通信世界網(wǎng)消息（CWW）數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化邁向全新階段，海量要素亟需精準(zhǔn)、泛在且低成本的管理。然而，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的電池依賴(lài)問(wèn)題愈發(fā)凸顯：高昂的維護(hù)成本、居高不下的設(shè)備成本以及對(duì)環(huán)境的污染，成為其規(guī)?；涞氐木薮笞枇ΑＴ谶@樣的形勢(shì)下，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。憑借“環(huán)境取能+反向散射通信”技術(shù)，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)以超大規(guī)模連接、超低成本、泛在感知三大核心優(yōu)勢(shì)，徹底擺脫了對(duì)電池的依賴(lài)，一舉解決了傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的痛點(diǎn)，因而加速成為萬(wàn)物智聯(lián)的核心引擎。

2021年，中國(guó)移動(dòng)率先提出“無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)”理念，推動(dòng)其從“單點(diǎn)讀取”向“網(wǎng)絡(luò)覆蓋”演進(jìn)，構(gòu)建了組網(wǎng)式、蜂窩式和智能式無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)。通過(guò)架構(gòu)、算法和能力的三重創(chuàng)新，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)突破了傳統(tǒng)RFID（射頻識(shí)別）在性能、場(chǎng)景和自動(dòng)化程度上的限制，借助連續(xù)組網(wǎng)和無(wú)縫覆蓋，實(shí)現(xiàn)了“局域+廣域”全要素、全流程、全生命周期的可視化和智能化管理，目前已在資產(chǎn)、人員、倉(cāng)儲(chǔ)、產(chǎn)線(xiàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模落地。隨著5G-A全面商用以及6G預(yù)研的加速推進(jìn)，蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)將充分復(fù)用現(xiàn)有的百萬(wàn)級(jí)基站站址，實(shí)現(xiàn)“一網(wǎng)多能”的創(chuàng)新模式，不僅為構(gòu)建萬(wàn)物智聯(lián)生態(tài)奠定基礎(chǔ)，更有力推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，加速全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程，開(kāi)啟端到端智能物聯(lián)的新紀(jì)元。

無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)成為物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)趨勢(shì)

無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)是一種創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，終端設(shè)備通過(guò)采 集環(huán)境中的射頻信號(hào)、光能、熱能等微弱能量并將其轉(zhuǎn)化為電能，從而為自身供電，同時(shí)利用反向散射等極低功耗通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效信息交互。憑借“極低成本、極低功耗、易部署、免維護(hù)”的特性，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)為海量“啞終端”提供即插即用的聯(lián)網(wǎng)能力，以此夯實(shí)萬(wàn)物互聯(lián)的數(shù)字基座。

蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)則是蜂窩網(wǎng)絡(luò)與無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)的深度融合。通過(guò)基站或中繼設(shè)備記錄和采集標(biāo)簽信息，蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)不僅為標(biāo)簽“無(wú)線(xiàn)供能”，還能同步回采數(shù)據(jù)，以一張泛在蜂窩網(wǎng)支撐靈活通信與全域感知，成為無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的重要方向。

在消費(fèi)電子領(lǐng)域，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)設(shè)備無(wú)縫連接與智能管理，提升用戶(hù)體驗(yàn)。在智能家居場(chǎng)景中，無(wú)源傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、光照強(qiáng)度等，實(shí)現(xiàn)智能控制；在跨域物流場(chǎng)景中，利用無(wú)源標(biāo)簽可實(shí)時(shí)追蹤貨物位置與狀態(tài)，提升物流效率與透明度；在城市治理場(chǎng)景中，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通管理、公共設(shè)施維護(hù)等領(lǐng)域，為智慧城市提供數(shù)據(jù)支撐。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)的性能和應(yīng)用范圍將持續(xù)拓展，有望在工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療健康、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)等多元場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)深度應(yīng)用，加速智能物聯(lián)生態(tài)落地。

全球技術(shù)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)情況

端到端核心技術(shù)

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)以系統(tǒng)增強(qiáng)、能力提升、功能拓展為核心目標(biāo)，圍繞新網(wǎng)絡(luò)、新標(biāo)簽、新業(yè)務(wù)三大方向，全面推進(jìn)技術(shù)體系構(gòu)建與核心技術(shù)攻關(guān)，為用戶(hù)提供全程、全網(wǎng)、全域的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，加速萬(wàn)物智聯(lián)進(jìn)程。蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)如圖1所示。

圖1 蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

系統(tǒng)增強(qiáng)。蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)的通信距離可達(dá)百米以上，支持室內(nèi)外連續(xù)組網(wǎng)及大規(guī)模標(biāo)簽接入，為物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)?；渴鸬於ɑA(chǔ)。

能力提升。網(wǎng)絡(luò)具備跨域標(biāo)簽全生命周期管理能力，支持海量標(biāo)簽的輕量級(jí)鑒權(quán)與安全防護(hù)，可有效防止非法入侵與數(shù)據(jù)泄露，保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

功能拓展。無(wú)源標(biāo)簽在傳統(tǒng)身份識(shí)別功能的基礎(chǔ)上，新增溫濕度、振動(dòng)、氣壓等多維度感知及米級(jí)定位功能，能夠滿(mǎn)足環(huán)境監(jiān)測(cè)、資產(chǎn)追蹤等多樣化需求，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供更豐富的支持。

2.新網(wǎng)絡(luò)

為支持標(biāo)簽讀寫(xiě)，蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)須對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，其端到端架構(gòu)（如圖2所示）的變化主要體現(xiàn)在空口拓?fù)涠鄻踊秃诵木W(wǎng)數(shù)據(jù)管理量增加等方面。為拓展通信距離和提升組網(wǎng)能力，在保留基站直連架構(gòu)的基礎(chǔ)上，引入中繼/終端設(shè)備，增加收發(fā)分離式和獨(dú)立激勵(lì)源拓?fù)?，以解決反向散射全雙工通信的干擾問(wèn)題。這些多樣化拓?fù)潆m拓展了應(yīng)用場(chǎng)景，但也帶來(lái)了組網(wǎng)挑戰(zhàn)，需要從空口協(xié)議、靈活組網(wǎng) 方案等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)更廣覆蓋與更高效的 讀取機(jī)制。同時(shí)，由于蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)連接海量節(jié) 點(diǎn)，標(biāo)簽數(shù)據(jù)條目雖多，但信息密度低，因此需要探 索極簡(jiǎn)核心網(wǎng)方案，提供更便捷的數(shù)據(jù)管理服務(wù)。

圖2 蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)端到端架構(gòu)

輕量化空口。采用OFDM（正交頻分復(fù)用）模擬OOK（開(kāi)關(guān)鍵控）技術(shù)以實(shí)現(xiàn)超低功耗下行傳輸。通過(guò)控制OFDM符號(hào)中的數(shù)據(jù)子載波，使蜂窩信號(hào)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生顯著的能量波動(dòng)，讓無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備僅利用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波器和電壓比較器即可完成數(shù)據(jù)解調(diào)。

靈活組網(wǎng)。針對(duì)以往蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)人工組網(wǎng)耗時(shí)、難以適應(yīng)業(yè)務(wù)與環(huán)境變化的問(wèn)題，設(shè)計(jì)適配室內(nèi)外場(chǎng)景的高效組網(wǎng)方法，綜合考量傳輸效率、時(shí)間和成本。通過(guò)分析多類(lèi)型干擾，構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化模型（如最大化覆蓋范圍、最小化干擾強(qiáng)度等），并利用圖論、深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)等方法設(shè)計(jì)多目標(biāo)、多拓?fù)?、柔性并發(fā)調(diào)度方案，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域標(biāo)簽信息的高效高質(zhì)讀取。

極簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。為提升成本效益和部署 效率，設(shè)計(jì)極簡(jiǎn)化的蜂 窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng) 架構(gòu)，將協(xié)議棧簡(jiǎn)化為MAC（媒體介入控制）層和物理層，僅支持從標(biāo)簽到核心網(wǎng)的NAS（非接入層）安全保護(hù)，不設(shè)計(jì)AS（接入層）空口安全保護(hù)。同時(shí)，支持基站直連和中繼設(shè)備輔助架構(gòu)，以增強(qiáng)無(wú)源通信覆蓋能力。

3.新標(biāo)簽

作為蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)端側(cè)的核心組件，標(biāo)簽的性能直接決定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效能。當(dāng)前基于反向散射的無(wú)源標(biāo)簽?zāi)芰τ邢?，通信距離僅約10米，且在部署時(shí)易受多種干擾影響。因此，必須在高接收靈敏度、低功耗移頻、高增益反射放大等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破與創(chuàng)新，而高效能量采集及利用技術(shù)、通信能力增強(qiáng)技術(shù)、通感融合技術(shù)是全方位提升無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)性能與應(yīng)用能力的關(guān)鍵。

高效能量采集及利用技術(shù)。通過(guò)材料科學(xué)與微電子技術(shù) 創(chuàng)新，提高射頻、光熱、振動(dòng)等微弱環(huán)境能量的獲取效率，并優(yōu)化能量管理算法及集成電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高效用能。例如，利用二維材料整流器件提升射頻能量轉(zhuǎn)換效率，采用自適應(yīng)阻抗匹配優(yōu)化能量管理，并通過(guò)亞閾值設(shè)計(jì)降低待機(jī)功耗。這些技術(shù)突破顯著提升了標(biāo)簽在復(fù)雜環(huán)境中的能量利用效率，為無(wú)源標(biāo)簽的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供了關(guān)鍵支撐。

通信能力增強(qiáng)技術(shù)。面向極低功耗通信，開(kāi)發(fā)高增益、自適應(yīng)、低損耗的射頻架構(gòu)，圍繞天線(xiàn)、匹配網(wǎng)絡(luò)、濾波器等關(guān)鍵器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)海量無(wú)源標(biāo)簽的可靠接入、通信距離的拓展以及數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

低功耗傳感集成。這是拓展蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于傳感器集成會(huì)增加功耗，并且可能導(dǎo)致無(wú)源標(biāo)簽的接收靈敏度下降3~5dB，因此需要在傳感器集成與功耗控制之間取得平衡。目前的主要方案包括外圍接口集成、片上SoC （系統(tǒng)級(jí)芯片）集成和天線(xiàn)融合感知三種方式。

4. 新功能 蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)融合定位技術(shù)能以極低成本提供人員或物品的位置信息，顯著提升服務(wù)能力。其中，融合多測(cè)量定位通過(guò)綜合多種測(cè)量方式與先進(jìn)算法，提升定位精度和可靠性；融合多模態(tài)定位通過(guò)協(xié)同Wi-Fi、藍(lán)牙、5G、攝像頭、毫米波雷達(dá)、紅外傳感器等，整合多源信息進(jìn)行定位，以彌補(bǔ)單一技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境下的局限性，提供更全面、更智能的定位解決方案（如圖3所示）。

圖3 融合多模態(tài)定位示意

標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)情況

在標(biāo)準(zhǔn)研制方面，國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織積極推進(jìn)蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

國(guó)際上，3GPP（第三代合作伙伴計(jì)劃）作為全球領(lǐng)先的通信標(biāo)準(zhǔn)組織，自2022年起便在蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域展開(kāi)了一系列研究與立項(xiàng)工作。2022年7月，3GPP SA1工作組啟動(dòng)了蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求研究項(xiàng)目，發(fā)布了TR 22.840《Study on Ambient power-enabled Internet of Things》。同年12月，3GPP RAN工作組立項(xiàng)開(kāi)展蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)空口要求研究，形成TR 38.848《Study on Ambient IoT (Internet of Things) in RAN》。這兩項(xiàng)研究已于2023年9月完成。2023年12月，3GPP RAN1工作組與SA2工作組分別立項(xiàng)，開(kāi)展蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)空口方案TR 38.769《Study on solutions for Ambient IoT (Internet of Things) in NR》和核心網(wǎng)方案TR 23.700-13《Study on Architecture support of Ambient power-enabled Internet of Things》的研究工作。2024年12月，3GPP RAN及SA工作組進(jìn)一步立項(xiàng)，啟動(dòng)蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)空口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)及安全技術(shù)的研究工作項(xiàng)（Work Item, WI），標(biāo)志著蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范制定流程正式啟動(dòng)。

在國(guó)內(nèi)，CCSA（中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)）也在積極推動(dòng)蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。2024年8月，CCSA正式成立無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)子工作組，全面開(kāi)展以蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)為代表的無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)端到端技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)制定工作。目前，該工作組已推進(jìn)十余項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和研究課題。憑借無(wú)電源限制、免維護(hù)、超低成本等特性，蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)也具有極大的吸引力，有望助力6G網(wǎng)絡(luò)將傳統(tǒng)的大規(guī)模機(jī)器類(lèi)通信進(jìn)一步擴(kuò)展為海量大規(guī)模連接，進(jìn)而豐富應(yīng)用場(chǎng)景。

應(yīng)用場(chǎng)景和賦能行業(yè)的潛力

蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)架構(gòu)、算法與能力的全面創(chuàng)新，融合極簡(jiǎn)協(xié)議棧和輕量化核心網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模覆蓋、靈活組網(wǎng)、海量接入、低成本定位及融合感知等核心功能，構(gòu)建起覆蓋全場(chǎng)景、全流程、全生命周期的服務(wù)能力。憑借低功耗、易部署、免維護(hù)的顯著優(yōu)勢(shì)，蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)能夠在局域和廣域場(chǎng)景中構(gòu)建智能化連接生態(tài)，為to C和to B業(yè)務(wù)提供多元化的高價(jià)值應(yīng)用，有效支撐各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能化升級(jí)。

在局域環(huán)境下的智慧家庭場(chǎng)景中，通過(guò)低功耗標(biāo)簽為家庭物品（如門(mén)窗、水電設(shè)施等）等“啞終端”賦予通信和感知能力，支持物品查找、資產(chǎn)防盜、環(huán)境監(jiān)測(cè)等應(yīng)用。未來(lái)可與家庭機(jī)器人、智能家電協(xié)同，實(shí)現(xiàn)全屋設(shè)備聯(lián)動(dòng)，進(jìn)一步提升家居智能化體驗(yàn)。在智慧園區(qū)場(chǎng)景中，為人員、物資、車(chē)輛等管理對(duì)象提供互聯(lián)互通能力，結(jié)合室內(nèi)外基站和中繼設(shè)備的靈活部署，實(shí)現(xiàn)辦公設(shè)備實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)、生產(chǎn)線(xiàn)物資動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、倉(cāng)儲(chǔ)貨物精準(zhǔn)調(diào)度、園區(qū)設(shè)施健康監(jiān)測(cè)、人車(chē)出入智能管控等細(xì)分場(chǎng)景的個(gè)性化、智能化應(yīng)用。

在廣域環(huán)境下的尋人找物場(chǎng)景中，利用全域覆蓋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)貴重物品、行李、特殊人群的遠(yuǎn)程定位與實(shí)時(shí)追蹤，保障安全出行和物品管理。未來(lái)可與社交經(jīng)濟(jì)結(jié)合，拓展社交圈子、物品共享等服務(wù)。在運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中，憑借廣域覆蓋和低功耗感知能力，可實(shí)時(shí)采集參賽選手和賽事物資的狀態(tài)信息，監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)軌跡、心率等數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)給物資和醫(yī)療設(shè)備的高效調(diào)度。未來(lái)可與體育社交結(jié)合，開(kāi)發(fā)成績(jī)比拼、路線(xiàn)分享等功能，進(jìn)一步提升參賽體驗(yàn)。在智慧物流場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)物流包裹、供應(yīng)鏈商品的全生命周期管理，提供倉(cāng)儲(chǔ)盤(pán)點(diǎn)、貨物定位、溫濕度監(jiān)測(cè)、運(yùn)輸軌跡追蹤等服務(wù)?；诓杉瘮?shù)據(jù)構(gòu)建的上下游協(xié)作平臺(tái)，能實(shí)現(xiàn)訂單協(xié)同、運(yùn)力共享、貨物溯源等功能，有效提升供應(yīng)鏈效率和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

產(chǎn)業(yè)鏈推進(jìn)和應(yīng)用落地情況

產(chǎn)業(yè)鏈推進(jìn)情況

自2022年起，產(chǎn)業(yè)界通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)制定和場(chǎng)景驗(yàn)證“三路并進(jìn)”，推動(dòng)蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)從概念走向規(guī)模商用。目前，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈呈“倒金字塔”雛形。在上游環(huán)節(jié)，芯昇、復(fù)旦微電、飛英思特等依托既有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)線(xiàn)，快速推出5G-A蜂窩無(wú)源芯片及微能管理方案，形成“芯片—天線(xiàn)—能量采集模組”的密集企業(yè)集群。在中游環(huán)節(jié)，中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合華為、中興通訊完成Rel-19蜂窩無(wú)源基站商用驗(yàn)證，并于2023年6月在上海世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWCS）上首發(fā)組網(wǎng)式無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)“e百靈”、資產(chǎn)管理平臺(tái)“e載物”及首批標(biāo)桿解決方案；2024年3月巴塞羅那MWC期間，中國(guó)移動(dòng)5G-A無(wú)源物聯(lián)生產(chǎn)物料數(shù)字化管理解決方案獲GTI Awards“創(chuàng)新移動(dòng)業(yè)務(wù)與應(yīng)用獎(jiǎng)”，同年6月又發(fā)布首個(gè)蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)中繼端到端原型系統(tǒng)。在下游環(huán)節(jié)，倉(cāng)儲(chǔ)、電力、制造、城市治理等六大領(lǐng)域的樣板項(xiàng)目已落地，但規(guī)模復(fù)制剛剛啟動(dòng)。

2024年11月，中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)伙伴成立“無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)生態(tài)聯(lián)盟”（AIoT Technology and Industry Association，縮寫(xiě)為ATIA）。聯(lián)盟以技術(shù)創(chuàng)新為核心，推動(dòng)“產(chǎn)學(xué)研用投”深度協(xié)同，加速無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，致力于打造開(kāi)放、創(chuàng)新、協(xié)同、共贏的生態(tài)合作平臺(tái)。新型無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展大事如圖4所示。

圖4 新型無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展大事記

應(yīng)用落地情況

1.野外勘測(cè)站節(jié)點(diǎn)儀管理

石化領(lǐng)域某公司通過(guò)集成應(yīng)用“e載物”與“e百靈”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了物資管理的全面智能化轉(zhuǎn)型。在盤(pán)點(diǎn)場(chǎng)景中，系統(tǒng)可自動(dòng)收集并上傳設(shè)備信息，快速排查異常，單次盤(pán)點(diǎn)超5000個(gè)節(jié)點(diǎn)儀的耗時(shí)由人工1天縮短至5秒，并可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)設(shè)備作業(yè)時(shí)長(zhǎng)，提前充電保障作業(yè)可靠進(jìn)行。智能流轉(zhuǎn)調(diào)度平臺(tái)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)規(guī)劃最優(yōu)調(diào)度方案，提升設(shè)備流轉(zhuǎn)效率與資源利用率。整體管理流程大幅簡(jiǎn)化，人工干預(yù)顯著減少，物資管理響應(yīng)速度與決策能力明顯增強(qiáng)，企業(yè)生產(chǎn)、管理及運(yùn)營(yíng)效率提升60%以上，為能源勘探項(xiàng)目實(shí)施提供了有力支撐，標(biāo)志著能源行業(yè)物資管理向智能化、高效化邁出重要一步。

2.物流倉(cāng)儲(chǔ)管理

某物流中心通過(guò)部署“e百靈”新型無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)儲(chǔ)管理的自動(dòng)化、智能化和無(wú)人化，實(shí)施效果顯著。在出入庫(kù)管理方面，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作，無(wú)需人工核對(duì)，整體效率提升約70%。入庫(kù)環(huán)節(jié)由原來(lái)的30分鐘縮短至7分鐘，效率提升4倍；出庫(kù)環(huán)節(jié)由原來(lái)的30分鐘縮短至10分鐘，效率提升3倍；以50個(gè)貨品為例，盤(pán)點(diǎn)環(huán)節(jié)由原來(lái)人工核對(duì)的20分鐘縮短至5秒，效率提升超過(guò)30倍。整體來(lái)看，該方案有效提升了倉(cāng)儲(chǔ)管理效率，降低了運(yùn)營(yíng)成本，為倉(cāng)儲(chǔ)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了有力支撐。

3.住宅區(qū)電動(dòng)車(chē)管理

某小區(qū)引入無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)車(chē)的數(shù)字化管理，顯著提升了管理水平。通過(guò)信息高效收集、車(chē)輛出入自動(dòng)記錄和違規(guī)入樓實(shí)時(shí)報(bào)警等功能，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛管理的自動(dòng)化、智能化和可信化，減少了人工投入，使違規(guī)入樓充電現(xiàn)象降低了95%以上，有效保障了居民安全。此外，基于大量數(shù)據(jù)采集和智能分析，該系統(tǒng)還能為小區(qū)停車(chē)區(qū)、充電區(qū)和出入口規(guī)劃提供建議，進(jìn)一步方便居民日常出行。經(jīng)驗(yàn)證，該方案可有效提升電動(dòng)車(chē)管理效率，監(jiān)測(cè)異常報(bào)警時(shí)延小于2 秒，有力推動(dòng)了電動(dòng)車(chē)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型?；跓o(wú)源物聯(lián)網(wǎng)的電動(dòng)車(chē)管理平臺(tái)如圖5所示。

圖5 基于無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)的電動(dòng)車(chē)管理平臺(tái)

存在的問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)無(wú)源RFID利用反向散射機(jī)制，能高效監(jiān)管人員、物品和車(chē)輛，具有低成本、易部署、易維護(hù)的優(yōu)勢(shì)；但其收發(fā)一體的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致嚴(yán)重自干擾，且多讀寫(xiě)器間缺乏協(xié)同調(diào)度，進(jìn)一步引發(fā)互干擾，從而限制了通信距離（僅米級(jí)）、覆蓋范圍（點(diǎn)狀分布）和識(shí)別效率，制約了應(yīng)用普及。如圖6所示，融合蜂窩通信的組網(wǎng)和調(diào)度技術(shù)可有效突破這些限制：通信距離擴(kuò)展至百米級(jí)，覆蓋由點(diǎn)狀變?yōu)檫B續(xù)網(wǎng)絡(luò)，識(shí)別效率由低速提升為高效，實(shí)現(xiàn)從“近、少、慢”到“遠(yuǎn)、多、快”的跨越，顯著拓展應(yīng)用場(chǎng)景。然而，蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)仍面臨能量供給、資源分配和系統(tǒng)復(fù)雜度三重制約，導(dǎo)致廣覆蓋、大連接和低成本需求相互矛盾，給網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和標(biāo)簽設(shè)計(jì)帶來(lái)重大挑戰(zhàn)。

遠(yuǎn)距離通信挑戰(zhàn)

無(wú)源物聯(lián)系統(tǒng)依靠反向散射通信實(shí)現(xiàn)極低功耗，但也帶來(lái)技術(shù)挑戰(zhàn)：上行信號(hào)與載波同頻共存，與蜂窩網(wǎng)絡(luò)雙工機(jī)制不同，易產(chǎn)生回波干擾并縮小覆蓋范圍；標(biāo)簽頻率選擇能力較弱，多設(shè)備（包括基站和中繼設(shè)備）密集組網(wǎng)時(shí)互干擾嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)“1+1＜2”的網(wǎng)絡(luò)性能劣化。因此，如何在保持低功耗優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，融合蜂窩網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋能力，提升干擾抑制和協(xié)調(diào)調(diào)度能力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、抗干擾的反向散射通信及靈活組網(wǎng)，是蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)亟待突破的關(guān)鍵難題。

海量接入挑戰(zhàn)

在萬(wàn)物互聯(lián)場(chǎng)景中，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽面臨高密度連接和大規(guī)模接入需求，但受限于功耗和復(fù)雜度，其交互邏輯簡(jiǎn)單，給網(wǎng)絡(luò)承載帶來(lái)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)接入效率低，無(wú)法支持多標(biāo)簽同時(shí)響應(yīng)，經(jīng)典防碰撞算法效率僅為36.8%，提升空間較大。因此，需要研究低復(fù)雜度、低信令開(kāi)銷(xiāo)、高性能的多址并發(fā)方法。同時(shí)，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽難以承載基于SIM卡的簽約、注冊(cè)和認(rèn)證機(jī)制，且信息 密度低，多處于靜默 狀態(tài)，無(wú)法沿用現(xiàn)有 連接和會(huì)話(huà)管理機(jī) 制。這凸顯了開(kāi)發(fā)新 型低復(fù)雜度多址接入 技術(shù)的必要性，以顯 著提升接入效率，滿(mǎn)足大規(guī)模接入需求。

高效能量利用挑戰(zhàn)

純無(wú)源和半無(wú)源標(biāo)簽依賴(lài)環(huán)境能量通信，能量采集效率和靈敏度直接影響性能。復(fù)雜環(huán)境中能量波動(dòng)會(huì)降低轉(zhuǎn)化效率，因此需要設(shè)計(jì)“休眠—喚醒機(jī)制”，并細(xì)化功能以實(shí)時(shí)調(diào)整工作模式。受限于功耗，標(biāo)簽無(wú)法頻繁交互更新配置，因此必須突破傳統(tǒng)能量采集設(shè)計(jì)的局限，探索創(chuàng)新的能量采集架構(gòu)和材料，構(gòu)建智能能量管理算法及機(jī)制，實(shí)現(xiàn)能量采集與管理的體系化設(shè)計(jì)。

信號(hào)處理挑戰(zhàn)

高性能信號(hào)放大與降噪是提升通信質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但純無(wú)源及半無(wú)源標(biāo)簽因能量受限，無(wú)法像傳統(tǒng)有源終端那樣使用高功耗放大器和濾波器來(lái)增強(qiáng)信號(hào)。這帶來(lái)了核心挑戰(zhàn)：如何在現(xiàn)有反向散射架構(gòu)下，讓標(biāo)簽芯片精準(zhǔn)接收復(fù)雜電磁環(huán)境中的微弱射頻信號(hào)，并以最小損耗反射回基站以實(shí)現(xiàn)可靠解調(diào)。解決這一問(wèn)題需要在以下方面取得突破：優(yōu)化半導(dǎo)體工藝、改進(jìn)阻抗匹配技術(shù)、創(chuàng)新天線(xiàn)設(shè)計(jì)，以降低信號(hào)傳輸與反射損耗，同時(shí)提升解調(diào)靈敏度和抗干擾能力。

未來(lái)發(fā)展建議

近年來(lái)，蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在核心技術(shù)研發(fā)、典型應(yīng)用場(chǎng)景驗(yàn)證和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建等方面取得了顯著進(jìn)展，逐步從技術(shù)孵化期邁向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)階段。然而，產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)：宏觀(guān)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)對(duì)市場(chǎng)拓展帶來(lái)不利影響，現(xiàn)有RFID 產(chǎn)品高度依賴(lài)國(guó)外芯片，新技術(shù)導(dǎo)入存在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用場(chǎng)景和運(yùn)營(yíng)模式仍在探索之中。為進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，現(xiàn)提出以下建議。

強(qiáng)化核心技術(shù)攻關(guān)，夯實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。聚焦極簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、輕量化通信協(xié)議、分層靈活組網(wǎng)、動(dòng)態(tài)資源調(diào)度、融合定位方案，以及AI、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)展協(xié)同攻關(guān)，突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，構(gòu)建具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)體系，為產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐。

構(gòu)建全棧生態(tài)體系，提升產(chǎn)業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力。推動(dòng)無(wú)源標(biāo)簽設(shè)計(jì)與制造技術(shù)創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)新型低功耗傳感集成方案，提升標(biāo)簽性能和可靠性；加強(qiáng)基站設(shè)備和中繼設(shè)備研發(fā)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持基站直連和中繼設(shè)備輔助架構(gòu)，擴(kuò)大無(wú)源通信覆蓋范圍；構(gòu)建強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，提供設(shè)備管理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用開(kāi)發(fā)等服務(wù)，滿(mǎn)足不同行業(yè)用戶(hù)的定制化需求，打造端到端解決方案能力。

推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)制定與國(guó)際化合作，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)。積極參與國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織（如3GPP、ITU、IEEE、CCSA）工作，主導(dǎo)或推動(dòng)蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定，確保技術(shù)兼容性和互操作性，掌握產(chǎn)業(yè)發(fā)展話(huà)語(yǔ)權(quán)。加強(qiáng)與全球合作伙伴的協(xié)作，共享資源和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，加速蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全球化推廣應(yīng)用。

加速應(yīng)用落地與市場(chǎng)推廣，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。聚焦主被動(dòng)融合技術(shù)、高譜效多址技術(shù)等創(chuàng)新方向，提升系統(tǒng)性能與效率；開(kāi)發(fā)具有創(chuàng)新性和實(shí)用性的硬核原型系統(tǒng)，為應(yīng)用場(chǎng)景提供技術(shù)驗(yàn)證和示范；構(gòu)建室內(nèi)外貫通的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，驗(yàn)證系統(tǒng)在不同場(chǎng)景下的性能和應(yīng)用效果，為大規(guī)模商用奠定基礎(chǔ)，推動(dòng)產(chǎn)品快速走向市場(chǎng)。

促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同與創(chuàng)新，打造產(chǎn)業(yè)發(fā)展新生態(tài)。加快推進(jìn)無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)生態(tài)聯(lián)盟建設(shè)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界、科研機(jī)構(gòu)、用戶(hù)和投資方的深度協(xié)同，加速技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用推廣，提升產(chǎn)業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力；積極探索基于數(shù)據(jù)、平臺(tái)、權(quán)益等的多元服務(wù)模式，拓展市場(chǎng)空間，提升產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，整合行業(yè)優(yōu)質(zhì)資源，大力推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，共同建設(shè)無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，努力在全球產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中搶占制高點(diǎn)。

展望未來(lái)，中國(guó)移動(dòng)期待與全球合作伙伴攜手，共同攻克高效率能量利用、廣覆蓋能力升級(jí)、大規(guī)模連接管理等技術(shù)挑戰(zhàn)，構(gòu)建涵蓋標(biāo)簽、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)的全棧生態(tài)體系，加速技術(shù)基座夯實(shí)與場(chǎng)景化創(chuàng)新。中國(guó)移動(dòng)將聯(lián)合產(chǎn)業(yè)合作伙伴，在蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)志性技術(shù)突破、硬核原型系統(tǒng)打造、國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)、室內(nèi)外貫通試驗(yàn)網(wǎng)構(gòu)建等方面開(kāi)展深度合作，推動(dòng)蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成熟與產(chǎn)品規(guī)?；瘧?yīng)用，共同引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，開(kāi)啟萬(wàn)物智聯(lián)的新篇章。