随着5G新演进方向的不断明确和6G研究的进展，无源物联网越来越受到关注。3GPP组织的相关代表和专家已经启动了无源物联网的研究和标准化工作。不过，物联网行业很早就开始了对无源物联网的研究。除了已经非常成熟的RFID，许多公司还推出了一些新的无源物联网商业产品。将无源物联网引入移动通信领域的焦点，始于业界对5GAdvanced演进的讨论。3GPPR18版本在确定方向时，将无源物联网作为研究内容。在笔者看来，新型无源物联网还处于发展的初级阶段。在全球移动通信主流厂商的推动下，无源物联网将形成3GPP和非3GPP两大阵营，推动无源物联网向不同技术方向发展。发展。新型无源物联网破解传统无源RFID痛点什么是新型无源物联网？它主要是通过改造传统无源RFID的一些痛点而形成的无源物联网系统。无源RFID已有多年的发展历史，产业生态也非常庞大。可以说是最成熟的无源物联网系统解决方案。但随着应用场景的不断拓展，无源RFID的痛点不断显现，主要表现在通信距离短、依赖专用读写设备等方面。在近期的无源物联网研讨会上，产学研各界专家对新型无源物联网达成了一些共识。以中国移动研究院为例，无源物联网分为集成无源1.0、网络无源2.0和蜂窝无源3.0。其中集成无源1.0就是传统的无源物联网，更多的是传统无源RFID的应用场景。这种设计会导致发射和接收信号的自干扰，从而限制了通信距离。尤其是在没有有效的干扰管理机制的情况下，很难在终端非常密集的场景下形成大规模的无缝网络部署。针对这些痛点，网络化无源2.0和蜂窝无源3.0是新型无源物联网的发展方向。网络化无源物联网技术采用激励信号和接收端分离的结构，支持网络化部署。这种模式在很大程度上解决了传统无源RFID读写器存在的自干扰和互干扰问题，提高了接收距离，大大拓展了应用场景。蜂窝无源物联网在网络架构的基础上，利用蜂窝网络广泛部署的优势，将现成的基站资源作为无源物联网标签激励信号源和接收设备，实现更广泛的物联网。通过统一调度进行分组。网络并延长通信距离。近年来，国内外多家尖端无源物联网企业开始了新型无源物联网的研究和商业化，基本上采用网络化系统，通过攻克多重技术难点，解决传统RFID的痛点，优化原场景更新，支持大量新场景。现有技术不能满足现有技术的需求。在3GPPRAN94e研讨会上，专门设置了无源物联网的讨论。与会者都认可了无源物联网在未来蜂窝物联网中的意义，并讨论了无源物联网在5G未来演进中的重要性。未来5G甚至6G网络支持无源物联网，这将成为一种趋势。然而，在讨论3GPP体系中无源物联网的候选技术和动机时，与会代表一致认为，现有的3GPP技术无法满足无源物联网无电池、超低成本等需求，3GPP阵营需要推动新技术。满足蜂窝无源物联网需求的技术，新技术应能实现的连接数将比现有技术高出几个数量级。同时，3GPP专家一致认为，新技术的功耗和成本应该远低于NB-IoT和eMTC，因此不会取代它们。具体来说，无源物联网主要采用能量收集技术为终端节点供电。然而，典型的能量收集技术的输出功率在1微瓦到100微瓦之间，在终端节点规模有限的情况下，能量转换效率不高，这种微弱的功率无法支撑终端节点的运行。现有3GPP的最低功耗。NB-IoT终端是3GPP阵营技术支持的最低功耗物联网终端。以NB-IoT模组为例，驱动其正常工作所需的功率需要几十毫瓦甚至上百毫瓦的功率，而能量采集技术供给的功率相差数百倍。如果使用可充电电池或超级电容器，则会增加终端尺寸和成本。因此，3GPP阵营需要推动终端的进一步简化，形成与能量收集技术威力相匹配的终端技术演进。此外，如果要将现成的5G基站作为无源物联网节点激励信号发射节点和接收终端，部署时还需要考虑如何让5G网络形成无源物联网终端的无缝覆盖。典型组网场景，室内小基站间距为几十米，室外宏基站间距为200-300米。无源物联网节点与基站之间的传输距离应在网络部署范围内，因此需要优化数据传输以满足5G网络部署现状。多家企业代表认为，无源物联网将形成千亿级连接规模，大量行业已经明确需求。而非3GPP阵营正在大力投资和开发新的无源物联网技术以满足大量场景的需求，如果3GPP阵营不重视，尤其是目前3GPP现有技术无法支撑无源物联网需求，未来该领域的市场空间将被非3GPP阵营占据，因此3GPP对无源物联网的研究应加快推进。下一步，3GPP将设立无源物联网研究项目，开展基于5G网络的无源物联网场景和核心目标研究。例如定义无源物联网的超低功耗和超低成本，确定功耗目标、节点成本目标等，明确链路预算、数据速率、连接容量、定位精度、覆盖范围等指标。针对无源物联网的要求，3GPP阵营需要在5G标准演进中考虑精简射频、数字信号处理、协议栈、同步等技术，实现终端简化、覆盖增强技术提高无源物联网的传输距离，以及实现大规模部署的新型干扰管理技术等。
