Simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) is a remarkable technology to support data and energy transfer in the era of Internet of Things (IoT). In this paper, we propose a beam-compression resonant beam (BCRB) system for long-range optical wireless information and power transfer based on the telescope-like internal modulator (TIM). Utilizing the TIM, the resonant beam is compressed, making the transmission energy be further concentrated. Thus the over-the-air power loss produced by the beam diverged decreases, which enables the long-range SWIPT capability. We establish the analytical models of the transmission loss, the stability condition, the output power, and the spectral efficiency of the BCRB system, and evaluate the performance on the beam-compression, energy delivery, and data transfer. Numerical analysis illustrates that the exemplary BCRB system can deliver 6 W power and have 14 bit/s/Hz spectral efficiency over 200 m distance. Overall, the BCRB system is a potential scheme for long-range SWIPT in IoT.


翻译:同时的无线信息和电源传输(SWIPT)是支持在物联网时代的数据和能源传输的一个了不起的技术。在本文中,我们提议为长程光学无线信息和电源传输建立一个光压缩共振波束系统(BCRB),该系统以类似望远镜的内部调制器为基础。利用TIM,共振波束压缩,使传输能量进一步集中。因此,BAM差异式的减少产生了超空电源损失,从而能够实现长程SWIPT能力。我们建立了传输损失、稳定性状况、输出力和BCRB系统光谱效率的分析模型,并评价了BCRB系统在光压、能量输送和数据传输方面的性能。数字分析表明,模范的BCRB系统能够提供6 WP,并且有超过200米的14位/秒/赫兹光谱效率。总的来说,BCRB系统是IOT远程SWIPT的一个潜在计划。

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