隨著5G新的演進方向不斷的清晰和6G研究的進展，無源物聯網受到的關注程度不斷提高，3GPP組織相關代表和專家已啟動了無源物聯網的研究和標準化工作。不過，物聯網產業界很早就開始了對無源物聯網的研究，除了已經非常成熟的RFID外，多家企業已經推出一些新型無源物聯網商用化產品。而無源物聯網納入移動通信領域重點關注的范疇始于業界對5G Advanced演進的探討，在確定3GPP R18版本方向時將無源物聯網作為研究的內容。

在筆者看來，新型無源物聯網尚處于發展初級階段，在全球移動通信主流廠商的推動下，無源物聯網將形成3GPP和非3GPP兩大陣營，在不同技術方向推動無源物聯網的發展。

新型無源物聯網破解傳統無源RFID痛點

何謂新型無源物聯網?主要是針對傳統無源RFID的一些痛點進行改造而形成的無源物聯網系統。無源RFID已有多年發展歷史，產業生態也非常龐大，可以說是當前最為成熟的無源物聯網系統方案。不過，隨著應用場景不斷擴大，無源RFID存在的痛點不斷顯現，集中表現在通信距離較短和依賴于專用的讀寫設備。

近期舉行的多場無源物聯網研討會上，產學研各界專家對新型無源物聯網形成一些共識。以中國移動研究院的觀點為例，無源物聯網分為一體式無源1.0、組網式無源2.0和蜂窩式無源3.0。其中，一體式無源1.0即傳統無源物聯網，更多是傳統無源RFID的應用場景，在這些場景下，對無源標簽激勵信號發射源和接收機位于同一設備中，由專用讀寫設備來承擔，這一設計會導致發射和接收信號自干擾，限制了通信的距離，尤其是沒有有效的干擾管理機制，在擁有非常密集終端的場景中，很難形成大規模無縫網絡部署。

針對這些痛點，組網式無源2.0和蜂窩式無源3.0是新型無源物聯網發展的方向。組網式無源物聯網技術采用激勵信號和接收機分離的架構，支持組網部署，這種模式在很大程度上解決了傳統無源RFID讀寫器自干擾、互干擾的問題，提升了接收距離，極大拓展了應用場景。

而蜂窩式無源物聯網則在組網式架構基礎上，發揮蜂窩網絡廣泛部署的優勢，使現成的基站資源作為無源物聯網標簽激勵信號源和接收設備，通過統一調度實現更大范圍組網和擴大通信距離。

近年來，國內外多家無源物聯網新銳企業開始了新型無源物聯網的研究和商業化，基本上均采用組網式的系統，通過攻克多個技術難點，破解傳統RFID的痛點，優化了原有場景，并支持了大量新的場景。

現有技術無法滿足

在3GPP RAN94e研討會中，專門設置了針對無源物聯網的研討，參會代表均認可無源物聯網在未來蜂窩物聯網中的意義，并討論了在未來5G演進中無源物聯網的場景、技術、設計目標、終端形態等內容，未來5G乃至6G網絡支持無源物聯網成為趨勢。

不過，在討論3GPP系統中無源物聯網的候選技術和動機時，參與討論的代表一致認為現有3GPP技術并不能滿足無電池、超低成本等無源物聯網的需求，3GPP陣營需要推進新技術來滿足蜂窩式無源物聯網需求，新的技術應該能夠實現的連接數將要高出現有技術好幾個數量級。同時，3GPP專家一致認為，新的技術應提供遠低于NB-IoT、eMTC的功耗和成本，因此不會對其形成替代。

具體來說，無源物聯網主要采用能量采集技術來為終端節點供電，然而，典型的能量采集技術輸出的電量在1微瓦-100微瓦之間，而且在終端節點尺寸有限的情況下，能量轉換效率也不高，這一微弱的電量無法支持現有3GPP最低功耗的終端運行。NB-IoT終端是3GPP陣營技術支持的最低功耗物聯網終端，以NB-IoT模組為例，驅動其正常工作的電量需要數十毫瓦甚至上百毫瓦的電量，與能量采集技術供給電量差距千百倍。若使用可充電電池或超級電容，則增大終端體積和成本。因此，3GPP陣營需要推進終端進一步精簡化，形成與能量采集技術電量相匹配的終端技術演進。

另外，若要借助現成的5G基站作為無源物聯網節點激勵信號發射節點和接收終端，部署時需要考慮如何使5G網絡形成對無源物聯網終端的無縫覆蓋。在典型的網絡場景下，室內小基站之間的距離為數十米，室外宏基站之間的距離為200-300米，無源物聯網節點到基站之間傳輸距離應在網絡部署范圍之內，因此需要在數據傳輸方面做好優化，符合5G網絡部署的現狀。

多家企業代表認為，無源物聯網將形成千億級連接規模，當前大量行業已明確了需求。在非3GPP陣營大力投入和發展新型無源物聯網技術，滿足大量場景需求的同時，若3GPP陣營對其不重視，尤其是當前3GPP現有技術無法支撐無源物聯網需求，則未來這一領域的市場空間將被非3GPP陣營占據，因此3GPP對無源物聯網的研究應該加速。

接下來，3GPP將設立無源物聯網研究項目，對基于5G網絡的無源物聯網場景、核心目標進行研究。例如，對無源物聯網超低功耗、超低成本的定義，確定功耗目標、節點成本目標等，并明確對鏈路預算、數據速率、連接容量、定位精度、覆蓋等指標。

針對無源物聯網的需求，3GPP陣營需要在5G標準演進中考慮精簡射頻、數字信號處理、協議棧、同步性等技術實現終端精簡，覆蓋性增強技術來提升無源物聯網傳輸距離，以及新的干擾管理技術來實現規模化部署等。