Uma investigação sobre o uso de Metamateriais definidos por software para retroespalhamento ambiente aplicados à Internet Industrial das Coisas em redes 6G

Edwardes Amaro Galhardo; Antonio Carlos de Oliveira Junior

doi:10.47236/2594-7036.2024.v8.i4.77-89p

Autores/as

Edwardes Amaro Galhardo Instituto Federal do Tocantins – IFTO https://orcid.org/0000-0001-9331-6714
Antonio Carlos de Oliveira Junior Universidade Federal de Goiás - UFG https://orcid.org/0000-0003-3595-3525

DOI:

https://doi.org/10.47236/2594-7036.2024.v8.i4.77-89p

Palabras clave:

Entornos inalámbricos programables, Internet industrial de las cosas, Metamateriales, Redes de sexta generación, Retrodispersión ambiental

Resumen

La tecnología 6G promete importantes innovaciones para los dispositivos del Internet Industrial de las Cosas (IIoT), en la Industria 4.0 y más allá. Para garantizar la comunicación continua y la recopilación de datos en tiempo real, estos dispositivos tendrán que desplegarse en entornos cada vez más difíciles. Este artículo explora el papel de las superficies reflectantes inteligentes (IRS), también conocidas como metamateriales. Esta tecnología consiste en una matriz de elementos de retrodispersión que pueden ajustarse individualmente para generar cambios de fase en las reflexiones de la señal, lo que permite controlar activamente las propiedades de propagación de la señal y favorece la creación de un entorno radioeléctrico inteligente. El control de fase del IRS, combinado con el control de transmisión convencional, tiene el potencial de mejorar el rendimiento en comparación con las redes inalámbricas sin esta tecnología. Además, la retrodispersión ambiental resulta prometedora para proporcionar energía continua a los dispositivos IIoT a través de ondas electromagnéticas. Cualquier inconsistencia en la comunicación puede corregirse utilizando metamateriales definidos por software (SDM). Este trabajo analiza la integración de entornos inalámbricos programables con metamateriales para establecer una retrodispersión electromagnética favorable, garantizando la comunicación ininterrumpida y la eficiencia energética (EE).

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Métricas

Cargando métricas ...

Biografía del autor/a

Edwardes Amaro Galhardo, Instituto Federal do Tocantins – IFTO

Profesor del Instituto Federal de Tocantins - IFTO. Doctorando en el Programa de Postgrado del Instituto de Informática de la Universidad Federal de Goiás - UFG. *edwardes.galhardo@ifto.edu.br. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9331-6714.

Antonio Carlos de Oliveira Junior, Universidade Federal de Goiás - UFG

Profesor del Programa de Postgrado del Instituto de Informática de la Universidad Federal de Goiás - UFG. *antoniojr@ufg.br. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3595-3525

Citas

ALTUWAIRGI, K. H.; TOTA KHEL, A. M.; HAMDI, K. A. (2024). Energy detection for reflec-

ting surfaces-aided ambient backscatter communications. IEEE Transactions on

Green Communications and Networking, 8(1):279–290, 2024.

AKYILDIZ, I. F., KAK, A., and NIE, S. (2020). 6g and beyond: The future of wireless communications systems. IEEE Access, 8:133995–134030.

BHARAD, D., et al. (2015). Backfi: High throughput wifi backscatter. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 45(4):283–296.

BLANC, F., ESPINOZA, C., and FALCON, C. (2022). Inflatable soft mechanical metamaterials with tunability properties. In 2022 Sixteenth International Congress on Artificial Materials for Novel Wave Phenomena (Metamaterials), pages X–067–X–069.

HUANG, Y.; et al. (2023)Performance optimization for energy-efficient industrial internet of things based on ambient backscatter communication: An a3c-fl approach. IEEE Transactions on Green Communications and Networking, 7(3):1121–1134, 2023.

ENSWORTH, J. F, et al (2017), "Full-duplex Bluetooth Low Energy (BLE) compatible Backscatter communication system for mobile devices," 2017 IEEE Topical Conference on Wireless Sensors and Sensor Networks (WiSNet), Phoenix, AZ, USA, 2017, pp. 45-48, doi: 10.1109/WISNET.2017.7878752.

KELLOGG, B., et al. (2014). Wi-fi backscatter: Internet connectivity for rf-powered devices. In Proceedings of the 2014 ACM Conference on SIGCOMM, pages 607–618.

KELLOGG, B., et al. (2016). Passive wi-fi: Bringing low power to wi-fi transmissions. In 13th {USENIX} Symposium on Networked Systems Design and Implementation ({NSDI} 16), pages 151–164.

KIMIONIS, J., BLETSAS, A., and SAHALOS, J. N. (2014). Increased range bistatic scatter radio. IEEE Transactions on Communications, 62 (3):1091–1104.

LIASKOS, C., et al. (2018). A new wireless communication paradigm through software-controlled metasurfaces. IEEE Communications Magazine, 56(9):162–169.

LIASKOS, C., et al. (2019). A novel communication paradigm for high capacity and security via programmable indoor wireless environments in next generation wireless systems. Ad Hoc Networks, 87:1–16.

LIASKOS, C., et al. (2022). Realizing ambient backscatter communications with intelligent surfaces in 6g wireless systems. IEEE Wireless Communications, 29(1):178–185.

LIU, V., et al. (2013). Ambient backscatter: Wireless communication out of thin air. ACM SIGCOMM computer communication review, 43(4):39–50.

PARKS, A. N., et al. (2014). Turbocharging ambient backscatter communication. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 44(4):619–630.

Q. WANG.et al. (2021)."Energy-efficient Optimization for IRS-assisted Wireless-powered Communication Networks,"2021 IEEE 93rd Vehicular Technology Conference (VTC2021-Spring), Helsinki, Finland, 2021, pp. 1-5, doi: 10.1109/VTC2021 Spring51267.2021.9449045.

STOCKMAN, H. (1948). Communication by means of reflected power. Proceedings of the IRE, 36(10):1196–1204.

TALLA, V., et al. (2017). Lora backscatter: Enabling the vision of ubiquitous connectivity. Proceedings of the ACM on interactive, mobile, wearable and ubiquitous technologies, 1(3):1–24.

WANG, A., et al. (2017). Fm backscatter: Enabling connected cities and smart fabrics. In NSDI, volume 17, pages 3154630–3154650.

Z. DUAN. et al., "Recent Advances in Intense Microwave Generation Using Metamaterials,"2020 IEEE International Conference on Plasma Science (ICOPS), Singapore, Singapore, 2020, pp. 14-014, doi: 10.1109/ICOPS37625.2020.9717892.