李爱华：无源物联网网络架构及关键技术探索与进展

无源物联网（Ambient Power-enabled Internet of Things）网络架构及关键技术进展

一、主要特征与应用场景

• 技术优势：低成本、高密度、低功耗，与蜂窝通信系统深度融合。
• 应用领域：室内（如资产管理、商超零售）与室外（如智能电网、生产物流）场景。

二、典型应用场景与需求

• 自动仓储：实时监控设备状态，避免部分放电导致的设备损坏，温度监测。
• 智能电网生产+物流：安全通信距离50-200m，非移动性，高精度定位需求。
• 物料管理：快速盘点，监测位置和状态，高密度设备部署需求。

三、业务需求分析

• 应用场景：3GPP SA1已定义30个应用场景，涵盖自动仓储、智能电网、智能家居等多个领域。
• 需求特点：基础通信、设备管理、信息收集与能力开放等需求明确。

四、网络架构设计目标与核心

• 目标：轻量化、可管可控、多接入。
• 分类与功能：
  • 设备A类：无能量存储，反射通信，适用于室内和室外，通信距离10-50m，低数据速率和时延。
  • 设备B类：有能量存储，反射通信，介于A、C类之间，通信距离和数据速率相似。
  • 设备C类：有能量存储，可发射RF信号，终端功率更高，适用于室内和室外，通信距离50-500m。

五、网络架构设计与关键技术

• 多接入融合架构：实现与2G、4G、NB-IoT、eMTC、5G以及无源物联标签的融合接入。
• 群组式标识管理：基于群组进行设备管理，简化管理难度和成本。
• 被动式连接管理：业务触发接入控制，防止非法接入。
• 复用式会话管理：提高资源利用率，简化数据传输过程。
• 询问式移动性管理：主动发起询问，解决跨基站移动性问题。
• 精简化的数据传输：减少会话管理和资源浪费，实现即到即传。

六、研究进展与未来展望

• 标准化推动：在3GPP、CCSA等国际组织推动标准制定。
• 关键技术验证：已完成核心网原型样机发布与应用功能验证。
• 产业合作：参与产业活动，推动技术落地与应用推广。

七、结论 中国移动研究院通过深度布局标准化、技术创新与产业推动，为无源物联网网络架构及技术发展提供了全面的支持，旨在构建高效、安全、灵活的物联网生态系统。