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- IIoT integra tecnología inalámbrica pero requiere redes sólidas para dispositivos que funcionan con baterías.
- Investigadores coreanos exploran SWIPT y NOMA en IIoT y aumentan la eficiencia con SWIPT-NOMA-DAS, haciéndolo cinco veces más eficiente energéticamente.
El Internet industrial de las cosas (IIoT) reúne sensores inalámbricos, controladores y tecnología móvil para aumentar la eficiencia industrial. Debido a su dependencia de pequeños dispositivos que funcionan con baterías, se requiere una red sólida para la distribución de datos y energía. La transmisión de energía inalámbrica es prometedora, utilizando señales de radio para dispositivos de bajo consumo. La transferencia inalámbrica simultánea de información y energía (SWIPT) es fundamental para prolongar la vida útil de la batería en el IIoT y se integrará en el sistema NOMA (acceso múltiple no nortogonal). Sin embargo, la eficiencia energética disminuye al aumentar la distancia desde el controlador central.
Un grupo de investigación con sede en Corea del Sur dirigido por el profesor asociado Dong-Wook Seo del Departamento de Electrónica y Tecnología de la Información Eléctrica de la Universidad Marítima y Oceánica de Corea ha introducido un enfoque innovador. Han integrado con éxito NOMA asistido por SWIPT en un sistema de antena distribuida (DAS), lo que ha dado como resultado una mejora notable en la potencia y la eficiencia espectral para los IIoT. dr. Seo afirma: “El despliegue estratégico de un DAS con antenas de soporte ubicadas cerca de los usuarios del borde junto con una estación base central mitiga efectivamente la degradación del rendimiento de SWIPT-NOMA en distancias más largas. Esto conduce a una mejora tanto en la decodificación de información como en las capacidades de recolección de energía”.
El equipo de investigación desarrolló un algoritmo iterativo de tres pasos para optimizar la eficiencia energética del sistema SWIPT-NOMA-DAS. Su enfoque incluyó una primera fase dedicada a ajustar la asignación de energía para el controlador central de IoT. Juntos, optimizaron la asignación de energía para la señalización NOMA y la asignación de división de energía (PS), al tiempo que minimizaron las velocidades de datos y los requisitos de recolección de energía. Evaluaron un escenario de falla en el que el sistema no podía entregar suficiente energía y velocidades de datos. Ampliaron el enfoque de optimización común para la asignación y el uso compartido de energía (PS) a escenarios de múltiples clústeres. Comprobaron la eficacia de su algoritmo mediante simulaciones numéricas exhaustivas.
Sus resultados mostraron que el sistema SWIPT-NOMA-DAS propuesto tiene una eficiencia energética cinco veces mayor en comparación con SWIPT-NOMA sin DAS. En comparación con SWIPT-OMA-DAS, hubo un aumento en el rendimiento de más del 10%. Esta tecnología permite un uso eficiente de la energía y ofrece numerosas ventajas, como comodidad, requisitos mínimos de energía y mayor duración de la batería. Encuentra aplicaciones en teléfonos inteligentes, portátiles, dispositivos portátiles y vehículos eléctricos. El sistema SWIPT-NOMA-DAS optimiza la asignación de recursos y gestiona de manera competente la carga inalámbrica y la transmisión de información para los usuarios de IoT.
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