In this paper, we maximize the lifetime of a multi-hop path through a cooperative wireless energy sharing scheme between constituent nodes in a wireless multi-hop communication. Considering a bidirectional multi-hop communication environment, we present an optimization problem to maximize path lifetime by adjusting the amount of energy each node needs to share with its neighboring nodes. On the basis of solidarity property, i.e., the lifetime of the multi-hop path is maximized when the lifetimes of all nodes are the same, we convert the considered optimization problem into a linear programming problem and solve it easily. Simulation result shows that the proposed two-way wireless energy sharing method maximizes the path lifetime of multi-hop communications and approximately doubles the path lifetime compared with the one-way energy sharing method.
최근 수행되는 연구들에 따르면, 인터넷 관련한 에너지 소비는 날이 갈수록 증가하고 있는 추세이며, 이미 우리사회가 소비하고 있는 전체 에너지 소비량의 상당부분을 차지하고 있음을 알 수 있다. 이로 인해 현재 인터넷 프로토콜, 응용 프로그램 등의 개발에 있어서도 에너지 효율을 높일 수 있는 기법들이 중요한 연구이슈로 떠오르고 있다. 현재 네트워크에서 소비되는 에너지의 대부분은 개인용 PC나 데이터센터에서 발생하고 있으며, 특히 사용자 PC에서 소비되는 전력소비가 큰 비중을 차지하고 있다. 이에 본 논문에서는 사용자들이 P2P등 파일 다운로드 등을 목적으로 PC전원을 끄지 않고 있는 문제점에 착안, File sharing사용자들을 위한 서비스 품질은 그대로 유지하면서, 에너지 소비는 절감하기위한 File Sharing Proxying시스템을 기반으로 한 Green File Sharing아키텍처에 대해 기술하고자 한다. File sharing 사용자들로 하여금 다운로드 실행기능을 Proxy 시스템에 위임한 뒤 사용 중인 PC전원을 끄도록 함으로써, 에너지 소비효율을 향상시키는 기법이다. 특히 실험을 통해 Proxy 시스템을 기반으로 평균 파일공유시간을 획기적으로 줄이면서 에너지 소비효율을 50%이상 줄일 수 있음이 증명되었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제16권9호
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pp.3172-3193
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2022
Cognitive radio-simultaneous wireless information and power transfer (CR-SWIPT) has attracted much interest since it can improve both the spectrum and energy efficiency of wireless networks. This paper focuses on the resource sharing between a point-to-point primary system (PRS) and a multiuser multi-antenna cellular cognitive radio system (CRS) containing a large number of cognitive users (CUs). The resource sharing optimization problem is formulated by jointly scheduling CUs and adjusting the transmit power at the cognitive base station (CBS). The effect of accessing CUs' spatial channel correlation on the possible transmit power of the CBS is investigated. Accordingly, we provide a low-complexity suboptimal approach termed the semi-correlated semi-orthogonal user selection (SC-SOUS) algorithm to enhance the spectrum efficiency. In the proposed algorithm, CUs that are highly correlated to the information decoding primary receiver (IPR) and mutually near orthogonal are selected for simultaneous transmission to reduce the interference to the IPR and increase the sum rate of the CRS. We further develop a spatial correlation-based resource sharing (SC-RS) strategy to improve energy sharing performance. CUs nearly orthogonal to the energy harvesting primary receiver (EPR) are chosen as candidates for user selection. Therefore, the EPR can harvest more energy from the CBS so that the energy utilization of the network can improve. Besides, zero-forcing precoding and power control are adopted to eliminate interference within the CRS and meet the transmit power constraints. Simulation results and analysis show that, compared with the existing CU selection methods, the proposed low-complex strategy can enhance both the achievable sum rate of the CRS and the energy sharing capability of the network.
In this study, surveys and data collection on new profit-sharing measures were carried out in order to improve the residential environment and residents' participation in 65 MW large-scale solar power complex located at Munhye 5-ri, Galmal-eup, Cheorwon-gun, Gangwon-do province. From May to September 2018, the presentation and meetings for residents were held and a survey for 67 households were carried out in order to collect profit-sharing data which is sharing profits from solar power project improving residential environment. The results of the survey shows that it needs to improve some obstacles of residential environment in rural areas, such as improvement of living infrastructure at village level, improvement of monotonous leisure activities from the residents' point of view, improvement of economic income sources depending on farm income and Basic Old-age Pensions, inconvenience factors in the unsuitable residential environment due to aging. Based on these findings, this paper suggests that Profit-Sharing solar power complex project has possibilities to improve living environment in rural areas by sharing profits from power generation and residents participating in the project with consensus for need of renewable energy.
Protection of the electrical and electronic equipment against surges in low voltage AC power distribution systems is based on wide applications of surge protective devices(SPDs). Cascade application of SPDs located at the service entrance of a building and near sensitive equipment is intended to ensure the optimal voltage protection level and energy sharing among cascade SPDs. In this paper, when surges impinge at the service entrance of the building of interest, the protection characteristics of two-stage cascade SPD systems were investigated. The influence of the distance between the upstream and downstream SPDs on the voltage protection level and energy sharing of the two-stage cascade SPD systems were analyzed experimentally. It was found that the energy sharing of two-stage cascade SPD systems strongly depends on the distance between the two SPDs and the component of SPD. As the distance between the two SPDs increases, the energy absorbed by the upstream SPD increases while the energy absorbed by the downstream SPD decreases. Consequently, it is desirable to select the upstream and downstream SPDs having the proper energy capability with due consideration of the distance between the two SPDs.
최근 태양열의 열 취득과 태양광의 전기에너지 취득의 상호 보완으로 태양광열(PV/T) 연구가 활발히 진행되고 있으며 대체로 PV/T의 에너지 효율이 더 높은 것으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 대상 건물을 모델링하여 연간 에너지 수요량을 산정하고 옥상면에 PV/T를 설치하여 PV/T와 PV의 에너지 생산량을 시뮬레이션별 Case로 비교 분석 하였다. 결과로 남부지방인 부산광역시의 에너지 생산량이 가장 많았다. 또한 에너지 수요량에서 남는 에너지 생산량을 에너지 공유 시스템의 도입을 가정하였을 때 에너지 공급 가능 세대수를 산정한 결과 최대 3.3세대로 나타났다.
If the part of the HTS magnet is exposed to the outside of the cryogenic coolant due to the fluctuation of the height of the cooling liquid or the vapor generation, the uncooled part becomes very unstable. In this paper, the unstable equilibrium temperature distribution of the uncooled part of a superconductor is obtained, and the maximum temperature and energy are calculated as a function of the uncooled length. Similar to the superconductor stability problem, the current sharing model was applied to derive the theoretical formula and calculated by numerical integration. We also applied a jump model, which assumes that joule heat is generated in all of the uncooled segment, and compares it with the current sharing model results. As a result of the analysis, the stable equilibrium state and the critical uncooled length in the jump model are not shown in the current sharing model. The stability of the conductors to external disturbances was discussed based on the obtained temperature distribution, maximum temperature, and energy.
This paper presents experimental results obtained from actual installation conditions of surge protective devices (SPDs), with the aim of understanding the coordination of cascaded Class I and Class II SPDs. This paper also proposes effective methods for selecting and installing coordinating cascaded SPDs. The residual voltage of each SPD and the energy sharing of an upstream Class I tested SPD and a downstream Class II tested SPD were measured using a $10/350{\mu}s$ current wave. In coordinating a cascaded voltage-limiting SPD system, it was found that energy coordination can be achieved as long as the downstream SPD is a metal oxide varistor with a higher maximum continuous operating voltage than the upstream SPD; however, it is not the optimal condition for the voltage protection level. If the varistor voltage of the downstream SPD is equal to or lower than that of the upstream SPD, the precise voltage protection level is obtained. However, this may cause serious problems with regard to energy sharing. The coordination for energy sharing and voltage protection level is fairly achieved when the cascaded SPD system consists of two voltage-limiting SPDs separated by 3 m and with the same varistor voltage.
This paper presents a novel circuit topology of a high efficiency single-phase power conditioner. This power conditioner is composed of time-sharing sinewave absolute pulse width modulated boost chopper with a bypass diode in the first power processing stage and time-sharing sinewave pulse width modulated full-bridge inverter in the second power processing stage operated by time-sharing dual mode pulse pattern control scheme. The unique operating principle of the two power processing stage with time-sharing dual mode sinewave modulation scheme is described with a design example. This paper proposes also a sinewave tracking voltage controlled soft switching PWM boost chopper with a passive auxiliary edge-resonant snubber. The new conceptual operating principle of this novel power conditioner related to new energy utilization system is presented and discussed through the experimental results.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권9호
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pp.4220-4241
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2017
For the downlink energy-harvesting small cell network, this paper proposes an interference management algorithm based on distributed coalitional game. The cooperative interference management problem of the energy-harvesting small cells is modeled as a coalitional game with transfer utility. Based on the energy harvesting strategy of the small cells, the time sharing mode of the small cells in the same coalition is determined, and an optimization model is constructed to maximize the total system rate of the energy-harvesting small cells. Using the distributed algorithm for coalition formation proposed in this paper, the stable coalition structure, optimal time sharing strategy and optimal power distribution are found to maximize the total utility of the small cell system. The performance of the proposed algorithm is discussed and analyzed finally, and it is proved that this algorithm can converge to a stable coalition structure with reasonable complexity. The simulations show that the total system rate of the proposed algorithm is superior to that of the non-cooperative algorithm in the case of dense deployment of small cells, and the proposed algorithm can converge quickly.
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