KR102012423B1 - 무선 전력 전송 에너지 하베스팅 시스템에서 무선 랜과 동일한 주파수 대역에서 동작하는 에너지 신호 전송 장치에서의 무선 전력 전송 방법 및 이를 수행하는 에너지 신호 전송 장치 - Google Patents

무선 전력 전송 에너지 하베스팅 시스템에서 무선 랜과 동일한 주파수 대역에서 동작하는 에너지 신호 전송 장치에서의 무선 전력 전송 방법 및 이를 수행하는 에너지 신호 전송 장치 Download PDF

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Abstract

무선 랜(Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 동작하는 에너지 신호 전송 장치에서 네트워크에 접속된 적어도 하나의 무선 단말로의 무선 전력 전송 방법은 네트워크에 접속된 제1 무선 단말로부터 에너지 전송 요청을 수신하는 단계와, 상기 에너지 전송 요청에 응답하여 에너지 신호의 전송 방향을 구하는 단계와, 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향으로 에너지 전송 시간 동안 상기 에너지 신호를 상기 제1 무선 단말로 전송하는 단계를 포함한다. 에너지 신호 전송 장치는 빔 형성 기술을 이용해 에너지 전송을 요청한 단말의 방향으로만 에너지를 전송함으로써 데이터 전송이 이뤄지고 있는 채널에서 데이터 전송에 간섭을 일으키지 않으며 동시에 전력 전송이 가능하다.

Description

무선 전력 전송 에너지 하베스팅 시스템에서 무선 랜과 동일한 주파수 대역에서 동작하는 에너지 신호 전송 장치에서의 무선 전력 전송 방법 및 이를 수행하는 에너지 신호 전송 장치{WIRELESS POWER TRANSFER METHOD PERFORED BY ENERGY SIGNAL TRANSFER APPARATUS OPERATING AT THE SAME FREQUENCY BAND AS THAT OF WIRELESS LOCAL AREA NETWORK IN ENERGY HARVESTING SYSTEM AND ENERGY SIGNAL TRANSFER APPARATUS FOR PERFORMING THE WIRELESS POWER TRANSFER METHOD}
본 발명은 무선 전력 전송에 관한 것이고, 더 구체적으로는 무선 랜(Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 동작하는 에너지 신호 전송 장치에서 네트워크에 접속된 적어도 하나의 무선 단말로의 무선 전력 전송 방법 및 이를 수행하는 에너지 신호 전송 장치에 관한 것이다.
사물 인터넷(IoT, Internet of Thing) 환경에서 에너지 하베스팅 기술은 무선 통신 장치들이 가지고 있는 배터리 수명의 한계를 극복하기 위한 기술이다. 에너지 하베스팅 기술은 주변의 열, 태양광, 바람, 진동, 자기장 등을 에너지원으로 사용하여 무선 통신 장치 스스로 에너지를 생성하는 기술이다. 무선 전력 전송 기술은 에너지 하베스팅 기술과 달리 인위적으로 에너지원을 공급하는 기술로써, 무선 전력 전송 기술 중 RF 신호를 에너지원으로 사용하는 무선 전력 전송 기술은 미래 IoT 무선 네트워크 환경에서 배터리 수명의 한계를 극복하기 위한 핵심기술로 주목받고 있다.
RF 신호로 전력을 전송하는 종래 기술은 전방향(Omnidirectional) 안테나를 사용하여 에너지 RF 신호를 전파하고, 에너지 RF 신호는 전파원에서부터 모든 방향으로 퍼지는 특성으로 인해 장애물이 없어도 거리가 멀어지면 신호 세기가 감쇄하는 경로 손실이 있으므로 에너지 전송 효율이 낮다. 또한 RF 신호로 전력을 전송하는 종래 기술은 데이터 신호와 에너지 RF 신호가 동일한 주파수 대역에서 전달되는 경우 전력비콘(PB, Power Beacon)의 전력 전송은 채널의 사용 여부를 확인하지 않기 때문에 에너지 신호와 데이터 신호는 동시에 송신될 수 있으며, 이 때 데이터 수신 단말에게 에너지 신호는 잡음신호(Noise)로 영향을 주어 정상적인 데이터 통신을 방해하고 데이터 통신 처리율을 감소시킨다. WLAN 표준인 802.11 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 기반의 DCF(Distributed Coordination Function)를 매체 접근 제어(MAC, Medium Access Control) 프로토콜로 사용하는 단말들은 데이터를 보내기 전 채널의 상태를 감지하고 채널이 유휴(Idle) 상태에 있을 때에만 통신을 수행하기 때문에 전력 전송이 이뤄지고 있는 동안 단말들은 에너지 RF 신호를 감지하고 채널이 사용되고 있다고 판단한다. 채널이 사용되고 있는 시간 동안(Busy)에는 데이터 전송을 하지 않기 때문에 네트워크의 데이터 처리율이 감소하고 지연시간이 증가하는 문제가 발생한다.
최근의 RF 무선 전력 전송 기술은 낮은 에너지 전송 효율을 극복하기 위해 에너지 빔 형성(Beam forming) 기술이 적용되었다. 빔 형성 기술은 다수의 안테나를 사용하며 각 전송 안테나 신호의 위상과 진폭을 조절하여 신호들의 중첩을 통해 원하는 지점에 수신 전력 세기를 집중시킬 수 있는 기술이다. 빔 형성 기술을 RF 무선 전력 전송에 사용하면 에너지 RF 신호를 특정 지점에 신호를 집중시킬 수 있어서 원하는 지점에서의 에너지 전송 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 특성으로 주파수 채널을 공간으로 분리하여 사용할 수 있기 때문에 데이터 신호와의 간섭을 최소화 할 수 있다. 이를 통해 데이터 수신 단말에게 미칠 수 있는 간섭을 최소화 할 수 있으며 데이터 전송 단말들도 전력 전송이 이뤄지고 있더라도 채널이 사용 중이라 감지하지 않기 때문에 데이터 전송이 가능하다. 하지만, 여전히 빔 형성 기술이 적용된 에너지 신호가 데이터 신호와 동일한 수신 단말에게 전달된다면 수신 단말에게 간섭신호로 작용할 수 있고, 데이터 전송 단말들에게는 채널이 사용되고 있다고 감지될 수 있는 문제점을 가지고 있다.
도 1은 데이터 전송과 에너지 전송이 같은 주파수 채널에서 동시에 이뤄졌을 경우 전방향 안테나를 사용하여 전력전송을 하는 종래의 RF 무선 전력 전송 기술을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 전력비콘(PB)(20)에서는 전방향 안테나를 사용하여 모든 방향으로 RF 무선 전력 전송을 하며 전력 비콘(PB)(20)에서 전송된 에너지 RF 신호는 단말 1 (30) 및 단말 2(40)에게 전달된다. 도 1과 같이 전방향 안테나를 사용한 전력전송이 이루어지는 경우, 단말 1(30)로부터 데이터 신호(12)를 수신하는 AP(Access Point)(10)는 전력 비콘(PB)(20)의 에너지 RF 신호의 간섭으로 단말 1(30)이 보낸 데이터 신호(12)를 정상적으로 수신하기 어렵고, 단말 2(40)는 전력 비콘(PB)(20)이 보낸 에너지 RF 신호로부터 에너지 하베스팅을 하지만 거리에 따른 수신 전력 세기의 감쇄로 인해 에너지 수신 효율이 낮은 문제점이 있다.
한국 특허공개공보 제2010-00663396호 ("무선 네트워크에서 무선 주파수 전력 전송을 위한 방법 및 장치", 삼성전자) 한국 특허공개공보 제2016-0125779호 ("빔포밍 제어를 위한 방법 및 장치", 삼성전자)
본 발명의 목적은 무선 랜(Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 동작하는 에너지 신호 전송 장치에서 RF 신호를 에너지원으로 사용하는 에너지 하베스팅 단말이 데이터 전송을 위해 채널을 사용할 때 에너지 RF 신호로부터 간섭 없는 데이터 전송이 가능하도록 하기 위한 무선 전력 전송 방법 및 이를 수행하는 에너지 신호 전송 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 무선 랜(Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 동작하는 에너지 신호 전송 장치에서 네트워크에 접속된 적어도 하나의 무선 단말로의 무선 전력 전송 방법은 네트워크에 접속된 제1 무선 단말로부터 에너지 전송 요청을 수신하는 단계와, 상기 에너지 전송 요청에 응답하여 에너지 신호의 전송 방향을 구하는 단계와, 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향으로 에너지 전송 시간 동안 상기 에너지 신호를 상기 제1 무선 단말로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말은 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되는 경우 데이터 전송 경쟁에 실패한 무선 단말이 될 수 있다. 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말은 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되는 경우 데이터 전송 경쟁에 실패한 무선 단말이 될 수 있다. 상기 제1 무선 단말은 상기 에너지 전송 요청시 Excuse 프레임을 사용하며, 상기 Excuse 프레임은 에너지 신호 전송 장치인 전력 비콘(PB, Power Beacon)의 주소 및 상기 에너지 전송을 요청하는 상기 제1 무선 단말의 주소를 포함할 수 있다. 상기 에너지 전송 요청에 응답하여 에너지 신호의 전송 방향을 구하는 단계는 상기 Excuse 프레임으로부터 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소를 확인하여 상기 에너지 신호 전송 방향 및 에너지 전송 시간을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 에너지 신호 전송 방향 및 에너지 전송 시간을 계산하는 단계는 무선 채널의 데이터 전송이 끝나는 시간-즉, ACK(Acknowledgment) 프레임 전송이 끝나는 시간-을 기준으로 상기 에너지 전송 시간을 결정할 수 있다. 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향은 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되는 경우는 상기 데이터 전송에 간섭을 주지 않는 방향으로 하고, 상기 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되지 않는 경우는 PB Info 프레임-여기서 프레임은 기본 MAC 프레임 구조에 PB의 주소와 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소, 및 상기 에너지 전송 시간을 포함함-을 통해 상기 에너지 신호 전송 전에 상기 에너지 전송 시간과 에너지 신호의 전송 방향을 상기 네트워크의 다른 무선 단말들에게 알려줄 수 있다. 상기 에너지 신호 전송 장치는 전력 비콘(PB, Power Beacon), AP(Access Point) 및 무선 단말 중 하나가 될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 무선 랜(Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 네트워크에 접속된 적어도 하나의 무선 단말로 무선 전력 전송을 수행하는 에너지 신호 전송 장치는 네트워크에 접속된 제1 무선 단말로부터 에너지 전송 요청을 수신하는 수신부와, 상기 에너지 전송 요청에 응답하여 에너지 신호의 전송 방향 및 에너지 전송 시간 중 적어도 하나를 구하는 프로세서와, 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향으로 상기 에너지 신호를 상기 제1 무선 단말로 전송하는 전송부를 포함한다. 상기 전송부는 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향으로 상기 에너지 전송 시간 동안 상기 에너지 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송을 수행할 수 있다. 상기 수신부는 상기 제1 무선 단말로부터 상기 에너지 전송 요청시 전송되는 Excuse 프레임-여기서 상기 Excuse 프레임은 상기 에너지 신호 전송 장치인 전력 비콘(PB, Power Beacon)의 주소 및 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소를 포함함-을 수신하고, 상기 프로세서는 상기 Excuse 프레임으로부터 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소를 확인하여 상기 에너지 신호 전송 방향 및 에너지 전송 시간을 계산할 수 있다. 상기 프로세서는 무선 채널의 데이터 전송이 끝나는 시간 -즉, ACK(Acknowledgment) 프레임 전송이 끝나는 시간-을 기준으로 상기 에너지 전송 시간을 결정할 수 있다. 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향은 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되는 경우는 상기 데이터 전송에 간섭을 주지 않는 방향으로 하고, 상기 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되지 않는 경우는 PB Info 프레임-여기서 프레임은 기본 MAC 프레임 구조에 PB의 주소와 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소, 및 상기 에너지 전송 시간을 포함함-을 통해 상기 에너지 신호 전송 전에 상기 에너지 전송 시간과 에너지 신호의 전송 방향을 상기 네트워크의 다른 무선 단말들에게 알려줄 수 있다. 상기 에너지 신호 전송 장치는 전력 비콘(PB, Power Beacon), AP(Access Point) 및 무선 단말 중 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 무선 랜(Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 동작하는 에너지 신호 전송 장치에서 네트워크에 접속된 적어도 하나의 무선 단말로의 무선 전력 전송 방법 및 이를 수행하는 에너지 신호 전송 장치에 따르면, 라디오 주파수(RF, Radio Frequency)를 이용한 무선 전력 전송(WPT, Wireless Power Transfer) 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 시스템에서 빔 형성(Beamforming) 기술이 적용된 에너지 신호가 하나의 채널을 공간으로 분리하여 사용할 수 있는 특징을 활용한다. 무선 LAN(WLAN, Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 동작하는 전력비콘(PB, Power Beacon)이 데이터 전송에 간섭을 일으키지 않으며 동시에 전력 전송이 가능하다. 구체적으로, 같은 채널에서 경쟁을 통해 특정 단말이 데이터 전송을 위한 채널 점유를 알리면 에너지를 필요로 하는 단말들은 다시 경쟁을 통해 전력비콘(PB)에게 에너지 전송을 요청하며, 전력비콘(PB)은 빔 형성 기술을 이용해 에너지 전송을 요청한 단말의 방향으로만 에너지를 전송함으로써 데이터 전송이 이뤄지고 있는 채널에서 데이터 전송에 간섭을 일으키지 않으며 동시에 전력 전송이 가능하다.
또한, 본 발명을 적용함으로써 데이터 전송을 위한 경쟁에서 이긴 단말은 데이터 전송을 위한 채널 사용이 보장되며, 경쟁에 실패한 단말들은 에너지 하베스팅을 위한 에너지 전송을 요청할 수 있다.
또한, 본 발명을 적용함으로써 전력비콘(PB)은 에너지 전송을 요청한 단말에게 데이터 전송 채널을 공간으로 분리하여 동시에 전력 전송을 할 수 있으며 이를 통해 종래 기술에 비해 에너지 전송 효율을 증가시키고 데이터 처리율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 데이터 전송과 에너지 전송이 같은 주파수 채널에서 동시에 이뤄졌을 경우 전방향 안테나를 사용하여 전력전송을 하는 종래의 RF 무선 전력 전송 기술을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 빔 형성 기술을 이용한 RF 무선 전력 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 하나의 AP에 3개의 단말이 접속한 네트워크에서 데이터 전송을 위한 채널 점유 및 DCF의 동작 예를 나타낸 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 Excuse MAC 프레임 구조를 나타낸다.
도 5는 네트워크에 접속한 단말 수(n)와 에너지 경쟁 윈도우 크기(We)에 따른 전송 성공 확률을 보여준다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 PB Info MAC 프레임 구조를 나타낸다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 단말의 데이터 전송 및 Excuse 프레임 전송 알고리즘을 나타낸 순서도이다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 채널이 데이터 전송으로 사용되는 경우의 동작 예시를 보여주는 타이밍도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널이 데이터 전송으로 사용되지 않는 경우(데이터 전송이 없는 경우)의 동작 예시를 보여주는 타이밍도이다.
도 12는 네트워크에 접속한 단말 수(n)의 변화와 We값에 따른 데이터 처리율 성능(Saturation Throughput)을 기존 방법과 본 발명을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 13은 무선 랜(Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 네트워크에 접속된 적어도 하나의 무선 단말로 무선 전력 전송을 수행하는 에너지 신호 전송 장치를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 실시예에서는 데이터 전송을 위한 경쟁에서 이긴 단말과 수신 단말간의 RTS(Request-to-Send) 프레임, CTS(Clear-to-Send) 프레임 교환으로 채널 사용을 알리면 경쟁에 실패한 다른 단말이 에너지 전송 요청을 할 수 있는 시간을 할당한다.
경쟁에 실패한 단말들은 시스템에서 할당한 시간 내에 다시 경쟁을 통해 전력 비콘(PB)에게 에너지 전송을 요청하며, 이 때 본 발명의 일 실시예에 따른 Excuse 프레임을 사용할 수 있다. 전력 비콘(PB)의 에너지 전송은 빔 형성 기술을 적용한 RF 에너지 신호를 사용한다.
시스템은 Excuse 프레임 전송 경쟁에 소요되는 시간을 줄이기 위해 네트워크에 접속한 단말 수에 따라 에너지 경쟁 윈도우 크기를 설정할 수 있다. Excuse 프레임이 전력 비콘(PB)에게 정상적으로 전송이 되면 전력 비콘(PB)은 Excuse 프레임으로부터 데이터 전송에 간섭을 주지 않는 에너지 전송 방향을 결정하고 데이터 전송의 채널 사용을 보장하기 위해 데이터 전송이 끝나는 시간을 기준으로 에너지 전송 시간을 결정할 수 있다.
Excuse 프레임은 RTS 프레임과 CTS 프레임 교환 이후 데이터 전송으로 채널이 점유되면 전송될 수 있도록 하고, 데이터는 Excuse 프레임이 전송되거나 CTS 프레임 전송 이후 시스템에서 에너지 전송 요청을 할 수 있도록 할당한 시간이 지나면 전송될 수 있도록 할 수 있다. 단말이 채널을 감지하며 EDIFS(Energy DCF Interframe Space) 시간 동안 비어있음을 확인하면 채널이 데이터 전송으로 사용되지 않는다고 판단하고 전력 비콘(PB)에게 에너지 전송을 요청할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 빔 형성 기술을 이용한 RF 무선 전력 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 전력비콘(PB)(120)에서는 빔 형성 기술을 사용하여 에너지 RF 신호를 전송하여 RF 무선 전력 전송을 수행한다.
도 2와 같이 빔 형성 기술을 이용한 RF 무선 전력 전송을 수행할 경우, AP(Access Point, 100)에게는 단말 1(130)의 데이터 신호(122)만 수신되어 정상적인 데이터 전송이 가능하고 단말 2(140)는 전력의 세기가 높은 에너지 RF 신호를 수신하여 종래 기술에 비해 더 많은 양의 에너지를 하베스팅 할 수 있다.
본 발명의 네트워크 구성은 하나의 AP와 RF 신호를 에너지원으로 에너지 하베스팅을 하는 복수(n)의 단말들과 빔 형성 기술을 통해 에너지 RF 신호를 전송하는 하나의 전력 비콘(PB)로 구성되어 있고 AP와 단말들, 전력 비콘(PB)은 모두 동일한 주파수 대역에서 동작한다고 가정한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, PB는 AP 또는 단말에 탑재되어 있을 수 있으며 이하에서는 PB가 별도의 독립된 장치로 존재하는 환경을 가정하고 설명한다.
단말의 데이터 전송을 위한 채널 점유는 기존 DCF와 동일하게 동작한다. 단말은 데이터 전송 전 DIFS(DCF Interframe Space) 시간 동안 채널의 상태를 감지하며 채널이 사용 중이라면 채널이 사용되지 않을 때까지 기다린다. 채널이 DIFS 시간 동안 유휴 상태임이 확인되면 단말은 네트워크에 접속할 때 AP에서 정해준 경쟁 윈도우(w, Contention Window) 크기 내에서 임의의 백오프(Backoff) 값을 설정하고 백오프 시간 슬롯(δ)마다 채널이 비어 있는 경우 백오프 값을 1씩 감소시킨다. 백오프 값이 0에 도달하면 AP로 RTS 프레임을 전송한다. 정상적으로 RTS 프레임이 수신된 경우 AP는 CTS 프레임을 전송하여 데이터 전송을 위한 채널 점유를 네트워크에 접속한 단말들에게 알린다. 두 개 이상의 단말이 동시에 RTS 프레임을 전송한 경우 RTS 프레임들은 서로 충돌(Collision)을 일으키고 RTS 프레임이 AP에서 정상적인 수신이 되지 않기 때문에 AP는 CTS 프레임을 전송하지 않는다. RTS 프레임을 전송한 단말들은 CTS 프레임의 전송 여부를 통해 RTS 프레임의 충돌 여부를 판단할 수 있다. RTS 프레임의 충돌을 확인한 단말들은 충돌 확률을 줄이기 위해 경쟁 윈도우 크기를 2배로 늘려 다시 임의의 백오프 값을 설정하여 데이터 전송을 시도하는 이진 지수 백오프(Binary Exponential Backoff)를 사용한다. 데이터 전송에 성공한 단말은 백오프 윈도우 크기를 초기화하고 다음 데이터 전송을 시도한다.
도 3은 하나의 AP에 3개의 단말이 접속한 네트워크에서 데이터 전송을 위한 채널 점유 및 DCF의 동작 예를 나타낸 타이밍도이다.
도 3을 참조하면, 각 단말(130a, 140a, 150)은 데이터 전송 전 DIFS 동안 채널을 유휴 상태임을 감지한 뒤 임의로 백오프 값을 설정한다. 가장 먼저 백오프 값이 0으로 감소한 단말 2(140a)가 RTS 프레임을 전송하고 이를 정상적으로 수신한 AP(100a)가 CTS 프레임을 전송하면 데이터 전송을 위해 채널이 점유된다. 이 후 다시 DIFS 동안 채널이 유휴 상태임을 감지되면 각 단말(130a, 140a, 150)은 다시 백오프를 감소시키며 단말 1(130a)과 단말 3(150)이 동시에 백오프 값이 0으로 감소되어 RTS 프레임을 동시에 보낸 경우 RTS 프레임들의 충돌로 인해 AP(100a)에서는 정상적으로 RTS 프레임이 수신되지 못하고 AP(100a)는 CTS 프레임을 전송하지 않는다. 단말 1(130a)과 단말 3(150)은 CTS 프레임이 수신되지 않음을 통해서 RTS 프레임이 충돌했다는 것을 확인할 수 있으며 경쟁 윈도우 크기를 2배로 증가시켜 다음 데이터 전송을 시도한다.
데이터 전송 경쟁에서 이긴 단말-도 3의 경우 단말 2(140a)-은 RTS 프레임을 전송하고 CTS 프레임까지 수신하면 바로 데이터 전송을 하지 않고 데이터 전송 경쟁에 실패한 단말들-도 3의 경우 단말 1(130a)과 단말 3(150)-이 에너지 전송 요청 프레임을 전송할 수 있도록 기다린다. 경쟁에 실패한 단말들은 전력 비콘(PB)에게 본 발명의 Excuse 프레임을 사용하여 에너지 전송을 요청한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 Excuse MAC 프레임 구조를 나타낸다. 도 4를 참조하면, Excuse MAC 프레임은 프레임 제어(401), 전력 비콘(PB) 주소(403), 소스 주소(405), FCS(Frame check sequence, 407)를 포함한다. Excuse 프레임에는 전력 비콘(PB)의 주소(403)와, 에너지 전송을 요청하는 단말의 정보를 가지는 소스 주소(405)가 포함되어 있다.
경쟁에 실패한 단말들은 CTS를 수신하면 네트워크에 접속할 때 AP에서 할당받은 에너지 경쟁 윈도우(We, Energy Contention Window) 크기 내에서 임의의 백오프 값을 설정해 Excuse 프레임 전송을 시도한다. 네트워크에 n개의 단말이 접속해 있을 때 Excuse 프레임 전송 경쟁에 참여하는 단말 수는 n-1개이며 특정 단말이 Excuse 프레임 전송을 성공할 확률(Peh)은 수학식 1과 같다.
Figure 112017091840509-pat00001
도 5는 네트워크에 접속한 단말 수(n)와 에너지 경쟁 윈도우 크기(We)에 따른 전송 성공 확률을 보여준다. We가 커질수록 Peh는 높아지고 n이 클수록 Peh는 낮은 것을 확인할 수 있다. We가 커지면 Peh는 높아지지만 Excuse 프레임 전송 경쟁에 소요되는 시간이 증가하기 때문에 AP는 We값을 적절하게 설정해야 한다. 네트워크에 접속한 단말 수를 고려하여 단말이 데이터를 전송할 때 소모하는 에너지양(Econ)과 PB으로부터 에너지 RF 신호를 전송받아 하베스팅하는 에너지양(Ehar)의 비율이 Peh보다 작거나 같도록(Peh ≥ Econ/Ehar)값을 결정한다.
Excuse 프레임이 PB에서 정상적으로 수신되면 PB는 Excuse 프레임에서 에너지 요청 단말의 주소를 확인하고 에너지 전송 방향을 결정하고 채널이 데이터 전송으로 사용될 수 있도록 RTS 프레임과 CTS 프레임의 NAV(Network Allocation Vector) 값을 참고하여 AP의 ACK(Acknowledgment) 프레임 전송이 끝나는 시간을 기준으로 에너지 전송 시간을 결정한다. Excuse 프레임을 보낼 수 있는 최대 백오프 슬롯 시간(Tebm = δWe) 이후에도 Excuse 프레임이 전송되지 않는다면 데이터 전송 단말과 PB는 Excuse 프레임을 전송할 단말이 없다고 판단할 수 있고 Excuse 프레임을 수신하지 않아도 데이터 전송 경쟁에서 이긴 단말은 데이터를 전송한다. Excuse 프레임 전송이 일어나지 않거나 충돌로 인해 정상적으로 전송되지 않으면 PB는 에너지 전송을 하지 않는다. 데이터 전송 경쟁에서 이긴 단말은 Excuse 프레임이 전송된 것을 확인하면 AP로 데이터를 전송하고 이와 동시에 PB는 빔 형성 기술을 이용하여 RF 에너지 신호를 Excuse 프레임을 전송한 단말에게 전송한다.
채널이 EDIFS 시간 동안 비어있는 경우 단말의 데이터 전송이 없다고 판단할 수 있고 채널은 에너지 전송으로 사용될 수 있다. EDIFS 시간은 아래와 수학식 2와 같이 DIFS 시간에 데이터 전송을 위한 최대 백오프 슬롯 시간(δWe)의 합으로 계산할 수 있다.
Figure 112017091840509-pat00002
에너지가 필요한 단말은 EDIFS 시간 동안 채널이 유휴 상태이면 We 범위 내에서 백오프 경쟁을 통해 Excuse 프레임을 PB에게 전송하여 에너지 전송을 요청할 수 있고, 이를 수신한 PB는 Excuse 프레임을 통해 에너지 요청 단말의 주소를 확인하고 에너지 전송 방향과 시간을 정해 에너지를 전송한다. 이 경우 다른 단말은 에너지 전송 여부를 감지할 수 없으므로 에너지 전송 전 에너지 전송 시간과 방향에 대한 정보를 네트워크의 다른 단말들에게 알려야 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 PB Info 프레임(600)을 통해 PB는 에너지 전송 전 에너지 전송 시간과 방향을 네트워크의 다른 단말들에게 알린다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 PB Info MAC 프레임 구조를 나타낸다.
도 6을 참조하면, PB Info MAC 프레임은 프레임 제어(601), 에너지 전송 시간(603), 전력 비콘(PB) 주소(603), 목적지 주소(605), FCS(Frame check sequence, 609)를 포함한다. PB Info MAC 프레임은 기본 MAC 프레임 구조에 PB의 주소(605)와 에너지 전송 요청 단말의 주소를 나타내는 목적지 주소(605), 에너지 전송 시간(603)이 포함된다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 단말의 데이터 전송 및 Excuse 프레임 전송 알고리즘을 나타낸 순서도이다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 채널이 데이터 전송으로 사용되는 경우의 동작 예시를 보여주는 타이밍도이다.
네트워크에 n=3개의 단말(1030, 1040, 1050)이 접속했을 때, 시스템은 Peh ≥ 1/2를 만족하도록 We=4로 결정했다고 가정한다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 단말은 채널에 전송할 데이터가 존재하는지 판단하여(단계 720), 채널에 전송할 데이터가 존재하는 경우 데이터 전송을 위한 DCF(Distributed Coordination Function) 경쟁을 통해 채널 점유를 시도한다(단계 720, 730, 725, 735). 즉, 단말은 채널을 감지(sensing)(단계 720)하면서 채널이 사용중인지 체크하고(단계 725), 채널이 사용중이 아닌 경우 DIFS(DCF Interframe Space) 시간 동안 대기(단계 730)하면서 채널이 사용중인지(또는 채널이 비어 있는지) 확인한다(단계 735).
채널이 DIFS 시간 동안 유휴 상태임이 확인되면 단말은 네트워크에 접속할 때 AP에서 정해준 경쟁 윈도우(Contention Window) 크기 내에서 임의의 랜덤 백오프(Backoff) 값을 설정(단계 740)하고 백오프 시간 슬롯(
Figure 112017091840509-pat00003
)마다 채널이 비어 있는 경우 백오프 값을 1씩 감소시킨다. 단말은 자신의 백오프 값이 0에 도달하면 AP로 RTS 프레임을 전송한다(단계 810).
데이터 백오프 값이 0으로 감소하지 않은 단말은 다른 단말이 전송한 RTS 프레임을 수신여부를 확인하여(단계 755) 다른 단말이 전송한 RTS 프레임을 수신하면 AP가 전송한 CTS 프레임 수신여부를 확인하여(단계 757) AP가 전송한 CTS 프레임까지 수신되면 단말 자신의 데이터 백오프를 고정(백오프 프리징)시키고(단계 757), 도 9의 에너지 전송 요청을 위한 경쟁을 한다.
각 단말은 데이터 전송을 위해 백오프 경쟁을 하여 백오프 값이 가장 먼저 0으로 감소한 단말이 RTS 프레임(1001)을 AP로 전송한다(도 8, 단계 810). 정상적으로 RTS 프레임이 수신된 경우 AP는 CTS 프레임을 채널을 통해 전송하여 데이터 전송을 위한 채널 점유를 네트워크에 접속한 단말들에게 알린다. CTS 프레임의 전송 여부를 통해 RTS 프레임의 충돌 여부를 판단할 수 있다.
CTS 프레임이 수신되었는지 확인하여(단계 820) CTS 프레임이 수신되지 않은 경우 RTS 프레임이 충돌된 경우로서 CTS 프레임이 수신되지 않은 것을 확인한 단말들은 충돌 확률을 줄이기 위해 경쟁 윈도우 크기를 증가- 예를 들어 2배로 증가- 다시 랜덤 백오프 값을 설정한다(단계 825)
도 9의 에너지 전송 요청을 위한 경쟁을 설명하면, 도 7에서 데이터 백오프 값이 0으로 감소하지 않은 단말은 자신의 데이터 백오프를 고정 시킨 뒤, AP가 전송한 CTS 프레임까지 수신되면 에너지 전송 요청을 위한 경쟁을 한다.
CTS 프레임을 수신한 단말들은 범위 내에서 임의의 백오프 값을 설정하여 Excuse 프레임 전송을 위한 백오프 값을 설정(단계 910)을 하며, 백오프 값을 1씩 감소시키며 백오프 값이 0인지 확인하여(단계 920), 백오프 값이 가장 먼저 0으로 감소한 단말은 Excuse 프레임을 전송한다(단계 940).
Excuse 프레임이 수신되었는지 확인(단계 925)하여, 데이터 백오프 값이 0으로 감소하지 않은 단말은 다른 단말이 보낸 Excuse 프레임을 수신하면 더 이상 Excuse 프레임 전송을 위한 백오프 값을 감소시키지 않으며 데이터 백오프 값과 같이 고정 시키지도 않고 대기한다(단계 955).
ACK 프레임이 수신되었는지를 확인(단계 957)하여 데이터 전송이 끝남을 알리는 ACK 프레임이 수신되면 단말들은 다시 데이터 전송을 위한 데이터 백오프 경쟁을 시도한다. 즉, 단말은 채널을 감지(sensing)하면서 채널이 사용중이 아닌 경우 DIFS(DCF Interframe Space) 시간 동안 대기(단계 960)하면서 채널이 DIFS 시간 동안 유휴 상태임이 확인되면 단말은 단계760으로 돌아가 백오프 값을 감소시킨다.
PB가 정상적으로 Excuse 프레임을 수신하고 PB에서 에너지(Energy) 신호를 전송하면 Excuse 프레임을 전송한 단말은 에너지 신호가 수신되었는지 확인(단계 950)하여 에너지 신호가 수신되면 에너지 신호를 통해 에너지를 수확(에너지 하베스팅)한 뒤(단계 952) 데이터 전송을 위해 DIFS 시간동안 대기한다(단계 960).
에너지 신호가 수신되지 않으면 단말은 ACK 프레임이 수신될 때 까지 대기한 뒤(단계 955, 957), 데이터 백오프 경쟁에 다시 참여한다(단계 960).
도 10을 참조하면, 각 단말은 데이터 전송을 위해 백오프 경쟁을 하며 백오프 값이 가장 먼저 0으로 감소한 단말이 RTS 프레임(1001)을 전송한다. 이를 수신한 AP(1000)는 CTS 프레임(1003)을 전송하고 데이터 전송을 위한 채널 점유를 알린다.
단말 2(1040)는 Excuse 프레임이 전송될 때까지 데이터 전송을 보류한다. 데이터 전송 경쟁에 실패한 단말 1(1030)과 단말 3(1050)은 We 범위 내에서 에너지 백오프 경쟁을 통해 Excuse 프레임 전송을 시도한다. 에너지 백오프가 가장 먼저 0으로 감소한 단말 1(1030)이 Excuse 프레임을 PB(1020)에게 전송한다.
Excuse 프레임을 수신한 PB(1020)는 Excuse 프레임을 통해 단말 1(1030)의 주소를 확인하고 에너지 전송 방향을 결정한다. 또한, PB(1020)는 RTS, CTS 프레임의 NAV를 통해 ACK 프레임(1011) 전송이 완료되는 시간을 기준으로 에너지 전송 시간을 결정한다.
Excuse 프레임을 수신한 단말 2(1030)는 데이터(1007)를 AP(1000)로 전송하고 이와 동시에 PB(1020)도 단말 1(1030)로 빔 형성 기술을 이용하여 에너지 RF 신호를 전송한다. 데이터 전송과 에너지 전송이 끝난 뒤 단말들은 DIFS 시간 동안 채널이 비어 있음을 확인하고 데이터 전송을 위한 백오프 경쟁을 시작한다.
가장 먼저 백오프 값이 0으로 감소한 단말 3(1050)이 데이터 전송을 위해 RTS 프레임(1013)을 전송한다. RTS 프레임을 정상적으로 수신한 AP(1000)가 CTS 프레임(1015)을 전송하여 채널 점유를 알리면 데이터 전송 경쟁에 실패한 단말 1(1030)과 단말 2(1040)는 Excuse 전송을 위한 에너지 백오프 경쟁을 한다.
단말 1(1030)과 단말 2(1040)의 에너지 백오프 값이 동시에 0으로 감소하여 Excuse 프레임(1017a, 1017b)이 동시에 PB(1020)로 전송되고, PB(1020)는 충돌로 인해 정상적으로 Excuse 프레임을 수신할 수 없다. Excuse 프레임 전송 이후 단말 3(1050)이 데이터(1019)를 전송하며 PB(1020)는 에너지를 전송하지 않는다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널이 데이터 전송으로 사용되지 않는 경우(데이터 전송이 없는 경우)의 동작 예시를 보여주는 타이밍도이다.
도 11을 참조하면, 네트워크에 n=3개의 단말(1130, 1140, 1150)이 접속했을 때, EDIFS 시간 동안 채널이 비어 있음을 감지한 단말들(1130, 1140, 1150)은 We범위 내에서 에너지 백오프 경쟁을 통해 Excuse 프레임 전송을 시도한다.
가장 먼저 백오프 값이 0으로 감소한 단말 1(1130)이 Excuse 프레임(1101)을 PB(1120)로 전송하면 PB(1120)는 Excuse 프레임을 통해 단말 1(1130)의 주소를 확인하여 에너지 전송 방향과 에너지 전송 시간을 결정한다. PB(1120)는 에너지 RF 신호 전송 시간을 PB Info 프레임(600)을 통해 네트워크의 단말들에게 알린 뒤 에너지를 전송한다.
Excuse 프레임 전송 경쟁에서 실패한 단말 2(1140)와 단말 3(1140)은 PB Info 프레임(600)을 수신한 뒤 에너지 전송이 끝나는 시간을 계산할 수 있다.
본 발명의 성능을 평가하기 위해 시뮬레이션으로 네트워크의 데이터 처리율을 전방향 안테나를 사용하며 채널 사용여부를 확인하지 않고 전력을 전송하는 기존의 방법과 단말 수를 변화시키면서 비교하였다.
시뮬레이션은 W가 32, 최대 백오프 스테이지가 3인 환경에서 IEEE 802.11 표준의 파라미터를 사용하였고 PB는 λ=50[jobs/sec]인 Poisson 프로세스를 따라 에너지 RF 신호를 전송하도록 설정하였다.
도 12는 네트워크에 접속한 단말 수(n)의 변화와 We값에 따른 데이터 처리율 성능(Saturation Throughput)을 기존 방법과 본 발명을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 12를 참조하면, 기존 방법(1260)은 데이터 전송 중간에 전력 전송이 일어나거나 전력 전송이 일어나고 있을 때에는 데이터 전송을 할 수 없기 때문에 데이터 처리율이 낮다. 반면에, 본 발명은 데이터 전송과 전력 전송이 동시에 가능하기 때문에 데이터 처리율이 n=10, We=16인 경우 약 77% 향상되었다.
도 12에 도시된 바와 같이, 네트워크에 접속한 단말 수가 같은 경우 We값이 커지면 처리율 성능이 감소하는 것을 확인할 수 있는데 이는 Excuse 프레임 경쟁에 소모되는 시간이 길어지기 때문이다. 하지만 네트워크에 접속한 단말 수가 증가하면 낮은 백오프 값에서 Excuse 프레임이 전송될 확률이 증가하여 이 격차는 감소하는 것을 확인할 수 있지만, Peh 값이 감소하므로 네트워크의 상태에 따라 적절한 We값을 설정해야 하는 이유를 확인할 수 있다.
본 발명에서는 데이터 전송 시스템과 무선 전력 전송 시스템이 같은 채널에서 공존할 수 있도록 하였다. 빔 형성 기술이 적용된 RF 전력 전송 장치가 공간을 재사용할 수 있도록 하여 데이터 전송과 동시에 간섭 없이 전력 전송이 가능하도록 해주어 에너지 전송 효율을 증가시키고 향상된 데이터 처리율을 갖도록 하였다.
도 13은 무선 랜(Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 네트워크에 접속된 적어도 하나의 무선 단말로 무선 전력 전송을 수행하는 에너지 신호 전송 장치를 나타낸 블록도이다.
도 13을 참조하면, 에너지 신호 전송 장치는 네트워크에 접속된 무선 단말로부터 에너지 전송 요청을 수신하는 수신부(1320)와, 상기 에너지 전송 요청에 응답하여 에너지 신호의 전송 방향 및 에너지 전송 시간 중 적어도 하나를 구하는 프로세서(1310)와, 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향으로 상기 에너지 신호를 상기 에너지 전송을 요청하는 무선 단말로 전송하는 전송부(1330)을 포함한다.
전송부(1330)는 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향으로 상기 에너지 전송 시간 동안 상기 에너지 신호를 전송할 수 있다.
수신부(1330)는 상기 에너지 전송을 요청하는 무선 단말로부터 상기 에너지 전송 요청시 전송되는 Excuse 프레임-여기서 상기 Excuse 프레임은 상기 에너지 신호 전송 장치인 전력 비콘(PB, Power Beacon)의 주소 및 상기 에너지 전송을 요청하는 무선 단말의 주소를 포함함-을 수신할 수 있다.
프로세서(1310)는 Excuse 프레임으로부터 상기 에너지 전송을 요청하는 무선 단말의 주소를 확인하여 상기 에너지 신호 전송 방향 및 에너지 전송 시간을 계산할 수 있다.
프로세서(1310)는 무선 채널의 데이터 전송이 끝나는 시간 -즉, ACK(Acknowledgment) 프레임 전송이 끝나는 시간-을 기준으로 상기 에너지 전송 시간을 결정할 수 있다. 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향은 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되는 경우는 상기 데이터 전송에 간섭을 주지 않는 방향으로 하고, 상기 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되지 않는 경우는 PB Info 프레임-여기서 프레임은 기본 MAC 프레임 구조에 PB의 주소와 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소, 및 상기 에너지 전송 시간을 포함함-을 통해 상기 에너지 신호 전송 전에 상기 에너지 전송 시간과 에너지 신호의 전송 방향을 상기 네트워크의 다른 무선 단말들에게 알려줄 수 있다.
상기 에너지 신호 전송 장치는 전력 비콘(PB, Power Beacon), AP(Access Point) 및 무선 단말 중 하나가 될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 랜(Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 동작하는 에너지 신호 전송 장치에서 네트워크에 접속된 적어도 하나의 무선 단말로의 무선 전력 전송 방법에 있어서,
    네트워크에 접속된 제1 무선 단말로부터 에너지 전송 요청을 수신하는 단계;
    상기 에너지 전송 요청에 응답하여 에너지 신호의 전송 방향을 구하는 단계; 및
    상기 구해진 에너지 신호 전송 방향으로 에너지 전송 시간 동안 상기 에너지 신호를 상기 제1 무선 단말로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말은 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되지 않는 경우, 상기 무선 채널이 비어있음을 감지한 무선 단말인 것을 특징으로 하는
    에너지 신호 전송 장치에서의 무선 전력 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말은 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되는 경우 데이터 전송 경쟁에 실패한 무선 단말인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 무선 단말은 상기 에너지 전송 요청시 Excuse 프레임을 사용하며, 상기 Excuse 프레임은 에너지 신호 전송 장치인 전력 비콘(PB, Power Beacon)의 주소 및 상기 에너지 전송을 요청하는 상기 제1 무선 단말의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 에너지 전송 요청에 응답하여 에너지 신호의 전송 방향을 구하는 단계는 상기 Excuse 프레임으로부터 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소를 확인하여 상기 에너지 신호 전송 방향 및 에너지 전송 시간을 계산하는 단계를 포함하는 에너지 신호 전송 장치에서의 무선 전력 전송 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 에너지 신호 전송 방향 및 에너지 전송 시간을 계산하는 단계는 무선 채널의 데이터 전송이 끝나는 시간을 기준으로 상기 에너지 전송 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 에너지 신호 전송 장치에서의 무선 전력 전송 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향은
    무선 채널이 데이터 전송으로 사용되는 경우는 상기 데이터 전송에 간섭을 주지 않는 방향으로 하고,
    상기 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되지 않는 경우는 PB Info 프레임-여기서 프레임은 기본 MAC 프레임 구조에 PB의 주소와 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소, 및 상기 에너지 전송 시간을 포함함-을 통해 상기 에너지 신호 전송 전에 상기 에너지 전송 시간과 에너지 신호의 전송 방향을 상기 네트워크의 다른 무선 단말들에게 알려주는 것을 특징으로 하는 에너지 신호 전송 장치에서의 무선 전력 전송 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 에너지 신호 전송 장치는 전력 비콘(PB, Power Beacon), AP(Access Point) 및 무선 단말 중 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 신호 전송 장치에서의 무선 전력 전송 방법.
  9. 무선 랜(Wireless Local Area Network)과 동일한 주파수 대역에서 네트워크에 접속된 적어도 하나의 무선 단말로 무선 전력 전송을 수행하는 에너지 신호 전송 장치에 있어서,
    네트워크에 접속된 제1 무선 단말로부터 에너지 전송 요청을 수신하는 수신부;
    상기 에너지 전송 요청에 응답하여 에너지 신호의 전송 방향 및 에너지 전송 시간 중 적어도 하나를 구하는 프로세서; 및
    상기 구해진 에너지 신호 전송 방향으로 상기 에너지 신호를 상기 제1 무선 단말로 전송하는 전송부를 포함하되,
    상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말은 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되지 않는 경우, 상기 무선 채널이 비어있음을 감지한 무선 단말인 것을 특징으로 하는
    무선 전력 전송을 수행하는 에너지 신호 전송 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전송부는 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향으로 상기 에너지 전송 시간 동안 상기 에너지 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송을 수행하는 에너지 신호 전송 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 수신부는 상기 제1 무선 단말로부터 상기 에너지 전송 요청시 전송되는 Excuse 프레임-여기서 상기 Excuse 프레임은 상기 에너지 신호 전송 장치인 전력 비콘(PB, Power Beacon)의 주소 및 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소를 포함함-을 수신하고,
    상기 프로세서는 상기 Excuse 프레임으로부터 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소를 확인하여 상기 에너지 신호 전송 방향 및 에너지 전송 시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송을 수행하는 에너지 신호 전송 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는 무선 채널의 데이터 전송이 끝나는 시간을 기준으로 상기 에너지 전송 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송을 수행하는 에너지 신호 전송 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 구해진 에너지 신호 전송 방향은
    무선 채널이 데이터 전송으로 사용되는 경우는 상기 데이터 전송에 간섭을 주지 않는 방향으로 하고,
    상기 무선 채널이 데이터 전송으로 사용되지 않는 경우는 PB Info 프레임-여기서 프레임은 기본 MAC 프레임 구조에 PB의 주소와 상기 에너지 전송을 요청하는 제1 무선 단말의 주소, 및 상기 에너지 전송 시간을 포함함-을 통해 상기 에너지 신호 전송 전에 상기 에너지 전송 시간과 에너지 신호의 전송 방향을 상기 네트워크의 다른 무선 단말들에게 알려주는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송을 수행하는 에너지 신호 전송 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 에너지 신호 전송 장치는 전력 비콘(PB, Power Beacon), AP(Access Point) 및 무선 단말 중 하나인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송을 수행하는 에너지 신호 전송 장치.
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