2026-9-15 14:55

5G-A蜂窝无源物联网关键技术研究

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摘要:无源物联网作为5G-A及未来6G网络的关键使能技术,基于射频能量采集与反向散射通信,为海量终端免电池、超低功耗连接提供了可行路径。系统梳理了A-IoT的应用场景、网络指标、设备分级、核心网AIOTF架构、无线网组网拓扑、物理层R2D/D2R信道设计及MAC层极简流程,揭示了蜂窝无源物联从标准定义走向产业落地的技术全貌。标准化工作的推进和产业链的协同,正为万亿级泛在连接场景打开新的发展空间。

关键字:5G-A;无源物联网;低功耗;R19

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2026.08.006

引言

当前,以智能仓储为代表的新型仓储物流系统正加速向全流程自动化、无人化、数字孪生化方向发展。然而,传统射频识别技术存在3个固有瓶颈:一是覆盖范围小,典型无源RFID 读写距离仅数米至十余米,难以覆盖大型立体仓库或跨区域流转场景;二是需专用手持或固定式读写设备,无法利用现有蜂窝通信基础设施,导致系统投资大、部署复杂;三是依赖人工或半自动扫描,自动化程度低,难以实现货物实时、连续、无缝感知[1-3]

与此同时,有源物联网标签虽具备更强的通信与定位能力,但严重依赖电池供电[4]。在数以万计的大规模仓储场景中,电池更换成本极高,维护工作量大,且存在环境污染与安全隐患。上述问题共同制约了仓储物流行业向全生命周期智能管理的转型升级。

5G-A 蜂窝通信系统提出的无源物联网(Ambient Internet of Things,A-IoT)方向,为解决上述矛盾提供了全新的技术路径[5]。其核心思想是利用5G 基站发射的射频能量为终端标签供电,标签通过反向散射或低功耗接收技术完成数据通信,从而实现“免电池、远距离、广覆盖、规模化”的物联连接。3GPP已在R19版本中启动无源物联网空口技术的标准化工作,定义了面向蜂窝网络的标签分级、应用拓扑、信道信号、定时获取与随机接入流程等[6]。系统性地开展蜂窝网络下的无源物联网技术研究工作,成为从实验室原理验证迈向规模化产业落地的核心环节[7]

本文以3GPP 无源物联网项目标准化进展为基础,聚焦R19 版本协议内容。首先讨论无源物联网技术的应用场景,给出室内蜂窝无源物联网络指标要求,然后介绍标签分级,分析核心网和无线网的网络架构,梳理物理层关键技术、高层随机接入方案,最后对未来进行展望。

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作者:王璐璐,姚赛彬,潘婷   来源:邮电设计技术

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本评论 更新于:2026-9-15 17:17:01
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