17、无线射频能量传输在大规模物联网时代的发展与展望

无线射频能量传输在大规模物联网时代的发展与展望

1. 物联网发展现状与技术趋势

在当今时代，ICT 行业和学术界正不懈努力，致力于实现一个数据驱动的可持续社会。这一社会需要近乎即时、零能耗、无限的无线连接。大规模物联网网络部署正逐渐成为未来社会的主要连接骨干。

未来几年，大量物联网设备将呈指数级持续部署。一些典型的应用场景包括智能计量、电子健康生命体征监测与可穿戴设备、智能农业、运输与物流以及工业等。这些应用在能源效率、可扩展性、覆盖范围、设备成本、数据速率和安全性等方面有着不同的要求。

目前，大规模物联网技术解决方案主要掌握在 LoRa、SigFox、LTE - M、NB - IoT 和 5G mMTC 手中。未来几年，这些技术将实现多倍增长，并从传统网络中夺取市场份额。这一发展将得到一系列促进可持续性的技术支持，如 IRS、TinyML、智能接入和资源管理、DAS、高效短长度编码、无/有限 CSI 解决方案、零能耗设备、能量收集（EH）和反向散射通信等。

2. RF - EH 技术概述

RF - EH 技术是为未来低功耗大规模物联网部署供电的有力候选方案。一个 RF - EH 系统由 RF 发射器、传输介质和 EH 节点三个关键部分组成。根据 RF 发射器的性质，RF - EH 技术可分为环境 RF 能量收集（Ambient RF EH）和专用 RF 能量传输（Dedicated RF EH，本书主要称为 WET）。

虽然有多种分析模型可用于模拟 RF - EH 电路的输入 - 输出关系，但由于准确性和可处理性之间的权衡，没有一种通用的模型。同时，EH 电路通常是针对特定应用或场景设计的，其电路特性相应变化，但大