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This paper aims to maximize the energy harvesting rate and channel capacity in RF-energy harvesting networks (RF-EHNs) under the constraints of maximum transmit power and minimum quality of service (QoS) in terms of rate capacity for each user. We study a multi-user RF-EHN with frequency division multiple access (FDMA) in a Rayleigh channel. An access point (AP) simultaneously transmitting wireless information and power in the RF-EHN serves a subset of active users which have a power-splitting antenna. To gauge the network performance, we define energy efficiency (EE) and propose an optimization solution for maximizing EE with Lagrangian dual decomposition theory. In simulation results, we confirm that the EE is effectively maximized by the proposed solution with satisfying the given constraints.

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본 논문에서는 RF 에너지 하비스팅 네트워크에서 최대 전송 파워량 제한 및 최소 채널 용량 달성에 관한 제약조건을 만족시키며에너지 하비스팅율과 채널 용량을 최대화 시키는 연구를 진행하였다. 전력 분할 기법 (power-splitting scheme) 기반 안테나로 구성된 주파수 분할 다중접속 환경에서 하나의 액세스 포인트 (access point)로부터 무선 에너지와 정보를 사용자들에게 동시에 송수신하는 모델을 가정하였다. 네트워크 성능 지표로서 에너지 효율 (energy efficiency)을 정의하고 이를 최대화 시킬 수 있는 Lagrange 이중 분해 기반의 최적화 솔루션을 제안하였다. 모의실험 결과를 통해 제안한 솔루션이 설정된 제한조건들을 만족하면서 효과적으로에너지 효율을 최대화시키는 것을 확인하였다.

목차

요약
 ABSTRACT
 I. 서론
 II. 시스템 모델 및 에너지 효율 정의
  1. 채널 모델
  2. 채널 용량
  3. 네트워크 전력 소모량
  4. 네트워크 에너지 효율(EE)
 III. 에너지 효율 최적화
  1. Outage 제한 조건의 Closed-form 도출
  2. 최적 자원 할당
 IV. 모의 실험
 V. 결론
 참고문헌

키워드

저자

• 황유민 [ Yu Min Hwang | 광운대학교 유비쿼터스 통신 연구실 ]
• 신동수 [ Dong Soo Shin | 국방대학교 국방과학학과 ]
• 김진영 [ Jin Young Kim | 광운대학교 유비쿼터스 통신 연구실 ]

참고문헌

발행기관

간행물

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• 간행물명

  한국위성정보통신학회논문지 [Journal of Satellite, Information and Communications]

• 간기

  계간

• pISSN

  2384-3853

• 수록기간

  2006~2017

• 십진분류

  KDC 567 DDC 629