a wireless signal; And
A wireless communication terminal for receiving a radio signal from each of the first base station and the second base station, and converting the received radio signal into power energy based on communication parameter information;
The first base station and the second base station transmits a radio signal to the wireless communication terminal through a different channel during each time division period allocated to each in a time division manner,
The respective time division intervals are allocated based on the communication parameter information,
The communication parameter information is determined based on network environment information, and represents a parameter for optimizing energy efficiency determined according to power consumption compared to channel capacity of the entire system.
The network environment information is based on a probability that a maximum transmit power amount of the first base station, a maximum transmit power amount of the second base station, and a preset data rate for each wireless communication terminal are guaranteed. And information about a probability that a predetermined minimum amount of power is guaranteed for each wireless communication terminal.
에너지 하베스팅 네트워크 시스템에서 무선 신호를 통한 데이터 통신 및 전력 전송을 수행하는 베이스 스테이션에 있어서,
무선 신호를 송수신하는 통신부; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써,
상기 베이스 스테이션의 전송 가능한 최대 전송 전력량, 무선 전력 전송을 위한 비결합 장치의 전송 가능한 최대 전송 전력량, 각각의 무선 통신 단말에 대해 기 설정된 데이터 전송 비율(data rate)이 보장되는 확률에 관한 정보 및 각각의 무선 통신 단말에 대해 기 설정된 최소 전력량이 보장되는 확률에 관한 정보를 포함하는 네트워크 환경 정보에 기초하여 상기 시스템 전체의 채널 용량 대비 전력소모량에 따라 결정되는 에너지 효율을 최적화하는 통신 파라미터를 결정하고,
상기 결정된 통신 파라미터에 기초하여 상기 베이스 스테이션 및 상기 비결합 장치 각각에게 각각의 무선 신호 전송을 위한 시분할 구간을 할당하고,
상기 베이스 스테이션에게 할당된 시분할 구간 동안 무선 통신 단말로 상기 결정된 통신 파라미터에 기초하여 무선 신호를 전송하며,
상기 비결합 장치는 상기 무선 통신 단말에게 상기 베이스 스테이션과 독립적인 채널을 통해 전력 전송을 위한 무선 신호를 송신하는 장치인, 베이스 스테이션.
A base station for performing data communication and power transmission through a wireless signal in an energy harvesting network system,
Communication unit for transmitting and receiving a wireless signal; And
Includes a processor,
The processor executes at least one program,
Information on the maximum transmittable amount of transmit power of the base station, the maximum transmittable amount of transmit power of the uncoupled device for wireless power transmission, and the probability that a preset data rate is guaranteed for each wireless communication terminal; Determining a communication parameter for optimizing energy efficiency determined according to power consumption to channel capacity of the entire system based on network environment information including information about a probability that a predetermined minimum amount of power is guaranteed for a wireless communication terminal of
Allocate a time division interval for each wireless signal transmission to each of the base station and the uncoupled device based on the determined communication parameter,
Transmitting a radio signal to the wireless communication terminal based on the determined communication parameter during the time division period assigned to the base station,
And the non-coupling device is a device for transmitting a radio signal for power transmission on a channel independent of the base station to the wireless communication terminal.
삭제delete 제 2 항에 있어서,
상기 에너지 효율을 최적화 하는 통신 파라미터는,
상기 에너지 효율(η)을 최대화하기 위한 수학식
Figure 112019072427242-pat00008

을 이용하여 결정되고,
상기 채널 용량(C)은 상기 베이스 스테이션 및 상기 비결합 장치 각각에게 할당되는 시분할 구간 사이의 비율(μ), 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 무선 통신 단말로 수신되는 전체 전력 중에서 데이터 전송을 위해 할당된 전력의 비율(1-θ) 및 상기 베이스 스테이션이 무선 통신 단말로 전송하는 전력량(
Figure 112019072427242-pat00009
)으로 정의되고,
상기 전력 소모량(P)은 상기 시분할 구간 사이의 비율(μ), 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 무선 통신 단말로 수신되는 전체 전력 중에서 상기 무선 통신 단말의 전력 에너지로 변환되는 전력량의 비율(θ), 상기 베이스 스테이션이 상기 무선 통신 단말로 전송하는 전력량(
Figure 112019072427242-pat00010
)및 상기 비결합 장치가 상기 무선 통신 단말로 전송하는 전력량(
Figure 112019072427242-pat00011
)으로 정의되며,
상기 k는 상기 무선 통신 단말을 포함하는 복수의 무선 통신 단말을 식별하는 식별자인, 베이스 스테이션.
The method of claim 2,
Communication parameters for optimizing the energy efficiency,
Equation for maximizing the energy efficiency η
Figure 112019072427242-pat00008

Is determined using
The channel capacity (C) is the ratio (μ) between the time division intervals allocated to each of the base station and the uncoupled device, and the power allocated for data transmission among the total power received from the base station to the wireless communication terminal. Ratio (1-θ) and the amount of power transmitted by the base station to the wireless communication terminal (
Figure 112019072427242-pat00009
),
The power consumption amount P is a ratio (μ) between the time division intervals, a ratio (θ) of power amount converted into power energy of the wireless communication terminal among the total power received from the base station to the wireless communication terminal, and the base. Amount of power transmitted by the station to the wireless communication terminal
Figure 112019072427242-pat00010
And the amount of power transmitted by the uncoupled device to the wireless communication terminal (
Figure 112019072427242-pat00011
),
K is a base station that identifies a plurality of wireless communication terminals including the wireless communication terminal.
제 2 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 네트워크 환경 정보를 기초로, 상기 베이스 스테이션 및 상기 비결합 장치 각각에게 할당되는 시분할 구간 사이의 비율을 결정하고,
상기 비율을 기초로, 상기 베이스 스테이션이 무선 신호를 전송하는 시간분할 구간인 제1 시분할 구간과 상기 비결합 장치가 무선 신호를 전송하는 시간분할 구간인 제2 시분할 구간을 결정하고,
상기 통신부를 통해, 상기 제1 시분할 구간 동안 상기 무선 통신 단말로 무선 신호를 전송하고, 상기 제2 시분할 구간에 대한 정보를 상기 비결합 장치로 전송하는, 베이스 스테이션.
The method of claim 2,
The processor,
Based on the network environment information, determine a ratio between time division intervals allocated to each of the base station and the non-coupling device,
Based on the ratio, determine a first time division section that is a time division section in which the base station transmits a radio signal and a second time division section that is a time division section in which the non-combining device transmits a radio signal,
The base station transmits a radio signal to the wireless communication terminal during the first time division section and transmits information on the second time division section to the non-coupling device through the communication unit.
제2 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 네트워크 환경 정보를 기초로 상기 베이스 스테이션이 상기 무선 통신 단말로 전송하는 무선 신호의 전력 크기를 나타내는 제1 전력량 및 상기 비결합 장치가 상기 무선 통신 단말로 전송하는 무선 신호의 전력 크기를 나타내는 제2 전력량을 결정하고,
상기 통신부를 통해 상기 제1 전력량으로 무선 신호를 전송하고,
상기 제2 전력량을 나타내는 전력량 정보를 상기 비결합 장치로 전송하는, 베이스 스테이션.
The method of claim 2,
The processor,
A first power amount indicating a power amount of a radio signal transmitted from the base station to the wireless communication terminal based on the network environment information, and a second power amount indicating a power amount of a radio signal transmitted from the non-coupling device to the wireless communication terminal; Determine the power,
Transmits a wireless signal with the first amount of power through the communication unit;
And transmit power amount information indicating the second power amount to the uncoupled device.
제2 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 네트워크 환경 정보를 기초로 상기 베이스 스테이션으로부터 전송되는 무선 신호의 전체 전력 중에서 데이터를 수신하기 위해 할당된 전력량 대비 상기 무선 통신 단말의 전력 에너지로 변환되는 전력량의 비율을 나타내는 전력 비율을 결정하고, 상기 전력 비율을 나타내는 정보를 상기 무선 통신 단말로 전송하고,
상기 전력 비율은 상기 무선 통신 단말에서 수신된 무선 신호를 전력 에너지로 변환하기 위해 이용되는, 베이스 스테이션.
The method of claim 2,
The processor,
Determining a power ratio indicating a ratio of the amount of power converted into power energy of the wireless communication terminal to the amount of power allocated to receive data among the total power of the wireless signal transmitted from the base station based on the network environment information, and Transmits information indicating a power ratio to the wireless communication terminal,
The power ratio is used to convert a wireless signal received at the wireless communication terminal into power energy.
제2 항에 있어서,
상기 프로세서는 기 설정된 주기 마다 상기 에너지 효율을 최적화하기 위한 통신 파라미터를 업데이트하는, 베이스 스테이션.
The method of claim 2,
And the processor updates communication parameters for optimizing the energy efficiency every predetermined period.
복수의 베이스 스테이션이 발신하는 무선 신호로부터 전력 에너지 및 데이터를 획득하는 무선 통신 단말에 있어서,
상기 복수의 베이스 스테이션으로부터 무선 신호를 송수신하는 통신부; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써,
상기 통신부를 통해, 상기 복수의 베이스 스테이션 각각에 대해 할당된 무선 신호가 전송되는 시간 구간에 대한 정보 및 통신 파라미터를 수신하고, 상기 무선 신호가 전송되는 시간 구간에 대한 정보에 기초하여 상기 복수의 베이스 스테이션 각각으로부터 서로 다른 채널을 통해 전송되는 무선 신호를 수신하며, 상기 통신 파라미터에 기초하여 상기 통신부를 통해 수신된 무선 신호를 전력 에너지로 변환하되,
상기 통신 파라미터 정보는 네트워크 환경 정보에 기초하여 결정되고, 시스템 전체의 채널 용량 대비 전력소모량에 따라 결정되는 에너지 효율을 최적화하는 파라미터를 나타내며,
상기 네트워크 환경 정보는 상기 복수의 베이스 스테이션 각각의 전송 가능한 최대 전송 전력량, 각각의 무선 통신 단말에 대해 기 설정된 데이터 전송 비율(data rate)이 보장되는 확률에 관한 정보 및 각각의 무선 통신 단말에 대해 기 설정된 최소 전력량이 보장되는 확률에 관한 정보를 포함하는, 무선 통신 단말.
A wireless communication terminal for obtaining power energy and data from a wireless signal transmitted by a plurality of base stations,
A communication unit for transmitting and receiving wireless signals from the plurality of base stations; And
Includes a processor,
The processor executes at least one program,
Receiving information and a communication parameter for a time interval in which the radio signals allocated for each of the plurality of base stations are transmitted through the communication unit, and based on the information for the time interval in which the radio signal is transmitted, the plurality of bases Receives a radio signal transmitted through a different channel from each station, and converts the radio signal received through the communication unit into power energy based on the communication parameters,
The communication parameter information is determined based on network environment information, and represents a parameter for optimizing energy efficiency determined according to power consumption compared to channel capacity of the entire system.
The network environment information includes information about a maximum transmittable amount of transmit power of each of the plurality of base stations, information about a probability that a preset data rate is guaranteed for each wireless communication terminal, and information about each wireless communication terminal. And information about a probability that the set minimum amount of power is guaranteed.
제 9항에 있어서,
상기 통신 파라미터는 상기 복수의 베이스 스테이션으로부터 수신된 무선 신호의 전체 전력에서 데이터를 수신하기 위해 할당된 전력량 대비 상기 무선 통신 단말에 저장되는 전력 에너지로 변환하는 전력량의 비율을 나타내는 전력 비율 정보를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 전력 비율 정보에 기초하여 상기 통신부를 통해 수신된 무선 신호를 전력 에너지로 변환하는, 무선 통신 단말.
The method of claim 9,
The communication parameter includes power ratio information indicating a ratio of power amount converted into power energy stored in the wireless communication terminal to the amount of power allocated to receive data in the total power of the wireless signals received from the plurality of base stations. ,
The processor,
And converting a radio signal received through the communication unit into power energy based on the power ratio information.
에너지 하베스팅 네트워크 시스템에 포함된 베이스 스테이션이 무선 신호를 통한 데이터 통신 및 전력 공급을 수행하는 방법에 있어서,
상기 베이스 스테이션의 전송 가능한 최대 전송 전력량, 무선 전력 전송을 위한 비결합 장치의 전송 가능한 최대 전송 전력량, 각각의 무선 통신 단말에 대해 기 설정된 데이터 전송 비율(data rate)이 보장되는 확률에 관한 정보 및 각각의 무선 통신 단말에 대해 기 설정된 최소 전력량이 보장되는 확률에 관한 정보를 포함하는 네트워크 환경 정보에 기초하여 상기 시스템 전체의 채널 용량 대비 전력소모량에 따라 결정되는 에너지 효율을 최적화하는 통신 파라미터를 결정하는 단계;
상기 결정된 통신 파라미터에 기초하여 상기 베이스 스테이션 및 상기 비결합 장치 각각에게 각각의 무선 신호 전송을 위한 시분할 구간을 할당하는 단계; 및
상기 베이스 스테이션에게 할당된 시분할 구간 동안 무선 통신 단말로 상기 결정된 통신 파라미터에 기초하여 무선 신호를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 비결합 장치는 상기 무선 통신 단말에게 상기 베이스 스테이션과 독립적인 채널을 통해 전력 전송을 위한 무선 신호를 송신하는 장치인, 방법.
In the method for the base station included in the energy harvesting network system to perform data communication and power supply via a wireless signal,
Information on the maximum transmittable amount of transmit power of the base station, the maximum transmittable amount of transmit power of the uncoupled device for wireless power transmission, and the probability that a preset data rate is guaranteed for each wireless communication terminal; Determining a communication parameter for optimizing energy efficiency determined according to power consumption to channel capacity of the entire system based on network environment information including information about a probability that a preset minimum amount of power is guaranteed for the wireless communication terminal of the system. ;
Allocating a time division interval for each wireless signal transmission to each of the base station and the non-coupling device based on the determined communication parameter; And
Transmitting a radio signal based on the determined communication parameter to a wireless communication terminal during a time division interval allocated to the base station,
And the non-coupling device is a device for transmitting a wireless signal for power transmission on a channel independent of the base station to the wireless communication terminal.
제 11항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of claim 11 on a computer.
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