Simultaneous Wireless Information and Power Transfer (SWIPT)
هذه التقنية سوف تكون ركيزة أساسية في عصر #إنترنت_الأشياء لأنها ستساعد في توفير الطاقة و تبادل المعلومات مع العديد من أجهزة الاستشعار منخفضة الطاقة. أيضا ستساعد في زيادة كفاءة الطيف الترددي ل #الجيل_الخامس.
هذه التقنية سوف تكون ركيزة أساسية في عصر #إنترنت_الأشياء لأنها ستساعد في توفير الطاقة و تبادل المعلومات مع العديد من أجهزة الاستشعار منخفضة الطاقة. أيضا ستساعد في زيادة كفاءة الطيف الترددي ل #الجيل_الخامس.
عملية تخزين الطاقة ل #الاتصالات_اللاسلكية تتيح للمستخدمين و محطات الإرسال إعادة شحن البطاريات من مصادر طاقة خارجية.
عند بداية هذه التقنية تم استخدام مصادر الطاقة المتجددة، و لكن بسبب الطبيعة الغير متوقعة لها فإنه لا يمكن استخدامها على التطبيقات التي تتطلب جودة عالية للخدمة(QoS)
عند بداية هذه التقنية تم استخدام مصادر الطاقة المتجددة، و لكن بسبب الطبيعة الغير متوقعة لها فإنه لا يمكن استخدامها على التطبيقات التي تتطلب جودة عالية للخدمة(QoS)
أحد أهم التقنيات التي سوف تساعد في حل هذه المشكلة و تمكين أجيال الاتصالات المستقبلية هي تقنية نقل الطاقة لاسلكيا Wireless Power Transfer (WPT).
هذه التقنية تساعد الأجهزة على تخزين الطاقة بواسطة الإشعاعات الكهرومغناطيسية المحيطة أو من مصادر الطاقة مثل أبراج الاتصالات.
هذه التقنية تساعد الأجهزة على تخزين الطاقة بواسطة الإشعاعات الكهرومغناطيسية المحيطة أو من مصادر الطاقة مثل أبراج الاتصالات.
أحد مشاكل هذه التقنية أنه ليس بالإمكان تخزين الطاقة و إرسال الإشارة في وقت واحد. نتيجة لذلك فإن الإشارة تحتاج وقت أطول للاستقبال، مما يؤدي إلى تقليل معدل نقل البيانات.
في الصورة المرفقة مثال لكيفية استقبال الطاقة و تخزينها.
في الصورة المرفقة مثال لكيفية استقبال الطاقة و تخزينها.
لذلك ظهرت تقنية SWIPT لحل هذه المشكلة. هذه التقنية تتيح للمصدر إرسال المعلومات و الطاقة في وقت واحد. أيضا تمكن من زيادة كفاءة الطيف الترددي، و تقليل وقت نقل البيانات و استهلاك الطاقة.
عمليا لاستخدام هذه التقنية لابد من تقسيم الإشارة المستقبلة إلى قسمين؛ قسم لتخزين الطاقة و القسم الأخر لرصد المعلومات. عملية التقسيم تتم عبر أربع نطاقات (time و power و antenna و space)، كما هو موضح بالصورة.
أكثر نطاقين مستخدمة هما time domain و power domain.
١- في ال time domain: المستقبل ينتقل في الوقت بين تخزين الطاقة و استقبال الإشارة.
٢- في power domain: تتم العملية في نفس الوقت و لكن يتم تقسيم الطاقة بين عملية التخزين و استقبال الإشارة.
١- في ال time domain: المستقبل ينتقل في الوقت بين تخزين الطاقة و استقبال الإشارة.
٢- في power domain: تتم العملية في نفس الوقت و لكن يتم تقسيم الطاقة بين عملية التخزين و استقبال الإشارة.
عملية إرسال الطاقة تتم عبر ثلاث حالات:
١- للمسافات القصيرة يتم استخدام دوائر كهربائية مثل الموصلات و غيرها لنقل الطاقة بمقدار عشرات واط لحد أقصى متر واحد.
٢- للمسافات الطويلة المركزة لوجهة معينة يتم استخدام الهوائيات الموجهة التي تنقل الطاقة بمقدار ميللي واط لمسافة أكثر من متر.
١- للمسافات القصيرة يتم استخدام دوائر كهربائية مثل الموصلات و غيرها لنقل الطاقة بمقدار عشرات واط لحد أقصى متر واحد.
٢- للمسافات الطويلة المركزة لوجهة معينة يتم استخدام الهوائيات الموجهة التي تنقل الطاقة بمقدار ميللي واط لمسافة أكثر من متر.
٣- للمسافات الطويلة بالكيلو مترات، يتم إرسال الطاقة من أجهزة الإرسال المختلفة كمحطات الجوال و البث التلفزيوني بمقدار مايكرو واط.
هنا مثال عملي لهذه التقنية و كيفية نقل الطاقة عبر مسافات مختلفة.
youtu.be
youtu.be
هذه التقنية سوف تساعد في تمكين #الجيل_الخامس من الاتصالات. أيضا بالإمكان تطبيقها مع تقنيات مثل Massive MIMO, mmWave, D2D, Cooperative communication.
أيضا للباحثين لازال البحث جاري حول هذه التقنية و هنا مراجع لمن أراد الإطلاع.
arxiv.org
ieeexplore.ieee.org
أيضا للباحثين لازال البحث جاري حول هذه التقنية و هنا مراجع لمن أراد الإطلاع.
arxiv.org
ieeexplore.ieee.org
جاري تحميل الاقتراحات...