物联网的未来：无源传输网络

在未来物联网中，网络节点可以是无源的（battery free），即节点自身不配备或不主要依赖电池等电源设备，而是从环境中获取能量，支撑数据的感知、传输和分布式计算。这一未来新型网络又称为无源传输网络。无源传输网是以能量为中心、以数据为核心的无线网络，具有如下特性：

1. 能量震荡

由于节点能够从周围环境获取能量，因此节点的能量不再是单一的由高至低的静态变化趋势，而是呈时高时低的动态变化状态。当节点在执行传输或计算任务时，其能量积蓄会降低；当节点开始从环境中获取能量时，其能量积蓄会上升。于是，无源传输网络节点的能量积蓄高低震荡。

2. 能量失恒性

无源传输网络节点能量的获取存在随机性和不稳定性，导致整个网络能量分布不均衡，差异很大，无源节点的协同工作能力低。

3. 能量受限性

利用微型芯片所采集的环境能量的功率非常微弱，一般在纳瓦（nW）到微瓦（μW）的数量级，而且微传感器受限于外形尺寸，节点蓄电的能力有限。

4. 连通脆弱性

网络的连通性直接受各节点能量的影响。当某些节点的能量低于一定程度时，这些节点则成为孤立节点，导致网络不连通。由于能量的震荡性，网络的连通性是脆弱的，时断时续，难以保持恒定连通。

5. 占空比超低

驱动微型感知节点所需的平均工作功率要比采集功率高3~6个数量级，节点需要较长时间蓄能才能满足其工作所需要的能量，而且蓄能时节点无法工作。所以，节点呈间断性工作方式，且网络大部分时间处于非工作状态，占空比超低。

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