KR102340016B1 - Apparatus and Method for Energy Management with Wireless Power Transfer System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 에너지를 전송해야 하는 에너지 전송 영역에 배치되어 무선으로 전송된 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기에 대한 정보를 획득하고, 획득된 다수의 기기에 대한 정보를 기반으로 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하며, 다수의 섹터 각각에서 충전된 에너지량이 기지정된 기준 에너지량 이상임을 나타내는 에너지 충분 신호를 전송하는 기기의 개수를 카운트하여, 각 섹터에서 에너지가 부족한 에너지 부족 기기의 개수를 판별하고, 판별된 섹터별 에너지 부족 기기의 개수의 비를 기반으로 다수의 섹터 각각으로 전송할 에너지량을 조절하여 각 섹터별로 에너지를 전송하여, 에너지 부족 기기의 에너지 소모가 없거나 최소화하여 에너지를 충전할 수 있도록 할 뿐만 아니라 낮은 복잡도로 효율적으로 다수의 기기의 에너지를 관리할 수 있는 무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.In a wireless power transmission system, the present invention obtains information on a plurality of devices that are disposed in an energy transmission area to transmit energy and operate by charging the wirelessly transmitted energy, and obtain information on the obtained plurality of devices. The energy transmission area is divided into a plurality of sectors based on the basis The number of energy-deficient devices is determined, and energy is transmitted for each sector by adjusting the amount of energy to be transmitted to each of a plurality of sectors based on the ratio of the determined number of energy-deficient devices for each sector, thereby reducing energy consumption of energy-deficient devices. It is possible to provide an energy management apparatus and method for a wireless power transmission system that not only allows energy to be charged by minimizing or absent, but also efficiently manages energy of a plurality of devices with low complexity.

Description

무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 장치 및 방법{Apparatus and Method for Energy Management with Wireless Power Transfer System}Apparatus and Method for Energy Management with Wireless Power Transfer System

본 발명은 에너지 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 무선 전력 전송 시스템에서 에너지 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy management apparatus and method, and to an energy management apparatus and method in a wireless power transmission system.

5G 통신 기술로 기지국이 커버하는 셀 내에 대규모의 IoT 기기들이 존재하게 되며 그 수는 제곱 킬로 미터 당 백 만개로 예상이 된다. 이러한 대규모 IoT 시스템의 주요 키워드 중 하나는 수많은 IoT 기기들의 배터리를 주기적으로 충전하여 네트워크를 유지하는 것이다. IoT 기기들의 경우, 외부로부터 직접 에너지를 공급받는 경우도 있으나, 별도의 외부 전력을 공급받지 못하고 배터리에 충전된 에너지를 이용하는 경우가 많다.With 5G communication technology, large-scale IoT devices will exist in the cell covered by the base station, and the number is expected to be one million per square kilometer. One of the main keywords of such a large-scale IoT system is to periodically charge the batteries of numerous IoT devices to maintain the network. In the case of IoT devices, there are cases in which energy is directly supplied from the outside, but in many cases, energy charged in a battery is not supplied without a separate external power supply.

그러나 이와 같은 수많은 기기들의 배터리를 인력으로 주기적으로 충전시켜 네트워크를 유지하는 것은 현실적으로 불가능하고, 이에 따라 반영구적인 네트워크 라이프 타임을 실현하기 위해 시스템에서 기기들의 에너지를 효율적으로 관리하면서 필요시 기기들이 에너지를 요청하여 스스로 에너지를 공급받아 높은 신뢰도로 자신의 해야 하는 일을 수행할 수 있는 새로운 에너지 공급 패러다임이 요구된다.However, it is practically impossible to maintain the network by periodically charging the batteries of such numerous devices by manpower. Accordingly, in order to realize a semi-permanent network life time, the system efficiently manages the energy of the devices in the system and saves energy when necessary. A new energy supply paradigm is required to receive energy by request and to perform one's work with high reliability.

이에 기지국이 기기들에게 보낸 RF 신호를 가지고 기기들이 자신의 배터리를 충전하는 무선 전력 전송 기술이 제안되었다.Accordingly, a wireless power transmission technology has been proposed in which devices charge their own batteries with the RF signal sent by the base station to the devices.

도 1은 기지국이 기기로 에너지를 전송하는 기존의 방법을 나타낸다.1 shows a conventional method in which a base station transmits energy to a device.

도 1을 참조하면, 다수의 기기(UE) 각각은 자신의 배터리 에너지가 기지정된 수준 이하인 경우, 기지국(ET)에 에너지 요청 신호를 보낸다(S11). 에너지 요청 신호를 수신한 기지국(ET)은 에너지 요청 신호를 전송한 기기(UE)로 채널 정보를 요청한다(S12). 이에 기기(UE)는 채널 정보를 기지국(ET)으로 전송한다(S13). 채널 정보를 수신한 기지국(ET)은 수신된 채널 정보를 기반으로 빔포밍 등과 같이 최적의 에너지 전송 방식을 결정하여 기기(UE)로 에너지를 전송한다(S14).Referring to FIG. 1 , each of a plurality of devices (UE) transmits an energy request signal to a base station (ET) when their battery energy is less than or equal to a predetermined level ( S11 ). Upon receiving the energy request signal, the base station ET requests channel information from the device UE that has transmitted the energy request signal (S12). Accordingly, the device UE transmits channel information to the base station ET (S13). Upon receiving the channel information, the base station ET determines an optimal energy transmission method such as beamforming based on the received channel information and transmits energy to the device UE (S14).

그러나 도 1에 도시된 기존의 에너지 전송 방법은 에너지가 부족한 기기(UE)가 에너지를 사용하여 요청 신호를 기지국(ET)으로 보내야 하므로, 에너지가 더욱 부족하게 되어 기기(UE)에 치명적인 문제가 발생할 수 있다. 특히 기지국(ET)이 기기(UE)가 보낸 정보를 정확하게 디코딩하기 위해서는 일정 수준 이상의 에너지의 신호를 수신해야 하므로, 기지국(ET)으로부터 거리가 먼 기기(UE)들은 에너지 요청이라는 동일 정보가 담긴 신호를 기지국(ET)으로 전송하더라도 기지국(ET)으로부터 거리가 가까운 기기(UE)들보다 더 많은 에너지를 사용하여 전송해야 한다. 따라서 기지국(ET)으로부터 거리가 멀고 에너지 요청 신호를 보내야하는 기기(UE)들에게는 도 1의 기존 에너지 요청 방식은 상당히 부담이 된다.However, in the conventional energy transmission method shown in FIG. 1 , since the device (UE) lacking energy has to send a request signal to the base station (ET) using energy, the energy is further insufficient, and a fatal problem may occur to the device (UE). can In particular, in order for the base station (ET) to accurately decode the information sent by the device (UE), it is necessary to receive a signal of a certain level or higher, so that the devices (UEs) far from the base station (ET) have the same information as the energy request. Even when transmitting to the base station (ET), it must be transmitted using more energy than devices (UEs) that are close to the base station (ET). Therefore, the existing energy requesting method of FIG. 1 is very burdensome for devices (UEs) that are far from the base station (ET) and need to transmit an energy request signal.

또한, 기존의 시스템에서는 기지국(ET)이 에너지 요청 신호를 보낸 기기(UE)에게 효율적으로 에너지를 보내기 위해서는 해당 기기(UE)에게 많은 양의 에너지를 보낼 수 있는 에너지 빔포밍이 효과적이다. 이를 위해서 기존 무선 전력 전송 시스템에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(ET)과 기기(UE)들 간에 채널 정보를 교환하도록 구성되었다. 그러나 기기(UE)가 채널 관련 정보를 기지국(ET)에게 피드백을 해주는 기존 방식은 상기한 바와 같이, 에너지가 부족한 기기(UE)가 에너지를 사용하여 채널 정보를 교환해야 하므로 에너지 부족 기기에게 또 다른 큰 부담으로 작용한다.In addition, in the existing system, in order for the base station (ET) to efficiently transmit energy to the device (UE) that has transmitted the energy request signal, energy beamforming capable of transmitting a large amount of energy to the corresponding device (UE) is effective. To this end, the existing wireless power transmission system is configured to exchange channel information between the base station (ET) and the devices (UE), as shown in FIG. 1 . However, in the existing method in which the device (UE) feeds back channel-related information to the base station (ET), as described above, the device (UE) lacking energy has to use energy to exchange channel information. acts as a great burden.

한편, 무선 전력 전송 기술은 브로드캐스팅 방식으로 에너지 신호가 에너지 부족 기기에게만 전달되는 것이 아니라 에너지가 충분한 기기에게도 전달되며, 이는 빔포밍을 해서 에너지 신호를 전달할 지라도, 에너지가 전달되는 경로 상의 에너지가 충분한 다른 기기에도 계속해서 에너지가 공급됨을 의미한다.On the other hand, in the wireless power transmission technology, the energy signal is transmitted not only to the device lacking energy but also to the device with sufficient energy in a broadcasting method. This means that other devices will continue to be energized.

도 2는 기지국과의 거리에 따라 기기에 전송되는 에너지를 나타낸다.2 shows energy transmitted to a device according to a distance from a base station.

도 2에 도시된 바와 같이, 기지국(ET)으로부터 에너지가 부족한 기기(UE2)에게 빔포밍으로 에너지를 전송할 때, 다른 기기(UE1)가 에너지 전송 경로 상에서 기지국(ET)과 더욱 가깝게 배치될 수 있다. 무선 에너지 전송은 RF 신호 형태로 에너지를 전송하고 RF 신호는 도 2에 도시된 바와 같이, 거리에 따라 상당한 에너지의 감쇄를 겪게 되기 때문에 빔포밍을 에너지가 부족한 기기(UE2)를 위해서 전송하게 되더라도, 기지국(ET)으로부터 거리가 가까운 기기(UE1)가 상대적으로 충분한 에너지를 충전하게 되고, 거리가 먼 기기(UE2)는 상대적으로 적은 에너지만을 충전하는 상황이 발생된다. 따라서 에너지 요청을 하는 기기들은 대부분 기지국(ET)으로 거리가 먼 기기(UE2)들이 되게 된다. 또한 기지국(ET)으로부터 거리가 가까운 기기(UE1)는 거리가 먼 기기(UE2)를 충전하기 위해 전송되는 에너지도 수신하게 되어 배터리 용량 이상의 에너지가 공급될 수 있으며, 이로 인해 과잉 공급된 에너지가 배터리 용량으로 인해 충전되지 못하고 단순히 낭비가 되는 문제점이 있다. 결과적으로는 기기들 간의 에너지 불균형을 야기한다.As shown in FIG. 2 , when energy is transmitted from the base station ET to the device UE2 lacking energy by beamforming, another device UE1 may be disposed closer to the base station ET on the energy transmission path. . Although wireless energy transmission transmits energy in the form of an RF signal and the RF signal undergoes significant attenuation of energy with distance, as shown in FIG. 2, beamforming is transmitted for the device (UE2) lacking energy, A device UE1 that is close to the base station ET charges relatively sufficient energy, and a device UE2 that is farther away from the base station ET charges only relatively little energy. Therefore, most of the devices that request energy are devices (UE2) that are far away from the base station (ET). In addition, the device UE1 that is close to the base station ET also receives energy transmitted to charge the device UE2 that is far away from the base station ET, so energy greater than the battery capacity may be supplied, which causes the excess energy to be supplied to the battery. There is a problem in that it cannot be charged due to its capacity and is simply wasted. As a result, it causes an energy imbalance between devices.

한국 등록 특허 제10-1972397호 (2019.04.19 등록)Korean Patent Registration No. 10-1972397 (Registered on April 19, 2019)

본 발명의 목적은 에너지 부족 기기의 에너지 소모가 없거나 최소화하여 에너지를 충전할 수 있도록 하는 무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide an energy management apparatus and method for a wireless power transmission system capable of charging energy by eliminating or minimizing energy consumption of an energy-deficient device.

본 발명의 다른 목적은 낮은 복잡도로 효율적으로 다수의 기기의 에너지를 관리할 수 있는 무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an energy management apparatus and method for a wireless power transmission system capable of efficiently managing the energy of a plurality of devices with low complexity.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 장치는 에너지를 전송해야 하는 에너지 전송 영역에 배치되어 무선으로 전송된 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기에 대한 정보를 획득하고, 획득된 상기 다수의 기기에 대한 정보를 기반으로 상기 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하며, 다수의 섹터 각각에서 충전된 에너지량이 기지정된 기준 에너지량 이상임을 나타내는 에너지 충분 신호를 전송하는 기기의 개수를 카운트하여, 각 섹터에서 에너지가 부족한 에너지 부족 기기의 개수를 판별하고, 판별된 섹터별 에너지 부족 기기의 개수의 비를 기반으로 다수의 섹터 각각으로 전송할 에너지량을 조절하여 각 섹터별로 에너지를 전송한다.In order to achieve the above object, an energy management device for a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention is disposed in an energy transmission area to transmit energy and charges the wirelessly transmitted energy for a plurality of devices that operate. Sufficient energy indicating that information is obtained, the energy transmission area is divided into a plurality of sectors based on the obtained information on the plurality of devices, and the amount of energy charged in each of the plurality of sectors is greater than or equal to a predetermined reference energy amount By counting the number of devices transmitting signals, determining the number of energy-deficient devices in each sector, and adjusting the amount of energy to be transmitted to each of a plurality of sectors based on the ratio of the determined number of energy-deficient devices in each sector Thus, energy is transmitted for each sector.

상기 에너지 관리 장치는 상기 다수의 기기 각각에 대한 채널 정보를 포함하는 기기 정보를 저장하는 기기 정보 획득부; 상기 기기 정보를 기반으로 상기 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하는 섹터 설정부; 설정된 다수의 섹터 각각에 포함된 전체 기기의 개수에서 에너지 충분 신호를 전송한 에너지 충분 기기의 개수를 판별하고 차감하여, 섹터별로 에너지가 부족한 에너지 부족 기기의 개수를 판별하는 에너지 충분 신호 확인부; 다수의 섹터 각각의 에너지 부족 기기의 개수의 비에 따라 전송할 총 에너지량에서 섹터별로 전송할 에너지량을 결정하는 섹터별 전송 에너지 판별부; 및 결정된 에너지량에 따라 다수의 섹터 각각으로 에너지를 전송하는 에너지 전송부를 포함할 수 있다.The energy management device may include: a device information acquisition unit configured to store device information including channel information for each of the plurality of devices; a sector setting unit configured to divide and set the energy transmission area into a plurality of sectors based on the device information; an energy-sufficient signal checking unit for determining the number of energy-sufficient devices for each sector by determining and subtracting the number of energy-sufficient devices that have transmitted an energy-sufficient signal from the total number of devices included in each of the plurality of sectors set; a sector-by-sector transmission energy determining unit that determines an energy amount to be transmitted for each sector from a total amount of energy to be transmitted according to a ratio of the number of energy-deficient devices in each of the plurality of sectors; and an energy transmitter transmitting energy to each of the plurality of sectors according to the determined amount of energy.

상기 섹터 설정부는 상기 에너지 전송 영역을 동일 크기로 기지정된 개수의 섹터로 구분하여 설정하거나, 기지정된 개수의 섹터 각각에 균일한 개수의 기기가 포함되도록 섹터를 구분하여 설정할 수 있다.The sector setting unit may divide and set the energy transmission area into a predetermined number of sectors having the same size, or may divide and set the energy transmission area so that a uniform number of devices is included in each of the predetermined number of sectors.

상기 에너지 전송부는 다수의 섹터 각각의 형태에 대응하여 빔포밍 기법으로 에너지를 전송할 수 있다.The energy transmitter may transmit energy using a beamforming technique in response to the shape of each of the plurality of sectors.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 방법은 에너지를 전송해야 하는 에너지 전송 영역에 배치되어 무선으로 전송된 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기에 대한 정보를 획득하는 단계; 획득된 상기 다수의 기기에 대한 정보를 기반으로 상기 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하는 단계; 다수의 섹터 각각에서 충전된 에너지량이 기지정된 기준 에너지량 이상임을 나타내는 에너지 충분 신호를 전송하는 기기의 개수를 카운트하여, 각 섹터에서 에너지가 부족한 에너지 부족 기기의 개수를 판별하는 단계; 및 판별된 섹터별 에너지 부족 기기의 개수의 비를 기반으로 다수의 섹터 각각으로 전송할 에너지량을 조절하여 각 섹터별로 에너지를 전송하는 단계를 포함한다.An energy management method for a wireless power transmission system according to another embodiment of the present invention for achieving the above other object is disposed in an energy transmission area to be transmitted energy to a plurality of devices that operate by charging the wirelessly transmitted energy. obtaining information about; dividing and setting the energy transmission area into a plurality of sectors based on the obtained information on the plurality of devices; determining the number of devices lacking energy in each sector by counting the number of devices transmitting a sufficient energy signal indicating that the amount of energy charged in each of the plurality of sectors is equal to or greater than a predetermined reference amount of energy; and adjusting the amount of energy to be transmitted to each of the plurality of sectors based on the determined ratio of the number of energy-deficient devices for each sector to transmit energy for each sector.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 장치는 에너지를 전송해야 하는 에너지 전송 영역에 배치되어 무선으로 전송된 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기에 대한 정보를 획득하고, 획득된 상기 다수의 기기에 대한 정보를 기반으로 상기 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하여, 설정된 다수의 섹터 각각에서 하나의 기기를 헤더 기기로 선택하며, 각 섹터에서 선택된 헤더 기기가 대응하는 섹터의 나머지 기기로부터 에너지 부족량을 나타내는 에너지 요청 신호를 수신하여 전달하면, 헤더 기기를 통해 전달된 에너지 요청 신호를 섹터별로 구분하여 수집하고, 섹터별로 구분하여 수집된 에너지 요청 신호에 포함된 에너지 부족량을 기반으로 다수의 섹터 각각으로 전송할 에너지량을 조절하여 각 섹터별로 에너지를 전송한다.An energy management device for a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object is arranged in an energy transmission area to be transmitted energy, a plurality of devices that operate by charging the energy transmitted wirelessly obtain information on , and divide the energy transmission area into a plurality of sectors based on the obtained information on the plurality of devices, and select one device from each of the plurality of configured sectors as a header device, When the header device selected in the sector receives and transmits the energy request signal indicating the energy shortage from the remaining devices in the corresponding sector, the energy request signal transmitted through the header device is collected by sector, and energy collected by sector The energy is transmitted for each sector by adjusting the amount of energy to be transmitted to each of the plurality of sectors based on the energy shortage included in the request signal.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 방법은 에너지를 전송해야 하는 에너지 전송 영역에 배치되어 무선으로 전송된 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기에 대한 정보를 획득하는 단계; 획득된 상기 다수의 기기에 대한 정보를 기반으로 상기 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하는 단계; 설정된 다수의 섹터 각각에서 하나의 기기를 헤더 기기로 선택하는 단계; 각 섹터에서 선택된 헤더 기기가 대응하는 섹터의 나머지 기기로부터 에너지 부족량을 나타내는 에너지 요청 신호를 수신하여 전달하면, 헤더 기기를 통해 전달된 에너지 요청 신호를 섹터별로 구분하여 수집하는 단계; 및 섹터별로 구분하여 수집된 에너지 요청 신호에 포함된 에너지 부족량을 기반으로 다수의 섹터 각각으로 전송할 에너지량을 조절하여 각 섹터별로 에너지를 전송하는 단계를 포함한다.In an energy management method for a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object, a plurality of devices are arranged in an energy transmission area to transmit energy and operate by charging the energy transmitted wirelessly obtaining information about; dividing and setting the energy transmission area into a plurality of sectors based on the obtained information on the plurality of devices; selecting one device as a header device in each of a plurality of set sectors; when the header device selected in each sector receives and transmits an energy request signal indicating an energy shortage amount from the remaining devices in the corresponding sector, classifying and collecting the energy request signal transmitted through the header device for each sector; and transmitting energy for each sector by adjusting the amount of energy to be transmitted to each of the plurality of sectors based on the energy shortage included in the energy request signal that is divided and collected for each sector.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 장치는 기지국에 의해 에너지가 전송되는 에너지 전송 영역이 구분된 다수의 섹터 중 대응하는 섹터에 배치되어 상기 기지국에 의해 헤더 기기로 선택되면, 대응하는 섹터 내의 나머지 기기 중 나머지 기기로부터 에너지 부족량을 나타내는 에너지 요청 신호를 수신하고, 수신된 에너지 요청 신호에 포함된 에너지 부족량을 기반으로 대응하는 섹터에 요구되는 에너지 량인 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 상기 기지국으로 전달한다.An energy management apparatus for a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object is disposed in a corresponding sector among a plurality of sectors in which an energy transmission area in which energy is transmitted by a base station is divided. When selected as the header device by the base station, an energy request signal indicating an energy shortage is received from the remaining devices in the corresponding sector, and energy required for the corresponding sector based on the energy shortage included in the received energy request signal. The amount of energy required for each sector is calculated and transmitted to the base station.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 방법은 다수의 기기 각각이 상기 기지국에 의해 에너지가 전송되는 에너지 전송 영역이 구분된 다수의 섹터 중 대응하는 섹터에 배치되어 상기 기지국에 의해 헤더 기기로 선택되는지 판별하는 단계; 상기 헤더 기기로 선택되면, 대응하는 섹터 내의 나머지 기기 중 나머지 기기로부터 에너지 부족량을 나타내는 에너지 요청 신호를 수신하는 단계; 및 수신된 에너지 요청 신호에 포함된 에너지 부족량을 기반으로 대응하는 섹터에 요구되는 에너지 량인 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 상기 기지국으로 전달하는 단계를 포함한다.In an energy management method for a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object, each of a plurality of devices corresponds to a plurality of sectors in which an energy transmission area to which energy is transmitted by the base station is divided determining whether a header device is selected as a header device by the base station; receiving an energy request signal indicating an energy deficit from the remaining devices among the remaining devices in the corresponding sector when the header device is selected; and calculating an energy required for each sector, which is an energy amount required for a corresponding sector, based on the energy shortage included in the received energy request signal, and transmitting the required energy amount to the base station.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 위한 에너지 관리 장치 및 방법은 다수의 기기에 대한 정보를 분석하여, 에너지를 전송해야 하는 영역을 다수의 섹터로 구분하고, 구분된 다수의 섹터 별로 다수 기기의 에너지를 관리하여, 에너지 부족 기기의 에너지 소모가 없거나 최소화하여 에너지를 충전할 수 있도록 할 뿐만 아니라 낮은 복잡도로 효율적으로 다수의 기기의 에너지를 관리할 수 있다.Accordingly, the energy management apparatus and method for a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention analyzes information on a plurality of devices, divides an area to transmit energy into a plurality of sectors, and divides the divided plurality of sectors into a plurality of sectors. By managing the energy of a plurality of devices separately, it is possible to not only charge energy by eliminating or minimize energy consumption of energy-deficient devices, but also to efficiently manage the energy of a plurality of devices with low complexity.

도 1은 기지국이 기기로 에너지를 전송하는 기존의 방법을 나타낸다.
도 2는 기지국과의 거리에 따라 기기에 전송되는 에너지를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 기기로 에너지를 전송하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 기지국의 개략적 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 방법을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 다수의 기기로 에너지를 전송하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 기지국의 개략적 구조를 나타낸다.
도 8은 도 6의 기기의 개략적 구조를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 관리 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 다수의 기기로 에너지를 전송하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 기기의 개략적 구조를 나타낸다.
도 12는 도 10의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 관리 방법을 나타낸다.
1 shows a conventional method in which a base station transmits energy to a device.
2 shows energy transmitted to a device according to a distance from a base station.
3 is a diagram for explaining the concept of transmitting energy to a plurality of devices according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a schematic structure of the base station of FIG. 3 .
5 shows an energy management method according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining the concept of transmitting energy to a plurality of devices according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a schematic structure of the base station of FIG. 6 .
FIG. 8 shows a schematic structure of the device of FIG. 6 .
9 shows an energy management method according to another embodiment of the present invention.
10 is a diagram for explaining the concept of transmitting energy to a plurality of devices according to another embodiment of the present invention.
11 shows a schematic structure of the device of FIG. 10 .
12 is a diagram illustrating an energy management method according to another embodiment of the present invention of FIG. 10 .

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in various different forms, and is not limited to the described embodiments. In addition, in order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.

명세서 전체에서, 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. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it does not exclude other components, unless otherwise stated, meaning that other components may be further included. In addition, terms such as "...unit", "...group", "module", and "block" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware, software, or hardware. and a combination of software.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 기기로 에너지를 전송하는 개념을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 기지국의 개략적 구조를 나타낸다.3 is a diagram for explaining the concept of transmitting energy to a plurality of devices according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a schematic structure of the base station of FIG. 3 .

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서 기지국(ET)은 에너지 관리 장치를 포함하거나, 에너지 관리 장치로서 기능하여 에너지를 전송해야 하는 영역을 다수의 섹터(S1 ~ S3)로 구분하고, 구분된 각 섹터에 대해 서로 다른 크기의 에너지를 전송한다.Referring to FIG. 3 , in the wireless power transmission system according to the present embodiment, the base station ET includes an energy management device or functions as an energy management device to divide an area to transmit energy into a plurality of sectors S1 to S3 . It separates and transmits energy of different sizes for each divided sector.

본 실시예에서 기지국(ET)은 도 4에 도시된 바와 같이, 기기 정보 획득부(110), 섹터 설정부(120), 에너지 충분 신호 확인부(130), 섹터별 전송 에너지 판별부(140) 및 에너지 전송부(150)를 포함할 수 있다.In this embodiment, the base station (ET), as shown in FIG. 4 , a device information acquisition unit 110 , a sector setting unit 120 , an energy sufficient signal verification unit 130 , and a transmission energy determination unit 140 for each sector and an energy transmitter 150 .

기기 정보 획득부(110)는 에너지를 전송해야 하는 영역내의 다수의 기기(UE)에 대한 정보를 획득하여 저장한다. 여기서 기기(UE)에 대한 정보는 각 기기의 위치 정보 등을 포함할 수 있으며, 도 1에서 채널 정보 교환을 통해 획득할 수 있는 정보를 포함한다. 일반적으로 IoT 환경에서 사용자가 휴대하여 이용하는 일부 휴대용 기기를 제외한 대부분의 기기는 고정된 장소에 배치된다. 따라서 기지국(ET)은 에너지를 전송해야 하는 에너지 전송 영역 내의 다수의 기기(UE)에 대한 정보를 미리 획득하여 저장할 수 있다.The device information acquisition unit 110 acquires and stores information on a plurality of devices (UEs) within an area to transmit energy. Here, the information on the device (UE) may include location information of each device, and includes information obtainable through channel information exchange in FIG. 1 . In general, in the IoT environment, most devices except for some portable devices that users carry and use are placed in fixed places. Accordingly, the base station ET may obtain and store information about a plurality of devices UE in an energy transmission area to which energy is to be transmitted in advance.

섹터 설정부(120)는 획득된 기기 정보를 기반으로 에너지 전송 영역을 다수의 섹터(S1 ~ S3)로 구분하여 설정할 수 있다. 섹터 설정부(120)는 일 예로 에너지 전송 영역을 동일 크기로 기지정된 개수의 섹터(S1 ~ S3)로 구분할 수 있다. 이 경우, 섹터 설정부(120)는 구분된 다수의 섹터 각각에 포함되는 기기(UE)의 개수를 판별한다.The sector setting unit 120 may set the energy transmission area by dividing it into a plurality of sectors S1 to S3 based on the acquired device information. The sector setting unit 120 may divide the energy transmission area into, for example, a predetermined number of sectors S1 to S3 having the same size. In this case, the sector setting unit 120 determines the number of devices (UE) included in each of the plurality of divided sectors.

그러나 섹터 설정부(120)는 기지정된 개수의 섹터(S1 ~ S3) 각각에 균일한 개수의 기기(UE)가 포함되도록 섹터를 구분하여 설정할 수도 있다. 즉 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각이 동일한 개수의 기기(UE)를 포함하도록 설정할 수도 있다.However, the sector setting unit 120 may divide and set the sectors so that a uniform number of devices UE is included in each of the predetermined number of sectors S1 to S3 . That is, each of the plurality of sectors S1 to S3 may be configured to include the same number of devices UE.

도 3에서는 일 예로 각 섹터에 동일하게 5개의 기기(UE)가 포함되도록 3개의 섹터(S1 ~ S3)가 설정된 경우를 도시하였다.3 illustrates a case in which three sectors S1 to S3 are set such that five devices UE are equally included in each sector as an example.

에너지 충분 신호 확인부(130)는 섹터 설정부(120)에 의해 설정된 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각에 포함된 다수의 기기(UE) 중 에너지 충분 신호를 전송한 에너지 충분 기기의 개수를 판별한다. 여기서 에너지 충분 신호는 기기(UE)가 배터리에 충전된 에너지량이 기지정된 기준 에너지량 이상인 경우에 기지국인 기지국(ET)으로 전송하는 신호이다. 따라서 에너지 충분 신호 확인부(130)는 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각에서 에너지가 충분한 기기(UE)가 전송한 에너지 충분 신호의 개수를 판별하여, 각 섹터에 포함된 전체 기기(UE)의 개수에서 에너지 충분 기기의 개수를 차감함으로써 섹터별로 에너지가 부족한 에너지 부족 기기(UE)의 개수를 판별한다.The energy sufficient signal confirmation unit 130 determines the number of energy sufficient devices that have transmitted the energy sufficient signal among a plurality of devices (UE) included in each of the plurality of sectors S1 to S3 set by the sector setting unit 120 . do. Here, the energy sufficient signal is a signal transmitted by the device UE to the base station ET, which is a base station, when the amount of energy charged in the battery is greater than or equal to a predetermined reference energy amount. Therefore, the energy sufficient signal check unit 130 determines the number of energy sufficient signals transmitted by the device UE with sufficient energy in each of the plurality of sectors S1 to S3, By subtracting the number of devices with sufficient energy from the number, the number of devices lacking energy (UE) for each sector is determined.

일 예로 도 3에서는 제1 내지 제 3섹터(S1 ~ S3) 각각에서 에너지 충분 기기(UE)를 빨간색 별로 표시하였다. 도 3에서는 제1 내지 제 3섹터(S1 ~ S3) 각각에서 3개, 2개 및 1개의 기기(UE)가 에너지 충분 신호를 기지국(ET)으로 전송하였으므로, 에너지 충분 신호 확인부(130)는 각 섹터(S1 ~ S3)에서 에너지 부족 기기(UE)의 개수를 (섹터별 총 기기 개수) - (에너지 충분 신호를 전송한 기기 개수)로 계산하여, 제1 내지 제 3섹터(S1 ~ S3) 각각에서 에너지 부족 기기(UE)의 개수를 2개(5 - 3 = 2), 3개(5 - 2 = 3) 및 4개(5 - 1 = 4)로 판별한다.As an example, in FIG. 3 , energy-sufficient devices (UEs) are indicated by red stars in each of the first to third sectors S1 to S3 . In FIG. 3 , since three, two, and one device UE in each of the first to third sectors S1 to S3 transmits a sufficient energy signal to the base station ET, the energy sufficient signal check unit 130 is Calculate the number of energy-deficient devices (UEs) in each sector (S1 to S3) as (total number of devices per sector) - (the number of devices that have transmitted sufficient energy signals) in the first to third sectors (S1 to S3) In each, the number of energy-deficient devices (UE) is determined as 2 (5 - 3 = 2), 3 (5 - 2 = 3), and 4 (5 - 1 = 4).

섹터별 전송 에너지 판별부(140)는 에너지 충분 신호 확인부(130)에서 판별된 섹터별 에너지 부족 기기(UE)의 개수의 비를 기반으로 섹터별로 전송할 에너지를 판별한다.The sector-by-sector transmission energy determining unit 140 determines the energy to be transmitted for each sector based on the ratio of the number of energy-deficient devices (UEs) for each sector determined by the energy-sufficient signal checking unit 130 .

각 섹터(S1 ~ S3)별로 에너지 부족 기기(UE)가 많을수록 더 많은 에너지가 요구되는 것으로 고려 할 수 있으므로, 도 3의 예에서 섹터별 전송 에너지 판별부(140)는 판별된 섹터별 에너지 부족 기기(UE)의 개수의 비(2 : 3 : 4)에 따라 전송할 총 에너지량 중에서 각 섹터로 전송해야 하는 에너지의 량을 결정한다.Since it can be considered that more energy is required as there are more energy-deficient devices (UEs) for each sector (S1 to S3), in the example of FIG. According to the ratio of the number of UEs (2:3:4), the amount of energy to be transmitted to each sector is determined among the total amount of energy to be transmitted.

에너지 전송부(150)는 섹터별 전송 에너지 판별부(140)에 의해 결정된 섹터별 에너지를 각 섹터로 전송하여 공급한다. 이때, 에너지 전송부(150)는 섹터 설정부(120)에 의해 설정된 섹터(S1 ~ S3)의 형태에 따른 빔포밍을 수행하여 각 섹터에 대응하는 양의 에너지를 공급할 수 있다.The energy transmitter 150 transmits and supplies energy for each sector determined by the sector-by-sector transmission energy determination unit 140 to each sector. In this case, the energy transmitter 150 may supply an amount of energy corresponding to each sector by performing beamforming according to the shape of the sectors S1 to S3 set by the sector setting unit 120 .

도 3에서는 기지국(ET)이 각 섹터(S1 ~ S3)로 공급하는 에너지량의 차이를 화살표의 크기로 표현하였으며, 도 3을 살펴보면, 기지국(ET)은 2개의 에너지 부족 기기(UE)가 포함된 제1 섹터(S1)로부터, 3개의 에너지 부족 기기(UE)가 포함된 제2 섹터(S2) 및 4개의 에너지 부족 기기(UE)가 포함된 제3 섹터(S3)로 더 많은 에너지를 전송함을 알 수 있다.In FIG. 3 , the difference in the amount of energy supplied by the base station ET to each sector S1 to S3 is expressed by the size of an arrow. Referring to FIG. 3 , the base station ET includes two energy-deficient devices UE. More energy is transferred from the first sector (S1) to the second sector (S2) including three energy-deficient devices (UE) and a third sector (S3) including four energy-deficient devices (UE). it can be seen that

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 관리 방법을 나타낸다.5 shows an energy management method according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하여, 도 5의 에너지 관리 방법을 설명하면, 우선 기지국(ET)은 미리 획득된 다수의 기기(UE)에 대한 정보를 기반으로 에너지 전송 영역을 다수의 섹터(S1 ~ S3)로 구분하여 설정한다(S21). 그리고 다수의 섹터(S1 ~ S3)에서 다수의 기기(UE)는 각각 자신의 배터리에 충전된 에너지량이 기지정된 기준 에너지량 이상이면, 기지국(ET)으로 에너지 충분 신호를 전송한다(S22).3 and 4, the energy management method of FIG. 5 will be described. First, the base station ET divides the energy transmission area into a plurality of sectors S1 ~ S3) and set (S21). In addition, when the amount of energy charged in their respective batteries in the plurality of sectors S1 to S3 is greater than or equal to a predetermined reference energy amount, the plurality of devices UE transmits an energy sufficient signal to the base station ET (S22).

이에 기지국(ET)은 각 섹터별로 에너지 충분 신호를 전송한 에너지 충분 기기의 개수를 카운트하고, 각 섹터(S1 ~ S3)의 전체 기기 개수에서 에너지 충분 기기의 개수를 차감하여 각 섹터별 에너지 부족 기기의 개수를 판별하며, 판별된 섹터별 에너지 부족 기기의 개수의 비를 기반으로 전송할 전체 에너지에서 각 섹터별로 전송할 에너지량을 판별한다(S23). 각 섹터별로 전송할 에너지량이 판별되면, 각 섹터(S1 ~ S3)에 판별된 량의 에너지를 빔포밍 등의 기법을 적용하여 전송한다(S24).Accordingly, the base station ET counts the number of energy-sufficient devices that have transmitted an energy-sufficient signal for each sector, and subtracts the number of energy-sufficient devices from the total number of devices in each sector S1 to S3 to reduce energy-sufficient devices for each sector. Determines the number of , and determines the amount of energy to be transmitted for each sector from the total energy to be transmitted based on the determined ratio of the number of energy-deficient devices for each sector (S23). When the amount of energy to be transmitted for each sector is determined, the determined amount of energy is transmitted to each sector S1 to S3 by applying a technique such as beamforming (S24).

상기한 본 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서는 에너지가 부족한 에너지 부족 기기가 기지국(ET)으로 에너지 요청 신호를 전송하는 대신 에너지가 충분한 에너지 충분 기기가 에너지 충분 신호를 기지국(ET)으로 전송하므로, 에너지 부족 기기가 에너지 전송 요청 신호를 전송하기 위한 에너지를 소모하지 않고 에너지를 충전할 수 있도록 한다. 이는 기지국(ET)이 에너지 전송 영역을 다수의 섹터(S1 ~ S3)로 구분하여 설정함에 따라 각 섹터별로 에너지 부족 기기의 개수를 에너지 충분 기기의 개수에 따라 용이하게 판별할 수 있기 때문이다.In the wireless power transmission system according to the present embodiment, the energy-sufficient device transmits the energy-sufficient signal to the base station ET instead of the energy-poor device transmitting the energy request signal to the base station ET, Allows low-energy devices to charge energy without consuming energy to transmit an energy transfer request signal. This is because, as the base station ET divides the energy transmission area into a plurality of sectors S1 to S3 and sets it, the number of energy-deficient devices for each sector can be easily determined according to the number of energy-sufficient devices.

추가적으로 본 실시예에서 기지국(ET)은 에너지 전송 영역을 다수의 섹터(S1 ~ S3)로 구분하고, 섹터 단위로 에너지를 전송함으로써, 에너지 부족 기기와 채널 정보를 교환할 필요가 없다. 기본적으로 기지국(ET)과 에너지 부족 기기 사이의 채널 정보 교환은 해당 기기에 대해 에너지를 높은 효율로 전송하기 위해 수행되는 과정이다. 그러나 상기한 바와 같이, 본 실시예에서 기지국(ET)은 섹터 단위로 에너지를 전송하므로, 개별 기기와의 채널 정보 교환을 필요로 하지 않는다. 즉 에너지 부족 기기는 에너지 전송 요청 신호뿐만 아니라 채널 정보를 교환하기 위한 에너지를 소모하지 않고 에너지를 충전할 수 있다.Additionally, in the present embodiment, the base station ET divides the energy transmission area into a plurality of sectors S1 to S3 and transmits energy in units of sectors, thereby eliminating the need to exchange channel information with an energy-deficient device. Basically, the exchange of channel information between the base station (ET) and the energy-deficient device is a process performed to transmit energy to the corresponding device with high efficiency. However, as described above, in the present embodiment, since the base station ET transmits energy in units of sectors, it does not need to exchange channel information with individual devices. That is, the energy-deficient device may charge energy without consuming energy for exchanging channel information as well as an energy transmission request signal.

따라서 본 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서는 기지국(ET)으로부터 먼거리에 위치하여 전송되는 에너지량이 적은 기기일지라도 별도의 에너지 소모없이 에너지를 안정적으로 충전할 수 있게 된다.Therefore, in the wireless power transmission system according to the present embodiment, even if the device is located far from the base station (ET) and transmits a small amount of energy, energy can be stably charged without additional energy consumption.

또한 기지국(ET)은 에너지 전송 영역 내에 배치된 다수의 기기(UE) 각각의 에너지를 개별적으로 관리하지 않고, 섹터 단위로 관리함에 따라 잦은 채널 정보 교환이 필요하지 않아 부하가 작고 무선 자원의 효용성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 관리를 낮은 복잡도로 용이하게 수행할 수 있다.In addition, the base station (ET) does not individually manage the energy of each of a plurality of devices (UE) disposed in the energy transmission area, and as it is managed in units of sectors, frequent channel information exchange is not required. Not only can it be increased, but energy management can be easily performed with low complexity.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 다수의 기기로 에너지를 전송하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining the concept of transmitting energy to a plurality of devices according to another embodiment of the present invention.

일반적으로 각 섹터(S1 ~ S3)에서 에너지 부족 기기 각각의 에너지량은 균등하지 않다. 에너지 부족 기기에서도 특정 에너지 부족 기기는 에너지가 매우 부족한데 반해, 나머지 에너지 부족 기기는 상대적으로 에너지가 여유로울 수도 있다.In general, the energy amount of each energy-deficient device in each sector S1 to S3 is not uniform. Even in low-energy devices, certain low-energy devices may be very low on energy, while other low-energy devices may have relatively little energy.

그러나 상기한 바와 같이 도 3 내지 도 5에 도시된 에너지 관리 장치 및 방법에서는 에너지 부족 기기가 에너지를 공급받기 위해 별도의 에너지를 소모하지 않아도 되는 장점이 있는 반면, 기지국(ET)이 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각에서 에너지 충분 기기의 개수를 기반으로 각 섹터별로 공급할 에너지를 결정하므로, 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각에서 에너지 부족 기기가 실제로 요구하는 에너지의 량을 판단할 수 없다는 한계가 있다.However, as described above, in the energy management apparatus and method shown in FIGS. 3 to 5 , there is an advantage that the energy-deficient device does not need to consume separate energy to receive energy, whereas the base station ET has a plurality of sectors ( Since the energy to be supplied to each sector is determined based on the number of energy-sufficient devices in each of S1 to S3), there is a limit in that it is impossible to determine the amount of energy actually required by the energy-deficient devices in each of the multiple sectors (S1 to S3). have.

즉 단순히 에너지 부족 기기의 개수만으로 각 섹터(S1 ~ S3)로 전송할 에너지량을 결정하는 경우, 에너지가 매우 부족한 기기는 요구하는 충분한 에너지를 공급받지 못하게 되는 경우가 발생할 수 있다.That is, when the amount of energy to be transmitted to each sector S1 to S3 is determined simply by the number of energy-deficient devices, a device with a very low energy level may not be supplied with sufficient energy required.

이에 도 6에서는 기지국(ET)이 에너지 전송 영역을 다수의 섹터(S1 ~ S3)로 구분한 후, 구분된 각 섹터(S1 ~ S3)의 다수의 기기(UE) 중 하나를 헤더 기기(HE)로 선택하고, 각 섹터(S1 ~ S3)의 모든 기기(UE)로 선택된 헤더 기기(HE)에 대한 정보를 전달한다. 이에 각 섹터(S1 ~ S3)에서 다수의 기기(UE) 중 에너지가 부족한 기기들은 선택된 헤더 기기(HE)로 에너지 부족량에 대한 정보를 포함하는 에너지 요청 신호를 전송한다. 각 섹터별 헤더 기기(HE)는 전송된 에너지 요청 신호를 수집하여 기지국(ET)으로 전달하고, 기지국(ET)은 각 섹터별 헤더 기기(HE)에서 전달되는 에너지 요청 신호를 섹터별로 구분하여 취합함으로써, 섹터 내에서 요구되는 에너지량을 계산하고, 계산된 에너지량을 기반으로 각 섹터로 전송할 에너지량을 결정하여 각 섹터로 에너지를 전송할 수 있다.Accordingly, in FIG. 6, the base station ET divides the energy transmission area into a plurality of sectors S1 to S3, and then selects one of the plurality of devices UE in each of the divided sectors S1 to S3 as a header device (HE). is selected, and information on the selected header device HE is transmitted to all devices UE in each sector S1 to S3. Accordingly, devices lacking energy among a plurality of devices UE in each sector S1 to S3 transmit an energy request signal including information on the amount of energy shortage to the selected header device HE. The header device HE for each sector collects the transmitted energy request signal and transmits it to the base station ET, and the base station ET classifies the energy request signal transmitted from the header device HE for each sector by sector and collects it. By doing so, energy can be transmitted to each sector by calculating the amount of energy required in the sector, determining the amount of energy to be transmitted to each sector based on the calculated amount of energy.

경우에 따라서 각 섹터별 헤더 기기(HE)는 전송된 에너지 요청 신호를 수집하여 대응하는 섹터 내에서 요구되는 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 기지국(ET)으로 전달할 수도 있다. 이경우 기지국(ET)은 각 섹터별 헤더 기기(HE)에서 전달되는 섹터별 요구 에너지량을 기반으로 각 섹터로 전송할 에너지량을 결정하고, 결정된 에너지량에 따라 각 섹터로 에너지를 전송할 수 있다.In some cases, the header device HE for each sector may collect the transmitted energy request signal, calculate the required energy amount for each sector required in the corresponding sector, and transmit it to the base station ET. In this case, the base station ET may determine the amount of energy to be transmitted to each sector based on the required energy amount for each sector transmitted from the header device HE for each sector, and may transmit energy to each sector according to the determined energy amount.

즉 각 섹터에서 요구되는 에너지량은 기지국(ET)에서 계산하도록 구성될 수도 있으나, 헤더 기기(HE)에서 계산하도록 구성될 수도 있다. 이는 헤더 기기(HE)가 대응하는 섹터의 다수의 기기(UE)에서 전송된 다수의 에너지 요청 신호 각각을 기지국(ET)으로 반복 전송하는 에너지가, 에너지 요청 신호를 수집하여 섹터 내에서 요구되는 섹터별 요구 에너지량을 계산하는 에너지보다 더 많이 소모될 수 있기 때문이다.That is, the amount of energy required in each sector may be configured to be calculated by the base station ET, or may be configured to be calculated by the header device HE. This means that the header device (HE) repeatedly transmits each of a plurality of energy request signals transmitted from a plurality of devices (UE) in a corresponding sector to the base station (ET), the sector required within the sector by collecting the energy request signal This is because it may consume more energy than the energy required to calculate the amount of energy required for each star.

도 6에서는 기지국(ET)이 에너지 관리 장치로 기능하는 것으로 볼 수 있으나, 선택된 헤더 기기(HE)가 에너지 관리 장치로 기능하는 것으로 볼 수도 있다.In FIG. 6 , it can be seen that the base station ET functions as an energy management device, but it can also be seen that the selected header device HE functions as an energy management device.

도 7은 도 6의 기지국의 개략적 구조를 나타낸다.FIG. 7 shows a schematic structure of the base station of FIG. 6 .

도 7을 참조하면, 기지국(ET)은 기기 정보 획득부(210), 섹터 설정부(220), 헤더 선택부(225), 에너지 요청 신호 확인부(230), 섹터별 전송 에너지 판별부(240) 및 에너지 전송부(250)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the base station ET includes a device information acquisition unit 210 , a sector setting unit 220 , a header selection unit 225 , an energy request signal verification unit 230 , and a transmission energy determination unit 240 for each sector. ) and an energy transmitter 250 .

여기서 기기 정보 획득부(210), 섹터 설정부(220)는 도 4의 기기 정보 획득부(110), 섹터 설정부(120)와 동일하게 동작한다.Here, the device information obtaining unit 210 and the sector setting unit 220 operate in the same manner as the device information obtaining unit 110 and the sector setting unit 120 of FIG. 4 .

헤더 선택부(225)는 섹터 설정부(220)에서 설정된 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각에서 기기(UE)의 에너지 요청 신호를 수집하여 섹터별 요구 에너지량을 전달할 헤더 기기(HE)를 선택한다. 여기서 헤더 선택부(225)는 섹터 크기나 형태 및 각 섹터 내의 다수의 기기의 배치 위치를 고려하여, 미리 지정된 다양한 조건에 따라 헤더 기기(HE)를 선택될 수 있다.The header selection unit 225 collects the energy request signal of the device UE in each of the plurality of sectors S1 to S3 set in the sector setting unit 220 and selects a header device HE to transmit the required energy amount for each sector. do. Here, the header selector 225 may select the header device HE according to various pre-specified conditions in consideration of the sector size or shape and the arrangement positions of a plurality of devices in each sector.

일 예로 헤더 선택부(225)는 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각에서 다수의 기기(UE) 중 기지국(ET)에 가장 인접하여 배치된 기기를 헤더 기기(HE)로 선택하여, 선택된 헤더 기기(HE)로 헤더 선택 신호를 전송할 수 있다. 헤더 기기(HE)는 대응하는 섹터 내의 다수의 기기(UE)로부터 에너지 요청 신호를 수집하여 기지국(ET)으로 전달해야 하며, 경우에 따라서는 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 기지국(ET)으로 전달해야 하므로, 섹터(S1 ~ S3) 내의 다른 기기(UE)에 비해, 상대적으로 많은 에너지를 소모해야 한다. 따라서 헤더 선택부(225)는 각 섹터(S1 ~ S3)에서 가장 많은 에너지를 공급받을 수 있는 에너지를 공급하는 기지국(ET)으로부터 가장 가까운 위치의 기기(UE)를 헤더 기기(HE)로 선택할 수 있다.For example, the header selection unit 225 selects a device disposed closest to the base station ET from among the plurality of devices UE in each of the plurality of sectors S1 to S3 as the header device HE, and selects the selected header device. (HE) may transmit a header selection signal. The header device HE needs to collect energy request signals from a plurality of devices UE in the corresponding sector and transmit them to the base station ET. Therefore, compared to other devices (UE) in the sectors (S1 ~ S3), it is necessary to consume a relatively large amount of energy. Accordingly, the header selector 225 may select the device UE closest to the base station ET that supplies the energy that can receive the most energy in each sector S1 to S3 as the header device HE. have.

그러나 단순히 기지국(ET)으로부터 가장 가까운 위치의 기기(UE)를 헤더 기기(HE)로 선택하면, 섹터(S1 ~ S3)의 형태 및 크기에 따라 선택된 헤더 기기(HE)로부터 먼 거리에 위치하는 기기(UE)가 헤더 기기(HE)로 에너지 요청 신호를 전송하기 위해서는 상당한 에너지를 소모해야 한다. 비록 헤더 기기(HE)가 기지국(ET)에 비해 상대적으로 가까운 거리에 위치하므로, 기지국(ET)으로 직접 에너지 요청 신호를 전송하는 경우에 비해서는 에너지를 적게 소모하지만, 에너지 부족 기기가 상당한 에너지를 소모하여 에너지 요청 신호를 전송해야만 한다는 문제가 있다.However, if the device UE closest to the base station ET is simply selected as the header device HE, the device located far from the header device HE selected according to the shape and size of the sectors S1 to S3 In order for the (UE) to transmit an energy request signal to the header device (HE), considerable energy must be consumed. Although the header device HE is located at a relatively close distance compared to the base station ET, it consumes less energy compared to the case of directly transmitting an energy request signal to the base station ET, but the energy-deficient device consumes considerable energy. There is a problem in that the energy request signal must be transmitted by consuming it.

이에 헤더 선택부(225)는 다른 예로서 선택되는 헤더 기기(HE)가 에너지 요청 신호를 기지국으로 전달하기 위한 에너지량 또는 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 섹터별 요구 에너지량을 기지국(ET)으로 전송하기 위해 필요한 에너지량을 기지정된 방식으로 계산하고, 헤더 기기(HE)가 계산된 에너지량을 기지국(ET)으로부터 충분하게 공급받을 수 있다고 판단되는 최대 거리의 기기를 헤더 기기(HE)로 선택할 수도 있다. 이와 같이 최대 거리의 기기를 헤더 기기(HE)로 선택하는 경우, 헤더 기기(HE)가 대응하는 각 섹터에서 기지국(ET)으로부터 먼 거리에 위치하는 기기(UE)에 가깝게 배치되므로, 에너지 부족 기기가 에너지 요청 신호를 전송하기 위해 소모하는 에너지를 크게 줄일 수 있다.Accordingly, as another example, the header selector 225 calculates the amount of energy required for the header device HE to transmit the energy request signal to the base station or the required energy amount for each sector, and transfers the required energy amount for each sector to the base station ET. The amount of energy required for transmission is calculated in a predetermined manner, and the header device HE selects a device with the maximum distance determined to be able to sufficiently receive the calculated amount of energy from the base station ET as the header device HE may be In this way, when the device with the maximum distance is selected as the header device HE, the header device HE is disposed close to the device UE located at a long distance from the base station ET in each sector corresponding to the device. Energy consumed to transmit an energy request signal can be greatly reduced.

에너지 요청 신호 확인부(230)는 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각에서 선택된 헤더 기기(HE)로부터 전달되는 에너지 요청 신호를 각 섹터별로 구분하여 수신하고, 섹터별로 수신된 에너지 요청 신호 각각에서 요구하는 에너지량을 합산하여, 각 섹터별로 요구하는 에너지량, 즉 섹터별 요구 에너지량을 판별한다.The energy request signal checking unit 230 separates and receives the energy request signal transmitted from the header device HE selected in each of the plurality of sectors S1 to S3 for each sector, and requests from each of the energy request signals received for each sector. The amount of energy required is summed to determine the amount of energy required for each sector, that is, the amount of energy required for each sector.

도 7에서는 헤더 기기(HE)가 단순히 다수의 기기(UE)에서 전송된 에너지 요청 신호를 기지국(ET)으로 전달하는 경우를 가정하여, 기지국(ET)에 에너지 요청 신호 확인부(230)가 포함되었으나, 상기한 바와 같이, 헤더 기기(HE)가 섹터별 요구 에너지량을 직접 계산하여 전달하는 경우, 에너지 요청 신호 확인부(230)는 생략될 수 있다.In FIG. 7 , it is assumed that the header device HE simply transmits the energy request signal transmitted from a plurality of devices UE to the base station ET, and the base station ET includes the energy request signal check unit 230 . However, as described above, when the header device HE directly calculates and transmits the required energy amount for each sector, the energy request signal check unit 230 may be omitted.

섹터별 전송 에너지 판별부(240)는 에너지 요청 신호 확인부(230) 또는 헤더 기기(HE)에서 계산된 섹터별 요구 에너지량의 비에 따라 전송할 총 에너지량 중에서 각 섹터로 전송해야 하는 에너지의 량을 결정한다.The sector-by-sector transmission energy determining unit 240 determines the amount of energy to be transmitted to each sector from among the total energy to be transmitted according to the ratio of the required energy for each sector calculated by the energy request signal verification unit 230 or the header device HE. to decide

그리고 에너지 전송부(250)는 도 4의 에너지 전송부(150)와 마찬가지로 섹터별 전송 에너지 판별부(240)에 의해 결정된 섹터별 에너지를 각 섹터로 전송하여 공급한다.And, like the energy transmitter 150 of FIG. 4 , the energy transmitter 250 transmits and supplies energy for each sector determined by the sector-by-sector transmission energy determiner 240 to each sector.

도 8은 도 6의 기기의 개략적 구조를 나타낸다.FIG. 8 shows a schematic structure of the device of FIG. 6 .

도 8을 참조하면, 도 6에서 다수의 기기(UE) 각각은 헤더 판별부(310), 섹터 정보 획득부(320), 에너지 요청 신호 수집부(330), 잔여 에너지 판별부(340) 및 에너지 요청부(350)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , in FIG. 6 , each of a plurality of devices (UE) includes a header determining unit 310 , a sector information obtaining unit 320 , an energy request signal collecting unit 330 , a residual energy determining unit 340 , and energy. A request unit 350 may be included.

헤더 판별부(310)는 기지국(ET)으로부터 헤더 선택 신호를 수신하여, 대응하는 섹터 내에서 선택된 헤더 기기(HE)를 판별한다.The header determining unit 310 receives the header selection signal from the base station ET, and determines the header device HE selected in the corresponding sector.

상기한 바와 같이, 도 6의 무선 전력 전송 시스템에서는 기지국(ET)에 의해 다수의 기기(UE) 중 적어도 하나의 기기가 헤더 기기(HE)로 선택될 수 있으며, 선택된 헤더 기기(HE)는 자신이 선택되었는지를 판단하여 헤더 기기(HE)로서 기능을 수행할 수 있어야 한다. 그리고 선택되지 않은 기기(UE)는 기지국(ET)에 의해 선택된 헤더 기기(HE)로 에너지 요청 신호를 전송해야 한다.As described above, in the wireless power transmission system of FIG. 6 , at least one device among a plurality of devices (UE) may be selected as the header device (HE) by the base station (ET), and the selected header device (HE) is itself It should be able to perform a function as a header device (HE) by judging whether this is selected. And the unselected device UE needs to transmit an energy request signal to the header device HE selected by the base station ET.

따라서 다수의 기기(UE) 각각은 헤더 판별부(310)를 포함하여 대응하는 섹터 내에서 선택된 헤더 기기(HE)에 대한 정보를 획득한다.Accordingly, each of the plurality of devices (UE) includes the header determining unit 310 to obtain information on the header device (HE) selected in the corresponding sector.

섹터 정보 획득부(320)는 헤더 판별부(310)가 헤더 기기(HE)를 판별한 결과, 자신이 헤더 기기(HE)로 판별되면, 기지국(ET)으로부터 자신이 포함된 대응하는 섹터에 대한 정보를 수신하여 획득한다. 이는 헤더 기기(HE)가 다수의 기기(UE)에서 전송되는 에너지 요청 신호 중 대응하는 섹터의 기기(UE)에서 전송된 에너지 요청 신호만을 식별하여 수신할 수 있도록 하기 위함이다.As a result of the header determining unit 310 determining the header device (HE), the sector information obtaining unit 320 determines that it is a header device (HE), the base station (ET) for the corresponding sector in which it is included. Receive and obtain information. This is so that the header device HE can identify and receive only the energy request signal transmitted from the device UE of the corresponding sector among the energy request signals transmitted from the plurality of devices UE.

다만 상기한 바와 같이, 각 섹터(S1 ~ S3)의 다수의 기기(UE) 각각이 기지국(ET)으로부터 헤더 선택 신호를 수신하여, 대응하는 섹터 내에서 에너지 요청 신호를 전송할 헤더 기기(HE)를 식별할 수 있으므로, 섹터 정보 획득부(320)는 생략될 수도 있다.However, as described above, each of the plurality of devices UE in each sector S1 to S3 receives the header selection signal from the base station ET, and selects the header device HE to transmit the energy request signal in the corresponding sector. Since it can be identified, the sector information obtaining unit 320 may be omitted.

에너지 요청 신호 수집부(330) 또한 섹터 정보 획득부(320)와 마찬가지로 자신이 헤더 기기(HE)로 판별되면, 활성화되어 대응하는 섹터 내의 다수의 기기(UE) 각각에서 전송되는 에너지 요청 신호를 수집한다. 에너지 요청 신호 수집부(330)는 수집된 에너지 요청 신호를 에너지 요청부(350)를 통해 그대로 기지국(ET)으로 전달할 수도 있으나, 상기한 바와 같이, 수집된 에너지 요청 신호를 기반으로 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 에너지 요청부(350)로 전달할 수도 있다.When the energy request signal collecting unit 330 is also identified as a header device (HE) like the sector information obtaining unit 320 , it is activated and collects energy request signals transmitted from each of a plurality of devices (UE) in the corresponding sector. do. The energy request signal collecting unit 330 may transmit the collected energy request signal to the base station ET as it is through the energy requesting unit 350 , but as described above, based on the collected energy request signal, energy required for each sector The amount may be calculated and transmitted to the energy requesting unit 350 .

잔여 에너지 판별부(340)는 다수의 기기(UE) 각각이 자신의 배터리에 충전된 에너지의 잔량을 분석하여, 기지정된 기준 에너지량 이하이면, 부족한 에너지량을 계산하여 에너지 요청 신호를 생성하고, 생성된 에너지 요청 신호를 에너지 요청 신호 수집부(330) 또는 에너지 요청부(350)로 전달한다. 잔여 에너지 판별부(340)는 헤더 판별부(310)의 판별 결과, 헤더 기기(HE)로 판별되면, 에너지 요청 신호를 에너지 요청 신호 수집부(330)로 전송하고, 헤더 기기(HE)가 아닌 것으로 판별되면, 에너지 요청 신호를 에너지 요청부(350)로 전달할 수 있다. 다만 헤더 기기(HE)로 판별된 경우에도 에너지 요청 신호 수집부(330)가 섹터별 요구 에너지량을 계산하지 않는다면, 에너지 요청 신호를 에너지 요청부(350)로 전달할 수 있다.Residual energy determining unit 340 analyzes the remaining amount of energy charged in each of a plurality of devices (UE) in their batteries, and if it is less than a predetermined reference energy amount, calculates the insufficient amount of energy to generate an energy request signal, The generated energy request signal is transmitted to the energy request signal collecting unit 330 or the energy requesting unit 350 . The residual energy determining unit 340 transmits an energy request signal to the energy request signal collecting unit 330 when it is determined as the header device (HE) as a result of the determination of the header determining unit 310, and not the header device (HE). If it is determined to be, the energy request signal may be transmitted to the energy request unit 350 . However, if the energy request signal collecting unit 330 does not calculate the required energy amount for each sector even when it is determined as the header device HE, the energy request signal may be transmitted to the energy requesting unit 350 .

에너지 요청부(350)는 에너지 요청 신호 수집부(330)와 잔여 에너지 판별부(340)에서 획득된 에너지 요청 신호를 기지국(ET)으로 전송한다. 그러나 에너지 요청 신호 수집부(330)가 섹터별 요구 에너지량을 계산하는 경우에는 에너지 요청부(350)는 계산된 섹터별 요구 에너지량을 기지국(ET)으로 전송한다.The energy requesting unit 350 transmits the energy request signal obtained by the energy request signal collecting unit 330 and the remaining energy determining unit 340 to the base station ET. However, when the energy request signal collection unit 330 calculates the energy required for each sector, the energy request unit 350 transmits the calculated amount of energy required for each sector to the base station ET.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 관리 방법을 나타낸다.9 shows an energy management method according to another embodiment of the present invention.

도 6 내지 도 8을 참조하여, 도 9의 에너지 관리 방법을 설명하면, 우선 기지국(ET)은 도 5의 에너지 관리 방법과 마찬가지로, 미리 획득된 다수의 기기(UE)에 대한 정보를 기반으로 에너지 전송 영역을 다수의 섹터(S1 ~ S3)로 구분하여 설정한다(S31). 그리고 설정된 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각의 다수의 기기(UE) 중 하나를 헤더 기기(HE)로 선택한다(S32).Referring to FIGS. 6 to 8 , the energy management method of FIG. 9 is described. First, the base station ET, like the energy management method of FIG. 5 , receives energy based on information about a plurality of devices (UE) obtained in advance. The transmission area is divided into a plurality of sectors (S1 to S3) and set (S31). Then, one of the plurality of devices UE in each of the set plurality of sectors S1 to S3 is selected as the header device HE (S32).

헤더 기기(HE)가 선택되면, 기지국(ET)은 각 섹터(S1 ~ S3)의 모든 기기(UE)로 헤더 선택 신호를 전송하여, 각각의 기기(UE)가 자신이 포함된 섹터의 헤더 기기(HE)를 판별할 수 있도록 한다(S33).When the header device HE is selected, the base station ET transmits a header selection signal to all devices UE of each sector S1 to S3, and each device UE transmits a header device of the sector including itself. (HE) can be determined (S33).

그리고 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각에서 다수의 기기(UE)는 자신의 에너지 부족량을 분석하고, 에너지가 부족한 에너지 부족 기기는 판별된 헤더 기기(HE)로 부족한 에너지량에 대한 정보가 포함된 에너지 요청 신호를 전송한다(S34).And in each of the plurality of sectors (S1 to S3), a plurality of devices (UE) analyze their energy shortage, and the energy-deficient device is a header device (HE) that is determined to contain information about the insufficient amount of energy. An energy request signal is transmitted (S34).

헤더 기기(HE)는 대응하는 섹터 내의 적어도 하나의 에너지 부족 기기로부터 에너지 요청 신호가 수신되면, 수신된 에너지 요청 신호를 기지국(ET)으로 전달한다(S35). 이에 기지국(ET)은 다수의 헤더 기기(HE)로부터 전달되는 에너지 요청 신호를 섹터별로 구분하여 수집하고, 섹터별로 구분되어 수집된 에너지 요청 신호에 기반하여, 각 섹터에서 요구되는 섹터별 요구 에너지량을 계산하며, 전송할 총 에너지를 계산된 섹터별 요구 에너지량의 비에 따라 나누어 각 섹터별로 전송할 에너지를 판별한다(S36).When an energy request signal is received from at least one energy-deficient device in the corresponding sector, the header device HE transmits the received energy request signal to the base station ET (S35). Accordingly, the base station ET separates and collects energy request signals transmitted from a plurality of header devices HE by sector, and based on the energy request signals that are divided and collected for each sector, the amount of energy required for each sector required by each sector is calculated, and the energy to be transmitted is determined for each sector by dividing the total energy to be transmitted according to the calculated ratio of the energy required for each sector (S36).

다만 경우에 따라 헤더 기기(HE)가 수신된 적어도 하나의 에너지 요청 신호를 기반으로 섹터 전체에 요구되는 에너지량을 나타내는 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 에너지 요청 신호 대신 기지국(ET)으로 전달할 수도 있으며, 이 경우, 기지국은 다수의 헤더 기기(HE)에서 계산되어 전송되는 섹터별 요구 에너지량의 비에 따라 나누어 각 섹터별로 전송할 에너지를 판별할 수도 있다.However, in some cases, the header device HE may calculate the required energy amount for each sector indicating the amount of energy required for the entire sector based on at least one received energy request signal and transmit it to the base station ET instead of the energy request signal. , in this case, the base station may determine the energy to be transmitted for each sector by dividing it according to the ratio of the energy required for each sector that is calculated and transmitted by a plurality of header devices (HE).

각 섹터별로 전송할 에너지량이 판별되면, 각 섹터(S1 ~ S3)에 판별된 량의 에너지를 빔포밍 등의 기법을 적용하여 전송한다(S37).When the amount of energy to be transmitted for each sector is determined, the determined amount of energy is transmitted to each sector S1 to S3 by applying a technique such as beamforming (S37).

도 6의 무선 전력 전송 시스템에서는 에너지가 부족한 에너지 부족 기기(UE)가 기지국(ET) 대신 각 섹터별로 선택된 헤더 기기(HE)를 통해 에너지 요청 신호를 기지국(ET)으로 전달하므로, 에너지 요청 신호를 기지국(ET)으로 직접 전달하는 기존 방식에 비해 에너지 요청 신호를 전송하기 위해 소모하는 에너지를 크게 저감할 수 있다. 다만 에너지 부족 기기(UE)가 에너지 요청 신호를 전송하지 않아 에너지를 소비하지 않는 도 3에 비해, 에너지 부족 기기(UE)가 에너지를 소비해야 하지만, 각 섹터에서 에너지 부족이 심각한 에너지 부족 기기(UE)와 섹터별로 실질적으로 요구되는 에너지량을 판단할 수 있다는 점에서 도 3에 비해 장점이 있다.In the wireless power transmission system of FIG. 6 , since the energy-deficient device UE transmits the energy request signal to the base station ET through the header device HE selected for each sector instead of the base station ET, the energy request signal is transmitted Energy consumed to transmit an energy request signal can be significantly reduced compared to the existing method of directly transmitting to the base station (ET). However, compared to FIG. 3 in which the energy-deficient device (UE) does not transmit an energy request signal and does not consume energy, the energy-deficient device (UE) must consume energy, but the energy-deficient device (UE) has a serious energy shortage in each sector ) and the amount of energy actually required for each sector can be determined, which has an advantage over FIG. 3 .

뿐만 아니라 도 3과 마찬가지로 에너지 전송 영역을 다수의 섹터(S1 ~ S3)로 구분하고, 섹터 단위로 에너지를 전송함으로써, 무선 자원의 효용성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 관리를 낮은 복잡도로 용이하게 수행할 수 있다.In addition, as in FIG. 3 , the energy transmission area is divided into a plurality of sectors ( S1 to S3 ) and energy is transmitted in units of sectors, so that the efficiency of radio resources can be increased and energy management can be easily performed with low complexity. can do.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 다수의 기기로 에너지를 전송하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining the concept of transmitting energy to a plurality of devices according to another embodiment of the present invention.

상기한 도 6 및 도 8에서는 각 섹터(S1 ~ S3)에서 에너지 부족 기기(UE)가 미리 선택된 헤더 기기(HE)로 에너지 요청 신호를 전송함에 따라 에너지를 소모해야만 했다. 비록 기지국(ET)으로 직접 에너지 요청 신호를 전송하는데 비해, 헤더 기기(HE)로 에너지 요청 신호를 전송하여 에너지 소모량을 저감시킬 수는 있으나, 저감된 에너지 소모 또한 에너지 부족 기기(UE)의 동작에는 심각한 영향을 미칠 수 있다. 이에 도 10에서는 각 섹터(S1 ~ S3)에서 에너지 부족 기기(UE)가 극도로 적은 량의 에너지만을 소모하여 에너지 요청 신호를 헤더 기기(HE)로 전송할 수 있는 방법을 제안한다.In FIGS. 6 and 8 , as the energy-deficient device UE transmits an energy request signal to the pre-selected header device HE in each sector S1 to S3, energy must be consumed. Although it is possible to reduce energy consumption by transmitting an energy request signal to the header device (HE) as compared to transmitting the energy request signal directly to the base station (ET), the reduced energy consumption also affects the operation of the energy-deficient device (UE). can have a serious impact. Accordingly, in FIG. 10 , a method for transmitting an energy request signal to the header device HE by consuming only an extremely small amount of energy in the energy-deficient device UE in each sector S1 to S3 is proposed.

도 10에서 기지국(ET)은 도 6에서와 마찬가지로, 에너지 전송 영역을 다수의 섹터(S1 ~ S3)로 구분한 후, 구분된 각 섹터(S1 ~ S3)의 다수의 기기(UE) 중 하나를 헤더 기기(HE)로 선택하고, 각 섹터(S1 ~ S3)의 모든 기기(UE)로 선택된 헤더 기기(HE)에 대한 정보를 전달한다. 즉 기지국(ET)은 도 6의 기지국(ET)과 동일하게 동작한다.In FIG. 10 , the base station ET divides the energy transmission area into a plurality of sectors S1 to S3 , as in FIG. 6 , and then selects one of the plurality of devices UE in each of the divided sectors S1 to S3 . The header device HE is selected, and information on the selected header device HE is transmitted to all devices UE in each sector S1 to S3. That is, the base station ET operates in the same manner as the base station ET of FIG. 6 .

그러나 선택된 헤더 기기(HE)는 도 6에서와 달리, 대응하는 섹터 내의 다수의 기기(UE)로 정보가 포함되지 않은 무정보 신호를 브로드캐스팅하고, 섹터 내의 다수의 기기(UE) 각각은 현재 충전된 에너지량에 따라 브로드캐스팅된 신호를 백스캐터링(backscattering)한다. 일 예로 에너지가 충분한 에너지 충분 기기는 브로드캐스팅된 신호를 백스캐터링하지 않는 반면, 에너지 부족 기기는 브로드캐스팅된 신호를 백스캐터링하여 브로드캐스팅된 신호가 헤더 기기(HE)로 반사되어 수신되도록 할 수 있다. 백스캐터링은 전달된 신호를 반사하여 회신하는 기법이기 때문에 백스캐터링을 수행하는 기기는 실질적으로 에너지를 거의 소비하지 않는다. 뿐만 아니라 브로드캐스팅되어 전달된 신호에 미리 판별된 요구 에너지량에 대한 정보를 추가하여 백스캐터링을 수행할 수도 있다. 즉 에너지 부족 기기(UE)는 직접 에너지 요구 신호를 헤더 기기(HE)로 전달하지 않고, 헤더 기기(HE)로부터 브로드캐스팅된 신호에 요구 에너지량 정보를 추가하여 백스캐터링함으로써, 자신의 에너지를 거의 소비하지 않고서도 헤더 기기(HE)로 요구 에너지량에 대한 정보를 전달할 수 있다.However, unlike in FIG. 6 , the selected header device HE broadcasts an information-free signal that does not contain information to a plurality of devices UE in the corresponding sector, and each of the plurality of devices UE in the sector is currently charging. Backscattering the broadcast signal according to the amount of energy. As an example, a device with sufficient energy does not backscatter a broadcast signal, whereas a device with insufficient energy backscatters a broadcast signal so that the broadcast signal is reflected back to the header device (HE) and received. . Since backscattering is a technique of reflecting and returning a transmitted signal, a device that performs backscattering practically consumes little energy. In addition, backscattering may be performed by adding information on a predetermined amount of required energy to a broadcast and transmitted signal. That is, the energy-deficient device (UE) does not directly transmit the energy request signal to the header device (HE), but adds the required energy amount information to the signal broadcast from the header device (HE) and backscatters it, thereby reducing its own energy almost Information on the required amount of energy can be transmitted to the header device (HE) without consumption.

따라서 도 10에 따르면, 에너지 부족 기기(UE)가 최소의 에너지만을 소모하면서도, 각 섹터에서 실질적으로 요구되는 에너지량을 전송할 수 있다.Accordingly, according to FIG. 10 , the energy-deficient device UE can transmit the amount of energy substantially required in each sector while consuming only the minimum energy.

여기서 백스캐터링 기법은 공지된 기술이므로 여기서는 상세하게 설명하지 않는다.Here, since the backscattering technique is a known technique, it will not be described in detail here.

그리고 도 10에서도 기지국(ET)이 에너지 관리 장치로 기능하는 것으로 볼 수 있으나, 선택된 헤더 기기(HE)가 에너지 관리 장치로 기능하는 것으로 볼 수도 있다.Also in FIG. 10 , it can be seen that the base station ET functions as an energy management device, but it can also be seen that the selected header device HE functions as an energy management device.

도 11은 도 10의 기기의 개략적 구조를 나타낸다.11 shows a schematic structure of the device of FIG. 10 .

도 11을 참조하면, 도 10의 기기는 헤더 판별부(410), 섹터 정보 획득부(420), 브로드캐스팅부(425), 백스케터링 신호 수집부(430), 잔여 에너지 판별부(440), 백스캐터링부(445) 및 에너지 요청부(350)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11 , the device of FIG. 10 includes a header determining unit 410 , a sector information obtaining unit 420 , a broadcasting unit 425 , a back scattering signal collecting unit 430 , a residual energy determining unit 440 , It may include a backscattering unit 445 and an energy requesting unit 350 .

여기서 헤더 판별부(410)와 섹터 정보 획득부(420)는 도 8의 헤더 판별부(310)와 섹터 정보 획득부(320)와 동일하게 기능하므로 여기서는 별도로 설명하지 않는다.Here, the header determining unit 410 and the sector information obtaining unit 420 function the same as the header determining unit 310 and the sector information obtaining unit 320 of FIG.

브로드캐스팅부(425)는 헤더 판별부(410)의 판별 결과 자신이 헤더 기기(HE)로 판별되면, 대응하는 섹터 내의 다수의 기기(UE)로 기지정된 신호를 브로드캐스팅한다. 여기서 브로드캐스팅되는 신호는 별도의 정보를 포함하지 않는 무정보 신호일 수 있다.If the broadcast unit 425 determines that it is a header device (HE) as a result of the determination of the header determining unit 410, the broadcasting unit 425 broadcasts a predetermined signal to a plurality of devices (UE) in the corresponding sector. Here, the broadcast signal may be a non-information signal that does not include additional information.

그리고 백스캐터링 신호 수집부(430)는 대응하는 섹터 내의 다수의 기기(UE) 중 적어도 하나의 기기가 브로드캐스팅된 신호를 백스캐터링한 백스캐터링 신호를 수집하여, 백스캐터링 신호에 포함된 에너지 요청 정보를 판별한다. 여기서 백스캐터링 신호 수집부(430)는 수집된 백스캐터링 신호에서 획득되는 에너지 요청 정보를 기반으로 섹터별 요구 에너지량을 계산할 수도 있다.In addition, the backscattering signal collecting unit 430 collects a backscattering signal obtained by backscattering a signal broadcast by at least one device among a plurality of devices (UE) in the corresponding sector, and energy request information included in the backscattering signal to determine Here, the backscattering signal collecting unit 430 may calculate the required energy amount for each sector based on energy request information obtained from the collected backscattering signal.

즉 백스캐터링 신호 수집부(430)는 도 8의 에너지 요청 신호 수집부(330)와 유사하게 동작하지만, 에너지 부족 기기가 전송한 에너지 요청 신호가 아닌 백스캐터링 신호를 수신하는 점에 상이하다. That is, the backscattering signal collecting unit 430 operates similarly to the energy requesting signal collecting unit 330 of FIG. 8 , but it is different in that it receives a backscattering signal rather than an energy request signal transmitted by an energy-deficient device.

잔여 에너지 판별부(440)는 다수의 기기(UE) 각각이 자신의 배터리에 충전된 에너지의 잔량을 분석하여 에너지 요청 정보를 생성한다. 잔여 에너지 판별부(440)는 헤더 기기(HE)인 것으로 판별되면, 에너지 요청 정보를 백스캐터링 신호 수집부(430)로 전달하고, 헤더 기기(HE)가 아닌 것으로 판별되면, 에너지 요청 정보를 백스캐터링부(445)로 전달한다.The remaining energy determining unit 440 generates energy request information by analyzing the remaining amount of energy charged in each of a plurality of devices (UE) in their own batteries. When it is determined that the residual energy determination unit 440 is a header device (HE), it transmits the energy request information to the backscattering signal collection unit 430, and when it is determined that it is not the header device (HE), the energy request information is backs It is transferred to the catering unit 445 .

즉 도 11의 잔여 에너지 판별부(440)는 헤더 기기가 아닌 것으로 경우, 에너지 요청 정보를 에너지 요청부(450)가 아닌 백스캐터링부(445)로 전달하는 점에서 차이가 있다.That is, when the residual energy determining unit 440 of FIG. 11 is not a header device, there is a difference in that the energy request information is transmitted to the backscattering unit 445 instead of the energy requesting unit 450 .

백스캐터링부(445)는 헤더 판별부(410)의 판별 결과 자신이 헤더 기기(HE)가 아닌 것으로 판별되면 활성화되어, 잔여 에너지 판별부(440)에서 획득된 에너지 요청 정보를 인가받고, 헤더 기기(HE)로부터 신호가 브로드캐스팅되어 수신되면, 브로드캐스팅된 신호에 에너지 요청 정보를 담아 헤더 기기(HE)로 백스케터링한다.The backscattering unit 445 is activated when it is determined that it is not the header device (HE) as a result of the determination of the header determining unit 410, and receives the energy request information obtained from the residual energy determining unit 440, and the header device When a signal is broadcast and received from (HE), energy request information is included in the broadcast signal and backscattered to the header device (HE).

에너지 요청부(450)는 백스캐터링 신호 수집부(430)에서 획득된 에너지 요청 정보를 기반으로 에너지 요청 신호를 기지국(ET)으로 전송한다. 이 경우에도, 백스캐터링 신호 수집부(430)가 섹터별 요구 에너지량을 계산하는 경우에는 에너지 요청부(450)는 계산된 섹터별 요구 에너지량을 기지국(ET)으로 전송할 수 있다.The energy request unit 450 transmits an energy request signal to the base station ET based on the energy request information obtained from the backscattering signal collection unit 430 . Even in this case, when the backscattering signal collecting unit 430 calculates the required energy amount for each sector, the energy requesting unit 450 may transmit the calculated required energy amount for each sector to the base station ET.

도 12는 도 10의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 관리 방법을 나타낸다.12 is a diagram illustrating an energy management method according to another embodiment of the present invention of FIG. 10 .

도 10 및 도 11을 참조하여, 도 12의 에너지 관리 방법을 설명하면, 도 9의 에너지 관리 방법과 유사하게 우선 다수의 섹터(S1 ~ S3)를 설정하고(S41), 설정된 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각의 다수의 기기(UE) 중 하나를 헤더 기기(HE)로 선택하여(S42), 각 섹터(S1 ~ S3)의 모든 기기(UE)로 헤더 선택 신호를 전송한다(S43).Referring to FIGS. 10 and 11 , the energy management method of FIG. 12 is described. Similar to the energy management method of FIG. 9 , first, a plurality of sectors S1 to S3 is set ( S41 ), and the set plurality of sectors S1 is first described. ~ S3) One of the plurality of devices UE is selected as the header device HE (S42), and a header selection signal is transmitted to all devices UE of each sector S1 ~ S3 (S43).

그리고 다수의 섹터(S1 ~ S3) 각각에서 선택된 헤더 기기(HE)는 대응하는 섹터 내의 다수의 기기(UE)로 기지정된 신호를 브로드캐스팅한다(S44). 이에 각 섹터의 나머지 기기(UE) 중 에너지 부족 기기는 브로드캐스팅된 신호에 미리 획득된 에너지 요구 정보를 담아 백스캐터링함으로써, 브로드캐스팅된 신호가 반사된 벡스캐터링 신호를 헤더 기기(HE)로 전달한다(S45).The header device HE selected in each of the plurality of sectors S1 to S3 broadcasts a predetermined signal to the plurality of devices UE in the corresponding sector (S44). Accordingly, the energy-deficient device among the remaining devices (UE) in each sector transmits the backscattering signal reflected by the broadcast signal to the header device (HE) by backscattering the broadcast signal with energy demand information obtained in advance. (S45).

헤더 기기(HE)는 대응하는 섹터 내의 적어도 하나의 에너지 부족 기기로부터 백스캐터링 신호가 수신되면, 수신된 백스캐터링 신호로부터 에너지 요청 신호를 생성하거나, 각 섹터에서 요구되는 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 기지국(ET)으로 전달한다(S46).When a backscattering signal is received from at least one energy-deficient device in a corresponding sector, the header device HE generates an energy request signal from the received backscattering signal or calculates the required energy amount for each sector required in each sector. It is transmitted to the base station ET (S46).

기지국(ET)은 다수의 헤더 기기(HE)로부터 전달되는 에너지 요청 신호를 섹터별로 구분하여 수집하고, 섹터별로 구분되어 수집된 에너지 요청 신호에 기반하여 섹터별 요구 에너지량을 계산하고, 계산된 섹터별로 섹터별 요구 에너지량에 따라 전송할 에너지를 판별한다(S47). 경우에 따라 기지국(ET)은 헤더 기기(HE)로부터 전송되는 섹터별 요구 에너지량의 비에 따라 나누어 각 섹터별로 전송할 에너지를 판별할 수도 있다.The base station ET divides and collects energy request signals transmitted from a plurality of header devices HE by sector, calculates the required energy amount for each sector based on the energy request signals that are divided and collected for each sector, and calculates the calculated sector The energy to be transmitted is determined according to the required energy amount for each sector (S47). In some cases, the base station ET may determine the energy to be transmitted for each sector by dividing it according to a ratio of the required energy amount for each sector transmitted from the header device HE.

그리고 각 섹터별로 전송할 에너지량이 판별되면, 각 섹터(S1 ~ S3)에 판별된 량의 에너지를 전송한다(S48).When the amount of energy to be transmitted for each sector is determined, the determined amount of energy is transmitted to each sector S1 to S3 ( S48 ).

결과적으로 도 10의 무선 전력 전송 시스템에서는 도 6의 무선 전력 전송 시스템과 마찬가지로, 헤더 기기(HE)가 섹터 내의 다수의 기기(UE)의 에너지 정보를 기지국(ET)로 전달함으로써, 각 섹터에서 요구되는 에너지량을 정확하게 계산할 수 있으면서도 백스캐터링 기법을 적용하여 에너지 부족 기기(UE)가 에너지 요청 정보를 헤더 기기(HE)로 전달하기 위해 사용하는 에너지 소모량을 최소화할 수 있다.As a result, in the wireless power transmission system of FIG. 10 , as in the wireless power transmission system of FIG. 6 , the header device HE transmits energy information of a plurality of devices UE in the sector to the base station ET. While it is possible to accurately calculate the amount of energy required, it is possible to minimize the amount of energy consumed by the energy-deficient device (UE) to transmit energy request information to the header device (HE) by applying the backscattering technique.

본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 여기서 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 또한 컴퓨터 저장 매체를 모두 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 포함하며, ROM(판독 전용 메모리), RAM(랜덤 액세스 메모리), CD(컴팩트 디스크)-ROM, DVD(디지털 비디오 디스크)-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함할 수 있다.The method according to the present invention may be implemented as a computer program stored in a medium for execution by a computer. Here, the computer-readable medium may be any available medium that can be accessed by a computer, and may include all computer storage media. Computer storage media includes 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, and read dedicated memory), RAM (Random Access Memory), CD (Compact Disk)-ROM, DVD (Digital Video Disk)-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

ET: 기지국 UE: 기기
HE: 헤더 기기 110, 210: 기기 정보 획득부
120, 220: 섹터 설정부 130: 에너지 충분 신호 확인부
140, 240: 섹터별 전송 에너지 판별부 150, 250: 에너지 전송부
225: 헤더 선택부 230: 에너지 요청 신호 확인부
310, 410: 헤더 판별부 320, 420: 섹터 정보 획득부
330: 에너지 요청 신호 수집부 340, 440: 잔여 에너지 판별부
350, 450: 에너지 요청부 425: 브로드캐스팅부
445: 백스캐터링부
ET: base station UE: device
HE: header device 110, 210: device information acquisition unit
120, 220: sector setting unit 130: energy sufficient signal confirmation unit
140, 240: sector-by-sector transmission energy determination unit 150, 250: energy transmission unit
225: header selection unit 230: energy request signal confirmation unit
310, 410: header determining unit 320, 420: sector information obtaining unit
330: energy request signal collection unit 340, 440: residual energy determination unit
350, 450: energy request unit 425: broadcasting unit
445: backscattering unit

Claims (20)

무선 전력 전송 시스템에 있어서,
에너지를 전송해야 하는 에너지 전송 영역에 배치되어 무선으로 전송된 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기에 대한 정보를 획득하고, 획득된 상기 다수의 기기에 대한 정보를 기반으로 상기 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하며,
다수의 섹터 각각에서 충전된 에너지량이 기지정된 기준 에너지량 이상임을 나타내는 에너지 충분 신호를 전송하는 기기의 개수를 카운트하여, 각 섹터에서 에너지가 부족한 에너지 부족 기기의 개수를 판별하고,
판별된 섹터별 에너지 부족 기기의 개수의 비를 기반으로 다수의 섹터 각각으로 전송할 에너지량을 조절하여 각 섹터별로 에너지를 전송하는 에너지 관리 장치.
In the wireless power transmission system,
It is disposed in the energy transmission area to transmit energy and charges the energy transmitted wirelessly to obtain information on a plurality of devices operating, and based on the obtained information on the plurality of devices, the energy transmission area is divided into a plurality of devices. It is set by dividing it into sectors.
Counting the number of devices transmitting an energy-sufficient signal indicating that the amount of energy charged in each of a plurality of sectors is equal to or greater than a predetermined reference amount of energy, and determining the number of devices lacking energy in each sector;
An energy management device that transmits energy for each sector by adjusting the amount of energy to be transmitted to each of a plurality of sectors based on the determined ratio of the number of energy-deficient devices for each sector.
제 1항에 있어서, 상기 에너지 관리 장치는
상기 다수의 기기 각각에 대한 채널 정보를 포함하는 기기 정보를 저장하는 기기 정보 획득부;
상기 기기 정보를 기반으로 상기 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하는 섹터 설정부;
설정된 다수의 섹터 각각에 포함된 전체 기기의 개수에서 에너지 충분 신호를 전송한 에너지 충분 기기의 개수를 판별하고 차감하여, 섹터별로 에너지가 부족한 에너지 부족 기기의 개수를 판별하는 에너지 충분 신호 확인부;
다수의 섹터 각각의 에너지 부족 기기의 개수의 비에 따라 전송할 총 에너지량에서 섹터별로 전송할 에너지량을 결정하는 섹터별 전송 에너지 판별부; 및
결정된 에너지량에 따라 다수의 섹터 각각으로 에너지를 전송하는 에너지 전송부를 포함하는 에너지 관리 장치.
According to claim 1, wherein the energy management device is
a device information acquisition unit configured to store device information including channel information for each of the plurality of devices;
a sector setting unit configured to divide and set the energy transmission area into a plurality of sectors based on the device information;
an energy-sufficient signal checking unit for determining the number of energy-sufficient devices for each sector by determining and subtracting the number of energy-sufficient devices that have transmitted an energy-sufficient signal from the total number of devices included in each of the plurality of sectors set;
a sector-by-sector transmission energy determining unit that determines an energy amount to be transmitted for each sector from a total amount of energy to be transmitted according to a ratio of the number of energy-deficient devices in each of the plurality of sectors; and
An energy management device comprising an energy transmitter transmitting energy to each of a plurality of sectors according to the determined amount of energy.
제 2항에 있어서, 상기 섹터 설정부는
상기 에너지 전송 영역을 동일 크기로 기지정된 개수의 섹터로 구분하여 설정하는 에너지 관리 장치.
The method of claim 2, wherein the sector setting unit
An energy management device for dividing and setting the energy transmission area into a predetermined number of sectors having the same size.
제 2항에 있어서, 상기 섹터 설정부는
기지정된 개수의 섹터 각각에 균일한 개수의 기기가 포함되도록 섹터를 구분하여 설정하는 에너지 관리 장치.
The method of claim 2, wherein the sector setting unit
An energy management device for dividing and setting sectors so that a uniform number of devices is included in each of a predetermined number of sectors.
제 2항에 있어서, 상기 에너지 전송부는
다수의 섹터 각각의 형태에 대응하여 빔포밍 기법으로 에너지를 전송하는 에너지 관리 장치.
According to claim 2, wherein the energy transmitter
An energy management device for transmitting energy using a beamforming technique in response to the shape of each of a plurality of sectors.
무선 전력 전송 시스템의 에너지 관리 방법에 있어서,
에너지를 전송해야 하는 에너지 전송 영역에 배치되어 무선으로 전송된 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기에 대한 정보를 획득하는 단계;
획득된 상기 다수의 기기에 대한 정보를 기반으로 상기 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하는 단계;
다수의 섹터 각각에서 충전된 에너지량이 기지정된 기준 에너지량 이상임을 나타내는 에너지 충분 신호를 전송하는 기기의 개수를 카운트하여, 각 섹터에서 에너지가 부족한 에너지 부족 기기의 개수를 판별하는 단계; 및
판별된 섹터별 에너지 부족 기기의 개수의 비를 기반으로 다수의 섹터 각각으로 전송할 에너지량을 조절하여 각 섹터별로 에너지를 전송하는 단계를 포함하는 에너지 관리 방법.
In the energy management method of a wireless power transmission system,
A method comprising: obtaining information on a plurality of devices disposed in an energy transmission area to transmit energy and charging wirelessly transmitted energy to operate;
dividing and setting the energy transmission area into a plurality of sectors based on the obtained information on the plurality of devices;
determining the number of devices lacking energy in each sector by counting the number of devices transmitting a sufficient energy signal indicating that the amount of energy charged in each of the plurality of sectors is equal to or greater than a predetermined reference amount of energy; and
An energy management method comprising the step of transmitting energy for each sector by adjusting the amount of energy to be transmitted to each of a plurality of sectors based on the determined ratio of the number of energy-deficient devices for each sector.
제 6항에 있어서, 상기 에너지 부족 기기의 개수를 판별하는 단계는
에너지 충분 신호를 전송한 에너지 충분 기기의 개수를 판별하는 단계; 및
설정된 다수의 섹터 각각에 포함된 전체 기기의 개수에서 에너지 충분 기기의 개수를 차감하여, 섹터별로 에너지가 부족한 에너지 부족 기기의 개수를 판별하는 단계를 포함하는 에너지 관리 방법.
The method of claim 6, wherein determining the number of energy-deficient devices comprises:
determining the number of energy-sufficient devices that have transmitted a sufficient-energy signal; and
An energy management method comprising: determining the number of energy-poor devices for each sector by subtracting the number of devices with sufficient energy from the total number of devices included in each of a plurality of sectors.
제 6항에 있어서, 상기 섹터별로 에너지를 전송하는 단계는
다수의 섹터 각각의 에너지 부족 기기의 개수의 비에 따라 전송할 총 에너지량에서 섹터별로 전송할 에너지량을 결정하는 단계; 및
결정된 에너지량에 따라 다수의 섹터 각각으로 에너지를 전송하는 단계를 포함하는 에너지 관리 방법.
7. The method of claim 6, wherein transmitting energy for each sector comprises:
determining an energy amount to be transmitted for each sector from a total amount of energy to be transmitted according to a ratio of the number of energy-deficient devices in each of the plurality of sectors; and
An energy management method comprising transmitting energy to each of a plurality of sectors according to the determined amount of energy.
무선 전력 전송 시스템에 있어서,
에너지를 전송해야 하는 에너지 전송 영역에 배치되어 무선으로 전송된 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기에 대한 정보를 획득하고, 획득된 상기 다수의 기기에 대한 정보를 기반으로 상기 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하여, 설정된 다수의 섹터 각각에서 하나의 기기를 헤더 기기로 선택하며,
각 섹터에서 선택된 헤더 기기가 대응하는 섹터의 나머지 기기로부터 에너지 부족량을 나타내는 에너지 요청 신호를 수신하여 전달하면, 헤더 기기를 통해 전달된 에너지 요청 신호를 섹터별로 구분하여 수집하고,
섹터별로 구분하여 수집된 에너지 요청 신호에 포함된 에너지 부족량을 기반으로 다수의 섹터 각각으로 전송할 에너지량을 조절하여 각 섹터별로 에너지를 전송하는 에너지 관리 장치.
In the wireless power transmission system,
It is disposed in the energy transmission area to transmit energy and charges the energy transmitted wirelessly to obtain information on a plurality of devices operating, and based on the obtained information on the plurality of devices, the energy transmission area is divided into a plurality of devices. By dividing into sectors and setting, one device is selected as a header device from each of a plurality of set sectors,
When the header device selected in each sector receives and transmits an energy request signal indicating an energy shortage from the remaining devices in the corresponding sector, the energy request signal transmitted through the header device is classified and collected for each sector;
An energy management device that transmits energy for each sector by adjusting the amount of energy to be transmitted to each of a plurality of sectors based on the energy shortage included in the energy request signal that is divided and collected for each sector.
제 9항에 있어서, 상기 에너지 관리 장치는
다수의 섹터 각각에서 다수의 기기 중 상기 에너지 관리 장치에 가장 인접하여 배치된 기기를 상기 헤더 기기로 선택하는 에너지 관리 장치.
10. The method of claim 9, wherein the energy management device is
An energy management device for selecting a device disposed closest to the energy management device among a plurality of devices in each of the plurality of sectors as the header device.
제 9항에 있어서, 상기 에너지 관리 장치는
헤더 기기가 나머지 기기에서 전송된 에너지 요청 신호를 기지국으로 전달하기 위해 필요한 에너지량을 계산하고, 다수의 섹터 각각에서 계산된 에너지량을 상기 에너지 관리 장치로부터 공급받을 수 있는 기기 중 최대 거리의 기기를 상기 헤더 기기로 선택하는 에너지 관리 장치.
10. The method of claim 9, wherein the energy management device is
The header device calculates the amount of energy required to transmit the energy request signal transmitted from the remaining devices to the base station, and selects the device with the maximum distance among devices that can receive the energy amount calculated in each of a plurality of sectors from the energy management device An energy management device that is selected as the header device.
무선 전력 전송 시스템의 에너지 관리 방법에 있어서,
에너지를 전송해야 하는 에너지 전송 영역에 배치되어 무선으로 전송된 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기에 대한 정보를 획득하는 단계;
획득된 상기 다수의 기기에 대한 정보를 기반으로 상기 에너지 전송 영역을 다수의 섹터로 구분하여 설정하는 단계;
설정된 다수의 섹터 각각에서 하나의 기기를 헤더 기기로 선택하는 단계;
각 섹터에서 선택된 헤더 기기가 대응하는 섹터의 나머지 기기로부터 에너지 부족량을 나타내는 에너지 요청 신호를 수신하여 전달하면, 헤더 기기를 통해 전달된 에너지 요청 신호를 섹터별로 구분하여 수집하는 단계; 및
섹터별로 구분하여 수집된 에너지 요청 신호에 포함된 에너지 부족량을 기반으로 다수의 섹터 각각으로 전송할 에너지량을 조절하여 각 섹터별로 에너지를 전송하는 단계를 포함하는 에너지 관리 방법.
In the energy management method of a wireless power transmission system,
A method comprising: obtaining information on a plurality of devices disposed in an energy transmission area to transmit energy and charging wirelessly transmitted energy to operate;
dividing and setting the energy transmission area into a plurality of sectors based on the obtained information on the plurality of devices;
selecting one device as a header device in each of a plurality of set sectors;
when the header device selected in each sector receives and transmits an energy request signal indicating an energy shortage amount from the remaining devices in the corresponding sector, classifying and collecting the energy request signal transmitted through the header device for each sector; and
An energy management method comprising the step of transmitting energy for each sector by adjusting the amount of energy to be transmitted to each of a plurality of sectors based on an energy shortage included in the energy request signal that is divided and collected for each sector.
무선으로 전송되는 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기와 상기 다수의 기기로 에너지를 전송하는 기지국을 포함하는 무선 전력 전송 시스템에 있어서,
상기 기지국에 의해 에너지가 전송되는 에너지 전송 영역이 구분된 다수의 섹터 중 대응하는 섹터에 배치되어 상기 기지국에 의해 헤더 기기로 선택되면, 대응하는 섹터 내의 나머지 기기 중 나머지 기기로부터 에너지 부족량을 나타내는 에너지 요청 신호를 수신하고,
수신된 에너지 요청 신호에 포함된 에너지 부족량을 기반으로 대응하는 섹터에 요구되는 에너지 량인 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 상기 기지국으로 전달하는 에너지 관리 장치.
In a wireless power transmission system comprising a plurality of devices operating by charging the energy transmitted wirelessly and a base station for transmitting energy to the plurality of devices,
When an energy transmission area in which energy is transmitted by the base station is disposed in a corresponding sector among a plurality of divided sectors and selected as a header device by the base station, an energy request indicating an energy shortage from the remaining devices in the corresponding sector receive a signal,
An energy management apparatus for calculating an energy demand for each sector, which is an energy amount required for a corresponding sector, based on an energy shortage included in the received energy request signal, and transmitting the calculated energy amount to the base station.
제 13항에 있어서, 상기 에너지 관리 장치는
상기 기지국으로부터 헤더 선택 신호를 수신하여, 대응하는 섹터 내에서 선택된 헤더 기기를 판별하는 헤더 판별부;
자신이 헤더 기기로 판별되면 활성화되어, 대응하는 섹터 내의 다른 기기로부터 전송되는 에너지 요청 신호를 수집하고, 수집된 에너지 요청 신호를 기반으로 상기 섹터별 요구 에너지량을 계산하는 에너지 요청 신호 수집부; 및
상기 기지국이 요구되는 에너지를 전송하도록, 계산된 섹터별 요구 에너지량을 상기 기지국으로 전송하는 에너지 요청부를 포함하는 에너지 관리 장치.
14. The method of claim 13, wherein the energy management device is
a header determining unit for receiving a header selection signal from the base station and determining a header device selected in a corresponding sector;
an energy request signal collecting unit that is activated when it is determined as a header device, collects an energy request signal transmitted from other devices in a corresponding sector, and calculates an energy required for each sector based on the collected energy request signal; and
and an energy requesting unit transmitting the calculated required energy amount for each sector to the base station so that the base station transmits the required energy.
제 14항에 있어서, 상기 에너지 관리 장치는
상기 다수의 기기 중 대응하는 섹터에 포함된 기기에서 전송된 에너지 요청 신호만을 식별하여 수신하도록 상기 기지국으로부터 대응하는 섹터에 대한 정보를 수신하여 획득하는 섹터 정보 획득부를 더 포함하는 에너지 관리 장치.
15. The method of claim 14, wherein the energy management device is
The energy management apparatus further comprising: a sector information acquisition unit for receiving and acquiring information on a corresponding sector from the base station so as to identify and receive only an energy request signal transmitted from a device included in the corresponding sector among the plurality of devices.
무선으로 전송되는 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기와 상기 다수의 기기로 에너지를 전송하는 기지국을 포함하는 무선 전력 전송 시스템의 에너지 관리 방법에 있어서,
상기 다수의 기기 각각이 상기 기지국에 의해 에너지가 전송되는 에너지 전송 영역이 구분된 다수의 섹터 중 대응하는 섹터에 배치되어 상기 기지국에 의해 헤더 기기로 선택되는지 판별하는 단계;
상기 헤더 기기로 선택되면, 대응하는 섹터 내의 나머지 기기 중 나머지 기기로부터 에너지 부족량을 나타내는 에너지 요청 신호를 수신하는 단계; 및
수신된 에너지 요청 신호에 포함된 에너지 부족량을 기반으로 대응하는 섹터에 요구되는 에너지 량인 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 상기 기지국으로 전달하는 단계를 포함하는 에너지 관리 방법.
In the energy management method of a wireless power transmission system comprising a plurality of devices operating by charging the energy transmitted wirelessly and a base station for transmitting energy to the plurality of devices,
determining whether each of the plurality of devices is disposed in a corresponding sector among a plurality of sectors in which an energy transmission area to which energy is transmitted by the base station is divided and is selected as a header device by the base station;
receiving an energy request signal indicating an energy deficit from the remaining devices among the remaining devices in the corresponding sector when the header device is selected; and
An energy management method comprising the step of calculating an energy required for each sector, which is an amount of energy required for a corresponding sector, based on an energy shortage included in the received energy request signal, and transmitting the required energy amount to the base station.
무선으로 전송되는 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기와 상기 다수의 기기로 에너지를 전송하는 기지국을 포함하는 무선 전력 전송 시스템에 있어서,
상기 기지국에 의해 에너지가 전송되는 에너지 전송 영역이 구분된 다수의 섹터 중 대응하는 섹터에 배치되어 상기 기지국에 의해 헤더 기기로 선택되면, 대응하는 섹터 내의 나머지 기기로 기지정된 신호를 브로드캐스팅하고,
대응하는 섹터 내의 나머지 기기 중 적어도 하나의 기기에 의해 브로드캐스팅된 신호가 백스캐터링되어 회신되면, 백스캐터링된 신호를 기반으로 대응하는 섹터에 요구되는 에너지량인 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 상기 기지국으로 전달하는 에너지 관리 장치.
In a wireless power transmission system comprising a plurality of devices operating by charging the energy transmitted wirelessly and a base station for transmitting energy to the plurality of devices,
When an energy transmission area in which energy is transmitted by the base station is disposed in a corresponding sector among a plurality of divided sectors and selected as a header device by the base station, a predetermined signal is broadcast to the remaining devices in the corresponding sector,
When a signal broadcast by at least one device among the remaining devices in the corresponding sector is backscattered and returned, the base station calculates the required energy amount for each sector, which is the amount of energy required for the corresponding sector, based on the backscattered signal. to the energy management device.
제 17항에 있어서, 상기 에너지 관리 장치는
정보가 포함되지 않은 무정보 신호를 브로드캐스팅하고, 대응하는 색터 내에서 적어도 하나의 기기로부터 백스캐터링된 신호가 수신되면, 적어도 하나의 기기가 백스캐터링된 신호에 포함한 에너지 요구 정보를 분석하여 상기 섹터별 요구 에너지량을 계산하는 에너지 관리 장치.
18. The method of claim 17, wherein the energy management device is
When a non-information signal that does not contain information is broadcast, and a backscattered signal is received from at least one device within the corresponding sector, the at least one device analyzes the energy demand information included in the backscattered signal to analyze the sector An energy management device that calculates the amount of energy required for each star.
제 17항에 있어서, 상기 에너지 관리 장치는
상기 기지국으로부터 헤더 선택 신호를 수신하여, 대응하는 섹터 내에서 선택된 헤더 기기를 판별하는 헤더 판별부;
자신이 헤더 기기로 판별되면 활성화되어, 대응하는 섹터 내의 다른 기기로 기지정된 신호를 브로드캐스팅하는 브로드캐스팅부;
대응하는 섹터 내의 다수의 기기 중 적어도 하나의 기기로부터 백스캐터링된 신호를 수집하고, 백스캐터링 신호에 포함된 에너지 요청 정보를 분석하여 상기 섹터별 요구 에너지량을 계산하는 백스캐터링 신호 수집부; 및
상기 기지국이 요구되는 에너지를 전송하도록, 계산된 섹터별 요구 에너지량을 상기 기지국으로 전송하는 에너지 요청부를 포함하는 에너지 관리 장치.
18. The method of claim 17, wherein the energy management device is
a header determining unit for receiving a header selection signal from the base station and determining a header device selected in a corresponding sector;
a broadcasting unit that is activated when it is determined as a header device and broadcasts a predetermined signal to other devices in a corresponding sector;
a backscattering signal collecting unit that collects a backscattered signal from at least one device among a plurality of devices in a corresponding sector, analyzes energy request information included in the backscattering signal, and calculates the required energy amount for each sector; and
and an energy requesting unit transmitting the calculated required energy amount for each sector to the base station so that the base station transmits the required energy.
무선으로 전송되는 에너지를 충전하여 동작하는 다수의 기기와 상기 다수의 기기로 에너지를 전송하는 기지국을 포함하는 무선 전력 전송 시스템의 에너지 관리 방법에 있어서,
상기 다수의 기기 각각이 상기 기지국에 의해 에너지가 전송되는 에너지 전송 영역이 구분된 다수의 섹터 중 대응하는 섹터에 배치되어 상기 기지국에 의해 헤더 기기로 선택되는지 판별하는 단계;
상기 헤더 기기로 선택되면, 대응하는 섹터 내의 나머지 기기로 기지정된 신호를 브로드캐스팅하는 단계; 및
대응하는 섹터 내의 나머지 기기 중 적어도 하나의 기기에 의해 브로드캐스팅된 신호가 백스캐터링되어 회신되면, 백스캐터링된 신호를 기반으로 대응하는 섹터에 요구되는 에너지량인 섹터별 요구 에너지량을 계산하여 상기 기지국으로 전달하는 에너지 관리 방법.
In the energy management method of a wireless power transmission system comprising a plurality of devices operating by charging the energy transmitted wirelessly and a base station for transmitting energy to the plurality of devices,
determining whether each of the plurality of devices is disposed in a corresponding sector among a plurality of sectors in which an energy transmission area to which energy is transmitted by the base station is divided and is selected as a header device by the base station;
if the header device is selected, broadcasting a predetermined signal to the remaining devices in the corresponding sector; and
When a signal broadcast by at least one device among the remaining devices in the corresponding sector is backscattered and returned, the base station calculates the required energy amount for each sector, which is the amount of energy required for the corresponding sector, based on the backscattered signal. energy management method to deliver.
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