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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
이하에서는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말(200)의 구성에 관하여 도 4a 및 4b를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration of the
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말(200)을 나타내는 블록도이다.4A is a block diagram illustrating a
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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()에 기초하여 결정될 수 있다.In
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(),제2 베이스 스테이션(300)이 무선 통신 단말(200)로 전송하는 전력량(),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 및 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
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
단계 S506에서, 제1 베이스 스테이션(100)은 최적화 파라미터를 이용하여 에너지 효율을 최적화 하기 위한 통신 파라미터를 결정할 수 있다.In operation S506, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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)
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.
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.
상기 에너지 효율을 최적화 하는 통신 파라미터는,
상기 에너지 효율(η)을 최대화하기 위한 수학식
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()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()및 상기 비결합 장치가 상기 무선 통신 단말로 전송하는 전력량()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
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 ( ),
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 And the amount of power transmitted by the uncoupled device to the wireless communication terminal ( ),
K is a base station that identifies a plurality of wireless communication terminals including the wireless communication terminal.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of claim 11 on a computer.
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