10月19日，在智次方·物聯網智庫舉辦的第四期無源物聯網主題直播(bo)中(zhong)，數位產業專家分享了自身的精彩見解(jie)和企(qi)業的落地實(shi)踐，智次方·摯物研(yan)究院也同步重(zhong)磅發布了業內首份(fen)《無源物聯網產業發展白皮書(shu)》，掃(sao)描文中(zhong)二維碼(ma)即可下載。
物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)作為一種通用(yong)(yong)性(xing)很強的(de)應用(yong)(yong)技(ji)術，多年(nian)來(lai)(lai)已經為千行百業賦能，支持(chi)各個行業的(de)轉(zhuan)型升級。隨(sui)著數字經濟加速發展(zhan)，各類物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)設備(bei)(bei)還將(jiang)進一步(bu)擴大連(lian)(lian)接(jie)數量。未來(lai)(lai)，阻礙(ai)物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)連(lian)(lian)接(jie)規模的(de)進一步(bu)擴大有兩(liang)大重要因素：一是應用(yong)(yong)場景(jing)的(de)碎片(pian)(pian)化問題(ti);二是在碎片(pian)(pian)化的(de)場景(jing)中(zhong)，數量龐大的(de)小體積(ji)連(lian)(lian)接(jie)設備(bei)(bei)的(de)供電問題(ti)。當前，大部分物(wu)(wu)聯(lian)(lian)節點(dian)難以(yi)具備(bei)(bei)持(chi)續供電的(de)條件(jian)，因此各類節能技(ji)術便成為物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)產業的(de)發展(zhan)重點(dian)，過去幾年(nian)備(bei)(bei)受業界關注的(de)低功(gong)耗(hao)廣域(yu)網(wang)正是為解決(jue)物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)終端和傳感器的(de)供電問題(ti)而生。在低功(gong)耗(hao)廣域(yu)網(wang)以(yi)外，無源物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)技(ji)術是探索低功(gong)耗(hao)甚(shen)至是零(ling)電源發展(zhan)的(de)又(you)一個重要技(ji)術方(fang)向，也是未來(lai)(lai)實現萬物(wu)(wu)互(hu)聯(lian)(lian)目標的(de)重要技(ji)術。
無(wu)(wu)源物(wu)聯網(wang)主要的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)特(te)點是終端(duan)節點無(wu)(wu)需配置電池和(he)電源線(xian)等人工(gong)電源，針對體積小、功耗低(di)(di)的(de)(de)(de)碎片(pian)化場(chang)景中的(de)(de)(de)設備提供連接與支持(chi)，其具(ju)有低(di)(di)成(cheng)本、小體積、易部署(shu)、免維(wei)護等特(te)點。無(wu)(wu)源物(wu)聯網(wang)不但降(jiang)低(di)(di)了(le)(le)連接的(de)(de)(de)成(cheng)本，而(er)且延伸和(he)拓展了(le)(le)物(wu)聯設備連接的(de)(de)(de)場(chang)景和(he)數(shu)量，使物(wu)聯網(wang)可連接的(de)(de)(de)設備數(shu)量向萬物(wu)縱(zong)深擴展，進(jin)一(yi)步推進(jin)了(le)(le)物(wu)聯網(wang)在感知層實現萬物(wu)互聯的(de)(de)(de)目標。
作為業界權威的行業媒體和智庫，智次方·物聯網智庫一直在關注這(zhe)一技(ji)術方向，并在年初啟動了(le)“‘無源’勝(sheng)‘有源’”系(xi)列直播活動，旨在向業(ye)界傳遞市(shi)場信(xin)息(xi)，共謀產業(ye)發展(zhan)。同時，通過智(zhi)次(ci)方·摯物研(yan)究院團隊成(cheng)員的長期思考，以及走訪調研(yan)飛英思特、OPPO、中(zhong)國(guo)移動研(yan)究院、每開創(chuang)新、北京交(jiao)通大學等行業(ye)領先(xian)單(dan)位與企(qi)業(ye)，最終匯總成(cheng)為《無源物聯網產業(ye)發展(zhan)白皮書》。
作為業內首份無源物聯網產業發展白皮書，《無源物聯網產業發展白皮書》系統梳理了無源物聯網的三大底層技術，以及主要采能技術路線。對無源物聯網產業的發展態勢進行了深入分析。首創無源物聯網應用發展成(cheng)熟度曲(qu)線，以(yi)及無源物聯(lian)(lian)網產(chan)業(ye)成(cheng)熟度評估模型，并對未(wei)來數年無源物聯(lian)(lian)網不同采(cai)能技(ji)術路線的(de)發展節(jie)奏和整體市(shi)場規模進行(xing)了預測。
10月19日，在智次方(fang)·物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)智庫舉辦的【求索·“無(wu)(wu)(wu)源(yuan)(yuan)”勝“有源(yuan)(yuan)”——開(kai)拓千億智聯(lian)(lian)(lian)新(xin)紀(ji)元】主題直播活動上，《無(wu)(wu)(wu)源(yuan)(yuan)物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)產業(ye)發(fa)展白皮書》重磅發(fa)布(bu)。同時，中國信息(xi)通信研(yan)究院金(jin)融科技(ji)研(yan)究中心副主任趙小飛、北京交通大(da)(da)學信息(xi)通信網(wang)(wang)絡研(yan)究所(suo)教授(shou)(shou)王(wang)公仆、OPPO高級標(biao)準研(yan)究員徐偉杰(jie)、北京理工大(da)(da)學教授(shou)(shou)于(yu)季弘四(si)位嘉賓(bin)，也就無(wu)(wu)(wu)源(yuan)(yuan)物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)技(ji)術和(he)產業(ye)的發(fa)展情況，以及無(wu)(wu)(wu)源(yuan)(yuan)物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)相關標(biao)準的進展和(he)展望進行(xing)了精彩分(fen)享。
以下是(shi)四(si)位嘉賓的分享內(nei)容整(zheng)理：
中(zhong)國信息通信研究(jiu)院(yuan)金融科技研究(jiu)中(zhong)心副主任(ren) 趙小飛
演講主題(ti)：《無(wu)源物聯網技術(shu)綜述與產業(ye)觀(guan)察》
工信部數據顯示，截至8月底，我國三家基礎電信企業發展移動物聯網終端用(yong)戶(hu)16.98億(yi)戶(hu)，超過移動電話(hua)用(yong)戶(hu)16.78億(yi)戶(hu)，我國正式(shi)進(jin)入(ru)“物超人(ren)”時代。這(zhe)其中，無需電池/有線(xian)(xian)電源(yuan)供電僅從環(huan)境中獲取能量便可支(zhi)撐物聯網(wang)數(shu)據感知、無線(xian)(xian)傳輸、分布式(shi)計算的無源(yuan)物聯網(wang)備受關注。
中國信息通信研究院金融科技研究中心副主任趙小飛表示，目前物聯網部署仍舊以“有源”的方式進行，但這種方式面臨著四大痛點：第一是遺留在環境中的廢棄電池會對環境造成污染，與低碳經濟的要求不符;第二是終端在極端環境部署受限;第三是傳統通信技術無法覆蓋到低價值物品的連接需求;第四是一些植入式芯片對尺寸(cun)要求非(fei)常嚴苛。而這些場景的連接可以通過無源物聯網(wang)的方式承(cheng)載。
趙小飛提到，業界對無源物聯網開展的前期探索已經將一些場景逐漸探索明晰，包括快消品、物流包裹、產品外包裹、倉庫貨物盤點等需要聯網的場景已經構成了千億級無源物聯網節點的基礎。此外，工業傳感器網絡、智能交通、智慧農業、能源(yuan)等(deng)領域(yu)也(ye)對無(wu)源(yuan)物聯(lian)(lian)網(wang)有所需(xu)求。其原因是(shi)無(wu)源(yuan)物聯(lian)(lian)網(wang)可以解決隨著物聯(lian)(lian)網(wang)應用場景快速擴展帶來的物聯(lian)(lian)網(wang)節點規模持續(xu)倍增過程(cheng)中面臨的供電受(shou)限問題。
目前，無源物聯網在(zai)環境能(neng)量(liang)采集、反(fan)向散(san)射通信(xin)和低功耗計算等方面均取得了研(yan)(yan)究(jiu)成果。在(zai)需求不(bu)斷提升的情景(jing)下，無源物聯網的應用(yong)形式(shi)必(bi)然會迎(ying)來創新(xin)，相關(guan)的行(xing)業標(biao)準制定也(ye)會在(zai)產(chan)學研(yan)(yan)多方努力之下達成，其(qi)發展潛力會被深(shen)入(ru)挖掘。
北(bei)京(jing)交通大學信息通信網(wang)絡(luo)研究所教授 王公(gong)仆
演講主題：《與(yu)蜂(feng)窩網絡融(rong)合的無源反(fan)向(xiang)散射通信技術》
我(wo)國的(de)“十(shi)四五”發(fa)(fa)展規(gui)劃中(zhong)明確提(ti)到(dao)“要推動(dong)物聯網的(de)全面發(fa)(fa)展，打(da)造支持固(gu)移融合(he)，寬窄結合(he)物連接(jie)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)”，對物聯網在基(ji)礎建(jian)設(she)、接(jie)入能(neng)(neng)力(li)(li)(li)、應用(yong)場景等(deng)方面做出了部署，物聯網及(ji)移動(dong)通信將對推進(jin)數(shu)字中(zhong)國建(jian)設(she)提(ti)供有(you)力(li)(li)(li)支撐。
北(bei)京交通(tong)大學(xue)信息通(tong)信網(wang)絡研(yan)究所教授王公仆(pu)指出，物(wu)聯(lian)網(wang)蓬勃發展之下仍存在(zai)著(zhu)技(ji)術和制度挑戰(zhan)，面臨著(zhu)能(neng)(neng)源(yuan)、成(cheng)本、互(hu)聯(lian)互(hu)通(tong)三方面有待突破的瓶頸。在(zai)能(neng)(neng)源(yuan)方面，有源(yuan)物(wu)聯(lian)網(wang)供(gong)能(neng)(neng)不便捷，缺乏可靠(kao)性;在(zai)成(cheng)本方面，射頻部件成(cheng)本高，導致利潤驅動不足;在(zai)連接方面，目前缺乏互(hu)聯(lian)架(jia)構(gou)，信息孤島依(yi)然存在(zai)。
無源反向散射通信的興起是物聯網關鍵性代表技術，能夠助力物聯網突破在能源和成本方面的瓶頸。無源反向散射通信能夠通過泛在無線信號獲得能量，其傳感器無需電池和貴重射頻部件的支持，具備無電池、低成本、易部署、易維護的優勢，但也存在著通信距離短、互聯難的缺點。對此，與蜂窩網絡融合的無源反向散射通信技術能夠解決上述痛點，擴大通信距離，增強互聯互通，實現低功耗、低成本、易維護、廣接入的蜂窩物聯網，在智能家居、物(wu)流(liu)跟(gen)蹤、環境監測、可穿戴設備等(deng)領域(yu)具有廣泛的應用前景。
盡(jin)管如此，與蜂(feng)窩網(wang)(wang)絡(luo)融合(he)的無源反向散射通(tong)信提出(chu)了全(quan)新的技術(shu)挑戰。王公仆將(jiang)其概括為五方面(mian)，分別是信號(hao)微弱、信道(dao)復雜、干擾多樣(yang)、異構(gou)組網(wang)(wang)、設備接入難。業(ye)界(jie)在著手(shou)攻堅之時必然會讓無源物聯網(wang)(wang)產生全(quan)新活力。
OPPO高級(ji)標準研(yan)究員 徐偉杰
演(yan)講(jiang)主(zhu)題(ti)：《AmbientpowerenabledloT標(biao)準進展(zhan)與展(zhan)望》
隨著(zhu)國內蜂(feng)窩(wo)物聯(lian)網產業首次迎來(lai)“物超(chao)人”這一(yi)歷史性時刻，千億級蜂(feng)窩(wo)物聯(lian)的(de)未來(lai)已(yi)經不(bu)(bu)再遙遠(yuan)。OPPO高級標準研究員徐偉杰表(biao)示，很多物聯(lian)網技(ji)術(shu)如NB-IoT、MTC、5G Redcap等(deng)(deng)，在功(gong)耗(hao)、體(ti)積、成(cheng)本、時延、連(lian)接數、吞(tun)吐量等(deng)(deng)方面(mian)都各具特(te)色(se)，滿(man)足了不(bu)(bu)同場(chang)(chang)景下從無到有(you)的(de)需求，具有(you)各自的(de)細分市場(chang)(chang)。而隨著(zhu)零功(gong)耗(hao)物聯(lian)網(Ambient IoT)技(ji)術(shu)的(de)逐漸成(cheng)熟(shu)，受限于環(huan)境和成(cheng)本的(de)這部(bu)分市場(chang)(chang)將由其來(lai)滿(man)足，零功(gong)耗(hao)物聯(lian)網也將與現有(you)的(de)蜂(feng)窩(wo)物聯(lian)網、RFID等(deng)(deng)技(ji)術(shu)形成(cheng)良(liang)好互(hu)補。
當前(qian)，零(ling)功(gong)(gong)耗(hao)物聯(lian)網的標(biao)(biao)準化(hua)工(gong)作已經全面展開，3GPP/IEEE均在(zai)研(yan)發零(ling)功(gong)(gong)耗(hao)物聯(lian)網相關(guan)標(biao)(biao)準。其中，3GPP SA1項(xiang)(xiang)目于今年2月正式立項(xiang)(xiang)，討論有關(guan)零(ling)功(gong)(gong)耗(hao)物聯(lian)網的場景與需求，目前(qian)已經通過了較多的用例(use case)。
在To B領域，用(yong)例(li)包括自動化倉儲物(wu)流、醫療器械管理與(yu)定位、智(zhi)(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)、智(zhi)(zhi)能(neng)制(zhi)造供應鏈管理、智(zhi)(zhi)慧機(ji)場/港口、通信基站機(ji)房監測(ce)、鮮(xian)花銷售、智(zhi)(zhi)慧養殖等.以智(zhi)(zhi)慧養殖場景為例(li)，使用(yong)零(ling)功耗(hao)物(wu)聯(lian)網(wang)設備(bei)檢(jian)測(ce)動物(wu)的體溫、活動量等，從(cong)而判(pan)斷身體狀況是否異(yi)常，防止疾病傳染造成更大的損失。
在To C領域，用例包括智能家居、遠(yuan)程(cheng)尋物(wu)(wu)、定位/測距、智慧洗(xi)(xi)衣等，以智慧洗(xi)(xi)衣為例，通過在衣物(wu)(wu)上添加無(wu)源標簽，使(shi)洗(xi)(xi)衣機(ji)可以自動讀取服裝的材質(zhi)等信息，進而精確設置洗(xi)(xi)衣模式(shi)、時(shi)間、水溫等，提升用戶的生(sheng)活質(zhi)量。
從用例(li)可(ke)以看出(chu)，零功耗(hao)(hao)物聯(lian)網的(de)(de)功能需(xu)求可(ke)以分為三類：識別、感(gan)知、定位(wei)(wei)(wei)(wei)。以室內定位(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)場(chang)景為例(li)，在(zai)(zai)逛商場(chang)時(shi)尋找目標(biao)店面或在(zai)(zai)地(di)下(xia)停車場(chang)找到(dao)空閑車位(wei)(wei)(wei)(wei)都是常見的(de)(de)用戶痛點，但借助于零功耗(hao)(hao)物聯(lian)網，在(zai)(zai)室內各(ge)處部(bu)署(shu)定位(wei)(wei)(wei)(wei)參考標(biao)簽，再通(tong)過這些標(biao)簽與智(zhi)能手機進行通(tong)信，獲得手機和(he)標(biao)簽的(de)(de)相對位(wei)(wei)(wei)(wei)置，即可(ke)實現對目標(biao)的(de)(de)定位(wei)(wei)(wei)(wei)。利用這種方法，僅需(xu)低廉的(de)(de)價格即可(ke)實現標(biao)簽的(de)(de)密集部(bu)署(shu)，標(biao)簽本身也免電池免維護，與此同時(shi)還能夠實現較高的(de)(de)定位(wei)(wei)(wei)(wei)精度。
此外，徐(xu)偉杰還(huan)表示，零功(gong)耗(hao)(hao)物(wu)聯(lian)(lian)網作(zuo)(zuo)為(wei)下一(yi)代的物(wu)聯(lian)(lian)網技(ji)術，將成為(wei)物(wu)聯(lian)(lian)網的另一(yi)座(zuo)基石(shi)，雖然零功(gong)耗(hao)(hao)物(wu)聯(lian)(lian)網的設計(ji)存在重(zhong)要技(ji)術挑戰，但產業(ye)界(jie)、學術界(jie)、垂直(zhi)行業(ye)正在通(tong)力合作(zuo)(zuo)解(jie)決相關問題(ti)。預(yu)計(ji)3-4年內，零功(gong)耗(hao)(hao)物(wu)聯(lian)(lian)網在3GPP/IEEE兩大體系內的標準均將成熟并發布。
北(bei)京理工大(da)學教授 于季弘
演講主題：《OFDM子載波反向散(san)射(she)通信》
北京(jing)理工(gong)大學教授(shou)于季弘表示，生產和生活的(de)(de)很多場景都對于萬物(wu)互聯(lian)有著(zhu)迫切(qie)的(de)(de)需求(qiu)，高(gao)精度傳感、高(gao)中低速物(wu)聯(lian)等因而在數量(liang)上出現了爆發性增(zeng)長，從而導致能(neng)源消(xiao)耗巨大、維護成本過高(gao)、工(gong)業上部署傳感器的(de)(de)意愿在逐年(nian)降低。
對于無(wu)(wu)源物(wu)聯(lian)網(wang)來說，通(tong)過(guo)太陽能/光能、動能、磁能等(deng)無(wu)(wu)線(xian)化能量(liang)供給方式(shi)，即可實(shi)現物(wu)聯(lian)終(zhong)端(duan)的(de)無(wu)(wu)源化。此外(wai)，疊加(jia)我國“雙碳”的(de)戰略目(mu)標(biao)，無(wu)(wu)源物(wu)聯(lian)網(wang)設(she)備無(wu)(wu)需更換電(dian)池和能耗低(di)、避免廢(fei)棄(qi)電(dian)池等(deng)優(you)點，都成為(wei)提升(sheng)物(wu)聯(lian)網(wang)技(ji)術綠色化的(de)關(guan)鍵。
于季弘(hong)教授帶領的(de)團隊長期研究(jiu)利(li)用反(fan)向散(san)射通信(xin)賦能無(wu)源物聯的(de)相關課題，可以(yi)通過低復雜度調(diao)制方法，如進(jin)行幅度調(diao)制和頻率調(diao)制來控制反(fan)射系數和方波頻率，進(jin)而(er)實現低功耗(hao)的(de)反(fan)向散(san)射通信(xin)。
通(tong)常，環(huan)境反(fan)向散(san)射(she)(she)(she)(she)傳輸系(xi)統(tong)(tong)可(ke)以(yi)分為(wei)適用(yong)于特定(ding)激(ji)(ji)勵(li)源(yuan)(yuan)和適用(yong)于多種激(ji)(ji)勵(li)源(yuan)(yuan)兩大類別，OFDM體(ti)制可(ke)以(yi)支撐更(geng)高速率(lv)反(fan)向反(fan)射(she)(she)(she)(she)通(tong)信(xin)(xin)(xin)，目前已有的(de)工(gong)作大都集中在(zai)OFDM相位/幅度反(fan)向散(san)射(she)(she)(she)(she)通(tong)信(xin)(xin)(xin)，尚無OFDM調(diao)頻反(fan)向散(san)射(she)(she)(she)(she)通(tong)信(xin)(xin)(xin)系(xi)統(tong)(tong)。同(tong)時(shi)，現(xian)有的(de)OFDM反(fan)向散(san)射(she)(she)(she)(she)通(tong)信(xin)(xin)(xin)也存在(zai)一些缺(que)點(dian)，以(yi)OFDM調(diao)相反(fan)向散(san)射(she)(she)(she)(she)系(xi)統(tong)(tong)為(wei)例，該系(xi)統(tong)(tong)對同(tong)步精度要(yao)求高，對采樣(yang)時(shi)間誤差和頻率(lv)偏(pian)移誤差容忍度較低等。
面(mian)對這(zhe)一系列問(wen)題，于(yu)季(ji)弘教授團(tuan)隊研發了(le)(le)基于(yu)OFDM子載(zai)波(bo)反(fan)(fan)向散射(she)的(de)(de)SubScatter系統，使得OFDM符號(hao)可以(yi)攜帶log2N比特的(de)(de)信息，進一步(bu)降低(di)了(le)(le)對精度的(de)(de)要求，可容(rong)忍0.8μs的(de)(de)同步(bu)誤差，也可以(yi)兼容(rong)更大的(de)(de)STO和CFO。SubScatter的(de)(de)總體(ti)方案可以(yi)分為(wei)兩大方面(mian)，在調(diao)制時采用了(le)(le)子載(zai)波(bo)移(yi)位鍵控(kong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(SSK)和串(chuan)聯移(yi)頻率技(ji)(ji)術(shu)(shu)(TFS)，在解(jie)調(diao)時采用了(le)(le)相關解(jie)碼技(ji)(ji)術(shu)(shu)。在性能測試(shi)的(de)(de)結果上，SubScatter系統的(de)(de)抗噪(zao)聲(sheng)和抗干(gan)擾能力都優于(yu)現有的(de)(de)反(fan)(fan)向散射(she)通信系統。
