초록 ▼

■ 연구개요
본 과제의 연구 주제는 무선 통신 네트워크에서 정보/데이터 전송과 에너지/전력 전송이 가능한 에너지 하베스팅(energy harvesting, EH) 네트워크 시스템을 고려한다. 특히, 확률기하이론(stochastic geometry theory)을 기반으로 large-scale 네트워크 관점에서 전체 셀룰러 시스템 레벨에서 데이터/에너지 전송율 및 네트워크 수명(lifetime) 향상을 위한 기법을 제안하고, 이를 정보이론 관점에서 분석하여 전체 시스템 효율을 높이는 방안을 연구하는데 있다. 기존의 에너지 하베스

■ 연구개요
본 과제의 연구 주제는 무선 통신 네트워크에서 정보/데이터 전송과 에너지/전력 전송이 가능한 에너지 하베스팅(energy harvesting, EH) 네트워크 시스템을 고려한다. 특히, 확률기하이론(stochastic geometry theory)을 기반으로 large-scale 네트워크 관점에서 전체 셀룰러 시스템 레벨에서 데이터/에너지 전송율 및 네트워크 수명(lifetime) 향상을 위한 기법을 제안하고, 이를 정보이론 관점에서 분석하여 전체 시스템 효율을 높이는 방안을 연구하는데 있다. 기존의 에너지 하베스팅 네트워크에 관한 연구가 송신단과 수신단 사이의 정보/에너지 전송 효율 및 상관관계에 주로 많은 연구가 이루어졌다면, 본 연구에서는 릴레이(relay)를 활용하여 에너지 하베스팅 네트워크 설계 및 활용에 중점을 두고 전체 네트워크의 채널용량, 에너지 전송율, 시스템 수명 등의 성능을 최적화하는 것을 목표로 한다. 최종적으로 향후 미래형 에너지 하베스팅 네트워크에 활용될 수 있는 요소기술을 개발하여 차세대 통신 원천기술을 연구하고 주요 결과를 SCI 논문지에 연구 결과를 게재하였다.

■ 연구 목표대비 연구결과
본 과제는 3년간 연차별로 주제를 설정하여 진행하였으며 각 세부 연구 목표에 연관된 주제를 심사 중 논문 포함 총 7편의 논문에 걸쳐 연구 결과를 발표하여 당초 목표로 하였던 연구 결과를 충족하였다. 연차별 주요 연구 목표는 아래와 같다.
1차년도 : Large-scale 릴레이 통신 기반 에너지 하베스팅 통신시스템 기초요소 모델링 / 릴레이 통신 기반 에너지 하베스팅 네트워크내 간섭 영향성 기초 연구 / 에너지 하베스팅 릴레이 활용 설계
2차년도 : 릴레이를 활용하는 멀티홉/협동통신 에너지 하베스팅 네트워크 성능 향상을 위한 알고리즘 개발 및 성능 분석 / 부정확한 채널 정보 영향성 평가 /이론적인 성능분석의 검증을 위한 시스템레벨 시뮬레이터 구축 및 실제 성능 분석
3차년도 : SISO/MIMO 릴레이-스몰셀 에너지 하베스팅 네트워크 시스템에서 다수의 스몰셀 환경에 따는 영향성 분석 / 송·수신단 및 릴레이에 다중안테나 시스템을 활용하여 최적의 TS 및 PS 모드 동작 알고리즘 개발 / 송신단에서 채널 정보 및 기기 위치 정보를 활용하여 릴레이-스몰셀 에너지 하베스팅 네트워크에 적합한 ID/EH 기기 연결 기술 개발

■ 연구개발결과의 중요성
□ 학문적 중요성
- 에너지 하베스팅 릴레이 네트워크 설계 및 분석에 필수적인 다양한 통신시스템 채널 및 환경을 모델링하고 이를 시뮬레이션을 통하여 성능을 검증
- 다수의 SCI 논문을 게재하여 정부지원 연구 결과물을 발표함으로써 연구 성과 확산
- 5G 통신에 요소기술을 설계 분석하여 후속 연구에 활용 가능한 연구 개발
□ 사회적 중요성
- 정부지원 과제를 통하여 3년간 다수의 학생들을 학업을 지원하여, 시대적으로 어려운 대학생들에게 최신 연구 수행 경험 제공
- 해당 연구 후 대학원 진학, 산업/연구계에 종사함으로서 국내 연구 인력 양성에 일조

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가) 에너지 하베스팅 네트워크 ... 4
• 나) SWIPT(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer) ... 4
• 다) Large-scale 무선 네트워크 및 릴레이 네트워크 ... 5
• 라) 연차별 연구목표 및 범위 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 가) 중계 통신에서 에너지하베스팅 전송 최적화 ... 7
• 나) 부정확한 채널 환경 분석 및 양방향 네트워크 성능 분석 ... 8
• 다) MIMO 릴레이 및 다수 사용자 환경에서 타 셀 및 사용자 간섭(interference) ... 8
• 라) 에너지 하베스팅을 위한 MIMO 릴레이 프로토콜 설계 및 시뮬레이션 검증 ... 10
• 마) 채널 정보가 부정확한 환경에서 중계 통신 환경에서 물리 계층 보안성 분석 ... 10
• 바) 다중 릴레이 환경에서 네트워크 성능 향상을 위한 연구 ... 11
• 사) 다양한 채널 환경 분석을 위한 Nakagami-m 채널에서 채널 추정 오류 영향성 분석 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 가) 학문적 중요성 ... 12
• 나) 사회적 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 대표적 연구실적 ... 16
• 끝페이지 ... 30