The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems (한국ITS학회 논문지)

The Korea Institute of Intelligent Transport Systems (한국ITS학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Energy Efficiency of Decoupled RF Energy Harvesting Networks in Various User Distribution Environments

다양한 사용자 분포 환경에서의 비결합 무선 에너지 하베스팅 네트워크의 에너지 효율

  • Hwang, Yu Min (Dept. of Wireless communications Eng., Univ. of Kwangwoon) ;
  • Sun, Young Ghyu (Dept. of Wireless communications Eng., Univ. of Kwangwoon) ;
  • Shin, Yoan (Dept. of Electronic Eng., Univ. of Soongsil) ;
  • Kim, Dong In (Dept. of Information and Communication Eng., Univ. of Sungkyunkwan) ;
  • Kim, Jin Young (Dept. of Wireless communications Eng., Univ. of Kwangwoon)
  • 황유민 (광운대학교 전파공학과) ;
  • 선영규 (광운대학교 전파공학과) ;
  • 신요안 (숭실대학교 전자정보공학부) ;
  • 김동인 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 김진영 (광운대학교 전자융합공학과)
  • Received : 2018.06.27
  • Accepted : 2018.08.24
  • Published : 2018.08.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, we propose an algorithm to optimize energy efficiency in a multi-user decoupled RF energy harvesting network and experiment on the trend of energy efficiency change assuming users' various geographical distribution scenarios. In the RF energy harvesting network where both wireless data transmission and RF energy harvesting are simultaneously performed, the energy efficiency is a key indicator of network performance, and it is necessary to investigate how various factors can affect the energy efficiency. In order to increase energy efficiency effectively, we can confirm that users' distributions are important factors in the RF energy harvesting network from the simulation results.

본 논문에서는 다중 사용자 기반의 비결합 무선 에너지 하베스팅 네트워크에서 에너지 효율을 최적화하는 알고리즘을 제안하고 사용자들의 다양한 지리적 분포 시나리오를 가정하여 에너지 효율의 변화의 트랜드를 분석 및 실험하였다. 무선 데이터 전송 및 무선 에너지 충전이 동시에 이루어지는 무선 에너지 하베스팅 네트워크에서는 에너지 효율 지표는 네트워크 성능을 판단하는 주요한 지표로서 이를 향상시키기 위해서 다양한 요소가 어떻게 영향을 줄 수 있는지 조사할 필요가 있다. 본 논문에서의 모의실험 결과에서 효과적으로 에너지 효율 내지 무선 전력전송 효율을 증대시키기 위해서 두 송신기 hybrid-access point (H-AP)와 power beacon (PB)을 기준으로 사용자들의 분포 형태가 중요한 요소라는 점을 확인할 수 있다.

Keywords

References

  1. Bi S., Ho C. and Zhang R.(2015), "Wireless powered communication: opportunities and challenges," IEEE Commun. Mag., vol. 53, no. 4, pp.117-125. https://doi.org/10.1109/MCOM.2015.7081084
  2. Boyed S. P. and Vandenberghe L.(2004), Convex optimization, Cambridge, U.K.: Cambridge Univ. Press.
  3. Dinkelbach W.(1967), "On nonlinear fractional programming," Management Science, vol. 13, pp.492-498. https://doi.org/10.1287/mnsc.13.7.492
  4. Hwang Y. M., Park J. H., Shin Y., Kim J. Y. and Kim D. I.(2017), "Transmission power and antenna allocation for energy-efficient RF energy harvesting networks with massive MIMO," Energies, vol. 10, no. 6, pp.1-18.
  5. Ju H. and Zhang R.(2014), "Throughput maximization in wireless powered communication networks," IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 13, no. 1, pp.418-428. https://doi.org/10.1109/TWC.2013.112513.130760
  6. Krikidis I., Timotheou S., Nikolaou S., Zheng G., Ng D. W. K. and Schober R.(2014), "Simultaneous wireless information and power transfer in modern communication systems," IEEE Commun. Mag., vol. 52, no. 11, pp.104-110. https://doi.org/10.1109/MCOM.2014.6957150
  7. Tabassum H. and Hossain E.(2015), "On the deployment of energy sources in wireless-powered cellular Networks," IEEE Trans. Commun., vol. 63, no. 9, pp.3391-3404. https://doi.org/10.1109/TCOMM.2015.2451648
  8. Xiao L., Wang P., Niyato D., Kim D. I. and Han Z.(2015), "Wireless networks with RF energy harvesting: A contemporary survey," IEEE Commun. Surveys and Tutorials, vol. 17, no. 2, pp.757-789. https://doi.org/10.1109/COMST.2014.2368999
  9. Zhou X., Zhang R. and Ho C. K.(2012), "Wireless information and power transfer: Architecture design and rate-energy tradeoff," in Proc. IEEE Global Commun. Conf. (GLOBECOM), Anaheim, CA, U.S.A., pp.3982-3987.