マルチホップ電力・情報伝送による無線給電型IoT無線ネットワークの高性能化

本研究課題では，無線給電（無線電力伝送）型のIoT無線ネットワークにおいて発生するIoT/M2M端末での受電性能と通信性能の地理的不均一性の課題に着眼する．当該ネットワークでは，給電装置や情報収集装置から遠方に位置する端末は小さな受電量と大きな消費電力量の２重苦に陥り（以下、「２重苦問題」と呼ぶ），これに起因した通信性能劣化を抑制することが重要課題となっている．そこで本研究課題では，この２重苦問題を緩和して高い通信性能を提供可能な高性能無線システム構成技術の確立を目的とする．２０２２年度は，まず，マルチホップ電力伝送を適用した無線給電型IoT無線ネットワークのシステムレベルでの性能評価が可能なシミュレーションモデル（プログラム）を構築した．次に，マルチホップ電力伝送により端末の電力枯渇がどの程度改善するかを，理想的電力伝送環境で算出した．ここでは，詳細な電力伝送劣化要因を考慮せず，距離（減衰）による劣化のみを考慮した上限性能としてマルチホップ電力伝送の導入による改善効果を定量的に評価した．その結果，マルチホップ電力伝送により、端末における電力枯渇率が改善することを明らかにしている．また、無線電力給電装置と端末のアンテナ利得と電力枯渇率の改善度合について調査し、著しい性能改善を得るためにはある程度のアンテナ利得が要求されることを明らかにしている．本研究成果は，国内学会にて公表されている．

本研究課題では，無線給電（無線電力伝送）型のIoT無線ネットワークにおいて発生するIoT/M2M端末での受電性能と通信性能の地理的不均一性の課題に着眼する．当該ネットワークでは，給電装置や情報収集装置から遠方に位置する端末は小さな受電量と大きな消費電力量の２重苦に陥り（以下、「２重苦問題」と呼ぶ），これに起因した通信性能劣化を抑制することが重要課題となっている．そこで本研究課題では，この２重苦問題を緩和して高い通信性能を提供可能な高性能無線システム構成技術の確立を目的とする．２０２２年度は，まず，マルチホップ電力伝送を適用した無線給電型IoT無線ネットワークのシステムレベルでの性能評価が可能なシミュレーションモデル（プログラム）を構築した．次に，マルチホップ電力伝送により端末の電力枯渇がどの程度改善するかを，理想的電力伝送環境で算出した．ここでは，詳細な電力伝送劣化要因を考慮せず，距離（減衰）による劣化のみを考慮した上限性能としてマルチホップ電力伝送の導入による改善効果を定量的に評価した．その結果，マルチホップ電力伝送により、端末における電力枯渇率が改善することを明らかにしている．また、無線電力給電装置と端末のアンテナ利得と電力枯渇率の改善度合について調査し、著しい性能改善を得るためにはある程度のアンテナ利得が要求されることを明らかにしている．本研究成果は，国内学会にて公表されている．