Ученые разработали энергоэффективную беспроводную систему передачи энергии и информации

Промышленный интернет вещей (IIoT) - это технология, объединяющая беспроводные сенсоры, контроллеры и мобильные коммуникационные технологии для интеллектуализации и оптимизации промышленных производственных процессов. Особенно актуально обеспечить эффективную передачу данных и электроэнергии для устройств IIoT, работающих от батарей.

В этом контексте беспроводная передача электроэнергии, основанная на радиочастотных сигналах, представляет особый интерес. Недавно технология одновременной беспроводной передачи информации и энергии (SWIPT) стала предметом внимания специалистов в области IIoT.

Однако существующие системы SWIPT сталкиваются с проблемой снижения энергетической эффективности на больших расстояниях от центрального контроллера. Команда исследователей из Южной Кореи под руководством профессора Донг-Вук Сео разработала новый подход, применив SWIPT к распределенной антенной системе (DAS), что значительно повысило энергетическую и спектральную эффективность IIoT.

"Благодаря использованию DAS с поддерживающими антеннами, расположенными ближе к крайним пользователям, потери SWIPT из-за расстояния уменьшаются, что повышает производительность декодирования информации и сбора энергии", - поясняет доктор Сео.

В рамках исследования был разработан трехступенчатый итерационный алгоритм для максимизации эффективности системы SWIPT-NOMA-DAS. Результаты исследования были опубликованы в журнале IEEE Transactions on Industrial Informatics.

Тесты показали, что предложенная система SWIPT-NOMA-DAS в пять раз эффективнее по энергопотреблению, чем SWIPT-NOMA без DAS, и обеспечивает более чем 10%-ное улучшение производительности.

Доктор Сео подчеркивает значение исследования: "Эта технология обеспечивает очень эффективное потребление энергии и имеет ряд преимуществ, таких как удобство, низкое энергопотребление и продление срока службы батареи. Она может быть применена в смартфонах, ноутбуках, носимых устройствах и электромобилях. Прежде всего, система SWIPT-NOMA-DAS может оптимизировать распределение ресурсов и эффективно осуществлять беспроводную зарядку и передачу информации для пользователей в среде IoT"