可见光|下一代6G无线可见光通信技术,可利用人体获取能量为穿戴设备供电

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无线技术已经改变了我们的世界 , 生活中越来越多的物体连接到互联网 。 虽然5G技术刚开始普及 , 但世界各地的研究人员已在努力研究下一代6G技术 。 其中 , 可见光通信(VLC)被广泛认为是下一代6G网络中有很大应用潜力的技术 。

可见光通信(VLC)非常简单有趣 , 麻省理工大学信息与计算机科学教授Jie Xiong描述这种技术是:它不使用无线信号来无线发送信息 , 而是使用LED发出光的打开和关闭状态来发送信息 , 每秒次数高达一百万次 。

VLC的部分吸引力在于 , 可发出光的基础设施已经无处不在 , 如我们的家里、车辆、街灯和办公室都由LED灯泡照明 , 这些灯泡便可传输数据 。 Jie Xiong表示:任何带摄像头的物品 , 比如我们的智能手机、平板电脑或笔记本电脑 , 都可以成为接收器 。

最近的研究表明 , VLC发射器不仅发射可见光信号 , 而且在传输过程中会泄漏射频信号 。 VLC系统中存在明显的能量泄漏 , 因为LED也会发射侧信道射频信号或无线电波 。 如果泄漏的射频能量可被收集 , 那么它就可以被回收用到低功耗电子设备供电中 。

现在 , 马萨诸塞大学的研究人员发明了一种低成本、创新的方法 , 通过将人体作为天线 , 从VLC泄露的射频信号中获取废弃能量的方法 。 这使得浪费的能量可以被回收 , 为一系列可穿戴设备甚至更大的电子设备供电 。

为了回收射频信号 , 该团队首先设计了一个由盘绕铜线制成的天线 。 为了最大程度地收集能量 , 他们注意了各种设计细节 , 包括电线的直径和缠绕的圈数等 。 研究最大发现是天线的效率和天线接触的物品密切相关 。 在将线圈分别接触塑料、纸板、木头、钢上、不同厚度的墙壁、通电或关机的手机以及笔记本电脑等物品后 , 又尝试了线圈与人体的接触 , 结果表明人体是放大线圈收集泄漏射频能量的最佳媒介 , 比纯裸露的线圈效率高出十倍 。
根据试验结果 , 该团队提出了一种名为“手环+”的系统 , 该系统考虑人体以增加回收泄露的射频信号的功率 。 在仔细分析了人体不同部位对回收功率的影响后 , 他们将线圈天线原型设计成手镯 , 既能获得高回收功率又便于佩戴 。 该设计也适合戒指、腰带、脚链或项链的形式 。

【可见光|下一代6G无线可见光通信技术,可利用人体获取能量为穿戴设备供电】试验表明 , 该回收设备获得射频能量的平均功率是传统线圈天线的十倍 , 而不会对VLC系统的通信造成任何干扰 , 获得的功率可以达到微瓦 。 这种微瓦级的能量可为超低功率传感器(例如温度传感器和葡萄糖传感器)供电 。 当使用可见光通信(VLC)的6G网络普及后 , 在几乎无处不在信号中 , 便可利用这项发明为各种低功耗设备供电 。