0 引言

    在物聯(lián)網(wǎng)中有大量的低成本和低功耗設(shè)備通過傳感器對周圍環(huán)境進行監(jiān)測，把相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)關(guān)或云端進行處理。這些設(shè)備不需要隨時進行數(shù)據(jù)通信，能夠在低功耗的情況下長期被使用，當環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化的時候，或者服務(wù)器或網(wǎng)關(guān)需要查詢它們狀態(tài)的時候，它們將從休眠的狀態(tài)中被激活進行通信。如何降低這些設(shè)備的功耗和成本是物聯(lián)網(wǎng)得以快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。

    目前支持無線連接物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有LoRA(Long-Range)、窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT、IEEE802.15.4、低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy，BLE)等，相應(yīng)的設(shè)備具有低成本和低功耗的特點。然而，這些應(yīng)用場景都需要給物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供電或者配置電池來維持基本的工作狀態(tài)，依賴于安裝和部署特定的信號源發(fā)送特定頻段的無線信號來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信等。

    在目前移動通信、電視廣播或Wi-Fi信號非常普及的情況下，如果能利用環(huán)境中的電磁波信號作為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的能量輸入，并且對這些無線信號進行有條件的反射，把所需要信息傳送給接收設(shè)備，將能夠使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備省去傳統(tǒng)無線信號發(fā)送和接收所需要的射頻電路或芯片，從而使設(shè)備具有非常低的功耗和成本，實現(xiàn)海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在不同場景下的部署需求。這種把周圍已經(jīng)存在的無線信號轉(zhuǎn)變成電能來源和通信媒介的技術(shù)稱為環(huán)境反向散射技術(shù)。

    本文首先簡要概述反向散射技術(shù)的分類和基本特點，然后基于Wi-Fi信號下的環(huán)境反向散射技術(shù)，分析反向散射的設(shè)備通過接收Wi-Fi報文及反射信號來傳遞信息的可行性，討論設(shè)備實現(xiàn)Wi-Fi雙向通信的硬件框架和軟件模塊結(jié)構(gòu)，介紹反向散射技術(shù)的應(yīng)用場景，并歸納該技術(shù)的挑戰(zhàn)和改進方向。最后展望了基于Wi-Fi信號的環(huán)境反向散射技術(shù)的發(fā)展趨勢和研究方向。

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作者信息:

成  剛

(上海諾基亞貝爾股份有限公司，上海200127)