모바일 기기에 장착되는 CMOS 이미지 센서(CIS) 칩은 배터리 용량의 한계로 인해 저전력 소모를 요구한다. 본 논문에서는 전력소모를 줄일 수 있는 데이터 플립플롭 회로와 새로운 저전력 구조의 Single-Slope A/D Converter(SS-ADC)를 사용한 이미지 센서를 설계하여 모바일 기기에 사용되는 CIS 칩의 전력 소모를 감소시켰다. 제안하는 CIS는 $2.25um{\times}2.25um$ 면적을 갖는 4-Tr Active Pixel Sensor 구조를 사용하여 QVGA($320{\times}240$)급 해상도를 갖도록 설계되었으며 0.13um CMOS 공정에서 설계되었다. 실험 결과, CIS 칩 내부의 SS-ADC 는 10-b 해상도를 가지며, 동작속도는 16 frame/s 를 만족하였고, 전원 전압 3.3V(아날로그)/1.8V(Digital)에서 25mW의 전력 소모를 보였다. 측정결과로부터 제안된 CIS 칩은 기존 CIS 칩에 비해 대기시간동안 약 22%, 동작시간동안 약 20%의 전력이 감소되었다.
대용량 무선 전력 전송 시스템은 ESS, 배터리 장치 등의 발전을 위한 핵심 기술이다. 무선 전력 전송 장치는 현재 자기유도 및 자기공진 기술들이 주를 이루고 있으며 유선 전력 전송에 비해 전력 전송 용량이 낮고 효율이 낮은 단점이 있다. 이 논문에서는 자기 결합을 갖는 가변속 모터 시스템을 기반으로 하는 대용량 무선 전력 전송 시스템을 제안하고자 한다. 제안된 방식은 대용량 전력 전송이 가능하며, 고효율과 낮은 고장 가능성의 장점을 가지고 있으며 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 기법의 성능을 검증하였다.
Mobile Ad Hoc 네트워크는 이동 노드가 라우터의 역할을 하기 때문에 라우터에 보안 대책을 마련하는 유선 환경의 네트워크와는 다른 보안 대책이 필요하며 이동 노드의 전송영역이 전 네트워크를 포함하지 못하기 때문에 한 노드가 다른 노드로 메시지를 보낼 때 중간 노드가 필요하게 되는데 중간 노드가 신뢰할 수 없는 악의적인 노드라면 안전한 메시지의 전송은 보장할 수 없게 된다. 또한 네트워크를 구성하는 모든 노드는 이동 노드이기 때문에 제한된 용량의 배터리와 제한된 자원을 이용하기 때문에 메시지 전송 시 많은 자원을 필요로 하는 암호화를 수행하기가 어려워지고 그 때문에 유선 환경의 네트워크 보다 보안에 취약 할 수밖에 없다. 마지막으로 네트워크를 구성하는 노드들의 이동성으로 인해 네트워크의 토폴로지가 계속적으로 변화하기 때문에 네트워크의 특성에 맞는 보안 대책이 필요하다. 이에 모바일 Ad Hoc 네트워크에서 AODV 프로토콜의 성능 향상을 위한 라우팅 공격 탐지를 제안한다.
전력계통이 연계되지 않는 국내 유인도서의 대부분의 전력은 디젤발전기를 통해 공급하고 있으나 도서지역의 경우 유류비가 내륙지역에 비해 비싸고 이를 운송하는 것이 어렵다. 이러한 이유로 최근 자연자원을 활용하여 신재생에너지원을 도입을 하고 있지만 자연환경에 의존하는 신재생에너지원은 안정적인 전력공급이 어렵기 때문에 기존 디젤발전과 신재생에너지가 포함된 하이브리드시스템을 통해 전력을 공급하는 것이 필요하다. 본 논문은 풍력, 태양광, 배터리 및 디젤엔진 등 에너지저장장치를 포함한 하이브리드시스템의 타당성 연구결과를 설명한다. 이 연구 대상은 전력계통에 연계되지 않은 전라남도 서거차도이며, 최소비용을 투자하여 탄소배출을 최소화하는 최적 용량의 하이브리드시스템 구성을 제안한다. 이 시스템에 대한 경제정인 적합성은 HOMER 프로그램을 사용하여 분석하였다.
유선 네트워크 환경에 비해 무선 네트워크 환경에서의 VOD 서비스는 제한된 시스템 자원으로 인해 모바일 VOD의 서비스 품질(QoS)을 보장하기가 어렵다. 또한 유선망에 비해 적은 대역폭 자원과 짧은 도달거리는 많은 모바일 클라이언트들에게 서비스를 제공하는데 한계가 있고, 모바일 기기의 제한적인 배터리 용량은 모바일 사용자들이 장시간 VOD 서비스를 즐기는데 걸림돌이 되고 있다. 따라서 모바일 VOD 어플리케이션 개발에 있어 이러한 특성들을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 다수의 모바일 클라이언트들에게 VOD 서비스를 제공할 수 있는 브로드캐스팅 기법과 모바일 기기의 전력 소모를 줄일 수 있는 집중(bursty) 전송 기법을 이용하여 스트리밍 데이터를 세그먼트로 나누고 각각의 세그먼트를 일정한 패킷의 그룹으로 묶어 한 번에 전송함으로써 모바일 기기의 무선 인터페이스 장치(WNIC)가 차지하는 전력 소비를 80%이상 줄일 수 있는 기법을 제안한다. 또한 제안된 기법은 기존의 Staggered 브로드캐스팅 기법과 비교할 때 서비스 초기 지연시간을 사용 채널수에 비례하여 감소시킴으로써, QoS가 개선된 VOD 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있음을 성능분석을 통하여 밝힌다.
무선 센서 네트워크는 그 크기가 작고 제한적인 계산 능력과 저장 공간을 가지고 있으며 저용량의 배터리로 이루어진 많은 수의 노드들로 이루어진다. 이러한 조건에 따라 센서 네트워크 환경에서 센서 노드의 에너지 소모를 줄이는 것은 중요한 문제이다. 따라서 센서 노드의 에너지 소모를 줄이기 위해 노드가 전송하는 메시지의 발생 빈도를 줄이는 것이 고려되어야 한다. 또 다른 과제인 네트워크의 보안은 네트워크의 다양한 응용을 고려할 때 중요한 부분을 차지한다. 이에 본 논문에 서는 동적 클러스터 모델에서의 키 분배 방법을 제안한다. 이 방법에서 사용한 동적 클러스터 모델은 무선 센서 네트워크의 수명을 연장시키는데 매우 효과적인 방법이며 또한 제안한 방법은 클러스터를 구성하는 노드들에게 그리드 기반 키 분배방법을 적용하여 기존의 키 분배 방법에 비해 향상된 보안을 제공한다. 또한 기존에 제안된 그리드 기반, 위치 기반 키 분배 방법 및 클러스터 기반 키 분배 방법들과 비교하여 제안 방법의 우수함을 보였다.
교통 정보에 있어 위치 인식 시스템은 차량 관리, 교통정보 제공을 위한 기초 기반 기술로 현재 GPS시스템을 기반으로 널리 제공되고 있지만 낮은 정확도와 통신 가시거리 확보로 인한 통신 음영지역이 발생하는 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 무선 RF만으로 정밀한 위치 인식이 가능한 IEEE 802.15.4a의 ISM Band를 사용하는 CSS(Chirp Spread Spectrum)방식을 기반으로 하여 주차장 및 터널 등의 음영지역에서 위치를 인식할 수 있는 다중 위치 인식시스템의 에너지 효율적이고 데이터 중심적인 프로토콜을 제안하고 설계하였다. 측정결과, 15 cm 미만의 오차 범위를 갖으며, 5 % 미만의 데이터 오류율을 갖는 네트워크를 구성할 수 있었으며, 저전력 알고리즘을 적용하여 Tag Node의 수명을 3 V, 1500 mAh 용량의 배터리에서 동작 주기를 적용하여 0.7 일의 수명에서 13.5 일의 수명을 갖는 다중 위치 인식 시스템을 구현 할 수 있었다.
한정된 용량의 배터리에 의존하는 MANET(Mobile Ad-hoc Network)에서는 에너지 효율을 높이기 위한 다양한 클러스터링 기법과 라우팅 알고리즘이 연구되고 있다. 일반적으로 무선 Ad-hoc 네트워크에서는 LEACH와 같은 클러스터 기반의 동적 라우팅 알고리즘이 많이 사용된다. 본 논문에서는 클러스터 내의 각 노드가 가지는 속성을 고려하여 클러스터를 생성하고 노드를 관리하는 TICC(Time Interval Clustering Control) 알고리즘 기법을 제안한다. 제안한 TICC은 노드의 속성 중의 하나인 베터리 값 즉 에너지 값으로 노드의 에너지 레벨을 분류한다. 그리고 분류된 에너지 레벨에 대응하는 시간차 컨트롤 기법을 이용하여 클러스터링 과정을 수행하거나 노드들을 관리한다. 특히 제안한 TICC 알고리즘은 MANET에서 클러스터의 생성, 재생성, 진입 노드 및 이탈 노드의 검출과 관리를 통해 노드의 에너지 관리 효율을 향상시키고 클러스터의 Lifetime을 증가시키는 결과를 보여주었다.
This paper presents the determination method of the hybrid energy storage capacity for compensating the output of wind power when disconnecting from the grid. In the wind power output compensation, a lot of charging and discharging time with lithium-ion battery will be deteriorated the life time. And also, this fluctuation will cause some problems of the power quality and power system stability. To solve these kind of problems, many researchers in the world have been studied with BESS(Battery Energy Storage System) in the wind farm. But, BESS has the limitation of its output during very short term period, this means that it is difficult to compensate the very short term output of wind farm. Using the EDLC (Electric Double Layer Capacitor), it is possible to solve the problem. Installing the battery system in the wind farm, it will be possible to decrease the total capacity of BESS consisting of HESS (Hybrid Energy Storage System). This paper shows simulation results when not only BESS is connected to wind farm but also to HESS. To verify the proposed system, results of computer simulation using PSCAD/EMTDC program with actual output data of wind farms of Jeju Island will be presented.
여러 배터리 셀을 직렬로 연결해서 사용하는 BMS에서 사용 가능 용량을 최대화시키기 위하여 각 셀의 전압을 같도록 맞춰주는 셀 밸런싱 기술이 필요하다. 다중 권선 변압기를 사용하는 능동 셀 밸런싱 회로에서 셀 간 직접적 (direct cell-to-cell)으로 에너지를 전달하는 밸런싱 회로는 PMOS 스위치와 NMOS 스위치를 구동하기 위한 게이트 구동 칩은 PMOS 스위치와 NMOS 스위치 개수 만큼 TLP2748 포토커플러(photocoupler)와 TLP2745 포토커플러가 필요하므로 원가가 증가하고 집적도가 떨어진다. 그래서 본 논문에서는 포토커플러를 사용하여 PMOS와 NMOS 스위칭소자를 구동하는 대신 70V BCD 공정기반의 PMOS 게이트 구동회로와 NMOS 게이트 구동회로, 스위칭 시간이 개선된 PMOS 게이트 구동회로와 NMOS 게이트 구동회로를 제안하였다. 스위칭 시간이 개선된 PMOS 게이트 구동 스위치의 ${\Delta}t$는 8.9ns이고, NMOS 게이트 구동 스위치의 ${\Delta}t$는 9.9ns로 양호한 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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