4 4 6 6 7 7 8 8 9 11 12 13 13 14 14 16 17 17 18 19 20 22 234.測試與認證 24 24 25 25 26 26 26 26 27 27 29 31 3341.1.蜂窩無源物聯網標簽發(fā)展情況5“0”的低電平信號；反射狀態(tài)下部分射頻信號將被反射回基站側，此時基站將接收到代表“1”的高電平信號。標簽通過不斷切換兩種狀態(tài)，即可實現信號調并生成數字編碼，蜂窩無源物聯網的協議棧相較于NB-IoT（NaBandInternetofThings，窄帶物聯網）等低功耗功耗蜂窩物聯網進一61.2.蜂窩無源物聯網標簽優(yōu)勢特征1.2.1.超低成本7能量補充，大幅延長標簽的使用壽命，從而節(jié)省傳統有源設備所需的電池更換1.2.2.泛在連接1.2.3.類型多樣且天線可采用柔性化設計，整體形態(tài)相較于傳統終端設計更加靈活。如圖3所客紀念打卡、快速檢票、防走失定位等全新服務；帶有微型傳感單元與執(zhí)行器性基材，結合特種復合材料襯底實現防金屬/液體干擾能力，構建滿足貼附便利82.技術現狀2.1.標簽的類型及能力依賴射頻能量進行工作，上行鏈路（標簽至基站）依賴外部載波進行反向散射頻或外部能量采集模塊供電，可具備上行或下行信號（基站至標簽能力，標簽上行信號可獨立生成或依靠反向散射外部載波生成，接收靈敏度瓦，可選擇基于射頻或外部能量采集模塊供電，具備上行和下行信號放大能4)此外，3GPP還在討論發(fā)射功率比2b92.1.1.1類標簽架構a.射頻帶通濾波器：提供頻率定向篩選性，以降低接收信號噪聲。c.基帶低通濾波器：用于濾除諧波及高頻信號以優(yōu)a類標簽架構簽仍采用反向散射架構，但由于具備額外能量采集能力（光、熱等非射頻頻分雙工)模式，頻率搬移模塊還需支持鏡像抑制及諧波抑制以保證通信b類標簽架構2.1.4.C類標簽架構2.2.業(yè)界研制進展進行探索。由于蜂窩無源物聯網與RFID相似的機制設計，由于標簽的無源特性在FPGA難以完全驗證，各企業(yè)從2023.核心技術分析能量效率提升是指基于材料和微電子方面的技術創(chuàng)新提高環(huán)境能量采集效3.1.能量效率提升技術3.1.1.微能量高效采集技術微能量采集技術的創(chuàng)新是未來進一步推動無源低功耗標簽普及應用中最重整流電路設計并搭配自適應阻抗匹配的設計已經大量應用于商用的無源物聯網自偏置技術的CMOS整流器進行整流效率的優(yōu)化嘗試，有些研究甚至可在-創(chuàng)新成為了一種潛在突破瓶頸的發(fā)展路徑，一些團隊使用二維材料如石墨烯、MoS2制成的整流器件針對微弱射頻能量的轉換展現了強于硅基半利用電壓控制磁各向異性效應驅動組成自旋整流器陣列,有效降低了整流模塊的解決方案，其最大優(yōu)勢在于作為吸光層的聚合物或小分子有機材料對室內光源次，OPV的能量轉換效率雖有顯著提升，但在室外全光譜照射條件下仍不及晶3.1.2.低功耗電路技術帶處理器工作電壓，從而降低基帶在編碼、解碼3.2.通信能力增強技術3.2.1.自適應調諧技術目前相對成熟，并已在商用產品上應用，當前業(yè)界領先水平已能實現寬范圍自適應調諧電路的核心在于通過內置的閉環(huán)控制系統實時監(jiān)測標簽天線與開關矩陣或變容二極管改變等效容抗/感抗，以補償因標簽附著于不同材質物體取距離及可靠性[11]。該技術直接決定了標簽在復雜應用場景中的魯棒性與普適3.2.2.多峰天線蜂窩無源物聯網中多頻天線的設計常用方法主要包括多枝節(jié)法、刻蝕縫隙法以及多模諧振法。多枝節(jié)法其原理如圖9所示[12]，主要3.2.3.寬頻段工作置電壓控制，因此通過控制高電子遷移率晶體管偏置電壓即可在寬頻段范圍內3.2.4.高質量低損濾波擾環(huán)境下，無源標簽的誤碼率將有數量級的惡化，無法滿足架的局限性，部分取代或改進現有的基于本地振蕩源、混頻器、ADC和復雜的3.2.5.反向放大機制高效信號放大對提升通信距離至關重要，2b類標簽的放大器件及技術相對反向散射通信的放大技術主要通過增強反射信號的強度或信噪比來實現遠3.3.通感融合技術本、易部署、免維護為核心，融合多類型感知能力蜂窩無源物聯網感知標簽將傳感器、處理器器件集成于微小物理空間內，能夠實現環(huán)境參數、物一是MEMS（Micro-Electro-Me勢，可以更好地與蜂窩無源標簽芯片集成，但受限過接口連接，而非片上集成，接口功耗會對標簽的“積木”的方式集成為異構系統級芯片，突破單一單元在感知、計算、功耗方面的局限，能夠極大降低標簽的成本和體積，為標三是半導體特性的利用。基于半導體特性的通感同無源模擬特性，將調制、校準、模數轉化功能卸載至接感量直接映射到反向散射信號的頻域特征上，從而將傳射頻開關的控制信號，在忽略反射信號中高次諧波的情電阻變化會導致VCO輸出頻率的變化，從而使得頻率偏差的一對應。這一過程中，計算和處理由基站接收字信號處理，直接傳輸傳感器數據，在融合感知能或利用半導體器件受溫度影響導致響應時延發(fā)生變化的原理進行感知[20]。但此4.測試與認證4.1.測試與認證需求蜂窩無源物聯網標簽因其無需內置電源、成應用于物流、倉儲、零售和醫(yī)療等領域，其性能和可網系統的整體效能，因此，對蜂窩無源物聯網標簽進延、數據傳輸速率、抗干擾能力、環(huán)境適應性等關聯網系統的穩(wěn)定運行提供保障。同時還可以幫助標4.1.1.射頻一致性測試射頻一致性測試主要目的是確保蜂窩無源物聯網相關標準和規(guī)范，保障標簽正常、穩(wěn)定且高效的通信引發(fā)的干擾、通信質量下降等問題，提升整個無線通致性重點關注的是標簽的工作頻率范圍、接收信號的導序列格式。在測試手段上，需要借助專業(yè)的射頻測用于分析信號的頻譜特性，檢測信號是否存在雜散源，可產生各種標準的射頻信號，用于測試標簽的射頻合標準要求的測試環(huán)境也十分關鍵，如電波暗室，能4.1.2.協議一致性測試協議一致性測試目的在于確認標簽是否嚴格遵廠商生產的設備實現無障礙交互，避免因協議執(zhí)容涵蓋數據傳輸格式，各種狀態(tài)機切換流程，面。在測試手段上，需要借助專業(yè)的協議分析儀，模擬測試環(huán)境搭建也不可或缺，通過模擬不同網絡狀況4.1.3.性能測試性能測試主要目的是確保蜂窩無源物聯網標簽在實際應用需求，通過測量不同網絡情況和環(huán)境影響下的數據傳輸速率與抗干擾能力以衡量標簽性能，保障標簽4.1.4.兼容性測試的正常通信能力。通過開展兼容性測試，能夠全面評估下的互操作性，及時發(fā)現因兼容性問題導致的連接中斷模塊無法聯動等情況，保障其在實際應用中與其他設4.1.5.安全性測試合相關安全標準與法規(guī)要求。通過模擬各類網絡攻數據加密、身份認證、訪問控制等安全機制的有效性分析，檢查是否存在安全漏洞。通過安全測試可以級或優(yōu)化安全機制，保障標簽數據傳輸、存儲及使4.1.6.環(huán)境適應性測試環(huán)境適應性測試的主要目的是確保蜂窩無源物聯均能正常運行。例如，在高低溫箱中測試標簽的通信成驗證低溫下晶振偏移、高溫下元件老化對性能的影響。4.2.產業(yè)協同聯盟宗旨是以技術創(chuàng)新為導向，推動“產-學-研-用-投物聯網技術的規(guī)模化應用與產業(yè)升級，打造開放、創(chuàng)聯網生態(tài)合作平臺。其中，聯盟擬于未來推進成立測面向無源物聯網的研發(fā)測試、實驗室測試和業(yè)務測試和測試規(guī)范制定，推進產業(yè)測試儀表研發(fā)，實現無源5.產業(yè)鏈及應用場景據存儲。此類標簽在制造環(huán)節(jié)可高度復用傳統RF標簽存在片外儲能單元需要對封裝產線進行微調，前成熟的LEDRFID標簽類似，因此改為行業(yè)中各種成本敏感場景提供電子標識服務。例如在物流簽可貼附于物流單品上，提供全流程的物品追蹤管理域，貼附于行業(yè)生產物料上，提供廠區(qū)范圍內的資個人消費領域，可貼附于盲盒、手辦等各類“谷子”需要集成濾波器、傳感器、晶振等外圍器件，因此外及成本，更適用于對相對高價值資產或可重復利用的物品生產制造領域，2a標簽可貼附于工裝車或容器上提供管多輪重復利用中攤?。辉诤娇者\輸領域，2a標簽可與行2a標簽也可與墨水屏、加濕器、報警器集成聯動，提供超低2b類標簽面向廣域低功耗場景，需支持與蜂窩網絡長距離性看，其通信架構與傳統低功耗廣域物聯網通信終端功耗獨立載波生成、休眠節(jié)電機制、頻譜搬移及窄帶復用低功耗廣域物聯網終端產業(yè)鏈資源，實現從芯裝。但2b類標簽額外引入了能量采集及超合采集及動態(tài)功率配置的能量管理芯片以及能量采2b類標簽重點聚焦室外場景，可實現在室外場景下對人員、物品進行快速6.總結及展望蜂窩無源物聯網是支撐萬物智聯的核心使能技術，而蜂窩無源物聯網標簽縮略語列表3rdGenerationPartneElectricallyErasableProgramm器FrequencyDivisionDupInstituteofElectricalandElectronicsNB-IoTNarrowBandInternetofThingsOrthogonalFrequencyDivisionOn-OffkeyingRadioFrequencyIdentiWirelessLocalAreaNet參考文獻[1]CHENH,RANN,YUANL.BERResearchofOFDMSystemsunElectricalEngineeringandRectificationandConductanceUsingTwo-DimensionalM10.1109/EDTM53872.2022.9798125.10.1016/j.aeue.2023.155020.[8]ESPINOSAN,etal.IndoorPhotovoltaicsforSelf-SustainedIoTDevices:ProgressandPerspectives[J].AdvancedEnergyMaterials,Photovoltaics:ResearchandApplic10.1002/pip.3601.tags[C]//2010IEEEInternation[11]FOUCAULDD,SEVERINON,etal.A433-MHzSHarvestingandDataCommunication[C]//2024InternationalConferenceonNetworking,EmbeddedandWirelessSystems10.1109/ICNEWS60873.2024.1[13]HUANGCY,YUEZApplications[J].IEEEAntennademodulation[C]//Proceedingsofthe20thACMConferenceNetworkedSensorSystems.2[17]LIG,etal.AReflection-Amplifie