5G无源物联网系统白皮书-中国联通研究院_50页_1mb

中国联通5G无源物联网系统白皮书总结

中国联通研究院发布的5G无源物联网系统白皮书，重点阐述了无源物联网技术在物联网场景中的应用前景及技术实现路径。当前，有源物联网因成本高、需电池维护，限制了其在物流、工业等场景的广泛部署。无源物联网以其无需电池、低成本、长寿命等特性，成为推动全面智能化连接的关键技术补充。

技术核心
基于微波直驱变频技术，5G无源物联网系统分为基站与终端两大关键部分。基站技术包含两个发展阶段：第一阶段为异频共站部署，采用现有5G频段与微波信源站分离模式，技术成熟但成本较高；第二阶段为In-Band模式，5G频段内专用于无源通信，需重新设计物理层，但具备更低功耗与更优性能。关键技术包括空口物理层优化、非正交多址接入（NOMA）多址技术、低功耗调制编码方案及安全与定位技术。NOMA技术因信号同步要求低、容量扩展性强，有望成为大规模无源物联网的标准方案。在空口安全方面，需通过鉴权机制与动态密钥生成技术保障系统安全性；定位技术则结合5G信号与微波直驱特性，实现高精度无源标签定位。

终端技术
无源终端通过微波直驱变频技术实现能量采集与信号转换。其工作原理为：基站发射微波驱动信号，终端利用内部谐振电路将传感信息转换为频率变化，再通过无线方式返回信号。核心技术包括无源传感（如温度、湿度、压力、振动等）、调频信号调制及ID区分技术。终端特点为无需额外供电、传输距离远（实验室可达-30dBm驱动灵敏度）、寿命长且部署成本低。通过优化材料与工艺，未来驱动灵敏度可进一步提升至-35dBm，扩展覆盖范围。

应用场景

1. 危险品仓储：通过5G无源物联网系统实现温度、湿度、振动等参数的远程监控，降低人工巡检成本，提升安全性和效率。
2. 矿山：在煤矿锚杆支护中搭载无源压力传感器，实时监测围岩位移变化，避免电池引发的爆燃风险，实现自动预警与智能化管理。
3. 制造：新型无源标签支持资产全生命周期管理，减少维护需求，降低成本，推动生产线检测、库存优化等场景的数字化升级。

技术演进与市场前景
5G无源物联网技术演进分为四个方向：

• 作用距离提升：通过优化驱动灵敏度与基站性能，扩大覆盖范围。
• 传感种类与准确度扩展：结合多传感技术，实现更精准的物理量测量。
• 物联与通信融合自由度提升：分为硬件融合、频率资源融合及协议深度整合三阶段，推动基站多功能化。
• 海量终端接入能力提升：通过数字编码与标准协议设计，实现单基站大规模部署。

未来，无源物联网将通过标准化模组与芯片（如微波直驱芯片）形成完整产业链，降低终端成本，加速行业应用。其市场潜力覆盖工业、物流、能源、农业等领域，推动万物互联的规模化落地。中国联通联合联想、龙感科技等合作伙伴，已探索多种组网模式（如室分直驱、第三方中继、驱动源与接收端分离），并规划大规模商用部署，助力数字中国与网络强国建设。