• Journal of Communications and Networks
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• 제18권2호
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• pp.201-209
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• 2016

In wireless sensor networks (WSNs) duty cycling has been an imperative choice to reduce idle listening but it introduces sleep delay. Thus, the conventional WSN medium access control protocols are bound by the energy-latency tradeoff. To break through the tradeoff, we propose a radio wave sensor called radio frequency (RF) wakeup sensor that is dedicated to sense the presence of a RF signal. The distinctive feature of our design is that the RF wakeup sensor can provide the same sensitivity but with two orders of magnitude less energy than the underlying RF module. With RF wakeup sensor a sensor node no longer requires duty cycling. Instead, it can maintain a sleep state until its RF wakeup sensor detects a communication signal. According to our analysis, the response time of the RF wakeup sensor is much shorter than the minimum transmission time of a typical communication module. Therefore, we apply duty cycling to the RF wakeup sensor to further reduce the energy consumption without performance degradation. We evaluate the circuital characteristics of our RF wakeup sensor design by using Advanced Design System 2009 simulator. The results show that RF wakeup sensor allows a sensor node to completely turn off their communication module by performing the around-the-clock carrier sensing while it consumes only 0.07% energy of an idle communication module.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.681-687
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• 2023

최적 운항자세 선정 기술이란 주어진 운항 배수량과 운항 선속에서 최소의 저항을 가지는 즉, 최적의 연료 소비 효율을 가지는 초기 선수흘수와 선미흘수를 제시하는 것이다. 본 논문의 주 목적은 대상선박의 유효동력 데이터를 기반으로 주어진 운항조건에서 최대의 에너지효율을 가지는 최적의 운항자세를 선정하는 프로그램 개발하는 것이다. 본 프로그램은 인공지능 기법에 의한 파이썬 기반 GUI(Graphical User Interface)로 작성되어 선주가 쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 그 과정에 있어 대상 선박 소개, 전산유체역학(CFD)을 통한 유효동력 데이터 수집, 심층학습을 사용한 유효동력 모델 학습 방법 그리고 심층신경망(DNN) 모델을 응용한 최적 운항자세 제시 프로그램을 구체적으로 설명하였다. 선박은 운항 별로 화물을 싣고 내리게 되고, 이에 화물 적재량이 변화되고 배수량이 변경된다. 선주는 배수량 별 예상 선속에 따라 최소저항을 가지는 즉, 최대의 에너지효율을 가지는 최적의 운항자세를 알고자 한다. 개발된 GUI는 해당선박의 태블릿 PC와 앱에 설치하여 최적 운항자세 선정에 활용 가능하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권2호
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• pp.206-214
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• 2016

최근들어 무선 센서망에서 센서 노드에 대한 전력 공급을 위한 무선 에너지 전송(radio frequency energy transfer: RFET)에 대한 관심이 높아지고 있다. 기존의 센서망에서는 센서 노드들의 에너지 소비를 줄이는 것이 중요한 연구주제 중의 하나였지만 무선 에너지 전송 센서망에서는 센서 노드들이 계속해서 에너지를 공급받을 수 있기 때문에 에너지 소모를 줄이는 것이 상대적으로 그리 중요한 이슈는 아니다. 하지만 센서 노드들 사이에 가용 에너지양의 차가 발생하게 되기 때문에 무선 에너지 전송 센서망의 성능 향상을 위해서는 이와 같은 성질을 고려하여 프로토콜을 설계하는 것이 중요하게 된다. 이에 본 논문에서는 이를 고려하여 무선 에너지 전송 무선 센서망에서 라우팅, 스케줄링, 전력제어 기법을 'Max-min'과 'Max-min fairness' 두가지의 관점에서 제안을 한다. 또한 본 논문에서 제안한 기법들이 무선 에너지 전송 센서망의 성능을 크게 향상시킴을 보이며 이와 더불어 'Max-min'과 'Max-min fairness' 사이의 차이에 대해서도 논의를 한다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권9호
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• pp.27-34
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• 2012

오늘날 ICT 네트워크에서 에너지 소모는 전체 에너지 소모의 10% 내외로 가까운 미래에 에너지가 현저하게 증가 할 것이다. 그러한 이유로 ICT 네트워크에서 에너지를 절약하려는 연구가 상당히 활발하게 이루어지고 있다. 본 논문에서 네트워크 레벨에서 네트워크 품질을 보장하면서 에너지 절약이 가능한 방법을 검토한다. 네트워크를 구성하는 노드와 링크는 에너지 프로파일에 따라 에너지가 소모된다고 가정하였다. 특히 IP 네트워크에서, 다양한 에너지 프로파일 모델을 기본으로 하여 네트워크가 소모하는 에너지 모델을 정식화하고, IP 네트워크 품질을 만족하면서 에너지 절약이 가능한 energy-aware QoS 라우팅 방안을 제시하고 검토한다. 본 논문에서 시뮬레이션을 이용하여, 에너지 프로파일에 따라 IP 네트워크가 소모하는 에너지의 차이가 크며, 적절한 에너지 프로파일 모델을 개발한다면 에너지 절약이 가능함을 보여 준다. 또 IP 네트워크의 품질을 유지하면서 에너지 절약이 가능한 energy-aware QoS 라우팅 중 min_used_path(MP) heuristic을 이용한 방법이 네트워크의 노드 및 링크의 감소율이 다른 방법에 비해 우수하고, 에너지 절약 효과가 다른 방법에 비해 우수함을 분명히 한다. 따라서 결론적으로 본 논문에서는 energy-aware QoS 라우팅의 한 방법인 min_used_path(MP) heuristic을 적용하여 네트워크 품질 유지하면서 에너지를 절약 할 수 있음을 확인 하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.29-36
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• 2013

무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 수명은 배터리에 의해 제한되므로 에너지는 가장 중요한 고려사항이다. 기존의 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜들은 대부분 에너지 소비를 최소화하기 위해 최소 에너지 경로를 사용하는데, 이는 노드들 간의 잔류에너지를 불균등하게 만든다. 그 결과 에너지 효율적인 경로 상에 있는 노드들의 전원이 빠르게 고갈되고 네트워크에 참여할 수 없게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 노드들의 에너지 소모를 균등하게 만드는 기법들이 제안되고 있다. 무선 환경에서는 링크의 품질에 따른 재전송으로 불필요한 에너지 소모가 발생하는데 대부분의 기법들은 링크 에러율을 고려하지 않고 있다. 따라서, 본 논문에서는 잔여 에너지와 링크 에러율을 고려하여 균등한 에너지 소모를 가지는 클러스터 기반의 멀티 홉 라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 링크 에러율을 고려하기 때문에 불필요한 재전송에 따른 에너지 소비를 줄이고 트래픽도 골고루 분산시킨다. 시뮬레이션 결과 타 기법에 비해 제안하는 기법은 재전송 횟수가 감소하여 에너지 효율적이었고, 에너지 소모가 균등한 경로를 사용하여 모든 노드가 네트워크에 참여하는 기간이 연장되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권4호
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• pp.1-8
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• 2004

고속 저전력 디지털 시스템을 위해 클록 스큐를 최소화하고 동적 파워 소모를 줄이는 새로운 클록 분배 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 접힌 라인구조(FCL)과 위상 섞임 회로(phase blending circuit)을 이용하여 Zero-skew 특성을 갖는다. FCL에 적합한 라인 구조를 분석하기 위해, 마이크로 스트립과 코플라너 라인을 FCL형 클록 라인으로 분배되었다. 시뮬레이션 결과는 l0㎜ 떨어져 있는 두 리시버 사이의 최대 클록 스큐가 1㎓에서 10psec보다 적고 20㎜ 떨어져 있는 두 리시버 사이의 최대 클록 스큐는 1㎓에서 60 psec보다 작음을 보였다. 또한, 공정, 전압, 온도 변화에 무관하게 클록 신호들의 스큐가 변하지 않음을 알 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.88-95
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• 2007

Korea is highly dependent on foreign countries for energy while at the same time having a high energy-consumption industrial structure. Therefore, logical improvements in energy use efficiency and nationwide energy saving are becoming more and more important in coping with the worldwidehigh oil prices and environmental issues such as listed in the Kyoto Protocol to the United Nations Framework Convention on Climate Change. Consequently, a study was conducted on the average annual load factor in domestic areas to set a reasonable and reliable technology standard plan for high-efficiency transformers. The average annual load factor in Korea was discovered to be 18.4[%] classified by industry. This factor is expected to be used in arranging a domestic standard for a minimum efficiency system for transformers, and in reviewing and supplementing the standard transformers plan for the High Energy-Efficiency Appliance Certification. The expected effect from the establishment of the technology standards plan for highly efficient transformers is the expansion of the manufacturing and distribution of highly efficient transformers that are suitable for domestic use. These will lead to electricity cost savings for users, strengthening the related industries' market competitive powers and the effective reduction of greenhouse gases on a national level by drastically reducing loss from transformers, which accounts for a large portion of the total electric supply losses.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.333-338
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• 2008

본 논문에서는 유효한 DC 전압을 얻기 위해 요구되는 최소입력전압이 충분히 낮으면서도 소비전력이 기존의 정류기 보다 낮은 새로운 NMOS 전류미러형 브리지 정류기를 제안하였다. 설계된 정류기는 13.56 MHz의 HF (for ISO 18000-3)부터 915 MHz의 UHF (for ISO 18000-6) 및 2.45 GHz의 마이크로파 대역 (for ISO 18000-4)까지의 전 주파수 범위에 대해 RFID Transponder에 내장된 마이크로 칩을 구동하기에 충분히 높고 잘 정류된 직류전압을 공급할 수 있다. 제안된 NMOS 정류기의 출력특성은 고주파 등가회로를 이용하여 해석하였으며, 동작 주파수 종가에 따른 게이트 누설전류를 효과적으로 감소시킬 수 있는 회로적 방법을 이론적으로 제시하였다. 이러한 방법을 사용하여 설계된 NMOS 전류미러형 브리지 정류기는 3V 피크-투-피크 입력전압과 $45\;K{\Omega}$ 부하저항에서 $100\;{\mu}W$의 소비전력 특성과 2.13V의 DC 출력전압이 구해졌다. 제안된 NMOS 전류미러형 브리지 정류기는 기존의 정류기에 비해 UHF 및 마이크로파 대역에서도 안정적으로 동작하며, 보다 우수한 특성들을 보였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제38권3호
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• pp.171-179
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• 2013

Purpose: A simulator for the design and performance evaluation of a tractor with a hydro-mechanical transmission (HMT) was developed. Methods: The HMT consists of a hydro-static unit (HSU), a swash plate control system, and a planetary gear. It was modeled considering the input/output relationship of the torque and speed, and efficiency of HSU. Furthermore, a dynamic model of a tractor was developed considering the traction force, running resistance, and PTO (power take off) output power, and a tractor performance simulator was developed in the co-simulation environment of AMESim and MATLAB/Simulink. Results: The behaviors of the design parameters of the HMT tractor in the working and driving modes were investigated as follows; For the stepwise change of the drawbar load in the working mode, the tractor and engine speeds were maintained at the desired values by the engine torque and HSU stroke control. In the driving mode, the tractor followed the desired speed through the control of the engine torque and HSU stroke. In this case, the engine operated near the OOL (optimal operating line) for the minimum fuel consumption within the shift range of HMT. Conclusions: A simulator for the HMT tractor was developed. The simulations were conducted under two operation conditions. It was found that the tractor speed and the engine speed are maintained at the desired values through the control of the engine torque and the HSU stroke.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3253-3259
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• 2009

본 연구에서는 프로판이 주성분인 혼합냉매를 사용하여 프로세스의 온도를 $-20^{\circ}C$까지 낮추는 증기 재 압축을 활용한 냉동사이클에 대한 전산모사를 수행하였다. 냉매의 공급온도는 프로세스와의 온도차를 $10^{\circ}C$로 가정하여 $-30^{\circ}C$로 정하였다. 전산모사를 위한 열역학 모델식으로는 Peng-Robinson 상태방정식을 적용하였으며, 냉매 혼합물의 각 성분에 대한 순수성분의 온도에 따른 증기압을 잘 추산하기 위해서 새로운 Alpha function을 이용하였다. 한편, 냉매 혼합물의 각각의 이성분계 실험 데이터를 잘 추산하기 위한 혼합규칙으로는 van der Waals 혼합규칙을 사용하였다. 한편 전체공정의 전산모사를 위해서 Invensys사의 PRO/II with PROVISION 8.2를 활용하였으며, 압축기의 소요동력을 최소화시키기 위해서 2단 압축공정을 사용하였으며. 첫 번째 압축기 후단의 최적 압력은 6bar이며 이때 총 소요동력은 755.7kW임을 알 수 있었다.