面向 RF 供电 IoE 网络的能源即服务： percolation 理论方法
网络与互联网体系结构
2025-02-13 v1
摘要
由于涉及大量设备，射频 (RF) 能源收集对于实现 6G 网络中的预期全网物联网 (IoE) 至关重要。类似于细胞网络概念，共享能源站 (ES) 预计将提供能源即服务 (EaaS) 以为不同提供不同用例的 IoE 运营商的设备充电。鉴于能源站部署的资本支出 (CAPEX) 以及其有限的无线能量传输 (WET) 区域，空间能源间隙是合理的。此外，能源站的部署无法覆盖所有共存 IoE 用例的能量收集设备。在此背景下，我们利用 percolation 理论来表征在 EaaS 平台下运行的 IoE 网络进行大规模设备到设备 (D2D) 连接的可行性。假设能源站和 IoE 设备遵循独立的泊松点过程 (PPP)，我们构建了一个 IoE 设备位于能源站 WET 区域内的连接图。对该构图进行连续 percolation 以推导大规模 RF 供电 D2D 连接的必要充分条件，具体涉及所需 IoE 设备密度和通信范围以及所需能源站密度和 WET 区域大小。固定 IoE 网络参数以及 WET 区域大小后，我们获得确保大规模连接的能源站密度的近似临界值，分别使用内城模型和 Gilbert 圆盘模型。通过模拟上限并结合近似方法，我们构建了一个近似表达式，用于在 IoE 连接约束下最小化 EaaS CAPEX 的临界能源站密度函数。
关键词
引用
@article{arxiv.2502.08010,
title = {Energy-as-a-Service for RF-Powered IoE Networks: A Percolation Theory Approach},
author = {Hao Lin and Ainur Zhaikhan and Mustafa A. Kishk and Hesham ElSawy and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.08010},
year = {2025}
}