**概述**：无源物联网（Ambient IoT，国内也称零功耗物联网）是 5G-A 阶段最激进的一项新特性：终端不装电池、不发电，靠“蹭”基站的射频能量存活，目标单价压到 10 美分以下。它到底走没走出实验室？本文以国资委官网 2026 年 1 月披露的中国移动广东 5G-A 无源物联网供应链项目为商用锚点，对照 3GPP R19 标准进展（TR 38.769、TS 38.191）、设备分级、链路预算与竞品格局，回答三个问题：原理为何成立、标准走到哪一步、商用边界在哪里。数据全部来自官方新闻稿、3GPP/ETSI 规范与可查证的行业材料。 ## 目录 - 一、换电池这件事，是物联网的“慢刀子” - 二、原理拆解：不发电的终端，怎么把数据发出去 - 三、3GPP 标准进展：R19 上车，R20 定型 - 四、商用首站：中国移动广东的 9000 平米仓库 - 五、生态位坐标：与 RFID、NB-IoT、LoRaWAN 的对比 - 六、工程师视角：无源终端入网的四个坎 - 七、冷静牌：三个别吹过头的地方 - 八、结语 ## 一、换电池这件事，是物联网的“慢刀子” 先说一个我在运维一线干了十几年、至今没有好办法的活儿：给物联网终端换电池。 NB-IoT 水表号称电池十年寿命，但那是实验室理想值。一只表放进强干扰井道、低温车库或者信号必须反复重传的死角，电池实际衰减速度可能是标称值的两三倍。水司一次集中换表就是几百万只，冷链仓里几百个温度探头的纽扣电池，谁去换、怎么断电、换完数据断档算谁的——这些问题在每一个物联网项目里都会原样重演一遍。电池不是物联网的配角，是物联网最大的隐性运维成本。 行业把这叫“万亿传感器问题”。业界普遍预测到 2035 年全球将有约 1 万亿个联网传感器（这一数字来自 5G/6G Academy 的行业综述 [《Ambient IoT in 6G: Zero-Energy Devices and Backscatter Communication》](https://www.5g6gacademy.com/learn/6g-ambient-iot)，属行业推演而非实测），就算打一折也是百亿量级。今天的 NB-IoT、LTE-M、LoRaWAN 全部要电池，百亿设备换电池在经济和人力上都不成立。 所以通信行业给出了一个釜底抽薪的答案：把电池从终端上删掉。这就是无源物联网（3GPP 称 Ambient IoT，简称 A-IoT；中国移动的官方口径是“无源物联网”，5G-A 蜂窝无源物联网）。它要服务的是 RFID 曾统治、但 RFID 又服务不好的那个市场——海量、超低成本、免维护的物品级连接。 ## 二、原理拆解：不发电的终端，怎么把数据发出去 无源物联网的核心不是“发电”，而是“弹琴”：不自己发声，而是借别人的琴弦弹出自己的调子。技术上叫反向散射（Backscatter）。 工作过程分五步（据 5G/6G Academy 教程整理，与 IEEE 综述《Ambient IoT in 3GPP Release 19: A Survey》描述一致）： 1. 载波源（可以是 5G-A 基站，也可以是专用激励器）持续发射射频连续波； 2. 无源标签的天线截获这股能量，一部分经整流电路转成直流，给自己供电； 3. 标签要发数据时，通过开关在天线“阻抗匹配（吸收）”与“阻抗失配（反射）”两种状态间切换； 4. 这种切换等于把数据“调制”到了反射波上； 5. 基站或专用读取器解调反射信号，还原数据。 按载波源与接收端的部署关系，业界分三种拓扑：单基地（收发一体，简单但自干扰严重）、双基地（激励器与接收器分离，距离更远）、环境式（直接蹭 Wi-Fi、电视广播等既有信号，免建激励源但最不可控）。与蜂窝网络融合的路线主要走双基地：基站既当载波源又当接收机。 这套链路的物理约束非常清楚：信号走两趟，基站→标签、标签→基站，路径损耗按距离的**四次方**衰减，而不是普通无线链路的平方。终端电路可用功率在微瓦量级。用一个教学算例说明（据 5G/6G Academy）：900 MHz 载波源，EIRP 30 dBm，10 米外的标签收到的功率约 -21.5 dBm（7.1 µW），整流效率按 30% 计，到手直流功率约 2.1 µW——够一个 Class A 标签每 5~10 秒醒来一次、发 100 比特数据（平均功耗约 0.5 µW）。反过来链路预算里，10 米处标签、15 米外接收机，10 kbps 速率下接收电平约 -82.6 dBm，对 -95 dBm 的灵敏度有 12.4 dB 余量；速率提到 100 kbps，余量只剩 2.4 dB，基本贴地飞行。 这组数字解释了后面所有商用形态的形状：低速率、近距离、周期性小包报文——这是物理规律，不是厂家不想做大。 它与 UHF RFID 的本质区别只有一条，但足够致命：无源物联网终端以受管端点的身份进入蜂窝网络，有标识、有安全凭证、走标准化数据承载，运营商能按蜂窝网络的方式去管理、定位、计费。RFID 做不到这一点，所以 RFID 二十年没长成一张“网”。 ## 三、3GPP 标准进展：R19 上车，R20 定型 无源物联网不是 6G 才有的故事，它在 5G-A 的 R19 就已经上车，而且标准节奏比很多人想象得快： - **需求侧**：SA1 在 R19 开展研究项目，产出 TR 22.840，定义零功耗/低功耗设备的业务需求； - **无线侧**：RAN 研究项目 RP-234058 立项，研究报告 **TR 38.769《Study on solutions for Ambient IoT (Internet of Things) in NR》**已完成，3GPP 门户显示其状态为 Under change control（已进入变更控制，即研究结论冻结）； - **首个规范性规范**：ETSI 已公布 **TS 138 191 V19.0.0《5G; NR; Ambient IoT device radio transmission and reception》**（[etsi.org 官方 PDF](https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/138100_138199/138191/19.00.00_60/ts_138191v190000p.pdf)）——这意味着 R19 不只有研究报告，终端射频的最基础规范已经落纸； - **6G 衔接**：ITU-R IMT-2030（6G）框架将海量通信列为关键场景，零功耗设备是其中的核心拼图。 设备形态上，3GPP 研究按能量架构区分不同复杂度等级。业界教程（5G/6G Academy，其称依据 TR 22.840 与 RP-234058）将其归纳为三档，可作为理解框架（规范中的最终类别划分与参数以 3GPP 正式文本为准）： | 参数 | Class A（纯无源） | Class B（半无源） | Class C（辅助有源） | | --- | --- | --- | --- | | 能量来源 | 仅射频能量收集 | 微型电池+能量收集 | 可充电电池+能量收集 | | 通信方式 | 纯反向散射 | 反向散射+低功耗发射 | 低功耗主动发射 | | 峰值速率 | 1–10 kbps | 10–100 kbps | 100 kbps–1 Mbps | | 通信距离 | 5–15 m | 15–50 m | 50–200 m | | 成本目标 | < $0.10 | $0.10–0.50 | $0.50–2.00 | | 寿命 | 无电池，不限 | 10 年以上 | 5–10 年（可充） | | 典型场景 | 库存标签、工牌 | 冷链传感、土壤监测 | 结构监测、穿戴 | Class A 是颠覆性所在：无电池、目标成本 10 美分以下，可以埋进包装盒、服装、建材、一次性医疗耗材——所有传统传感器放不进去的地方。 标准化路线图（据 5G/6G Academy 整理，属其观点性推演）： ```mermaid timeline title 无源物联网从立项到商用的时间线 2024年 : RAN 启动研究 RP-234058 : SA1 需求研究 TR 22.840 推进 2025年 : TR 38.769 完成并进入变更控制 : 形成超低复杂度设备技术框架 2026年 : 首个终端射频规范 TS 38.191 V19.0.0 公布 : 中国移动广东无源物联网供应链项目投运 2026至2027年 : R20 工作项完善空口与协议栈 : 芯片与模组生态起步 2028年之后 : 6G 原生支持零功耗设备 : 迈向万亿传感器网络 ``` ## 四、商用首站：中国移动广东的 9000 平米仓库 标准的意义要靠商用案例兑现。目前公开信息中最扎实的一例，来自国务院国资委英文官网 2026 年 1 月 30 日的报道 [《China Launches 5G-A Passive IoT Supply Chain Project》](https://en.sasac.gov.cn/2026/01/30/c_20362.htm)。 **事件要点**（以下均为官方新闻稿内容，非作者推断）：中国移动广东公司联合多家科技企业，启动全国首个 5G-A 蜂窝无源物联网赋能的供应链项目。项目在东莞的合作工厂与区域中心仓、以及广西的端用户仓部署了蜂窝无源物联网方案，覆盖超过 9000 平方米仓储空间。货物上粘贴无源标签，实现实时位置感知与精确信息检索，支撑生产、物流到末端仓储的全链条自动化管理。 **运营成效**： | 指标 | 部署前 | 部署后 | | --- | --- | --- | | 盘点模式 | 季度/月度静态盘点 | 实时动态管理 | | 库存追踪与出货准确率 | 人工核对，存在差错 | 100% | | 区域中心仓盘点耗时 | 数天 | 数小时 | | 仓储吞吐效率 | 基准 | 提升约 90% | **技术底座**：项目依托授权频谱上的大功率 5G-A 蜂窝基站做连续组网，单站覆盖超过 1 万平方米、作用距离超过 100 米，官方明确表示复杂工业环境不再是障碍。这一点是它与 RFID 路线的分水岭——UHF RFID 读写器只有几米作用距离且依赖人工持枪扫货，而授权频谱意味着没有来自非授权频段的干扰失控，覆盖质量可承诺、可运维。 按我的运维经验翻译一下这组数据的价值：供应链场景对“分秒级”响应的要求，传统手段（条码、月度盘点）在数据新鲜度上根本不达标；而无源标签把“货物位置”从一份几天前的人工台账，变成了一张实时刷新的在线地图。仓库吞吐效率提升 90% 这个数字背后，省掉的不是一两个仓管员，而是“货物找不到了”这一整类工单。 需要说明的边界：官方新闻稿未点名该项目使用的具体设备商与芯片供应商，仅表示中国移动后续将与芯片厂商等更多伙伴合作，建设一批智能工厂和智能供应链。网络上常见的“华为方案”说法，目前公开材料只能佐证中国移动物联网公司与华为存在整体性合作（telecoms.com 2024 年 10 月报道过双方在物联网支撑体系上的合作框架），具体到该项目应由谁承建，未见官方确认，读者请以运营商正式披露为准。 ## 五、生态位坐标：与 RFID、NB-IoT、LoRaWAN 的对比 无源物联网不是来替代 NB-IoT 的，它是给连接金字塔最底部补上缺的那一层。下表为业界典型量级（据 5G/6G Academy 整理，实际以具体产品为准）： | 参数 | UHF RFID | NB-IoT | LTE-M | LoRaWAN | 无源物联网（Class A） | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 频谱 | 非授权 868/915 MHz | 授权蜂窝频段 | 授权蜂窝频段 | 非授权 ISM | 授权蜂窝频段 | | 峰值速率 | 640 kbps | 127 kbps | 4 Mbps | 50 kbps | 1–10 kbps | | 距离 | 1–12 m | 1–10 km | 1–10 km | 2–15 km | 5–15 m | | 电池 | 无 | 10 年以上 | 10 年以上 | 10 年以上 | 无 | | 终端成本 | $0.05–0.15 | $3–8 | $5–12 | $3–8 | < $0.10 | | 蜂窝网络集成 | 否 | 是 | 是 | 否 | 是（3GPP R19 起） | | 双向通信 | 有限 | 是 | 是 | 有限 | 有限 | | 标准归属 | ISO 18000-63 | 3GPP | 3GPP | LoRa 联盟 | 3GPP TR 38.769 等 | 系统架构上，一张无源物联网从标签到应用的完整链路是这样的： ```mermaid flowchart TD GW["5G-A 基站 载波激励"] -->|发射连续波射频| TAG["无源标签"] TAG -->|反向散射调制数据| RX["基站接收通道"] RX --> CN["5GC 核心网"] CN --> PLT["物联网连接管理平台"] PLT --> APP["仓储与供应链应用"] ``` 再看两条平行路线，用于校准坐标： - **Wiliot（非蜂窝路线）**：邮票大小的无源蓝牙标签，量产价低于 0.1 美元，从环境中的蓝牙/Wi-Fi 信号收割能量。据 5G/6G Academy 引述，一家大型医药分销商用其标签每年追踪约 2 亿件药品包装的温度与位置。这说明“无源标签”的需求是真实存在的，Wiliot 证明了产品形态可行，但它没有蜂窝网络级的管理面。 - **爱立信原型**：据上述教程引述，爱立信的无源物联网原型土壤传感器以 3 kbps 反向散射工作、距离 30 米，采用专用 900 MHz 激励源，单只成本低于 0.30 美元，每 60 秒上报一次湿度。这验证了蜂窝设备商对该技术方向的投入是实质性的。 学术侧同样在加速：IEEE Xplore 收录的综述《Ambient IoT in 3GPP Release 19: A Survey》（[文档号 10924971](https://ieeexplore.ieee.org/document/10924971)）系统梳理了 R19 的用例、连接类型与设备形态；arXiv 论文 [2511.09372](https://arxiv.org/pdf/2511.09372) 则提出“代际无关”的零功耗设备路线，让无源设备不必绑定某一具体蜂窝标准，用环境反向散射跨代生存——这是学术界对“标准锁定风险”的一个正面回应。 ## 六、工程师视角：无源终端入网的四个坎 作为把网络当产线养的人，我不关心发布会，只关心这东西进了现网会不会半夜叫醒我。四个坎，按痛感排序： **第一，覆盖规划逻辑变了。**反向散射链路按距离四次方衰减，Class A 设备的有效半径就是贴着激励源的十几米。传统网优的“边缘覆盖率”指标体系在这里要重写：室内深度覆盖不再靠加站，而是要规划专用激励源或利用反射面布局。仓库货架金属密集，多径既是敌人（深衰落）也是朋友（绕射补盲），验收方法与路测工具都得重造。 **第二，防碰撞。**一个仓库里几万枚标签同时应答，多标签仲裁是 RFID 时代的祖传难题，搬进蜂窝网络只会更大规模。3GPP 研究将其列为物理层设计的关键挑战之一，海量标签并发下的吞吐与公平性，直接决定“秒级盘一卡车货”能不能从新闻稿走进现实。 **第三，与正常 NR 业务的共存。**反向散射信号是微弱反射波，叠加在有源 NR 信号之上，基站侧接收机的干扰消除能力面临考验；反过来，基站的强下行对标签能量收集是好事，对反射信号解调却可能引入自干扰。无源物联网与常规业务的频谱共存策略，会是 R20 工作项里最硬的骨头。 **第四，安全。**10 美分、微瓦级的设备跑不动完整算术，传统 5G 鉴权流程在这个算力预算下是奢侈品。轻量级认证与凭证管理是标准必须给出的答案，也是安全团队必须提前介入的领域——海量无身份感的廉价设备一旦被仿冒，攻击面比 NB-IoT 时代更大。 至于运维工具链：标签激活成功率、读取率、激励源功率余量，这些会作为新 KPI 进入网管；核心网侧则是海量极小包话单对计费与标识体系的冲击——每平米仓库几十个“始终在线”的终端，是将来账务系统没见过的连接密度。 ## 七、冷静牌：三个别吹过头的地方 第一，**别拿它跟 RedCap 比性能**。kbps 级速率、百米级距离，它的对手从来不是 RedCap 和 eMBB，而是 RFID 和“不联网”。物理规律（四次方衰减、微瓦预算）决定了性能天花板，任何宣称“无源高速率远距离”的宣传都值得先看链路预算。 第二，**别高估生态成熟度**。完整空口与协议栈标准要到 R20 工作项才算齐整，芯片、模组、终端品类仍在起步。广东项目是灯塔，灯塔到航线还有距离：从 9000 平米试点到百万平米级复制，中间隔着芯片量产良率、标签封装成本、行业 SRM（供应关系管理）改造等一堆脏活。规模复制的时间窗大概率在 R20 标准冻结之后。 第三，**账还没算清**。标签单价目标低于 0.1 美元，但蜂窝连接费怎么收、按标签还是按流量、由货主还是物流商还是仓库业主付费，目前没有任何一家给出公开的定价样本。RFID 的教训就在眼前：单价够低了，但因为缺网络化管理与可持续商业模式，二十年没能长成运营级网络。无源物联网补上了“网”这一环，商业模式这一环仍待证明——这是观点判断，不是事实陈述。 ## 八、结语 无源物联网是 5G-A 家手里最便宜、也最容易被低估的一张牌。它的商用首秀没有 5G-A 载波聚合那样的速度光环，只是一个仓库的 9000 平米、几个冷冰冰的效率数字。但通信行业真正的大跃迁往往长这样：把电池删掉，把终端价格打到十分之一美元，把 RFID 二十年没能联网的万亿物品接入受管的蜂窝网络。 给同行的三个建议：跟踪 R20 工作项对空口与协议栈的定稿节奏；盯芯片厂商的量产时间表（中国移动已在公开表态中把芯片合作列为下一步）；如果你在仓配、冷链、制造行业，这个技术值得放进下一个网络规划周期——不是因为先进，而是因为它第一次让“给每件物品发一张电话卡”在经济上成立了。 ## 参考来源 1. [China Launches 5G-A Passive IoT Supply Chain Project](https://en.sasac.gov.cn/2026/01/30/c_20362.htm) — 国务院国资委英文官网：中国移动广东全国首个 5G-A 无源物联网供应链项目，本文商用数据主锚点 2. [3GPP TR 38.769: Study on solutions for Ambient IoT in NR](https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=4285) — 3GPP 官方门户：R19 无线侧研究报告，状态 Under change control 3. [ETSI TS 138 191 V19.0.0: NR; Ambient IoT device radio transmission and reception](https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/138100_138199/138191/19.00.00_60/ts_138191v190000p.pdf) — ETSI 官方：首个无源物联网终端射频规范 4. [Ambient IoT in 6G: Zero-Energy Devices and Backscatter Communication](https://www.5g6gacademy.com/learn/6g-ambient-iot) — 5G/6G Academy 教程：设备分级、链路预算算例与竞品对比数据来源 5. [Ambient IoT in 3GPP Release 19: A Survey (IEEE)](https://ieeexplore.ieee.org/document/10924971) — IEEE 综述论文：R19 技术基础与设备形态学术梳理 6. [Generation-Agnostic Zero-Energy Devices for Sustainable Connectivity (arXiv 2511.09372)](https://arxiv.org/pdf/2511.09372) — arXiv 论文：代际无关零功耗设备与环境反向散射前沿方向 --- > 本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵**爱卫生**（微信ID: gprshome201101）维护，聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 > 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。 > [!tip] 51学通信知识星球 > **星主：爱卫生**（微信：gprshome201101）——公众号「51学通信」创办者，19 年通信行业运维与讲师经验，著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书（各大电商平台有售）。 > **星球定位**：深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域，主打运维岗位与信令分析。 > **当前规模**：5200 篇主题 / 990 个回答，198 元/年。 > **加入福利**：加入星球后请加爱卫生微信，拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题，另有群内分享。 > **AI 加持**：51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy，使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例，做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。