Skema untuk penyebaran titik akses hybrid (H-AP) di kota pintar
Tele

Skema untuk penyebaran titik akses hybrid (H-AP) di kota pintar


Gambar yang menggambarkan lingkungan kota pintar yang dipertimbangkan oleh skema penyebaran H-AP para peneliti. Kredit: Zhao et al.

Para peneliti di University of Essex, UESTC-China dan ZTE baru-baru ini memperkenalkan skema untuk penyebaran titik akses hybrid (H-AP), yang secara bersamaan dapat mengaktifkan transfer informasi nirkabel (WIT) dan transfer energi nirkabel (WET) di kota pintar. . Skema unik ini, yang disajikan dalam makalah yang diterbitkan sebelumnya di arXiv, menggunakan model mobilitas jalan berbasis grid di lingkungan perkotaan untuk mewakili pergerakan pengguna dalam menavigasi kota.

Dengan penyebaran 5G dalam skala besar dan evolusi berkelanjutan dari sistem komunikasi seluler, sebagian besar aplikasi yang menghabiskan energi, termasuk layanan streaming video, transmisi AR / VR, dan banyak lagi, sekarang berjalan di perangkat seluler yang didukung oleh baterai. Ini menghasilkan pengeluaran energi yang besar dan baterai cepat habis, menyebabkan gangguan dan pengalaman pengguna yang buruk.

Semakin banyak orang di seluruh dunia sekarang juga menggunakan perangkat Internet of Things (IoT) kecil, seperti sensor suhu / PM2.5, jam tangan pintar, pelacak kebugaran, dan perangkat lain, dengan kepadatan rata-rata satu perangkat per meter persegi. Perangkat kecil ini hanya dapat dilengkapi dengan baterai yang memiliki kapasitas rendah sehingga lebih cepat habis. Skema baru yang diusulkan oleh para peneliti di University of Essex, UESTC dan ZTE dapat membantu mengatasi beberapa tantangan ini.

“Sering mengganti baterai untuk perangkat IoT mengakibatkan biaya pemeliharaan yang tidak terjangkau bagi operator jaringan,” kata Jie Hu dari UESTC, salah satu peneliti yang melakukan penelitian tersebut, kepada TechXplore. “Oleh karena itu, kami perlu menemukan metode pengisian yang dapat dikontrol dan sesuai permintaan untuk memberikan pengalaman layanan yang berkelanjutan, mengurangi biaya pemeliharaan dan memperpanjang masa pakai jaringan.”

Teknologi yang memanen energi dari sumber yang tersedia (misalnya, matahari atau angin) dapat memberi daya pada perangkat komunikasi dengan cara yang lebih murah dan lebih berkelanjutan. Namun, alat ini sangat bergantung pada lingkungan sekitarnya. Misalnya, perangkat yang diberdayakan oleh energi matahari mungkin tidak dapat mengumpulkan cukup energi pada hari mendung atau hujan.

Untuk mengatasi tantangan pengisian daya elektronik kecil secara terus menerus, selama beberapa tahun terakhir, beberapa perusahaan juga telah mengembangkan teknik pengisian nirkabel jarak dekat berdasarkan kopling induktif atau resonansi magnetik, yang dapat digunakan untuk mengisi daya ponsel tanpa konektor. Namun, agar metode ini berfungsi, pengisi daya dan perangkat pengisi daya harus berada beberapa sentimeter dari satu sama lain, yang memastikan transfer daya nirkabel yang efektif.

Skema untuk penyebaran titik akses hybrid (H-AP) di kota pintar

Topologi jaringan dasar untuk DEIN yang dirancang oleh para peneliti. Kredit: Zhao et al.

Hal ini membuat teknik ini tidak praktis untuk terus memasok energi ke sejumlah besar perangkat IoT dari kejauhan. Solusi yang jauh lebih praktis dan layak, dieksplorasi oleh para peneliti dalam penelitian mereka, bisa jadi adalah penggunaan teknologi frekuensi radio (RF).

“Sinyal RF mampu membawa energi ke perangkat di medan jauh,” jelas Hu. “Selain itu, transfer daya nirkabel berbasis sinyal RF (WPT) adalah solusi fleksibel, terkontrol, sesuai permintaan, dan berbiaya rendah untuk memasok energi ke pengguna seluler dan perangkat IoT. Kami dapat menyesuaikan lebar berkas untuk mencapai titik-ke- arahkan WPT atau untuk secara bersamaan memenuhi permintaan pengisian nirkabel beberapa perangkat. “

Skema yang diusulkan oleh Hu dan rekan-rekannya melibatkan perangkat yang secara aktif meminta layanan WPT. Infrastruktur kemudian dapat menanggapi permintaan tersebut dengan mentransfer jumlah energi yang dibutuhkan, memungkinkan perangkat menggunakan sumber daya infrastruktur komunikasi tanpa memerlukan perangkat keras tambahan.

“Memanfaatkan sinyal RF dan sifat penyiaran saluran nirkabel dapat memungkinkan realisasi informasi nirkabel secara simultan dan transfer daya dalam spektrum yang sama, secara substansial meningkatkan efisiensi spektrum,” kata Hu. “Dalam penelitian kami, kami mengusulkan skema penerapan H-AP yang optimal demi memenuhi permintaan pengunduhan informasi perangkat seluler dan permintaan pengisian daya nirkabel.”

Perbedaan utama antara titik akses hybrid (H-AP) dan titik akses tradisional (AP) adalah bahwa yang pertama memungkinkan layanan WIT dan WPT. Dalam studi mereka, para peneliti fokus pada pola mobilitas perangkat yang bergerak di sepanjang jalan lingkungan perkotaan dan mengambil belokan sewenang-wenang di persimpangan. Skema penyebaran H-AP mereka mempertimbangkan popularitas penyeberangan jalan, karena koneksi jaringan cenderung melambat ketika pengguna mencapai penyeberangan yang ramai.

“Masalah yang sangat berarti dihadapi oleh operator jaringan: Mengingat jumlah H-AP yang terbatas, bagaimana kita dapat menyebarkannya di kota sehingga kinerja WIT dan WPT dapat dioptimalkan?” Kata Hu. “Untuk mengatasi masalah ini, kami telah merancang tiga skema penerapan, yaitu penerapan berorientasi WIT, penerapan berorientasi WPT, dan skema penerapan seimbang.”

Skema untuk penyebaran titik akses hybrid (H-AP) di kota pintar

Pemancar dan penerima DEIN. Kredit: Zhang et al.

Skema penyebaran H-AP yang dikembangkan peneliti menggunakan model mobilitas jalan di lingkungan perkotaan untuk mencirikan pergerakan pengguna perangkat komunikasi. Pertama, ia menganalisis dampak popularitas penyeberangan jalan atau situs tertentu di kota terhadap efisiensi WIT dan WET. Selanjutnya, ini mengimplementasikan keseimbangan antara efisiensi layanan WIT dan WET, sebagai bagian dari apa yang oleh para peneliti disebut skema “B-deployment ‘.

“Mobilitas dan distribusi perangkat WIT dan perangkat WPT serta popularitas penyeberangan jalan berdampak besar pada desain kami,” kata Hu. “Skema kami memungkinkan kami mencapai keseimbangan antara WIT dan WPT.”

Keuntungan utama dari skema yang dirancang oleh Hu dan rekan-rekannya adalah bahwa skema itu sangat fleksibel dan dapat memenuhi berbagai kualitas layanan (QoS) dari layanan WIT dan WPT. Temuan yang dikumpulkan dalam serangkaian percobaan yang menguji skema baru menunjukkan bahwa penerapan H-AP di lokasi kota yang sangat padat dapat memungkinkan kinerja WIT dan WPT yang lebih baik.

Studi tersebut adalah yang pertama mengusulkan skema untuk penyebaran H-AP skala besar di kota pintar. Di masa depan, skema ini dapat membantu mengoptimalkan jangkauan informasi dan energi jaringan komunikasi di lingkungan perkotaan yang sibuk.

“Dalam pekerjaan kami di masa mendatang, kami berencana untuk melakukan analisis teoritis informasi untuk WIT dan WPT yang terintegrasi untuk mengidentifikasi batas kinerja,” kata Prof Kun Yang dari University of Essex, peneliti lain yang terlibat dalam studi tersebut, kepada TechXplore. “Kami juga ingin mengejar desain transceiver di lapisan fisik, termasuk pengkodean, modulasi, MIMO beamformer dan desain penggabung yang bertujuan untuk meningkatkan kinerja pengguna tunggal atau banyak pengguna dari WIT dan WPT terintegrasi.”

Dalam studi mereka berikutnya, Hu, Yang dan rekan mereka berencana untuk menangani beberapa arah penelitian lainnya, misalnya, menyelidiki penggunaan alokasi sumber daya dan kontrol akses untuk mendukung sejumlah besar perangkat dalam jaringan komunikasi. Selain itu, mereka ingin mempelajari jaringan ruang-terestrial untuk integrasi WIT dan WPT, yang dapat membantu meningkatkan kinerja WIT dan WPT di UAV yang menavigasi lingkungan pedesaan atau daerah yang terkena bencana alam.

“Tujuan lain untuk penelitian lebih lanjut adalah untuk mengeksplorasi kemungkinan WIT dan WPT yang dibantu 6G,” kata Yang. “Kami akan menyelidiki WIT dan WPT terintegrasi di TeraHz, dengan radio holografik dan dengan kontrol cerdas yang dibantu AI. Tujuan utama penelitian kami adalah membuat data baru dan jaringan komunikasi terintegrasi energi (DEIN) untuk mewujudkan keberlanjutan energi. ”


Metode baru: Transmisi jaringan sensor nirkabel yang lebih tepat waktu dan andal


Informasi lebih lanjut:
Penyebaran H-AP untuk informasi nirkabel bersama dan transfer energi di kota pintar. arXiv: 2002.09098 [eess.SY]. arxiv.org/abs/2002.09098

© 2020 Science X Network

Kutipan: Skema untuk penyebaran titik akses hibrida (H-AP) di kota pintar (2020, 10 Maret) diambil pada 28 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-03-scheme-hybrid-access-h-ap -deployment.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Pengeluaran SDY