3、物联网时代无线射频能量传输：实现可持续零能耗网络的探索

物联网时代无线射频能量传输：实现可持续零能耗网络的探索

1. 物联网通信与编码需求

在物联网领域，传统蜂窝系统采用低密度奇偶校验和极化码服务宽带用户。而大规模机器类型通信（mMTC）则有不同需求：
- 编码方案优化：针对几百到一千比特的短码块进行优化。
- 鲁棒的错误检测：避免使用外层码。
- 新型解码算法：能在接收器有限或无信道状态信息（CSI）的情况下工作。

此外，在无线能量传输（WET）场景中，消息块长度会影响能量和信息的可靠性，从而在能量 - 信息可靠性与资源分配之间形成有趣的权衡。

2. CSI 相关问题与解决方案

传统上，CSI 用于补偿无线信道造成的损伤，提高通信性能。但在大规模物联网中，由于设备数量众多、流量模式多样以及延迟要求等因素，获取 CSI 的成本变得很高。因此，需要考虑环境条件和侧信息的新型无 CSI 和有限 CSI 解决方案，以节省能源、时间和频谱资源。

3. 物联网的“电力问题”

物联网设备（MTD）的能耗虽小，通常在微瓦到毫瓦级别，但为大量设备供电是一项艰巨任务。大多数 MTD 由电池供电，尽管当前连接技术承诺电池寿命超过十年，但 MTD 除通信外还有更多任务，电池可能提前耗尽，需要更换，甚至丢弃整个设备，这导致电子垃圾（e - waste）成为严重问题。

联合国密切监测电子垃圾的产生，2020 年电子垃圾记录超过 5300 万吨，预计到 2030 年将超过 7400 万吨。尽管已经有一些回收倡议，但未来十年仍需更多行动。而且，考虑到大量设备和较短的生命周期，维护相关任务的人力成本对许多企业来说变得经济上不可持续。