Técnica de Transferencia de Energía Inalámbrica Híbrida Eficiente en Energía para Aplicaciones IIoT Basadas en Relevadores
Autores: Singh, Vikash; Kumar, Roshan; Mahapatra, Byomakesh; Srinivasan, Chrompet Ramesh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Técnica de Transferencia de Energía Inalámbrica Híbrida Eficiente en Energía para Aplicaciones IIoT Basadas en Relevadores
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Innovador
Transferencia de energía inalámbrica híbrida
Redes IIoT
Nodos de relé
Recolección de energía
Operación descentralizada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un innovador esquema híbrido de transferencia de energía inalámbrica (H-WPT) diseñado para redes IIoT que emplean múltiples nodos de retransmisión. El esquema permite a los nodos de retransmisión seleccionar dinámicamente su fuente de energía para la recolección de energía en función de las condiciones del canal en tiempo real. Nuestro análisis evalúa la probabilidad de interrupción dentro de los marcos de retransmisión de decodificación y reenvío (DF) y división de potencia adaptativa (APS), considerando también la energía utilizada por los nodos de retransmisión para la señalización de ACK. Una característica notable del esquema H-WPT es su operación descentralizada, que permite a los nodos de retransmisión elegir de manera independiente el nodo de retransmisión y la fuente de energía óptimos utilizando la ganancia del canal instantánea. Este enfoque conserva una cantidad significativa de energía que de otro modo se desperdiciaría en métodos de control centralizado, donde se requiere un intercambio extenso de información. Esta conservación es particularmente beneficiosa para redes de sensores con limitaciones de energía, extendiendo significativamente su vida operativa. Los resultados numéricos demuestran que el enfoque híbrido propuesto supera significativamente el enfoque tradicional de selección de fuente de energía basado en la distancia, sin un consumo adicional de energía ni un aumento en la complejidad del sistema. Las capacidades eficientes de gestión de energía del esquema subrayan su potencial para aplicaciones prácticas en entornos IIoT, donde la optimización de recursos es crucial.
Descripción
Este documento presenta un innovador esquema híbrido de transferencia de energía inalámbrica (H-WPT) diseñado para redes IIoT que emplean múltiples nodos de retransmisión. El esquema permite a los nodos de retransmisión seleccionar dinámicamente su fuente de energía para la recolección de energía en función de las condiciones del canal en tiempo real. Nuestro análisis evalúa la probabilidad de interrupción dentro de los marcos de retransmisión de decodificación y reenvío (DF) y división de potencia adaptativa (APS), considerando también la energía utilizada por los nodos de retransmisión para la señalización de ACK. Una característica notable del esquema H-WPT es su operación descentralizada, que permite a los nodos de retransmisión elegir de manera independiente el nodo de retransmisión y la fuente de energía óptimos utilizando la ganancia del canal instantánea. Este enfoque conserva una cantidad significativa de energía que de otro modo se desperdiciaría en métodos de control centralizado, donde se requiere un intercambio extenso de información. Esta conservación es particularmente beneficiosa para redes de sensores con limitaciones de energía, extendiendo significativamente su vida operativa. Los resultados numéricos demuestran que el enfoque híbrido propuesto supera significativamente el enfoque tradicional de selección de fuente de energía basado en la distancia, sin un consumo adicional de energía ni un aumento en la complejidad del sistema. Las capacidades eficientes de gestión de energía del esquema subrayan su potencial para aplicaciones prácticas en entornos IIoT, donde la optimización de recursos es crucial.