Pronlema: remplazar baterias
o, examinamos las arquitecturas actuales y las tecnologías habilitadoras para SWIPT e identificamos los desafíos técnicos para implementar SWIPT. Tras una descripción general de las tecnologías habilitadoras para SWIPT y los sistemas inalámbricos asistidos por SWIPT, presentamos un novedoso mecanismo de asignación de energía compatible con SWIPT para comunicaciones D2D para ilustrar la importancia de la aplicación de SWIPT.
El propósito de este artículo es proporcionar una breve descripción general de las arquitecturas SWIPT actuales, las tecnologías habilitadoras y las aplicaciones, y algunos desafíos técnicos para la realización de SWIPT
sistema
Considere una sola celda en redes celulares que soportan comunicaciones D2D. Dentro de la celda, hay una estación base (BS), un usuario celular
es, los enlaces D2D
reutilizan de forma no ortogonal los recursos del enlace ascendente
celular, lo que provocará interferencias entre los usuarios celulares
y entre ello
Cada usuario D2D cuenta con una unidad divisora de potencia
SWIPT, que permite la transferencia simultánea de información y
poten
aplicaciones
sistemas de comunicación inalámbrica asistidos por relé
identificación por radiofrecuencia (RFID)
teoria
os dispositivos inalámbricos con soporte SWIPT
pueden recuperar energía al recibir datos, prolongando así
su vida útil
en comparación con el mecanismo
convencional de multiplexación por división de tiempo, donde
las transmisiones de potencia e información están separadas,
la eficiencia de transmisión bajo SWIPT mejora
Con SWIPT, la interferencia a las comunicaciones se mantiene
bajo control e incluso puede ser beneficiosa para la recolección
de energía (EH).
sistema D2D y sus mecanismos de asignación de potencia
Relacion IoT y WSN
Una de las características esenciales del Internet de las
Cosas (IdC) es que todos los objetos físicos (pequeños) que
nos rodean estarán conectados mediante una red de
sensores inalámbricos (WSN) en la que se conecta un
sensor pequeño, económico y de bajo consumo a cada
objeto físico para recopilar información del entorno inmediato
y transmitirla a otros nodos de la red, posibilitando así
futuros hogares, ciudades y hospitales inteligentes, entre
otros. Durante mucho tiempo, el principal obstáculo para
cualquier WSN, compuesta por una gran cantidad de
sensores que actúan como la "piel" de la estructura del IoT,
ha sido el (corto) periodo de tiempo en el que la red puede
ser funcional. Dado que los sensores suelen funcionar con
baterías, estas deben recargarse o reemplazarse
periódicamente. Peor aún, a veces resulta muy difícil o
imposible reemplazar las baterías de los sensores [9]
estructura swpit
antena rectificadora (rectenna), un circuito
basado en diodos que convierte las señales de radiofrecuencia
en voltaje de corriente continua
la
conmutación temporal se refiere a la arquitectura en la que
cada antena receptora conmuta periódicamente entre el
recolector de energía y el decodificador de información,
división de potencia se refiere a la arquitectura en la que la
señal recibida se divide en dos flujos de señal separados, uno
que se envía al recolector de energía y el otro al decodificador
de información
la conmutación de antena [1] se diseña donde las antenas
receptoras se dividen en dos grupos: uno dedicado a la decodificación
de información y el otro a la EH
Equipar un sistema SWIPT con múltiples antenas
permite dos técnicas diferentes de procesamiento de señales: la
formación de haz en el dominio analógico y la precodificación en el
dominio digital. La primera se puede implementar mediante un complejo
desfasador ponderado, y la segunda se puede diseñar específicamente
para satisfacer ciertas condiciones o restricciones de potencia o
velocidad predefinidas
Un transmisor compatible con SWIPT puede funcionar
de forma periódica o variable en el tiempo. Cuando la mayoría de los
nodos del sistema tienen un alto nivel de potencia, SWIPT puede
desactivarse para reducir la sobrecarg
La asignación de recursos en sistemas SWIPT se refiere principalmente
a la optimización del uso de diversos recursos limitados del sistema,
como la energía, el ancho de banda, el tiempo y el espacio
control de potencia
oportunista permite mejorar la eficiencia de la transferencia de energía
e información aprovechando la función de desvanecimiento de canal;
programar la transferencia de potencia de usuarios
inactivos con altas ganancias de canal para prolongar la vida útil de la
red.
as
interferencias perjudiciales para un sistema pueden convertirse en
energía útil para este. Un mecanismo de asignación de recursos basado
en interferencias puede recopilar la interferencia y dirigirla a dispositivos
específicos que consumen mucha energía
, la información puede codificarse en
la señal de energía variando sus niveles de potencia con el tiempo,
patrón de energía basado en la posición que se asemeja al
PPM y que se utiliza en el dominio espacia
patrón de energía basado en la intensidad que se
asemeja al PAM y que depende completamente de
valores positivos
se han realizado numerosos
estudios sobre la asignación de potencia D2D, la mayoría ha
asumido que la interferencia es perjudicial. abordamos el problema de la asignación de
potencia D2D con SWIPT mediante la teoría de juegos
Sistemas inalámbricos con SWIPT
Redes de sensores inalámbricos
(WSN)
, redes de retransmisión,
redes multipunto coordinadas
(CoMP),
transmisión conjunta (JT), y formación de haz coordinada (CB), d
nubes móviles colaborativas (CMC)
redes de
radio cognitiva
n la práctica, las redes CBCoMP son preferibles a las redes JT-CoMP
estado del arte
En [7] se propuso un nuevo mecanismo general de modulación,
influenciado por la modulación espacial. Esta nueva modulación utiliza
múltiples antenas, es adecuada para SWIPT y, en particular, transporta
información mediante patrones de energía. Con respecto a la modulación
por posición de pulsos (PPM) y la modulación por amplitud de pulsos
(PAM), se pueden concebir los dos siguientes patrones de energía [8]:
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