KR102340017B1 - Scheduling system and method for wireless transmission of power and data - Google Patents
Scheduling system and method for wireless transmission of power and data Download PDFInfo
- Publication number
- KR102340017B1 KR102340017B1 KR1020200049111A KR20200049111A KR102340017B1 KR 102340017 B1 KR102340017 B1 KR 102340017B1 KR 1020200049111 A KR1020200049111 A KR 1020200049111A KR 20200049111 A KR20200049111 A KR 20200049111A KR 102340017 B1 KR102340017 B1 KR 102340017B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transmitting end
- receiving end
- receiving
- transmitting
- power transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W72/00—Local resource management
- H04W72/04—Wireless resource allocation
- H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
- H04W72/0473—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being transmission power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
- H04W52/02—Power saving arrangements
- H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
- H04W52/0225—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal
- H04W52/0241—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal where no transmission is received, e.g. out of range of the transmitter
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W72/00—Local resource management
- H04W72/12—Wireless traffic scheduling
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/04—Scheduled access
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W84/00—Network topologies
- H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
- H04W84/20—Leader-follower arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
본 발명은 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 스케줄링 시스템은 전력을 전송하고, 데이터를 송수신하는 송신단 및 송신단으로부터 마스터 비콘(master beacon, MB)를 수신하면 송신단 및 다른 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하고, 복수의 채널을 이용하여 할당된 슬롯에 따라 송신단 및 다른 수신단과의 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하는 복수의 수신단을 포함한다.The present invention discloses a scheduling system and method for wireless transmission of power and data. The scheduling system of the present invention transmits power and allocates a slot within a contention free period (CFP) period by exchanging information with a transmitting end and receiving a master beacon (MB) from a transmitting end that transmits and receives data and a master beacon (MB) from the transmitting end and a plurality of receivers performing wireless power transmission and wireless data transmission/reception with a transmitter and another receiver according to slots allocated using a plurality of channels.
Description
본 발명은 무선 전송의 스케줄링 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 채널을 이용하여 전력 및 데이터를 동시에 전송하기 위해 최적의 자원할당을 하는 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a scheduling technology for wireless transmission, and more particularly, to a scheduling system and method for wireless transmission of power and data for optimal resource allocation in order to simultaneously transmit power and data using a plurality of channels. it's about
사물인터넷(Internet of Things, IoT)이 주변 환경의 모니터링 및 제어를 위해 다양한 분야로 보편화되고, 대규모로 확장됨에 따라 수많은 센서 디바이스가 도처에 사용되고 있으며, 전력 공급 측면에서 상시 전원 및 배터리 이외의 다른 수명 연장 방법의 필요성이 증가하게 되었다. As the Internet of Things (IoT) is widespread and massively expanded in various fields for monitoring and controlling the surrounding environment, numerous sensor devices are being used everywhere, and in terms of power supply, lifespan other than constant power and batteries The need for an extension method has increased.
최근, 전원 및 배터리 이외의 다른 수명 연장 방법의 방법으로 무선충전기술이 접목되고 있다. 특히 무선충전기술의 방식 중 이동형 디바이스 또는 원거리 IoT 디바이스의 무선충전을 위하여 RF(Radio Frequency)를 이용한 충전기술이 연구되고 있다. 그러나, RF를 이용한 무선 충전기술은 전송효율이 매우 약하여 이를 극복하기 위하여 특정 위치로 전력을 빔포밍(beamforming)하는 기술을 적용하는 방법이 연구 중이다. Recently, wireless charging technology has been grafted as a method of extending the lifespan other than power and battery. In particular, among the methods of wireless charging technology, a charging technology using RF (Radio Frequency) for wireless charging of a mobile device or a remote IoT device is being studied. However, the wireless charging technology using RF has very weak transmission efficiency, so to overcome this, a method of applying a technology of beamforming power to a specific location is being studied.
고효율의 RF 무선전력전송을 위하여 특정 위치로 전력을 빔포밍하는 기술의 핵심은 전력을 원하는 위치로 정확히 포밍(forming)하여 송신하는 것이다. 따라서, 수신단 특정 위치로 전력을 빔포밍하기 위해서는 전력을 보내는 송신단이 수신단의 위치를 알아야 한다. 수신단은 자신의 위치를 전력 송신단 알려주기 위하여 특정 데이터 신호를 보내어 송신단으로 하여금 위치를 인식하게 한다. 이러한 빔포밍을 위한 기존의 스케줄링 방식은 시간을 타임 슬롯으로 나누어 각 구간별로 전력 혹은 데이터의 송/수신을 이용하는 방식의 스케줄링 방식이 사용되어왔다. The key to beamforming power to a specific location for high-efficiency RF wireless power transmission is to precisely form and transmit power to a desired location. Therefore, in order to beamform power to a specific position of the receiving end, the transmitting end that transmits power needs to know the location of the receiving end. The receiver sends a specific data signal to inform the power transmitter of its location so that the transmitter recognizes the location. In the conventional scheduling method for such beamforming, a scheduling method of dividing time into time slots and using power or data transmission/reception for each section has been used.
기존의 빔포밍 방식은 단일 수신 디바이스에 전력을 송신하는 구조로 제안되거나, 송신단에서 스케줄링 기법 없이 전력을 송신하고 최적의 전력이 수신되었을 시 수신단이 그 정보를 송신단에 알려주는 방식으로 전력을 송신하였다. 이러한 방식은 다수의 수신 단말기가 존재할 때 비효율적일 뿐 아니라 채널 자원을 낭비하게 된다.The existing beamforming method is proposed as a structure for transmitting power to a single receiving device, or the transmitting end transmits power without a scheduling technique, and when the optimal power is received, the receiving end transmits power in a manner that informs the transmitting end of the information. . This method is inefficient and wastes channel resources when a plurality of receiving terminals exist.
또한, 기존의 스케줄링 방식은 단일 채널을 사용함으로써, 단일구간 동안 1개의 수신단만이 전력 혹은 데이터의 송수신이 가능하다. 이러한 스케줄링 방식은 수신단 디바이스 간의 통신 환경을 고려하지 못하였을 뿐 아니라 데이터 송수신 및 전력 송수신의 효율을 매우 낮아지게 하는 문제점이 있다.In addition, since the conventional scheduling method uses a single channel, only one receiving end can transmit/receive power or data during a single period. Such a scheduling method not only fails to consider the communication environment between devices at the receiving end, but also has a problem in that the efficiency of data transmission/reception and power transmission/reception is very low.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전력 및 데이터를 동시에 무선 전송이 가능하도록 효율적인 자원할당을 하는 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a scheduling system and method for wirelessly transmitting power and data, which efficiently allocates resources to enable simultaneous wireless transmission of power and data.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 안정적으로 전력 전송 품질을 유지하는 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a scheduling system and method for wirelessly transmitting power and data stably maintaining power transmission quality.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 수신단의 에너지 레벨을 반영하여 전력을 전송하는 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a scheduling system and method for wirelessly transmitting power and data for transmitting power by reflecting the energy level of a receiving end.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 시스템은 전력을 전송하고, 데이터를 송수신하는 송신단 및 상기 송신단으로부터 마스터 비콘(master beacon, MB)를 수신하면 상기 송신단 및 다른 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하고, 복수의 채널을 이용하여 상기 할당된 슬롯에 따라 상기 송신단 및 상기 다른 수신단과의 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하는 복수의 수신단을 포함한다.In order to achieve the above object, the scheduling system for wirelessly transmitting power and data according to the present invention transmits power and transmits data and receives a master beacon (MB) from the transmitting end and the transmitting end, the transmitting end and Allocating a slot within a contention free period (CFP) period by exchanging information with another receiving end, and performing wireless power transmission and wireless data transmission/reception with the transmitting end and the other receiving end according to the allocated slots using a plurality of channels It includes a plurality of receiving ends.
또한 기 설정된 시간 이상으로 상기 송신단 및 상기 복수의 수신단 사이에 통신이 이루어지지 않으면 상기 송신단 및 상기 복수의 수신단을 슬립모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.In addition, when communication is not made between the transmitter and the plurality of receivers for more than a preset time, the transmitter and the plurality of receivers are switched to a sleep mode.
본 발명에 따른 송신단은 복수의 수신단과 통신을 수행하는 송신단 통신부 및 상기 복수의 수신단으로 MB(master beacon)를 전송시키고, 각 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하며, 복수의 채널을 이용하여 상기 할당된 슬롯에 따라 상기 복수의 수신단 중 적어도 하나와 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하도록 제어하는 송신단 제어부를 포함한다.A transmitting end according to the present invention transmits a MB (master beacon) to a transmitting end communication unit that communicates with a plurality of receiving ends and the plurality of receiving ends, and allocates a slot within a CFP (contention free period) period by exchanging information with each receiving end, , using a plurality of channels, and a transmitter controller for controlling to perform wireless power transmission and wireless data transmission/reception with at least one of the plurality of receivers according to the assigned slot.
또한 상기 송신단 제어부는, 상기 슬롯을 할당할 때, 상기 무선 전력 전송을 위한 예비 채널을 더 할당하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmitting end control unit, when allocating the slot, characterized in that it further allocates a spare channel for the wireless power transmission.
또한 상기 송신단 제어부는, 상기 무선 전력 전송을 진행하는 중에 무선 전력 전송의 품질이 기 설정된 기준보다 저하되면 주파수 대역을 상기 예비 채널로 변경하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the quality of wireless power transmission is lower than a preset standard while the wireless power transmission is in progress, the transmitting end controller changes the frequency band to the spare channel.
또한 상기 송신단 제어부는, 상기 슬롯을 할당할 때, 각 수신단의 에너지 레벨 상태를 기준으로 상기 무선 전력 전송의 순서를 결정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmitting end control unit, when allocating the slot, characterized in that for determining the order of the wireless power transmission based on the energy level state of each receiving end.
또한 상기 송신단 제어부는, 상기 무선 전력 전송 및 상기 무선 데이터 송수신이 동시에 수행되면 서로 다른 채널을 이용하는 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the wireless power transmission and the wireless data transmission/reception are simultaneously performed, the transmitter control unit performs communication using different channels.
또한 상기 송신단 제어부는, 상기 복수의 수신단 중 어느 하나로부터 해당 수신단의 위상정보를 포함하는 PB(position beacon)을 수신하면 해당 수신단의 위치를 추정하고, 상기 추정된 위치로 전력을 빔포밍하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmitting end control unit, upon receiving a PB (position beacon) including phase information of the corresponding receiving end from any one of the plurality of receiving end, estimates the position of the receiving end, and beamforming power to the estimated position do it with
본 발명에 따른 수신단은 송신단 및 적어도 하나의 다른 수신단과 통신을 수행하는 수신단 통신부 및 상기 송신단으로부터 MB(master beacon)를 수신하면 상기 송신단 및 상기 다른 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하고, 복수의 채널을 이용하여 상기 할당된 슬롯에 따라 상기 송신단 및 상기 다른 수신단과의 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하는 수신단 제어부를 포함한다.The receiving end according to the present invention includes a receiving end communication unit that communicates with a transmitting end and at least one other receiving end, and when receiving an MB (master beacon) from the transmitting end, exchanges information with the transmitting end and the other receiving end in a contention free period (CFP) period and a receiving end control unit for allocating a slot within the system and performing wireless power transmission and wireless data transmission/reception with the transmitting end and the other receiving end according to the allocated slots using a plurality of channels.
본 발명에 따른 멀티슈퍼프레임은 송신단과 동일한 네트워크 내에 위치한 복수의 수신단으로 전송되는 비콘 신호이고, 네트워크 동기 정보를 포함하는 MB(master beacon), 상기 MB의 전송 이후, 네트워크 형성을 위한 슬롯을 할당하는 CAP(contention access period) 구간 및 복수의 채널을 이용하여 상기 CAP 구간에서 할당된 슬롯에 따라 상기 송신단과 상기 복수의 수신단이 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하는 CFP(contention free period) 구간를 포함한다.A multi-superframe according to the present invention is a beacon signal transmitted to a plurality of receiving ends located in the same network as a transmitting end, and a master beacon (MB) including network synchronization information, after transmitting the MB, a slot for network formation is allocated. It includes a contention access period (CAP) period and a contention free period (CFP) period in which the transmitter and the plurality of receivers perform wireless power transmission and wireless data transmission and reception according to slots allocated in the CAP period using a plurality of channels. .
또한 상기 CFP 구간은, 복수의 슈퍼프레임을 포함하고, 상기 복수의 슈퍼프레임의 첫 번째 슈퍼프레임을 7개의 슬롯으로 구성하며, 상기 첫 번째 슈퍼프레임 이후부터 15개의 슬롯으로 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the CFP section includes a plurality of superframes, a first superframe of the plurality of superframes consists of 7 slots, and 15 slots after the first superframe are characterized.
본 발명에 따른 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 방법은 송신단이 복수의 수신단으로 마스터 비콘(master beacon, MB)를 전송하는 단계, 상기 송신단이 각 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하는 단계 및 상기 송신단이 복수의 채널을 이용하여 상기 할당된 CFP 슬롯에 따라 상기 복수의 수신단 중 적어도 하나와 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하는 단계를 포함한다.A scheduling method for wireless transmission of power and data according to the present invention comprises the steps of: a transmitting end transmitting a master beacon (MB) to a plurality of receiving ends; the transmitting end exchanging information with each receiving end ) allocating a slot within the interval and performing, by the transmitter, wireless power transmission and wireless data transmission/reception with at least one of the plurality of receivers according to the allocated CFP slot using a plurality of channels.
본 발명에 따른 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 방법은 수신단이 송신단으로부터 MB(master beacon)를 수신하는 단계, 상기 수신단이 상기 송신단 및 적어도 하나의 다른 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하는 단계 및 상기 수신단이 복수의 채널을 이용하여 상기 할당된 슬롯에 따라 상기 송신단 및 상기 다른 수신단과의 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하는 단계를 포함한다.A scheduling method for wireless transmission of power and data according to the present invention comprises the steps of: a receiving end receiving a master beacon (MB) from a transmitting end; period) allocating a slot within the interval and performing, by the receiving end, wireless power transmission and wireless data transmission/reception with the transmitting end and the other receiving end according to the allocated slots using a plurality of channels.
본 발명의 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 시스템 및 방법은 복수의 채널을 이용하여 하나의 수신단에 전력 송수신을 하면서 전력 송수신에 간섭 없이 다른 수신단들과 데이터 송수신을 할 수 있다.The scheduling system and method for wireless power and data transmission of the present invention can transmit and receive power to one receiving end using a plurality of channels while transmitting/receiving data with other receiving ends without interference in power transmission/reception.
또한 복수의 채널 중 전력 송수신을 위한 예비 채널을 설정하여 현재 전력 송수신하는 채널의 전력 전송에 대한 품질이 저하되면 예비 채널로 주파수 대역을 옮겨 전력 전송의 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, when a power transmission quality of a current power transmission/reception channel is deteriorated by setting a spare channel for power transmission/reception among a plurality of channels, a frequency band may be moved to the spare channel to increase power transmission efficiency.
또한 수신단의 에너지 레벨을 반영하여 먼저 전력이 필요한 수신단부터 순서대로 전력을 전송할 수 있다.In addition, by reflecting the energy level of the receiving end, power may be transmitted sequentially from the receiving end requiring power first.
또한 시스템이 사용되지 않는 동안 슬립모드(sleep-mode)로 변환되어 저전력 네트워크를 형성할 수 있다.It can also be put into sleep-mode while the system is not in use to form a low-power network.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송신단을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수신단을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MB를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CAP 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 CFP 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 송신단과 수신단 사이에 메쉬 토폴로지 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전력 전송의 우선순위를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 송신단에서의 스케줄링 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 수신단에서의 스케줄링 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a configuration diagram for explaining a scheduling system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a transmitter according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a receiving end according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining the structure of a superframe according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining an MB according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining a CAP section according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining a CFP section according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram for explaining mesh topology communication between a transmitting end and a receiving end according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram for explaining the priority of power transmission according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram for explaining a scheduling method at a transmitter according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram for explaining a scheduling method at a receiving end according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function is obvious to those skilled in the art or may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.1 is a configuration diagram for explaining a scheduling system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 스케줄링 시스템(300)은 전력 및 데이터를 동시에 무선 전송이 가능하도록 효율적인 자원할당을 한다. 이를 통해 스케줄링 시스템(300)은 안정적으로 전력 전송 품질을 유지하며, 수신단의 에너지 레벨을 반영하여 전력을 전송함으로써, 전력이 필요한 수신단부터 우선적으로 전력 전송을 한다. 스케줄링 시스템(300)은 송신단(100) 및 수신단(200)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the
송신단(100)은 마스터(master)의 역할을 수행하고, 복수의 채널을 이용하여 수신단(200)에 전력을 무선 전송함과 동시에 복수의 수신단 간에 데이터를 무선 송수신한다. 이때 송신단(100)은 전력을 수신하는 수신단의 변화하는 위상을 계산하여 수신단의 위치를 파악하고, 파악된 위치로 전력을 집중적으로 전송할 수 있다. 또한 송신단(100)은 전력 전송의 품질이 저하되면 주파수 대역을 옮겨 전력 전송의 효율을 증가시킬 수 있다. 송신단(100)은 기지국일 수 있다.The
수신단(200)은 슬레이브(slave)의 역할을 수행하고, 송신단(100)으로부터 전력 또는 데이터를 수신하고, 송신단(100)으로 데이터를 전송한다. 여기서 수신단(200)은 복수개를 포함하고, 복수의 수신단(200a, 200b, 200c)은 기 설정된 스케줄에 따라 송신단(100)과의 통신을 수행할 수 있다. 수신단(200)은 센서 노드에 해당되면 다양한 전자제품(예를 들어 스마트폰, 데스크톱, 랩톱, 태블릿 PC, 핸드헬드 PC, IoT 제품 등)일 수 있다.The receiving
한편 스케줄링 시스템(300)은 송신단(100) 및 복수의 수신단(200a, 200b, 200c) 사이에 통신망(350)을 구축하여 서로 간의 통신을 이루어지게 한다. 통신망(350)은 지그비(zigbee), 블루투스(bluetooth), Wireless LAN(IEEE 802.11b, IEEE 802.11a, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n), Wireless Hart(ISO/IEC62591-1), ISA100.11a(ISO/IEC 62734) 등과 같은 근거리 통신망일 수 있다.Meanwhile, the
여기서 스케줄링 시스템(300)은 기 설정된 시간 이상으로 송신단(100) 및 복수의 수신단(200a, 200b, 200c) 사이에 통신이 이루어지지 않으면 송신단(100) 및 복수의 수신단(200a, 200b, 200c)을 슬립모드로 전환하여 저전력 네트워크를 형성할 수 있다. 기 설정된 시간은 10분 내지 30분일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.Here, if the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송신단을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 송신단(100)은 송신단 통신부(110) 및 송신단 제어부(130)를 포함하고, 송신단 저장부(150)를 더 포함한다.1 and 2 , the transmitting
송신단 통신부(110)는 복수의 수신단(200a, 200b, 200c)과 통신을 수행한다. 송신단 통신부(110)는 전력을 전송하고, 데이터를 송수신한다. 여기서 송신단 통신부(110)는 복수의 채널을 지원하기 위한 복수의 안테나를 포함하고, 전력을 전송하는 안테나와, 데이터를 송수신하는 안테나를 개별적으로 포함할 수 있다.The transmitting
송신단 제어부(130)는 송신단(100)의 전력 전송 및 데이터 송수신에 대한 전반적인 제어를 수행한다. 송신단 제어부(130)는 송신단 통신부(110)를 통해 복수의 수신단(200a, 200b, 200c)으로 MB(master beacon)를 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전송시킨다. 여기서 MB는 송신단(100)과의 통신을 수행 여부를 확인하기 위한 비콘 신호로써, 송신단(100)과 동일한 네트워크 내에 위치한 복수의 수신단(200a, 200b, 200c)에게 네트워크 동기 정보를 제공하는 역할을 한다. The
송신단 제어부(130)는 MB에 대한 응답 신호를 전송한 각 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하여 스케줄링한다. 송신단 제어부(130)는 송신단(100) 및 각 수신단(200)의 상태에 맞도록 슬롯을 할당하고, 무선 전력 전송을 위한 슬롯, 무선 데이터 송수신을 위한 슬롯을 할당한다. 이때 송신단 제어부(130)는 무선 전력 전송을 위한 예비 채널을 더 할당함으로써, 전력 전송의 품질이 기 설정된 기준보다 저하될 경우, 주파수 대역을 예비 채널로 변경하여 전력 전송이 이루어지도록 하는 채널 적응(channel-adaptation)을 수행할 수 있다. 이를 통해 송신단 제어부(130)는 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 송신단 제어부(130)는 각 수신단(200)의 에너지 레벨 상태를 기준으로 전력 전송의 순서를 결정하여 슬롯을 할당할 수 있다.The transmitting
송신단 제어부(130)는 스케줄링된 결과를 기반으로 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하도록 제어한다. 즉 송신단 제어부(130)는 복수의 채널을 이용하여 할당된 슬롯에 따라 복수의 수신단(200a, 200b, 200c) 중 적어도 하나와 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하도록 제어한다. 여기서 송신단 제어부(130)는 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신이 동시에 수행되면 서로 다른 채널을 이용하여 통신을 수행함으로써, 서로 간의 간섭이 발생되지 않도록 한다. 특히 송신단 제어부(130)는 복수의 수신단(200a, 200b, 200c) 중 어느 하나로부터 해당 수신단의 위상정보를 포함하는 PB(position beacon)을 수신하면 해당 수신단의 위치를 추정하고, 추정된 위치로 전력을 빔포밍하여 전송시킬 수 있다.The
송신단 저장부(150)는 송신단(100)이 동작하기 위한 알고리즘, 프로그램 및 어플리케이션 중 적어도 하나가 저장된다. 송신단 저장부(150)는 송신단 통신부(110)로부터 수신된 정보가 저장되고, 송신단 제어부(130)로부터 산출된 정보 및 결과가 저장된다. 송신단 저장부(150)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다. The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수신단을 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a receiving end according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 3을 참조하면, 수신단(200)은 수신단 통신부(210) 및 수신단 제어부(230)를 포함하고, 수신단 저장부(250)를 더 포함한다.1 and 3 , the receiving
수신단 통신부(210)는 송신단(100) 및 적어도 하나의 다른 수신단과 통신을 수행한다. 수신단 통신부(210)는 전력을 수신하고, 데이터를 송수신한다. 여기서 수신단 통신부(210)는 전력을 전송하는 안테나와, 데이터를 송수신하는 안테나를 개별적으로 포함할 수 있다.The receiving
수신단 제어부(230)는 수신단(200)의 전력 수신 및 데이터 송수신에 대한 전반적인 제어를 수행한다. 수신단 제어부(230)는 수신단 통신부(210)를 통해 송신단(100)으로부터 MB를 수신하면 송신단 및 다른 수신단과의 정보 교환으로 CFP 구간 내의 슬롯을 할당하여 스케줄링한다. 수신단 제어부(230)는 송신단(100) 및 다른 수신단의 상태에 맞도록 슬롯을 할당하고, 무선 전력 전송을 위한 슬롯, 무선 데이터 송수신을 위한 슬롯을 할당한다. 이때 수신단 제어부(230)는 무선 전력 전송을 위한 예비 채널을 더 할당함으로써, 전력 전송의 품질이 기 설정된 기준보다 저하될 경우, 주파수 대역을 예비 채널로 변경하여 전력 전송이 이루어지도록 하는 채널 적응을 수행할 수 있다. 또한 수신단 제어부(230)는 다른 수신단의 에너지 레벨 상태를 비교하여 전력이 필요한 순서에 따라 전력 전송의 순서를 결정할 수 있다.The receiving
수신단 제어부(230)는 스케줄링된 결과를 기반으로 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하도록 제어한다. 여기서 수신단 제어부(230)는 송신단(100)으로부터 전력 전송을 요청하는 경우, 수신단(200)의 위상 정보가 포함된 PB를 송신단(100)에 전송하여 송신단(100)으로부터 전력을 전송받을 수 있다.The receiving
수신단 저장부(250)는 수신단(200)이 동작하기 위한 알고리즘, 프로그램 및 어플리케이션 중 적어도 하나가 저장된다. 수신단 저장부(250)는 수신단 통신부(210)로부터 수신된 정보가 저장되고, 수신단 제어부(130)로부터 산출된 정보 및 결과가 저장된다. 수신단 저장부(150)는 플래시 메모리 타입, 하드디스크 타입, 미디어 카드 마이크로 타입, 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램, SRAM, 롬, EEPROM, PROM, 자기메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다. The receiving
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining the structure of a superframe according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 4를 참조하면, 슈퍼프레임의 구조는 MB(410), CAP 구간(430) 및 CFP 구간(450)를 포함한다. 여기서 슈퍼프레임은 CAP 구간(430)을 축소하는 구조로써, 한 번의 멀티슈퍼프레임(470) 동안 한 번의 CAP 구간(430)을 포함한다.1 and 4 , the structure of a superframe includes an
MB(410)는 송신단(100)에서 수신단(200)으로 전송되는 비콘으로써, 송신단(100)과 동일한 네트워크 내에 위치한 수신단(200)에게 네트워크 동기 정보를 제공하는 역할을 한다. MB(410)는 고정 채널 정보 및 네트워크 구조 정보를 포함한다. 여기서 고정 채널 정보는 CAP 구간 동안 사용될 공통 채널(common channel) 번호를 포함하고, 네트워크 구조 정보는 하나의 비콘인터벌(beaconinterval)(490) 동안 멀티슈퍼프레임(multi-superframe)(470) 개수, 슬롯(slot) 당 시간을 산출할 수 있는 상수 값인 SO, MO, BO의 정보를 포함한다.The
CAP 구간(430)은 MB(410)의 전송 이후에 네트워크 형성을 하는 구간으로써, 반송파 감지 다중접속(carrier sense multiple access, CSMA) 통신 방식과 동일한 공통 채널을 사용하여 통신한다. 수신단(200)은 송신단(100)에게 현재 자신이 요청하고자 하는 슬롯 정보를 담은 sub-SAB를 포함한 참여 요청 메시지(join request)를 전송하여 네트워크에 참여한다. 송신단(100)은 수신단(200)으로부터 참여 요청 메시지를 수신하고, 자신의 슬롯 할당 정보를 확인한 후, 해당 수신단에 할당 가능한 슬롯 정보를 다시 응답 메시지(respond)에 담아 해당 수신단으로 전송한다. 응답 메시지를 수신한 수신단은 주변에 자신이 할당받은 슬롯 정보를 브로드캐스팅하여 슬롯 할당 충돌을 미연에 방지한다. 여기서 전력 수신을 요청하는 수신단의 경우, 참여 요청 메시지에 전력 전송을 요청하는 정보인 충전 알림(charging inform)을 포함하여 전송한다. 참여 요청 메시지를 받은 송신단(100)은 전력 전송이 비어있는 슈퍼프레임(455)에 해당 수신단을 할당한 후, 할당된 슈퍼프레임에서 전력 전송을 위한 슬롯과 예비 슬롯을 할당하는 정보를 응답 메시지에 담아 해당 수신단으로 전송한다. 이때 해당 수신단은 충전과 관련된 응답 메시지에 본인이 필요로 하는 전력의 양, 전력을 받고자하는 시간에 따른 슬롯 개수 및 전력을 받고자하는 CFP 구간(450)의 번호를 포함시킨다. 이와 같이 CAP 구간은 상술된 과정을 반복하여 네트워크 형성을 완료한다.The
CFP 구간(450)은 적어도 하나의 슈퍼프레임(455)를 포함하고, 바람직하게는 복수의 슈퍼프레임(455)를 포함한다. CFP 구간(450)은 멀티슈퍼프레임(470)에서 첫 번째 슈퍼프레임(CAP 구간과 연결된 슈퍼프레임)을 7개의 슬롯으로 구성하고, 첫 번째 슈퍼프레임 이후부터 15개의 슬롯으로 구성한다. CFP 구간(450)은 총 16개의 채널을 구성하고 있으며, 각 채널을 15개의 타임 슬롯(time slot)으로 나눔으로써, 각 슬롯 마다 통신 또는 전력 송수신을 수행할 노드들이 할당된다. 여기서 전력 전송을 위한 채널은 CAP 구간 동안 결정되고, 예비 채널을 설정함으로써, 전력 송수신의 품질이 기 설정된 기준보다 저하될 경우 예비 채널로 전력을 송수신하는 채널 적응(channel-adaptation)을 지원하여 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.The
한편 PB는 전력을 수신하고자 하는 수신단의 위치를 알리는 위상정보가 포함된다. 즉 송신단(100)은 PB의 정보를 수신하고, 각각의 송신 안테나로부터 입사되는 신호의 위상을 추출하거나, 위치인식 알고리짐(예를 들어 MUSIC 알고리즘 등)을 수행하여 전력을 빔포밍할 수신단의 위치를 추정한다. 여기서 전력 전송을 위한 P_TX, P_RX 시간(즉 할당된 슬롯의 개수)는 CAP 구간(430) 동안 결정된다.On the other hand, the PB includes phase information indicating the location of the receiving end to receive power. That is, the transmitting
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MB를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CAP 구간을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 CFP 구간을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining an MB according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram for explaining a CAP interval according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a CFP interval according to an embodiment of the present invention It is a drawing for explanation.
도 1 및 도 5 내지 도 7을 참조하면, 스케줄링 시스템(300)은 메쉬 토폴로지(mesh-topology) 통신 구조를 가지고, 하나의 송신단(100)과 n(n은 자연수)개의 수신단(200)으로 구성된다. 여기서 송신단(100)과 수신단(200) 각각은 마스터와 슬레이브의 역할을 수행한다. 송신단(100)은 빔포밍할 수 있도록 복수의 배열 안테나로 구성되고, 상시 전원이 연결되어있는 장치일 수 있다. 수신단(200)은 센서, 스마트폰, 웨어러블 디바이스 등을 포함하는 다양한 장치일 수 있다.1 and 5 to 7 , the
송신단(100)은 동기화를 위한 MB를 주변에 인접한 수신단(200)로 전송한다. 수신단(200)은 수신된 MB를 통해 네트워크에 동기화하고, 공통 채널 및 슈퍼프레임의 구조를 확인한다(도 5).The transmitting
각각의 수신단(200a, 200b, 200c, 200d)은 송신단(100)을 포함한 다른 수신단들과 CSMA 통신 방식을 이용하여 CFP 구간의 슬롯 할당을 위한 정보를 교환한다. 이때 전력 전송을 위한 슬롯 할당은 송신단(100)만을 통해 요청될 수 있다. 또한 송신단(100)은 전력을 전송하지 않는 슬롯에서 통신을 위한 슬롯을 할당하여 수신단(200)과의 데이터 송수신을 요청할 수 있다(도 6).Each of the receiving ends 200a, 200b, 200c, and 200d exchanges information for slot allocation of the CFP section with other receiving ends including the transmitting
각각의 수신단(200a, 200b, 200c, 200d)은 자신이 할당된 슬롯에서 데이터를 교환할 수 있으며, 전력 전송을 요청한 수신단은 송신단(100)으로 PB를 전송한다. 송신단(100)은 수신된 PB에 포함된 위상정보를 이용하여 해당 수신단의 위치를 추정하고, 해당 위치로 빔포밍하여 집중적으로 전력을 전송한다. 이때 집중적으로 전력을 수신하는 수신단에 인접한 수신단은 자신이 비할당된 슬롯 구간에서 채널을 전력 전송을 위한 채널로 설정하여 약한 전력을 수신할 수 있다. 한편 송신단(100)은 전력을 송신하지 않을 경우, 할당된 슬롯을 통해 데이터를 송수신할 수 있다(도 7).Each of the
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 송신단과 수신단 사이에 메쉬 토폴로지 통신을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining mesh topology communication between a transmitting end and a receiving end according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 스케줄링 시스템(300)은 송신단(100)과 수신단(200a, 200b, 200c) 사이에 메쉬 토폴로지 통신을 수행한다. 스케줄링 시스템(300)은 하나의 송신단(100)과 복수의 수신단(200a, 200b, 200c)을 포함하고, 네트워크 상황에 따라 각 수신단에 할당된 슬롯 개수 및 슬롯 당 시간을 가변적으로 조절할 수 있다. Referring to FIG. 8 , the
송신단(100)은 시작과 동시에 동기화를 위한 MB를 전방향으로 전송한다. The
MB를 수신한 복수의 수신단(200a, 200b, 200c)은 송신단(100)의 네트워크에 참여하기 위해 CAP 구간에서 CSMA 통신 방식을 이용하여 참여 요청 메시지를 송신단 또는 다른 수신단에 전송한다. 여기서 네트워크에 포함된 송신단(100) 및 수신단(200a, 200b, 200c)은 참여 요청 메시지와 응답 메시지를 반복적으로 송수신하면서 CFP 구간 동안의 슬롯 할당을 요청 및 허락하여 최종적으로 네트워크를 형성한다.The plurality of receiving ends 200a, 200b, and 200c receiving the MB transmit a participation request message to the transmitting end or other receiving end using the CSMA communication method in the CAP section to participate in the network of the transmitting
네트워크에 참여된 수신단(200a, 200b, 200c)은 자신이 할당된 슬롯에서 데이터 송수신 또는 전력 수신하는 과정을 수행한다. 이때 전력을 요청한 수신단(200a, 200b)은 송신단(100)로 PB를 전송하여 전력 전송을 요청하고, 요청된 전력을 수신한다. 송신단(100)은 수신된 PB를 통해 위상을 산출하여 전력 전송을 요청한 수신단의 위치를 추정하고, 해당 위초로 전력을 전송할 수 있다. 각 수신단(200a, 200b, 200c)에 할당된 슬롯의 개수 및 시간은 CAP 구간에서 수신단의 요청에 따라 가변적으로 변경될 수 있다. 전력 수신을 요청하지 않은 수신단(200c)은 전력 전송을 위한 채널을 제외한 채널에서 할당된 슬롯 구간 동안 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 마찬가지로 송신단(100)도 전력을 전송하지 않는 경우, 할당된 슬롯과 데이터 전송을 위한 채널을 통해 수신단과 데이터 송수신을 수행할 수 있다. The receiving
이와 같이 스케줄링 시스템(300)은 MB, CAP 구간 및 CFP 구간을 반복적으로 수행한다. 상세하게는 스케줄링 시스템(300)은 MB를 통하여 기 설정된 개수의 CFP 구간이 지나면 새로운 멀티슈퍼프레임이 시작되고, 기 설정된 개수의 멀티슈퍼프레임이 지나면 새로운 비콘인터벌이 시작되며, 이러한 과정을 시간이 지남에 따라 반복 수행한다.In this way, the
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전력 전송의 우선순위를 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining the priority of power transmission according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 9를 참조하면, 스케줄링 시스템(300)은 우선순위를 설정하고, 전력 전송에 대한 스케줄링을 한다.1 and 9 , the
수신단(200a, 200b, 200c)은 CAP 구간에서 송신단(100)에게 전력 전송을 위하여 참여 요청 메시지를 전송할 때 충전 알림을 포함시켜 전송한다. 여기서 충전 알림은 수신단의 에너지 레벨에 따라 전력 수신을 원하는 CFP 구간을 결정하기 위한 정보를 의미한다. 즉 수신단(200a, 200b, 200c)은 자신의 에너지 레벨의 정도에 따라 현재 네트워크 내의 CFP 구간의 순서 번호를 선택하여 에너지 수신이 긴급한 수신단부터 전력 전송이 되도록 할 수 있다.The receiving
예를 들어 수신단(200a)이 가장 낮은 에너지 레벨이고, 수신단(200b)이 중간 에너지 레벨이고, 수신단(200c)이 가장 높은 에너지 레벨인 경우, 송신단(100)은 각 수신단(200a, 200b, 200c)의 에너지 레벨에 대한 정보가 포함된 충전 알림을 확인 한 후, 에너지 레벨이 낮은 순인 수신단(200a), 수신단(200b), 수신단(200c) 순으로 전력 전송이 이루어지도록 스케줄링할 수 있다. 즉 송신단(100)은 제1 CFP 구간 내지 제4 CFP 구간(451, 452, 453, 454) 사이에 수신단(200a)로 전력 전송을 하도록 스케줄링할 수 있고, 제4 CFP 구간 내지 제6 CFP 구간(454, 455, 456) 사이에 수신단(200b)로 전력 전송을 하도록 스케줄링할 수 있으며, 제6 CFP 구간 내지 제8 CFP 구간(456, 457, 458) 사이에 수신단(200c)로 전력 전송을 하도록 스케줄링할 수 있다.For example, when the receiving
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 송신단에서의 스케줄링 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a scheduling method at a transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 10을 참조하면, 송신단(100)은 복수의 수신단(200)과 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 한다.1 and 10 , a
S101 단계에서, 송신단(100)은 MB를 전송한다. 송신단(100)은 복수의 수신단(200)으로 MB를 브로드캐스트 방식으로 전송한다. In step S101, the
S103 단계에서, 송신단(100)은 네트워크 참여 요청 메시지가 수신되었는지 판단한다. 송신단(100)은 적어도 하나의 수신단(200)으로부터 참여 요청 메시지가 수신되면 S105 단계를 수행하고, 수신되지 않으면 S103 단계를 재수행한다.In step S103, the
S105 단계에서, 송신단(100)은 네트워크 참여 요청을 한 수신단과 네트워크 슬롯 할당 요청 및 허용을 한다. 송신단(100)은 수신단(200)과의 정보 교환으로 CFP 구간 내의 슬롯을 할당하여 스케줄링한다. 즉 송신단(100)은 자신과 각 수신단(200)의 상태에 맞도록 슬롯을 할당하고, 무선 전력 전송을 위한 슬롯, 무선 데이터 송수신을 위한 슬롯을 할당한다. 이때 송신단(100)은 무선 전력 전송을 위한 예비 채널을 더 할당하여 전력 전송의 품질이 기 설정된 기준보다 저하될 경우, 주파수 대역을 예비 채널로 변경하여 전력 전송이 이루어지도록 하는 채널 적응(channel-adaptation)을 수행할 수 있다.In step S105, the transmitting
S107 단계에서, 송신단(100)은 CAP 구간이 종료되었는지 판단한다. 송신단(100)은 CAP 구간이 종료되면 S109 단계를 수행하고, 종료되지 않으면 S103 단계로 분기한다.In step S107, the
S109 단계에서, 송신단(100)은 CFP 구간에서 전력 수신을 요청하는 수신단이 존재하는지 판단한다. 송신단(100)은 전력 수신을 요청한 수신단이 존재하면 S111 단계를 수행하고, 존재하지 않으면 S117 단계로 분기한다.In step S109, the transmitting
S111 단계에서, 송신단(100)은 PB가 수신되었는지 판단한다. 송신단(100)은 수신단의 위상정보를 포함한 PB가 수신되면 S113 단계를 수행하고, 수신되지 않으면 S111 단계를 재수행한다.In step S111, the
S113 단계에서, 송신단(100)은 전력 전송을 한다. 송신단(100)은 PB에 포한된 위상정보를 기반으로 수신단의 위치를 추정한 후, 추정된 위치로 전력을 빔포밍하여 전송한다.In step S113, the
S115 단계에서, 송신단(100)은 CFP 구간 및 멀티슈퍼프레임이 종료되었는지 판단한다. 송신단(100)은 CFP 구간 및 멀티슈퍼프레임이 종료되면 S117 단계를 수행하고, 종료되지 않으면 S109 단계로 분기한다.In step S115, the transmitting
S117 단계에서, 송신단(100)은 할당된 슬롯 구간 동안 데이터를 송수신한다. 송신단(100)은 데이터 송수신이 할당된 슬롯 구간에서 해당 수신단과 데이터를 송수신한다.In step S117, the
S119 단계에서, 송신단(100)은 CFP 구간 및 멀티슈퍼프레임이 종료되었는지 판단한다. 송신단(100)은 CFP 구간 및 멀티슈퍼프레임이 종료되면 S121 단계를 수행하고, 종료되지 않으면 S109 단계로 분기한다.In step S119, the transmitting
S121 단계에서, 송신단(100)은 비콘인터벌이 종료되었는지 판단한다. 송신단(100)은 비콘인터벌이 종료되면 S101 단계로 분기하고, 종료되지 않으면 S103 단계로 분기한다.In step S121, the
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 수신단에서의 스케줄링 방법을 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a scheduling method at a receiving end according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 11을 참조하면, 수신단(200)은 하나의 송신단(100)과 무선 전력 수신 및 무선 데이터 송수신을 하고, 적어도 하나의 다른 수신단과 무선 데이터 송수신을 한다.1 and 11 , the receiving
S201 단계에서, 수신단(200)은 MB가 수신되었는지 판단한다. 수신단(200)은 송신단(100)으로부터 MB가 수신되면 S203 단계를 수행하고, 수신되지 않으면 S201 단계를 재수행한다.In step S201, the receiving
S203 단계에서, 수신단(200)은 네트워크 참여 요청 메시지를 전송한다. 수신단(200)은 MB의 응답 메시지로 참여 요청 메시지를 송신단(100) 및 적어도 하나의 다른 수신단에 전송한다.In step S203, the receiving
S205 단계에서, 수신단(200)은 송신단 및 적어도 하나의 다른 수신단과 네트워크 슬롯 할당 요청 및 허용을 한다. 수신단(200)은 송신단 및 적어도 하나의 다른 수신단과의 정보 교환으로 CFP 구간 내의 슬롯을 할당하여 스케줄링한다. 즉 수신단(200)은 자신과 송신단(100) 및 다른 수신단의 상태에 맞도록 슬롯을 할당하고, 무선 전력 전송을 위한 슬롯, 무선 데이터 송수신을 위한 슬롯을 할당한다. 이때 수신단(200)은 무선 전력 수신을 위한 예비 채널을 더 할당하여 전력 수신의 품질이 기 설정된 기준보다 저하될 경우, 주파수 대역을 예비 채널로 변경하여 전력 수신이 이루어지도록 하는 채널 적응을 수행할 수 있다. In step S205, the receiving
S207 단계에서, 수신단(200)은 CAP 구간이 종료되었는지 판단한다. 수신단(200)은 CAP 구간이 종료되면 S209 단계를 수행하고, 종료되지 않으면 S203 단계로 분기한다.In step S207, the receiving
S209 단계에서, 수신단(200)은 CFP 구간 동안 전력 수신을 요청하는지 판단한다. 수신단(200)은 전력 수신을 요청하면 S211 단계를 수행하고, 요청하지 않으면 S217 단계로 분기한다.In step S209, the receiving
S211 단계에서, 수신단(200)은 PB를 전송한다. 수신단(200)은 자신의 위상정보를 포함한 PB를 송신단(100)에 전송한다.In step S211, the receiving
S213 단계에서, 수신단(200)은 전력 수신을 한다. 수신단(200)은 송신단(100)으로부터 빔포밍된 전력을 수신한다. In step S213, the receiving
S215 단계에서, 수신단(200)은 CFP 구간 및 멀티슈퍼프레임이 종료되었는지 판단한다. 수신단(200)은 CFP 구간 및 멀티슈퍼프레임이 종료되면 S217 단계를 수행하고, 종료되지 않으면 S209 단계로 분기한다.In step S215 , the receiving
S217 단계에서, 수신단(200)은 할당된 슬롯 구간 동안 데이터를 송수신한다. 수신단(200)은 데이터 송수신이 할당된 슬롯 구간에서 송신단(100)과 해당 다른 수신단과 데이터를 송수신한다.In step S217, the receiving
S219 단계에서, 수신단(200)은 CFP 구간 및 멀티슈퍼프레임이 종료되었는지 판단한다. 송신단(200)은 CFP 구간 및 멀티슈퍼프레임이 종료되면 S221 단계를 수행하고, 종료되지 않으면 S209 단계로 분기한다.In step S219 , the receiving
S221 단계에서, 수신단(200)은 비콘인터벌이 종료되었는지 판단한다. 수신단(200)은 비콘인터벌이 종료하면 S201 단계로 분기하고, 종료되지 않으면 S203 단계로 분기한다.In step S221 , the receiving
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로써 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 장치에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 하드디스크, ROM, RAM, CD-ROM, 하드 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. The present invention can also be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer device is stored. Examples of computer-readable recording media include hard disks, ROMs, RAMs, CD-ROMs, hard disks, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, etc. It includes those implemented in the form of .
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Anyone with ordinary skill in the art can implement various modifications, of course, such changes are within the scope of the claims.
100: 송신단
110: 송신단 통신부
130: 송신단 제어부
150: 송신단 저장부
200: 수신단
210: 수신단 통신부
230: 수신단 제어부
250: 수신단 저장부
300: 스케줄링 시스템
350: 통신망
410: MB
430: CAP 구간
450: CFP 구간
455: 슈퍼프레임
470: 멀티슈퍼프레임
490: 비콘인터벌100: transmitter
110: transmitting end communication unit
130: transmitter control unit
150: transmitter storage unit
200: receiving end
210: receiving end communication unit
230: receiving end control unit
250: receiving end storage unit
300: scheduling system
350: communication network
410: MB
430: CAP section
450: CFP section
455: super frame
470: multi-superframe
490: beacon interval
Claims (13)
상기 송신단으로부터 마스터 비콘(master beacon, MB)를 수신하면 상기 송신단 및 다른 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하고, 복수의 채널을 이용하여 상기 할당된 슬롯에 따라 상기 송신단 및 상기 다른 수신단과의 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하는 복수의 수신단;를 포함하되,
상기 송신단은,
상기 복수의 수신단과 슬롯을 할당할 때, 상기 무선 전력 전송을 위한 예비 채널을 더 할당하는 것을 특징으로 하는 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 시스템.a transmitter for transmitting power and transmitting and receiving data; and
When a master beacon (MB) is received from the transmitting end, a slot within a contention free period (CFP) period is allocated through information exchange between the transmitting end and other receiving end, and according to the allocated slots using a plurality of channels, the A plurality of receiving ends performing wireless power transmission and wireless data transmission/reception with the transmitting end and the other receiving end; including,
The transmitter is
A scheduling system for wireless power and data transmission, characterized in that when allocating the plurality of receiving terminals and slots, a spare channel for wireless power transmission is further allocated.
기 설정된 시간 이상으로 상기 송신단 및 상기 복수의 수신단 사이에 통신이 이루어지지 않으면 상기 송신단 및 상기 복수의 수신단을 슬립모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 시스템.The method of claim 1,
A scheduling system for wireless transmission of power and data, characterized in that when communication is not performed between the transmitter and the plurality of receivers for more than a preset time, the transmitter and the plurality of receivers are switched to a sleep mode.
상기 복수의 수신단으로 MB(master beacon)를 전송시키고, 각 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하며, 복수의 채널을 이용하여 상기 할당된 슬롯에 따라 상기 복수의 수신단 중 적어도 하나와 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하도록 제어하는 송신단 제어부;를 포함하되,
상기 송신단 제어부는,
상기 슬롯을 할당할 때, 상기 무선 전력 전송을 위한 예비 채널을 더 할당하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 송신단.a transmitting end communication unit that communicates with a plurality of receiving ends; and
Transmitting a master beacon (MB) to the plurality of receiving ends, allocating slots within a contention free period (CFP) period by exchanging information with each receiving end, and using a plurality of channels according to the assigned slots using a plurality of receiving ends A transmitting end control unit for controlling to perform wireless power transmission and wireless data transmission/reception with at least one of
The transmitting end control unit,
When allocating the slot, the transmitting end, characterized in that the control to further allocate a reserved channel for the wireless power transmission.
상기 송신단 제어부는,
상기 무선 전력 전송을 진행하는 중에 무선 전력 전송의 품질이 기 설정된 기준보다 저하되면 주파수 대역을 상기 예비 채널로 변경하는 것을 특징으로 하는 송신단.4. The method of claim 3,
The transmitting end control unit,
The transmitting end, characterized in that the frequency band is changed to the spare channel when the quality of wireless power transmission is lower than a preset standard while the wireless power transmission is in progress.
상기 송신단 제어부는,
상기 슬롯을 할당할 때, 각 수신단의 에너지 레벨 상태를 기준으로 상기 무선 전력 전송의 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 송신단.4. The method of claim 3,
The transmitting end control unit,
When allocating the slot, the transmitting end, characterized in that for determining the order of the wireless power transmission based on the energy level state of each receiving end.
상기 송신단 제어부는,
상기 무선 전력 전송 및 상기 무선 데이터 송수신이 동시에 수행되면 서로 다른 채널을 이용하는 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신단.4. The method of claim 3,
The transmitting end control unit,
When the wireless power transmission and the wireless data transmission/reception are simultaneously performed, communication using different channels is performed.
상기 송신단 제어부는,
상기 복수의 수신단 중 어느 하나로부터 해당 수신단의 위상정보를 포함하는 PB(position beacon)을 수신하면 해당 수신단의 위치를 추정하고, 상기 추정된 위치로 전력을 빔포밍하는 것을 특징으로 하는 송신단.4. The method of claim 3,
The transmitting end control unit,
When a position beacon (PB) including phase information of the corresponding receiver is received from any one of the plurality of receivers, the position of the corresponding receiver is estimated, and power is beamformed to the estimated position.
상기 송신단으로부터 MB(master beacon)를 수신하면 상기 송신단 및 상기 다른 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하고, 복수의 채널을 이용하여 상기 할당된 슬롯에 따라 상기 송신단 및 상기 다른 수신단과의 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하는 수신단 제어부;를 포함하되,
상기 수신단 제어부는,
상기 송신단과의 슬롯을 할당할 때, 상기 송신단이 무선 전력 전송을 위한 예비 채널을 더 할당하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수신단.a receiving end communication unit for communicating with the transmitting end and at least one other receiving end; and
Upon reception of a master beacon (MB) from the transmitter, a slot within a contention free period (CFP) period is allocated by exchanging information between the transmitter and the other receiver, and the transmitter and the transmitter and A receiving end control unit for performing wireless power transmission and wireless data transmission/reception with the other receiving end;
The receiving end control unit,
The receiving end, characterized in that when allocating a slot with the transmitting end, the transmitting end, characterized in that the control to further allocate a spare channel for wireless power transmission.
상기 송신단이 각 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하는 단계; 및
상기 송신단이 복수의 채널을 이용하여 상기 할당된 CFP 슬롯에 따라 상기 복수의 수신단 중 적어도 하나와 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하는 단계;를 포함하되,
상기 할당하는 단계는,
상기 무선 전력 전송을 위한 예비 채널을 더 할당하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 방법.transmitting, by a transmitting end, a master beacon (MB) to a plurality of receiving ends;
allocating, by the transmitting end, a slot within a contention free period (CFP) period by exchanging information with each receiving end; and
The transmitting end performing wireless power transmission and wireless data transmission/reception with at least one of the plurality of receiving ends according to the allocated CFP slot using a plurality of channels;
The allocating step is
A scheduling method for wireless transmission of power and data, characterized in that controlling to further allocate a reserved channel for wireless power transmission.
상기 수신단이 상기 송신단 및 적어도 하나의 다른 수신단과의 정보 교환으로 CFP(contention free period) 구간 내의 슬롯을 할당하는 단계; 및
상기 수신단이 복수의 채널을 이용하여 상기 할당된 슬롯에 따라 상기 송신단 및 상기 다른 수신단과의 무선 전력 전송 및 무선 데이터 송수신을 수행하는 단계;를 포함하되,
상기 할당하는 단계는,
상기 송신단이 무선 전력 전송을 위한 예비 채널을 더 할당하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 및 데이터를 무선 전송을 하기 위한 스케줄링 방법.receiving, by a receiving end, a master beacon (MB) from a transmitting end;
allocating, by the receiving end, a slot within a contention free period (CFP) period for exchanging information with the transmitting end and at least one other receiving end; and
The receiving end performs wireless power transmission and wireless data transmission/reception with the transmitting end and the other receiving end according to the allocated slots using a plurality of channels;
The allocating step is
A scheduling method for wireless power and data transmission, characterized in that the transmitting end controls to further allocate a reserved channel for wireless power transmission.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200049111A KR102340017B1 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | Scheduling system and method for wireless transmission of power and data |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200049111A KR102340017B1 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | Scheduling system and method for wireless transmission of power and data |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210131480A KR20210131480A (en) | 2021-11-03 |
KR102340017B1 true KR102340017B1 (en) | 2021-12-17 |
Family
ID=78505183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200049111A Active KR102340017B1 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | Scheduling system and method for wireless transmission of power and data |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102340017B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023149658A1 (en) * | 2022-02-07 | 2023-08-10 | 삼성전자주식회사 | Electronic device for performing wireless communication and operation method thereof |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102585744B1 (en) * | 2021-11-15 | 2023-10-05 | 한림대학교 산학협력단 | Power transmitting unit for allocating dedicated power slots based on amount of residual energy in each power receiving unit, and wireless powered sensor networks |
KR102585743B1 (en) * | 2021-11-15 | 2023-10-05 | 한림대학교 산학협력단 | Power transmitting unit for estimating amount of residual energy in each pru based on slot configuration of superframe, and wireless powered sensor networks |
KR20240093599A (en) * | 2021-11-16 | 2024-06-24 | 엘지전자 주식회사 | Method and device for creating slots in wireless power transmission system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101594525B1 (en) | 2007-12-26 | 2016-02-16 | 삼성전자주식회사 | Communication method and system using medium access control protocol in a wireless network |
US8194583B2 (en) * | 2008-12-08 | 2012-06-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and system of radio frequency (RF) power transmission in a wireless network |
EP2540011B1 (en) * | 2010-02-22 | 2018-11-21 | Samsung Electronics Co., Ltd | Methods and device of managing resources in a wireless communication network |
-
2020
- 2020-04-23 KR KR1020200049111A patent/KR102340017B1/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023149658A1 (en) * | 2022-02-07 | 2023-08-10 | 삼성전자주식회사 | Electronic device for performing wireless communication and operation method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210131480A (en) | 2021-11-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102340017B1 (en) | Scheduling system and method for wireless transmission of power and data | |
KR101710620B1 (en) | Method and system of radio frequency(RF) power transmission in a wireless network | |
US8868140B2 (en) | Method and system for integrated wireless power and data communication | |
KR100885446B1 (en) | Channel change method and sub network configuration method in wireless network | |
US8559338B2 (en) | Method for managing the power in the wireless network | |
EP3491870B1 (en) | Advance scheduling for discontinuous transmission and reception using uplink beacons | |
WO2008044885A2 (en) | Methods for managing the power in a wireless network | |
EP2710845A1 (en) | Static terminals | |
US20070189244A1 (en) | System and method to enable wusb application in a distributed uwb mac | |
US9226332B2 (en) | Hybrid contention mechanism for WLANs | |
CN103493574B (en) | The dispatching method of wireless personal-area network and device | |
CN102318425B (en) | Method of allocating channel time, method of determining compatible links, and apparatus for processing data | |
KR20200066560A (en) | Apparatus for scheduling power transmission and data communication and method therefor | |
JP2013046393A (en) | Terminal device, wireless base station performing wireless communication with the same, and wireless communication system comprising them | |
JP5667275B2 (en) | Wireless device and communication method | |
EP3272167B1 (en) | Wireless communication device and method | |
JP5421486B2 (en) | Wireless device and communication method | |
JP5883968B2 (en) | TERMINAL DEVICE, RADIO BASE STATION FOR RADIO COMMUNICATION WITH THE SAME AND RADIO COMMUNICATION SYSTEM INCLUDING THE SAME | |
EP3531777B1 (en) | Tdma based channel access system with improved power efficiency | |
KR20220029264A (en) | Wireless power transfer system and method for increasing power receiving efficiency doing channel adaptation | |
WO2025014858A2 (en) | Wireless power transfer to adaptive phase-changing devices | |
WO2008128816A1 (en) | Beaconing information in a communication system | |
Sabbah et al. | Distributed scheduling in wireless mesh networks using smart antenna techniques | |
Qin | Utilizing ZigBee Technology for More Resource-efficient Wireless Networking |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20200423 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20210617 Patent event code: PE09021S01D |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20211209 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20211213 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20211213 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
PR1001 | Payment of annual fee |