Kết nối vạn vật tích hợp cảm biến, truyền thông, điện toán biên di động và truyền năng lượng vô tuyến sử dụng UAV

Tóm tắt

Kết nối vạn vật (IoT) đang phát triển nhanh chóng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, an ninh quốc phòng, giao thông thông minh, y tế, môi trường. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một mô hình hệ thống IoT sử dụng thiết bị bay không người lái (UAV) có gắn máy chủ điện toán biên hỗ trợ cho nhiều thiết bị IoT với cơ chế tích hợp cảm biến, truyền thông và tính toán (integrated sensing, communication, and computing - ISCC). Để hỗ trợ cho các thiết bị IoT xử lý dữ liệu,chúng tôi đề xuất kết hợp cơ chế thu năng lượng vô tuyến phân chia theo thời gian và chiến lược giảm tải một phần trong hệ thống này, đồng thời áp dụng phương thức thu năng lượng vô tuyến và cảm biến đồng thời. Sau đó, chúng tôi xây dựng các biểu thức dạng tường minh chính xác của xác suất cảm biến và tính toán thành công bằng cách sử dụng các đặc tính thống kê của kênh không dây. Ngoài ra, chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của các thông số quan trọng như công suất phát,
số lượng thiết bị IoT, tỉ lệ phân chia dữ liệu, độ lớn dữ liệu, độ cao của UAV, băng thông, chu kỳ hoạt động và độ rộng xung của tín hiệu radar đến hiệu năng của hệ thống. Cuối cùng, các kết quả phân tích của chúng tôi được kiểm chứng  bằng phương pháp mô phỏng máy tính Monte-Carlo.