Marie Rousseau
L’Internet industriel des objets (IIoT) fait référence à une technologie qui blend des capteurs, des contrôleurs et des technologies de communication mobile sans fil pour rendre chaque factor des processus de production industrielle clever et efficace. Étant donné que l’IIoT peut impliquer plusieurs petits appareils et capteurs alimentés par batterie, il existe un besoin croissant de développer un réseau robuste pour la transmission de données et le transfert d’énergie afin de surveiller l’environnement IIoT.
À cet égard, le transfert d’énergie sans fil est une technologie prometteuse. Il utilise des signaux radiofréquences pour alimenter de petits appareils consommant un minimum amount d’énergie. Récemment, le transfert simultané d’informations et de puissance sans fil (SWIPT), qui utilise un seul sign radiofréquence pour effectuer simultanément la récupération d’énergie et le décodage des informations, a suscité un intérêt considérable pour l’IIoT. De furthermore, avec le nombre croissant d’appareils intelligents, SWIPT a été combiné avec le système d’accès various non orthogonal (NOMA), qui est un candidat prometteur pour l’IIoT en raison de sa capacité à prolonger la durée de vie de la batterie des capteurs et autres appareils. Cependant, l’efficacité énergétique de ce système diminue considérablement avec la distance de transmission du contrôleur central.
Pour surmonter cette limitation, une équipe de chercheurs de Corée du Sud, dirigée par le professeur agrégé Dong-Wook Search engine optimisation de la Division de génie électronique et électrique de l’Université maritime et océanique de Corée, a développé un nouveau cadre en appliquant NOMA assisté par SWIPT à un système d’antennes distribuées (DAS), améliorant considérablement l’efficacité énergétique et spectrale des IIoT. « En appliquant un DAS avec des antennes de guidance relativement proches des utilisateurs périphériques à côté d’une station de foundation centrale, la perte de SWIPT-NOMA avec la distance croissante peut être réduite efficacement. Cela améliore les performances de décodage des informations et de récupération d’énergie », explique le Dr Seo.
Leur étude a été mise en ligne le 27 octobre 2022 et publiée dans le quantity 19, numéro 7 de la revue IEEE Transactions on Industrial Informatics le 1er juillet 2023.
Les chercheurs ont formulé un algorithme itératif en trois étapes pour maximiser l’efficacité énergétique du système SWIPT-NOMA-DAS. Ils ont d’abord optimisé l’allocation de puissance pour le contrôleur IoT central. Après cela, l’allocation de puissance pour la signalisation NOMA et l’attribution de répartition de puissance (PS) pour SWIPT ont été optimisées conjointement, tout en minimisant les débits de données et les besoins en énergie récoltés. Enfin, l’équipe a analysé un événement de panne dans lequel le système ne peut pas fournir suffisamment d’énergie et de débits de données, étendant ainsi la méthode conjointe d’allocation de puissance et d’optimisation de l’affectation PS au scénario multicluster.
Ils ont validé leur algorithme grâce à des simulations numériques approfondies, constatant que le système SWIPT-NOMA-DAS proposé est cinq fois furthermore économe en énergie que SWIPT-NOMA sans DAS. En outre, il montre une amélioration des performances de as well as de 10 % par rapport à SWIPT-OMA-DAS.
Soulignant l’importance de leur étude, le Dr Seo déclare : « Cette technologie garantit une consommation d’énergie très efficace et offre divers avantages tels que la commodité, une faible consommation et une prolongation de la durée de vie de la batterie. Ainsi, elle peut être appliquée aux smartphones, aux ordinateurs portables, aux appareils portables, et les véhicules électriques. Moreover significant encore, le système SWIPT-NOMA-DAS peut optimiser l’allocation des ressources et effectuer efficacement la recharge sans fil et la transmission d’informations pour les utilisateurs dans un environnement IoT.
