物聯網後向散射研究的機遇與挑戰

2021-01-08 我是天邊飄過一朵雲

後向散射技術本身低功耗,一旦節點功能確定,在節點中實現計算功能,耗電佔大頭的FPGA可以流片做成AISC,這樣系統的功耗會進一步降低。雖然後向散射技術將無線通信的功耗降低了若干個數量級,並且有了多個後向散射通信系統實現,但是在生活中普遍使用還有一些問題亟待解決。

載波源和節點之間的距離有效提升,目前後向散射通信系統中載波源和反射節點之間的距離最高不足百米,同時,載波源與節點距離越大,節點獲得的反射能量越微弱,通信距離越短。因此,脫離載波源與節點距離單獨考慮節點之間的通信距離,缺乏現實意義。這將嚴重製約後向散射系統的普遍使用,如果能將該距離提升至百米級別,那麼基於後向散射的無源物聯網將有可能廣泛部署應用。

頻譜利用率和通信速率的進一步提升,我們需要更深入地探索如何提升後向散射系統頻譜利用率和通信速率,目前除了調幅、調相、調頻線性調頻等常見手段外,OFDM、MIMO和FMCW等解決方案是否有可能克服諸多限制應用於此,我們還將拭目以待。

後向散射系統開發測試環境的建立,後向散射研究工作目前急需低成本開發和測試平臺以及相應的工具包。後向散射的大部分工作中都會引入新型的硬體原型,對於研究人員而言,通過後向散射開發平臺可以快速獲取所設計的後向散射系統特性,從而實現後向散射系統開發快速迭代。類似於通用軟體無線電平臺(Universal Software Radio Peripheral,USRP)、EDA輔助設計平臺(如Cadence)以及通用的硬體基礎平臺可以大大加快通信系統的研發速度,如果將後向散射系統的開發建立在一個通用的平臺上,那麼這方面工作的成果將更加豐富,而且研究進展速度會明顯提高。

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