物联网后向散射研究的机遇与挑战

后向散射技术本身低功耗,一旦节点功能确定,在节点中实现计算功能,耗电占大头的FPGA可以流片做成AISC,这样系统的功耗会进一步降低。虽然后向散射技术将无线通信的功耗降低了若干个数量级,并且有了多个后向散射通信系统实现,但是在生活中普遍使用还有一些问题亟待解决。

载波源和节点之间的距离有效提升,目前后向散射通信系统中载波源和反射节点之间的距离最高不足百米,同时,载波源与节点距离越大,节点获得的反射能量越微弱,通信距离越短。因此,脱离载波源与节点距离单独考虑节点之间的通信距离,缺乏现实意义。这将严重制约后向散射系统的普遍使用,如果能将该距离提升至百米级别,那么基于后向散射的无源物联网将有可能广泛部署应用。

频谱利用率和通信速率的进一步提升,我们需要更深入地探索如何提升后向散射系统频谱利用率和通信速率,目前除了调幅、调相、调频线性调频等常见手段外,OFDM、MIMO和FMCW等解决方案是否有可能克服诸多限制应用于此,我们还将拭目以待。

后向散射系统开发测试环境的建立,后向散射研究工作目前急需低成本开发和测试平台以及相应的工具包。后向散射的大部分工作中都会引入新型的硬件原型,对于研究人员而言,通过后向散射开发平台可以快速获取所设计的后向散射系统特性,从而实现后向散射系统开发快速迭代。类似于通用软件无线电平台(Universal Software Radio Peripheral,USRP)、EDA辅助设计平台(如Cadence)以及通用的硬件基础平台可以大大加快通信系统的研发速度,如果将后向散射系统的开发建立在一个通用的平台上,那么这方面工作的成果将更加丰富,而且研究进展速度会明显提高。

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