초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 무선통신 기능을 갖는 소형/저전력 IoT 센서 디바이스의 동작수명 연장을 위한 네트워크 레벨 통신 및 RF 에너지 하베스팅 기술을 개발한다. 이를 위해 무선 채널을 통해 정보와 전력을 동시에 전송‘무선 정보 및 전력 동시전송 기법을 응용한다. 본 연구의 단계별 목표와 연구 내용은 다음과 같다. 1단계 연구를 통해 디바이스 레벨 에너지 하베스팅 기술 개발한다. 이를 통해 개별 IoT 센서 디바이스의 통신효율-생존성 극대화를 달성한다. 2단계 연구를 통해 중앙집중형 네트워크 레벨 에너지 하베스팅 기술을 개발

□ 연구개요
본 연구는 무선통신 기능을 갖는 소형/저전력 IoT 센서 디바이스의 동작수명 연장을 위한 네트워크 레벨 통신 및 RF 에너지 하베스팅 기술을 개발한다. 이를 위해 무선 채널을 통해 정보와 전력을 동시에 전송‘무선 정보 및 전력 동시전송 기법을 응용한다. 본 연구의 단계별 목표와 연구 내용은 다음과 같다. 1단계 연구를 통해 디바이스 레벨 에너지 하베스팅 기술 개발한다. 이를 통해 개별 IoT 센서 디바이스의 통신효율-생존성 극대화를 달성한다. 2단계 연구를 통해 중앙집중형 네트워크 레벨 에너지 하베스팅 기술을 개발하여 다수의 센서 디바이스로 구성되며 중앙 코디네이터가 존재하는 IoT 센서 네트워크에서 네트워크 자체의 통신효율-생존성을 극대화한다. 마지막 3단계 연구를 통해 분산형 네트워크 레벨 에너지 하베스팅 기술을 개발하며 다수의 센서 디바이스가 애드혹(Ad-Hoc) 방식으로 구성된 IoT 센서 네트워크의 생존성능을 향상시킨다.

□ 연구 목표대비 연구결과
당초 계획에 따라 연구를 진행하여 목표를 모두 달성하였다. 1차년도 개발목표를 위해 단일 IoT 센서 디바이스에서의 동적 자원 할당 알고리즘 개발 및 동작 검증을 위한 테스트 모듈 H/W 개발, 테스트 모듈을 이용한 안테나 스케줄링 알고리즘의 동작 검증, 에너지 하베스팅 효율과 전송용량(capacity)의 상관관계 연구, 2.4GHz 대역에서 N개의 수신 안테나를 갖는 센서 디바이스를 위한 안테나 스케줄링 기법 개발를 완료했다. 2차년도 목표를 위해 K개의 디바이스를 네트워크 레벨에서 제어하여 시스템 전체의 통신효율과 에너지 하베스팅 효율을 동시에 극대화하는 스케줄링 알고리즘 개발, 성능 검증을 위한 다중 노드 시스템 레벨 시뮬레이터 개, 성능 검증을 위한 SDR 에뮬레이터 개발을 완료했다. 3차년도 연구목표 달성을 위해 N개의 안테나를 장착한 K개의 디바이스가 무작위적으로 분포하는 IoT 센서 네트워크를 위한 최적 자원 스케줄링 기법 개발, 네트워크 전체를 파악하는 중앙 코디네이터가 없는 상황에서 가까운 디바이스간의 분산적 정보교환으로 네트워크 전체의 통신효율과 에너지 하베스팅 효율을 동시에 극대화하는 분산형 스케줄링 알고리즘 개발, 성능 검증을 위한 SDR 에뮬레이터 개발을 최종적으로 완료하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구를 통해 차세대 ICT 분야의 가장 중요한 기술인 IoT 시장의 확대에 주요 걸림돌로 지적되는 센서 노드의 제한된 배터리 용량 문제를 완화함으로써 IoT 센서 네트워크 실용화의 가능성을 한층 높일 수 있을 것으로 기대된다. 또한 네트워크 레벨에서의 통신-에너지 하베스팅 최적화 기술은 네트워크 구축과 운영 기법이 함께 융합되어야만 목표 성능을 달성할 수 있으므로, 본 연구를 통해 IoT 센서 네트워크 운영기술을 선제적으로 확보할 수 있으며 본 연구를 통해 개발된 RF 에너지 하베스팅 기술은 IoT 센서 뿐만 아니라 제한된 배터리 용량의 문제를 겪고 있는 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이론과 논문의 범주에 머물러 있는 RF에너지 하베스팅 관련 기술을 하드웨어 테스트베드와 SDR 플랫폼으로 현실화하여 실제적으로 얻을 수 있는 성능을 실측을 통해 검증함으로써 RF 에너지 하베스팅 분야의 연구 완성도를 한 단계 높일 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 13
• 대표적 연구실적 ... 15
• 끝페이지 ... 25