后向散射系統(tǒng)目前受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，是Sigcomm、NSDI、Mobicom等國際頂級會議上的持續(xù)熱點和焦點。我國國家自然科學(xué)基金委從2014年開始，相繼在該領(lǐng)域設(shè)置了“無源感知網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”“無源傳輸網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”等重點項目，用以資助對無源物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)的深入研究。其中，低功耗、高吞吐、遠距離是后向散射通信系統(tǒng)需要解決的三個核心問題，下面針對其解決方案相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)分別進行闡述。

能量捕獲技術(shù)給無源通信插上了翅膀。從環(huán)境中獲取的能量可以給后向散射系統(tǒng)提供計算的支持，如FPGA、MSP430等供電(當然，流片之后這些器件變成微電路，功耗會大大降低)。同時，能量捕獲可以十分方便地擴展其功能，例如對傳感器供電，可以更為方便地感知數(shù)據(jù)。

目前，能量捕獲研究主要聚焦從射頻、光、振動、風(fēng)、熱、磁場、溫度以及壓力變化獲取能量。其中，環(huán)境中泛在的電磁波源于電臺廣播、蜂窩基站、Wi-Fi以及RFID等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，可以成為后向散射系統(tǒng)最廣泛的能量來源之一。射頻能量捕獲技術(shù)通過天線獲取環(huán)境中存在的射頻能量。為了提高能量轉(zhuǎn)換效益，通常會增加阻抗匹配模塊，接收的能量既可以直接用在射頻(RF)負載上，也可以用于RFDC整流器上，整流器將接收到的射頻能量通過整流電路轉(zhuǎn)換成直流電，提供給負載。

英特爾(Intel)公司提出射頻能量捕獲技術(shù)，華盛頓大學(xué)(University of Washington)基于該技術(shù)實現(xiàn)無線識別和感知平臺(Wireless Identification Sensing Platform，WISP)，通過設(shè)計節(jié)點的天線阻抗匹配，使節(jié)點電路的頻率與接收信號的頻率匹配，最大化地捕獲RFID的射頻信號作為能量?，F(xiàn)有射頻能量捕獲技術(shù)大多針對窄帶寬信號，一旦節(jié)點部署環(huán)境改變，環(huán)境中信號中心頻率發(fā)生變化，能量捕獲效率會急劇下降甚至能量捕獲失效，對此，寬頻信號能量捕獲技術(shù)的研究意義深遠。同時，射頻能量捕獲技術(shù)在植入體內(nèi)醫(yī)療設(shè)備、可穿戴低功耗設(shè)備等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景，也取得了一定的研究進展。

目前，射頻能量捕獲技術(shù)還存在較大的完善空間：(1)射頻信號在遠距離傳輸中衰減較大，且僅能近距離充電，無法滿足能量捕獲閾值要求，對于持續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)送難以保障;(2)天線的小型化往往會帶來增益和帶寬的下降，從而使可收集的電磁功率下降;(3)某些環(huán)境中射頻信號源稀缺場景下，利用無人機掛載射頻信號源巡航，將極大地彌補現(xiàn)有能量捕獲技術(shù)的不足。