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中，數位產業專家分享了自身的精彩見解和企業的落地實踐，智次方·摯物研究院也同步重磅發布了業內首份《無源物聯網產業發展白皮書》，掃描文中二維碼即可下載。
物聯網作為一種通用性很強的應用技術，多年來已經為千行百業賦能，支持各個行業的轉型升級。隨著數字經濟加速發展，各類物聯網設備還將進一步擴大連接數量。未來，阻礙物聯網連接規模的進一步擴大有兩大重要因素：一是應用場景的碎片化問題;二是在碎片化的場景中，數量龐大的小體積連接設備的供電問題。當前，大部分物聯節點難以具備持續供電的條件，因此各類節能技術便成為物聯網產業的發展重點，過去幾年備受業界關注的低功耗廣域網正是為解決物聯網終端和傳感器的供電問題而生。在低功耗廣域網以外，無源物聯網技術是探索低功耗甚至是零電源發展的又一個重要技術方向，也是未來實現萬物互聯目標的重要技術。
無源物聯網主要的技術特點是終端節點無需配置電池和電源線等人工電源，針對體積小、功耗低的碎片化場景中的設備提供連接與支持，其具有低成本、小體積、易部署、免維護等特點。無源物聯網不但降低了連接的成本，而且延伸和拓展了物聯設備連接的場景和數量，使物聯網可連接的設備數量向萬物縱深擴展，進一步推進了物聯網在感知層實現萬物互聯的目標。
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一技術方向，并在年初啟動了“‘無源’勝‘有源’”系列直播活動，旨在向業界傳遞市場信息，共謀產業發展。同時，通過智次方·摯物研究院團隊成員的長期思考，以及走訪調研飛英思特、OPPO、中國移動研究院、每開創新、北京交通大學等行業領先單位與企業，最終匯總成為《無源物聯網產業發展白皮書》。
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熟度曲線，以及無源物聯網產業成熟度評估模型，并對未來數年無源物聯網不同采能技術路線的發展節奏和整體市場規模進行了預測。
10月19日，在智次方·物聯網智庫舉辦的【求索·“無源”勝“有源”——開拓千億智聯新紀元】主題直播活動上，《無源物聯網產業發展白皮書》重磅發布。同時，中國信息通信研究院金融科技研究中心副主任趙小飛、北京交通大學信息通信網絡研究所教授王公仆、OPPO高級標準研究員徐偉杰、北京理工大學教授于季弘四位嘉賓，也就無源物聯網技術和產業的發展情況，以及無源物聯網相關標準的進展和展望進行了精彩分享。
以下是四位嘉賓的分享內容整理：
中國信息通信研究院金融科技研究中心副主任 趙小飛
演講主題：《無源物聯網技術綜述與產業觀察》
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戶16.98億戶，超過移動電話用戶16.78億戶，我國正式進入“物超人”時代。這其中，無需電池/有線電源供電僅從環境中獲取能量便可支撐物聯網數據感知、無線傳輸、分布式計算的無源物聯網備受關注。
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要求非常嚴苛。而這些場景的連接可以通過無源物聯網的方式承載。
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、能源等領域也對無源物聯網有所需求。其原因是無源物聯網可以解決隨著物聯網應用場景快速擴展帶來的物聯網節點規模持續倍增過程中面臨的供電受限問題。
目前，無源物聯網在環境能量采集、反向散射通信和低功耗計算等方面均取得了研究成果。在需求不斷提升的情景下，無源物聯網的應用形式必然會迎來創新，相關的行業標準制定也會在產學研多方努力之下達成，其發展潛力會被深入挖掘。
北京交通大學信息通信網絡研究所教授 王公仆
演講主題：《與蜂窩網絡融合的無源反向散射通信技術》
我國的“十四五”發展規劃中明確提到“要推動物聯網的全面發展，打造支持固移融合，寬窄結合物連接能力”，對物聯網在基礎建設、接入能力、應用場景等方面做出了部署，物聯網及移動通信將對推進數字中國建設提供有力支撐。
北京交通大學信息通信網絡研究所教授王公仆指出，物聯網蓬勃發展之下仍存在著技術和制度挑戰，面臨著能源、成本、互聯互通三方面有待突破的瓶頸。在能源方面，有源物聯網供能不便捷，缺乏可靠性;在成本方面，射頻部件成本高，導致利潤驅動不足;在連接方面，目前缺乏互聯架構，信息孤島依然存在。
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、物流跟蹤、環境監測、可穿戴設備等領域具有廣泛的應用前景。
盡管如此，與蜂窩網絡融合的無源反向散射通信提出了全新的技術挑戰。王公仆將其概括為五方面，分別是信號微弱、信道復雜、干擾多樣、異構組網、設備接入難。業界在著手攻堅之時必然會讓無源物聯網產生全新活力。
OPPO高級標準研究員 徐偉杰
演講主題：《AmbientpowerenabledloT標準進展與展望》
隨著國內蜂窩物聯網產業首次迎來“物超人”這一歷史性時刻，千億級蜂窩物聯的未來已經不再遙遠。OPPO高級標準研究員徐偉杰表示，很多物聯網技術如NB-IoT、MTC、5G Redcap等，在功耗、體積、成本、時延、連接數、吞吐量等方面都各具特色，滿足了不同場景下從無到有的需求，具有各自的細分市場。而隨著零功耗物聯網(Ambient IoT)技術的逐漸成熟，受限于環境和成本的這部分市場將由其來滿足，零功耗物聯網也將與現有的蜂窩物聯網、RFID等技術形成良好互補。
當前，零功耗物聯網的標準化工作已經全面展開，3GPP/IEEE均在研發零功耗物聯網相關標準。其中，3GPP SA1項目于今年2月正式立項，討論有關零功耗物聯網的場景與需求，目前已經通過了較多的用例(use case)。
在To B領域，用例包括自動化倉儲物流、醫療器械管理與定位、智能電網、智能制造供應鏈管理、智慧機場/港口、通信基站機房監測、鮮花銷售、智慧養殖等.以智慧養殖場景為例，使用零功耗物聯網設備檢測動物的體溫、活動量等，從而判斷身體狀況是否異常，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、遠程尋物、定位/測距、智慧洗衣等，以智慧洗衣為例，通過在衣物上添加無源標簽，使洗衣機可以自動讀取服裝的材質等信息，進而精確設置洗衣模式、時間、水溫等，提升用戶的生活質量。
從用例可以看出，零功耗物聯網的功能需求可以分為三類：識別、感知、定位。以室內定位的場景為例，在逛商場時尋找目標店面或在地下停車場找到空閑車位都是常見的用戶痛點，但借助于零功耗物聯網，在室內各處部署定位參考標簽，再通過這些標簽與智能手機進行通信，獲得手機和標簽的相對位置，即可實現對目標的定位。利用這種方法，僅需低廉的價格即可實現標簽的密集部署，標簽本身也免電池免維護，與此同時還能夠實現較高的定位精度。
此外，徐偉杰還表示，零功耗物聯網作為下一代的物聯網技術，將成為物聯網的另一座基石，雖然零功耗物聯網的設計存在重要技術挑戰，但產業界、學術界、垂直行業正在通力合作解決相關問題。預計3-4年內，零功耗物聯網在3GPP/IEEE兩大體系內的標準均將成熟并發布。
北京理工大學教授 于季弘
演講主題：《OFDM子載波反向散射通信》
北京理工大學教授于季弘表示，生產和生活的很多場景都對于萬物互聯有著迫切的需求，高精度傳感、高中低速物聯等因而在數量上出現了爆發性增長，從而導致能源消耗巨大、維護成本過高、工業上部署傳感器的意愿在逐年降低。
對于無源物聯網來說，通過太陽能/光能、動能、磁能等無線化能量供給方式，即可實現物聯終端的無源化。此外，疊加我國“雙碳”的戰略目標，無源物聯網設備無需更換電池和能耗低、避免廢棄電池等優點，都成為提升物聯網技術綠色化的關鍵。
于季弘教授帶領的團隊長期研究利用反向散射通信賦能無源物聯的相關課題，可以通過低復雜度調制方法，如進行幅度調制和頻率調制來控制反射系數和方波頻率，進而實現低功耗的反向散射通信。
通常，環境反向散射傳輸系統可以分為適用于特定激勵源和適用于多種激勵源兩大類別，OFDM體制可以支撐更高速率反向反射通信，目前已有的工作大都集中在OFDM相位/幅度反向散射通信，尚無OFDM調頻反向散射通信系統。同時，現有的OFDM反向散射通信也存在一些缺點，以OFDM調相反向散射系統為例，該系統對同步精度要求高，對采樣時間誤差和頻率偏移誤差容忍度較低等。
面對這一系列問題，于季弘教授團隊研發了基于OFDM子載波反向散射的SubScatter系統，使得OFDM符號可以攜帶log2N比特的信息，進一步降低了對精度的要求，可容忍0.8μs的同步誤差，也可以兼容更大的STO和CFO。SubScatter的總體方案可以分為兩大方面，在調制時采用了子載波移位鍵控技術(SSK)和串聯移頻率技術(TFS)，在解調時采用了相關解碼技術。在性能測試的結果上，SubScatter系統的抗噪聲和抗干擾能力都優于現有的反向散射通信系統。
