无源物联网:背景、概念、挑战及研究进展

作     者：郑黎明 刘培国 王宏义 吴建飞 ZHENG Liming;LIU Peiguo;WANG Hongyi;WU Jianfei

作者机构：国防科技大学电子科学学院长沙410073 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2023年第45卷第7期

页      面：2293-2310页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52101391)。 

主　　题：无源物联网 射频能量收集 后向散射 能量信息同时传输 

摘      要：近年来,随着物联网(IoT)部署范围不断扩大,数以千亿计的智能设备将接入物联网,对网络接入能力、能量供应、成本等提出了极大挑战,无源物联网呼之欲出。该文梳理了无源物联网相关概念并给出其定义,首次系统研究了无源物联网面临的能量密度低、转化效率低、后向散射通信距离有限、能量信息同时传输兼顾难等4大挑战,详细分析了问题原因并对研究进展进行综述:针对能量密度低挑战,从波束成形、能量收集天线设计、智能反射表面3个方面综述;针对能量转换效率低挑战,从接收机架构优化、波形设计、阻抗匹配优化、整流器优化4个方面综述;针对后向散射通信距离有限挑战,从新的调制方式、频移型后向散射新机制、MIMO增强、新的信道编码机制、新的信号检测方法、智能反射表面增强以及半有源模式7个方面综述;针对能量信息同时传输兼顾难问题,从能量信息同时传输架构优化、能量信息兼容信道编码2个方面综述。针对每个优化方向,对比分析了各类方法的优劣并指出了未来研究方向。