零功耗通信技术有望成为重要的下一代物联网技术

1 月 20 日,OPPO 研究院发布《零功耗通信》白皮书,基于当前尚未满足的物联网通信需求,首次对零功耗通信技术的技术定位与发展前景进行了详细阐释,并对其和未来通信网络的共存和融合给予了方向指引,以期进一步推动“零功耗通信技术”的普及和落地。

白皮书指出,当前,绝大多数电子设备依赖电池供能,在整体尺寸、制作成本、使用寿命、易用程度、回收处理等方面都存在不小的问题。以射频识别(RFID)技术为代表的无源通信技术存在通信距离短、成本高、需要额外射频源等问题,在严苛环境下的工业互联网、低成本高容量的物流仓储场景、低成本低功耗的智能家居和极小尺寸的可穿戴等特殊应用中,仍面临较大挑战。

什么是零功耗通信?据介绍,不同于传统无源通信技术,零功耗通信的突出技术优势是免电池通信。零功耗通信技术主要使用射频能量采集(射频源可能是电视塔、FM 塔、蜂窝基站和 WiFi 接入点)、反向散射和低功耗计算等关键技术,由于通过采集空间中的无线电波获得能量以驱动终端工作因此零功耗通信终端可不使用常规电池。进一步地,可采用反向散射和低功耗计算技术使得零功耗终端实现极其简单的射频和基带电路结构,从而极大降低了终端的终端成本、尺寸和电路能量功耗。

也正因如此,零功耗通信有望实现免电池终端,能够满足超低功耗、极小尺寸和极低成本的物联网通信需求。基于终端免电池的优良特性,可以称之为零功耗终端,对应的通信过程称之为零功耗通信。

功耗上,零功耗通信有望将终端功耗从 NB-IoT 终端的数十毫瓦降低至几十微瓦甚至数微瓦;成本上,则有望将终端通信模组成本从上述技术中最便宜的 NB-IoT 终端的十几元降低至 1 元甚至更低。因此,OPPO 认为零功耗通信技术有望成为下一代物联网技术的重要候选技术。

根据不同部署场景和使用需求,白皮书为零功耗通信制定了基于蜂窝、基于侧行通信、和基于蜂窝与侧行通信混合的系统组合。其中,基于蜂窝的零功耗通信系统适用于环境严苛、数量巨大、维护成本高的工业物联网场景,减少人力和设备投入;终端之间的侧行通信则符合低成本短距离通信需求,在智能家居和可穿戴场景中,实现智能读取、环境监测、智能控制等功能;此外,两种系统也可以灵活变通,组合使用,为更多应用场景创造通信条件。

OPPO 预测在不远的未来,IoT 设备将可以直接通过蓝牙、WiFi、手机信号获取能量,从而达到体积更小、寿命更长、成本更低的使用效果。比如用于追踪物品位置的防丢失电子标签将不需要更换电池,粘贴在钥匙、眼镜等容易丢失的小件物品上,方便物品快速寻找,每一只濒危候鸟都可以携带超远程监测设备,无法环保降解的电池数量将大大减少。

据了解,作为主要标准推动者,OPPO 已经成功搭建零功耗通信系统,完成零功耗通信技术原理验证。

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