无源传输网络面临的主要技术挑战和科学问题小议

近些年来，无源传输网络的特性给组网通信、感知数据获取和计算提出了新的挑战。

1. 无源节点能量获取困难。由于环境中的能量源具有随机性和不稳定性，无源节点吸能低、蓄电少，无源节点难以持续、稳定、均衡地获取高能量。

2. 现有的组网与通信方式不适于无源传输网络。现有无线网络的节点覆盖、节点互联、时钟同步等组网技术难以应对无源传输网的能量震荡性、能量受限性、能量失衡性和连通脆弱性；此外，现有的无线网络进行一次数据传输，需要执行网络协议栈中一系列任务，执行数百条指令，传输数百比特的信息，信息交互量大，数据重传次数多，难以适应无源传输网络的能量受限性；最后，现有的无线网络传输数据需要稳定的端到端连通的路径，不适于无源传输网络的连通脆弱性。

3. 通过无源传输网络获取的感知数据质量低下。首先，无源传输网络的能量震荡性和能量受限性使得数据获取任务只能断断续续地执行，将导致成片的数据缺失，产生数据完整性错误。其次，无源传输网络的能量震荡性和能量受限性，使得描述紧急事件的数据无法及时采集，导致数据获取失去实时性，产生实时监测错误。第三，无源传输网络的能量失恒性，使得网络同步工作困难，导致各节点的数据获取不同步，产生数据不一致性错误。

无源传输网络的科学技术问题有以下几种：

1. 节点能量获取与网络能量配置的理论与方法。针对能量源多样性、能量源的随机性和不稳定性，建立多能量源融合的能量源覆盖和调度的理论和技术，以及最大化持续性和稳定性的无源节点能量获取的理论和技术。

2. 以能量为中心的无源传输网的组网和通信的理论与方法。针对无源传输网的能量震荡性、能量受限性、能量失衡性、连通脆弱性，建立无源传输网节点覆盖的理论和方法、无源传输网节点互联的理论和方法、无源传输网节点定位的理论和方法、无源传输网节点时钟同步的理论和方法；针对无源传输网的能量受限性、连通脆弱性和能量失衡性，建立无源传输网络的物理层协议、链路层协议、路由层协议构建的理论和技术。无源传输网组网和通信的理论与方法是实现数据传输的基础和保障。

3. 以能量为中心的高质量感知数据获取的理论和方法。针对由无源传输网获取的感知数据质量低下和无源传输网能量受限性问题，建立低能耗的、基于无源传输网的高质量感知数据获取的理论和方法，并建立感知数据错误发现与修复的理论和方法。