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科技信息: 智能城市混合接入点部署方案

21世纪是科技高速发展的时代,互联网渐渐走入人们的生活。互联网就像一张网。把我们紧紧联系起来,现在的衣食住行都离不开互联网科技,下面分享一篇关于互联网科技的文章给大家。

埃塞克斯大学、UESTC-中国和中兴通讯的研究人员最近推出了一项部署混合接入点(H-APs)的计划,该计划可以同时在智能城市实现无线信息传输(WIT)和无线能量传输(WET)。 这一独特的方案,在ar Xiv上预先发表的一篇论文中提出,使用了一个基于网格的街道在城市环境中的移动模型来表示导航城市的用户的移动..

随着5G的大规模部署和移动通信系统的不断发展,大多数耗能的应用程序,包括视频流服务、AR/VR传输等等,现在都运行在由电池供电的移动设备上。 这导致巨大的能源消耗和快速排水电池,造成中断和不良的用户体验。

全球越来越多的人现在也在使用小型物联网设备,如温度/PM2.5传感器、智能手表、健身追踪器和其他设备,平均密度为每平方米一台。 这些小设备只能配备低容量的电池,从而更快地排出。 埃塞克斯大学、UESTC和中兴通讯的研究人员提出的新计划可以帮助应对其中的一些挑战。

进行这项研究的研究人员之一,UESTC的胡洁告诉TechXplore说:“经常更换IoT设备的电池会给网络运营商带来负担不起的维护成本。” 因此,我们需要寻找可控的按需充电方法,以提供持续的服务体验,降低维护成本,延长网络寿命。

从现成的来源(例如太阳或风)获取能源的技术可以以更便宜和更可持续的方式为通信设备供电。 然而,这些工具严重依赖周围的环境。 例如,由太阳能供电的设备可能无法在阴天或雨天收集足够的能量。

为了应对不断充电小电子产品的挑战,在过去的几年里,一些公司还开发了基于电感耦合或磁共振的近场无线充电技术,可用于在没有插头的情况下为手机充电。 然而,为了使这些方法工作,充电器和充电装置之间应该相距几厘米,这确保了有效的无线功率传输。

这使得这些技术对于从远处向大量物联网设备持续提供能量是不切实际的。 研究人员在研究中探索的一个更实用和可行的解决方案可能是使用射频(R F)技术。

胡锦涛解释说:“射频信号能够在远场传输能量。 此外,基于射频信号的无线功率传输(WPT)是一种灵活、可控、按需和低成本的解决方案,为移动用户和物联网设备提供能源。 我们可以调整波束宽度以实现点对点WPT或同时满足多个设备的无线充电请求。

胡和他的同事提出的方案涉及到主动请求WPT服务的设备.. 然后,基础设施可以通过传输所需的能量来响应这些请求,允许设备使用通信基础设施的资源,而不需要额外的硬件。

胡锦涛说:“利用射频信号和无线信道的广播特性,可以同时实现同一频谱的无线信息和功率传输,大大提高频谱利用率。” 为了满足移动设备的信息下载请求和无线充电请求,提出了一种最优的H-AP部署方案。

混合接入点(H-AP)和传统接入点(AP)的关键区别在于前者同时启用WIT和WPT服务。 在他们的研究中,研究人员重点研究了在城市环境的街道上移动的设备的移动模式,以及在交叉路口任意转弯。 他们的H-AP部署计划考虑了道路过境点的普及程度,因为当用户到达特别拥挤的过境点时,网络连接往往会减慢。

网络运营商面临着一个非常有意义的问题:鉴于H-AP的数量有限,我们如何在城市中部署它们,以便优化WIT和WPT的性能? 胡说。 为了解决这个问题,我们设计了三个部署方案,即面向WIT的部署、面向WPT的部署和平衡的部署方案。

研究人员开发的H-AP部署方案使用城市环境中街道的移动模型来描述通信设备用户的移动。 首先,分析了城市特定道路交叉口或场地的流行对WIT和WET效率的影响。 随后,它实现了WIT和WET服务效率之间的平衡,这是研究人员所谓的“B-部署”计划的一部分。

胡锦涛说:“WIT设备和WPT设备的移动性和分布以及道路交叉的普及对我们的设计有很大的影响。” 「我们的计划使我们能在资讯科技与资讯科技之间取得平衡。」

胡和他的同事设计的方案的主要优点是它具有高度的灵活性,能够满足WIT和WPT服务的广泛服务质量(QoS)。 在一系列试验中收集的结果表明,在特别拥挤的城市地点实施H-AP可以提高WIT和WPT的性能。

这项研究是第一个提出在智能城市大规模部署H-AP的方案.. 在未来,该方案将有助于优化繁忙城市环境中通信网络的信息和能源覆盖。

该研究的另一位研究员、埃塞克斯大学的杨昆教授告诉科技大学Xplore说:“在我们今后的工作中,我们计划对综合WIT和WPT进行信息理论分析,以确定性能限制。 「我们亦希望在物理层推行收发信机设计,包括编码、调制、MIMO波束形成器及组合器设计,以改善单个用户或多个用户的综合WIT及WPT性能。」

在接下来的研究中,胡、杨和他们的同事计划处理其他几个研究方向,例如,调查使用资源分配和访问控制来支持通信网络中的大量设备。 此外,他们希望研究空间-地面网络,以整合WIT和WPT,这将有助于加强WIT和WPT在导航农村环境或受自然灾害影响地区的无人机方面的预先准备。

杨说:“进一步研究的另一个目标是探索6G辅助WIT和WPT的可能性。” 他说:「我们会研究泰拉赫兹的集成WIT和WPT,以及全息无线电和人工智能辅助智能控制。」 我们的最终研究目标是创建一个新的数据和能量集成通信网络(DEIN),以实现能源的自我可持续性。

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